Upload
aisyah-aizh
View
104
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
dasistel
Citation preview
DASAR SISTEM TELEKOMUNIKASI
STANDAR KOMPETENSI
Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa diharapkan dapat memahami
dan menganalisa dasar-dasar permasalahan dan karakteristik dari sistem
komunikasi analog dan sistem komunikasi digital.
PRILAKU AWAL MAHASISWA
Mahasiswa telah memiliki dasar-dasar dalam penggunaan rumus-rumus
trigonometri seperti sinus, kosinus, tangen, perkalian kosinus dengan
kosinus, perkalian sinus dengan sinus, perkalian kosinus dengan sinus.
Mahasiswa masih banyak yang belum paham konsep kawasan waktu dan
kawasan frekuensi, serta belum pernah praktikum tentang bentuk gelombang
termodulasi.
TINJAUAN MATA KULIAH
Deskripsi Mata Kuliah
Mata kuliah dasar sistem telekomunikasi ini membahas tentang dasar-
dasar dan karakteristik sistem telekomunikasi analog dan sistem telekomunikasi
digital serta berbagai contoh aplikasi secara umum. Pembahasan pada buku ini
dimulai dari pemahaman tentang gambaran sinyal dalam sistem komunikasi yang
diwakili oleh penggambaran parameter arus, tegangan, dan frekuensi dari
gelombang sinusoidal. Bagian awal memberikan ilustrasi sederhana dari sistem
komunikasi analog dan sistem komunikasi digital dengan melalui pendekatan
bentuk blok diagram serta uraian tentang karakteristik media udara untuk
komunikasi.
Pembahasan kompetensi kedua meliputi dasar-dasar sistem komunikasi
analog yang terbagi secara berurutan modulasi AM, DSB, FM, PM ,dan SSB.
Parameter yang ditinjau pada modulasi analog ini meliputi ilustrasi dan analisis
gelombang termodulasi baik pada kawasan waktu maupun pada kawasan
frekuensinya, indeks modulasi, serta efisiensinya.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 1
Pembahasan kompetensi ketiga dan keempat masing-masing meliputi
ilustrasi dan analisa dasar sistem telepon dan sistem telegraf. Sistem telepon
membahas tentang sistem persambungan sentral telepon dan perkembangannya,
sedangkan sistem telegraf membahas tentang jenis dan prinsip pengiriman dan
penerimaannya serta metode pelarikan gambar.
Pembahasan kompetensi kelima berisi tentang dasar-dasar sistem televisi,
spektrum dasar isyarat TV dan proses pemayarannya, serta perkembangan dan
standar televisi digital. Pada kompetensi kelima dibahas tentang prinsip dari
sistem komunikasi digital, pengubahan isyarat analog menjadi digital, prinsip
penjamakan pembagian waktu, dan ilustrasi modulasi digital.
Pembahasan kompetensi ketujuh dan kedelapan masing-masing
membahas tentang dasar sistem komunikasi satelit dan dasar sistem komunikasi
bergerak. Dasar sistem komunikasi satelit membahas jenis, parameter dan
ketinggian orbit satelit buatan, pengaturan penjamakan FDMA dan TDMA dalam
komunikasi satelit. Dasar sistem komunikasi bergerak membahas tentang
perkembangan sistem radio bergerak, konsep sistem komunikasi bergerak serta
spesifikasi dan perbandingan beberapa sistem komunikasi bergerak yang ada di
dunia.
Tujuan Mata Kuliah
Mata kuliah ini bertujuan memberi bekal pada mahasiswa agar mampu
memahami dan menganalisa konsep dasar sistem komunikasi analog dan sistem
komunikasi digital, mampu memahami dan menganalisa dasar sistem telepon,
mampu memahami dan menganalisa dasar sistem telegraf, mampu memahami
dan menganalisa dasar sistem televisi, mampu memahami dan menganalisa
dasar sistem komunikasi digital sederhana, mampu memahami dan menganalisa
dasar sistem komunikasi satelit, mampu memahami dan menganalisa dasar
sistem komunikasi bergerak.
Kegunaan Mata Kuliah Bagi Mahasiswa
Dengan dikuasainya mata kuliah ini, mahasiswa akan memiliki dasar yang
kuat untuk memahami dan menganalisa perangkat sistem komunikasi yang lebih
kompleks. Kemampuan yang diperoleh bila dipadukan dengan praktikum yang
diberikan pada semester berikutnya akan cukup memberikan bekal dalam
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 2
mengembangkan dan menganalisa spesifikasi peralatan yang tepat untuk
keperluan sistem komunikasi secara khusus.
Petunjuk Penggunaan Bagi Mahasiswa
Buku ajar ini disusun dengan sistematika berurutan yang dibagi ke dalam
dua kelompok utama, sistem komunikasi analog dan sistem komunikasi digital.
Urutan bab-bab sedapat mungkin disesuaikan dengan alur / pola pikir yang runut,
dengan asumsi bahwa pemahaman sistem digital akan lebih mudah bila sudah
paham sistem analog.
Pola pembahasan pada bab 1 sebaiknya dilakukan secara berurutan, dan
sebaiknya didukung pemahaman yang cukup tentang rumus trigonometri dan
operasi matematikanya. Selesai pembahasan bab satu sebaiknya terus berlanjut
ke bab 2 sampai tuntas, sedangkan bab 3 dan 4 urutannya dapat dipertukarkan
dan tidak saling mempengaruhi secara langsung.
Bab 5 merupakan perubahan / transisi pola pikir dari sistem analog menjadi
pola pikir digital, dengan kata lain merupakan jembatan antara sistem analog dan
sistem digital. Dari bab 5 sebaiknya berlanjut ke bab 6 tentang sistem komunikasi
digital dan ilistrasinya. Diharapkan setelah memahami bab 6 tersebut pola
pemahaman sistem digital sudah mapan. Pembahasan pada bab 7 dan 8 dapat
dipertukarkan dan tidak saling mempengaruhi secara langsung.
Selanjutnya apabila diperlukan pengembangan dan pengertian yang lebih
terperinci dapat ditelusuri melalui beberapa referensi dan web yang sudah dirujuk.
Sedangkan penyajian grafik-grafik sebagian besar dibuat dari scrip matlab,
sehingga apabila diinginkan modifikasi grafik dapat diubah melalui matlab editor
dan mengeksekusinya dengan program matlab.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 3
BAB I
KONSEP DASAR SISTEM TELEKOMUNIKASI ANALOG DAN DIGITAL
KOMPETENSI DASAR
Mahasiswa dapat memahami konsep dasar sistem komunikasi analog dan
sistem komunikasi digital, memahami blok diagram kedua sistem serta mengerti
fungsi setiap blok pada blok diagram sistem komunikasi analog dan sistem
komunikasi digital.
INDIKATOR
Mahasiswa memahami konsep arus, tegangan, dan frekuensi
Mahasiswa memahami fungsi blok diagram sistem komunikasi analog
Mahasiswa memahami fungsi blok diagram sistem komunikasi digital
Mahasiswa memahami jenis-jenis komunikasi
Mahasiswa memahami sifat-sifat propagasi gelombang radio
Mahasiswa memahami permasalahan telekomunikasi secara umum
PENDAHULUAN
Bab ini menyajikan materi konsep dasar sistem komunikasi, baik analog
maupun digital, penyajian dimulai dengan menghadirkan pemahaman tentang
konsep tegangan / arus dengan parameter frekuensinya ditinjau pada kawasan
waktu dan kawasan frekuensi. Untuk memudahkan pemahaman pemaparan
diberikan dalam bentuk blok diagram secara utuh dari sisi pengirim sampai ke sisi
penerima, juga membahas tentang fungsi setiap bloknya. Pada bab ini disisipkan
pula karakteristik dari media udara sebagai penghubung antara pemancar dan
penerima.
Diharapkan dengan mempelajari sub bahasan bab ini mahasiswa dapat
lebih memahami parameter tegangan dan frekuensi serta menambahi wawasan
baru tentang kawasan frekuensi, selain kawasan waktu yang selama ini masuk
dalam pola pikirnya. Dengan adanya bab 1 ini mahasiswa dapat menggambarkan
sketsa sinyal ditinjau dari kawasan waktu dan ditinjau dari kawasan frekuensi.
Kawasan frekuensi sangat berguna dalam memahami dasar sistem komunikasi
analog pada bab 2, lebih lanjut dapat memahami fungsi pemfilteran sinyal analog.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 4
Pemfilteran tidak dibahas secara mendalam pada bab ini, tetapi hanya secara
ringkas fungsinya adalah seperti jendela. Pemandangan yang luas di luar gedung
hanya akan terlihat sebagian bila kita berada dibelakang jendela, dan
pembahasan yang lebih rinci ada pada mata kuliah Pemrograman Sinyal Digital.
Sistem telekomunikasi pada prinsipnya terbagi menjadi dua kelompok,
sistem analog dan sistem digital. Pada sistem analog baik masukan, proses
maupun keluaran berupa sinyal analog, sedangkan pada sistem digital masukan
yang berupa sinyal analog diubah menjadi sinyal digital atau sinyal biner (ditandai
dengan sinyal beramplitudo +A dan –A) kemudian keluarannya diubah lagi
menjadi sinyal analog sesuai dengan bentuk sinyal masukannya.
A. Kawasan Waktu Dan Kawasan Frekuensi
Pada dasarnya sinyal secara umum merupakan kuantitas fisik yang
berubah terhadap waktu dan membawa informasi. Dengan demikian suatu sinyal
dapat dinyatakan dalam bentuk audio, visual, atau paparan lainnya yang
mengandung arti. Dalam bidang elektro biasanya informasi diubah ke dalam
gelombang listrik atau gelombang elektromagnetik. Gelombang listrik ditandai
dengan besaran arus atau besaran tegangan, sedangkan gelombang
elektromagnetik ditandai oleh besaran medan magnet dan medan listrik.
Dua parameter yang menyertai gelombang listrik atau gelombang
elektromagnetik adalah besaran magnitudo dan besaran frekuensinya. Untuk
sinyal yang berbentuk sinusoidal tunggal dan murni, besaran magnitudo terhadap
perubahan waktu maupun besaran frekuensinya dapat dengan mudah diketahui
dari bentuk sinyalnya, namun apabila komponen sinyal pembentuknya bukan
sinyal sinusoidal tunggal maka frekuensi yang menyertainya tidak akan bisa
langsung terlihat dari bentuk sinyal pada kawasan waktu. Dalam kondisi
komponen sinyal pembentuknya tidak tunggal, akan mudah menganalisanya bila
diubah ke dalam kawasan frekuensi.
1. Kawasan Waktu
Dalam kawasan waktu, suatu gelombang listrik yang merupakan
representasi dari kwantitas fisik tertentu digambarkan oleh perubahan besaran
amplitudo terhadap perubahan waktu. Dalam koordinat kartesian, sumbu absis
menyatakan posisi perubahan waktu relatif terhadap referensi waktu awal nol
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 5
dengan satuan detik, sedangkan sumbu ordinat menyatakan perubahan
magnitudo sinyal dari waktu ke waktu.
Untuk sinyal periodik, misalnya sinusoidal, perubahan besaran
amplitudonya selalu berulang pada periode tertentu yang disebut dengan
waktu periode, dengan simbol T. Apabila sinyalnya sinusoidal tunggal, maka
dalam satu detik ada pengulangan bentuk sebanyak f kali yang biasanya
disebut dengan frekuensi sinyal. Hubungan antara frekuensi f dan periode T
tersebut dapat dinyatakan dengan :
(1.1)
Sinyal yang bukan sinus murni selalu dapat diurai dengan jumlahan dari
beberapa sinyal sinusoidal dengan frekuensi yang berbeda-beda. Berikut ini
diperlihatkan beberapa bentuk sinyal sederhana dalam kawasan waktu :
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 6
Gambar 1.1. Gelombang sinusoidal dengan frekuensi 0,5, 1, dan 2 Hz
Pada gambar 1.1. tersebut, bagian atas merupakan sinyal DC yang tidak laian
adalah sinyal cosinus dengan frekuensi 0 Hz dan amplitudonya 10 volt dan -10
volt, yang membentuk sinyal kotak dengan periode 2 detik atau frekuensinya
0,5 Hz. Gambar yang ditengah merupakan sinyal sinus tunggal dengan
periode 1 detik atau frekuensi 1 Hz, sedangkan gambar yang dibawah
merupakan sinyal sinus tunggal dengan periode 0,5 detik atau frekuensi 2 Hz.
Pada gambar 1.2. tersebut, gambar bagian atas merupakan sinyal sinus
tunggal dengan periode 0,33 detik atau frekuensi 3 Hz, sedangkan gambar
yang dibawah merupakan sinyal sinus tunggal dengan periode 0,25 detik atau
frekuensi 4 Hz. Pada gambar 1.1 dan gambar 1.2 tersebut amplitudo puncak
dari sinyal sinus tunggal adalah tetap 1 volt, tetapi frekuensinya bervariasi.
Tampak pada grafik bahwa semakin besar frekuensinya, maka osilasinya
semakin rapat.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 7
Gambar 1.2. Gelombang sinusoidal dengan frekuensi 3 Hz dan 4 Hz
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 8
Gambar 1.3. Jumlahan sinyal kotak dan sinus dengan amplitudo sama
Gambar 1.4. Jumlahan sinyal kotak dan sinus dengan amplitudo bervariasi
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 9
Gambar 1.5. Sinyal sinus dengan frekuensi 1 Hz dan amplitudo berbeda
Gambar 1.6. Sinyal sinus dengan frekuensi 2 Hz dan amplitudo berbeda
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 10
Arah putar
360°180°0°
7
6
5
4
3
2
1
0
5
4
3
6
7
2
1
8
0 8
90° 270°
Amplitudo = A
Proyeksi pada gelombang sinusoidal
Gambar 1. 8. Proyeksi sudut fase ke dalam gelombang sinusoidal
Gambar 1.7. Ilustrasi sinyal jala-jala listrik rumah tangga satu fase
Sinyal sinus tunggal dapat diilustrasikan dengan lingkaran putar,
dengan proyeksinya merupakan sudut fase (perbedaan fase terhadap titik
awal) seperti pada gambar 1.8. dan secara matematis dapat dinyatakan
dengan persamaan sebagai berikut :
(1.2)
dengan : y (t) = amplitudo sinyal pada titik yang ditinjau
A = amplitudo maksimum dari sinyal
f = frekuensi sinyal, Hz
t = waktu tinjau, detik
= sudut fase, rad
2. Kawasan Frekuensi
Kadang-kadang lebih bermanfaat apabila sinyalnya bukan sinus tunggal
dengan menyatakan perubahan frekuensi pada sumbu horizontal dan
perubahan amplitudo pada sumbu vertical. Pada koordinat semacam ini
variable frekuensi dipandang sebagai variabel bebas, sehingga sering disebut
dengan kawasan frekuensi. Dalam bidang elektro, penggambaran grafik
amplitudo terhadap frekuensi sering disebut dengan spektrum frekuensi,
dimana variabel amplitudonya diambil harga absolutnya. Untuk memudahkan
pemahaman disini diberikan beberapa ilustrasi grafik.
Gambar 1.9. adalah ilustrasi sinyal pada kawasan waktu, dimana
selubungnya mempunyai componen frekuensi 1 Hz dan 2 Hz, sedangkan
sinyal yang di dalam mempunyai componen frekuensi 13, 14, 15, 16, 17 Hz.
Dalam grafik tersebut kita sulit menentukan componen frekuensinya, untuk itu
akan lebih bermakna bila digambarkan dalam kawasan frekuensi.
Gambar 1.10. adalah ilustrasi sinyal pada kawasan frekuensi, dimana
bentuk matematisnya adalah sbb :
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 11
Contoh 1.1.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 12
Gambar 1.9. Ilustrasi sinyal termodulasi amplitude kawasan waktu
Gambar 1.10. Ilustrasi sinyal termodulasi amplitude kawasan frekuensi
Gelombang sinusoidal mempunyai amplitudo maksimum 5 volt dan kecepatan
sudut 27 rad / detik. Sinyal tersebut mendahului titik referensi dengan 300 .
Tuliskan persamaan tegangan sesaat, dan berapakah frekuensinya ?
Jawab
Kita samakan dulu satuan dari kecepatan sudut dan sudut fasenya, dengan
mengkonversi sudut fase ke dalam satuan radian :
diperoleh :
sedangkan frekuensinya adalah :
B. Blok Diagram Sistem Komunikasi Analog
Telekomunikasi adalah suatu kegiatan menyalurkan informasi dari suatu
titik (sumber informasi / source) ke titik lain (penerima informasi / sink). Informasi
harus dikonversikan ke dalam wujud fisis yang dapat ditangani oleh peralatan
yang ada dan disesuaikan dengan sifat media penghantarnya. Dalam
mengkonversi sinyal informasi harus sesuai dengan ketahanan peralatannya serta
dimensi dari alat itu sendiri, ada yang sesuai pada frekuensi rendah, frekuensi
menengah, maupun frekuensi tinggi, baik dalam bentuk sinyal listrik atau
gelombang elektromagnetik. Secara umum blok diagram untuk sistem komunikasi
analog dapat diilustrasikan seperti gambar 1.11.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 13
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Analog
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Analog
Media Transmisi
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Analog
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Analog
Media Transmisi
Berdasarkan gambar 1.11 tersebut dapat diurakan secara singkat fungsi
tiap komponen penyusun blok diagram sistem komunikasi analog sebagai berikut :
Sumber informasi : memberikan informasi sinyal masukan, dapat dalam
bentuk audio, video, maupun bentuk fisis lainnya
Transduser input : mengubah informasi masukan (audio,video) menjadi
isyarat elektris sesuai dengan karakteristik komponen elektronika
peralatannya.
Modulator analog : memodifikasi dan menyesuaikan isyarat pembawa
proporsional pada perubahan isyarat elektris masukan dengan media transmisi
yang digunakan, misalnya gelombang radio
Media Transmisi : dapat berupa kabel maupun non-kabel
Proses di penerima pada dasarnya adalah kebalikan dari proses di
pengirim, dengan kata lain sistem komunikasi adalah simetris antara sisi pengirim
dan sisi penerima dengan garis cerminnya adalah media yang digunakan untuk
menyalurkan informasi. Beberapa sifat media transmisi yang merugikan
diantaranya :
Peredaman : biasanya sangat kecil, tetapi dapat pula besar
Distorsi : respon terhadap isyarat tidak sempurna, sifat distorsi adalah
jika isyarat tidak ada maka distorsi hilang.
Interferensi : gangguan oleh isyarat lain terhadap media transmisi,
walaupun isyarat ditiadakan interferensi tetap ada.
Derau : gangguan dari dalam maupun luar mediatransmisi yang
tidak dapat diramalkan
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 14
Gambar 1.11. Blok Diagram Sistem Komunikasi Analog
Secara umum bentuk isyaratnya pada setiap node dapat dideskripsikan seperti
gambar 1.12.
C. Blok Diagram Sistem Komunikasi Digital
Pada dasarnya blok diagram sistem komunikasi digital sama dengan sistem
yang analog, tetapi proses modulatornya adalah digital. Mengingat proses
modulasinya dalam bentuk digital, maka sebelum dimodulasi isyarat listrik
keluaran transduser masukan harus diubah dulu menjadi urutan biner. Media
udara adalah kwantitas fisis nyata yang bersifat analog, maka sebelum masuk
media harus dianalogkan lagi, dengan kata lain di media sinyalnya adalah analog
yang merepresentasikan urutan digital. Secara umum blok diagram untuk sistem
komunikasi digital dapat diilustrasikan seperti gambar 1.13.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 15
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Analog
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Analog
Media Transmisi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang pemodulasi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
detik
Am
plitu
do (
volt )
Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi plus noise
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang pemodulasi plus noise
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Analog
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Analog
Media Transmisi
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Analog
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Analog
Media Transmisi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang pemodulasi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang pemodulasi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
detik
Am
plitu
do (
volt )
Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi plus noise
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
detik
Am
plitu
do (
volt )
Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi plus noise
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang pemodulasi plus noise
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang pemodulasi plus noise
Gambar 1.12. Fungsi blok diagram sistem komunikasi analog
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Digital
Media Transmisi
Source Encoder
KanalEncoder
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Digital
Source Decoder
KanalDecoder
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Digital
Media Transmisi
Source Encoder
KanalEncoder
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Digital
Source Decoder
KanalDecoder
Berdasarkan gambar 1.13 tersebut dapat diurakan secara singkat fungsi
tiap komponen penyusun blok diagram sistem komunikasi digital sebagai berikut :
Sumber informasi : memberikan informasi sinyal masukan, dapat dalam
bentuk audio, video, maupun bentuk fisis lainnya
Transduser input : mengubah informasi masukan (audio,video) menjadi
isyarat elektris sesuai dengan karakteristik komponen elektronika
peralatannya.
Source encoder : mengubah isyarat elektris menjadi urutan kode biner
Kanal encoder : menambahkan bit-bit khusus untuk mengurangi bit
error pada penerima
Modulator analog : memodifikasi dan menyesuaikan isyarat pembawa
proporsional pada perubahan isyarat elektris masukan dengan media transmisi
yang digunakan, misalnya gelombang radio
Media Transmisi : dapat berupa kabel maupun non-kabel
Proses di penerima pada dasarnya adalah kebalikan dari proses di pengirim,
dengan kata lain sistem komunikasi adalah simetris antara sisi pengirim dan sisi
penerima dengan garis cerminnya adalah media yang digunakan untuk
menyalurkan informasi. Secara umum bentuk isyaratnya pada setiap node dapat
dideskripsikan seperti gambar 1.14.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 16
Gambar 1.13. Blok diagram sistem komunikasi digital
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Digital
Media Transmisi
Source Encoder
KanalEncoder
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Digital
Source Decoder
KanalDecoder
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plitu
do (
vol
t )
Gelombang pemodulasi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang pemodulasi plus noise
Kodebiner
Kodebiner
Kodebiner
Kodebiner
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Digital
Media Transmisi
Source Encoder
KanalEncoder
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Digital
Source Decoder
KanalDecoder
SumberInformasi
Transducer Input
Modulator Digital
Media Transmisi
Source Encoder
KanalEncoder
PenerimaInformasi
Transducer Output
Demodulator Digital
Source Decoder
KanalDecoder
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plitu
do (
vol
t )
Gelombang pemodulasi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plitu
do (
vol
t )
Gelombang pemodulasi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang pemodulasi plus noise
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
detik
Am
plit
udo (
volt )
Gelombang pemodulasi plus noise
Kodebiner
Kodebiner
Kodebiner
Kodebiner
D. Jenis-jenis Komunikasi
Berdasarkan arah interaksinya, dikenal komunikasi simpleks, dupleks paruh
( half duplex ), dan dupleks penuh (full duplex ).
Komunikasi simpleks adalah komunikasi satu arah, contohnya adalah siaran
radio, siaran televisi.
Komunikasi dupleks paruh adalah komunikasi dua arah tetapi dilakukan
bergantian antara pengirim dan penerima, misalnya radio antar penduduk (CB,
Citizens Band)
Komunikasi dupleks penuh adalah komunikasi dua arah yang dapat dilakukan
secara serentak antara pengirim dan penerima, contohnya komunikasi melalui
telepon.
Berdasarkan media penyaluran isyarat informasi, maka komunikasi dapat
dibedakan atas :
Komunikasi dengan kabel (wireline), contohnya adalah kawat tembaga dan
serat optik.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 17
Gambar 1.14. Fungsi blok diagram sistem komunikasi digital
Komunikasi dengan tanpa kabel (wireless), contohnya komunikasi radio,
komunikasi televisi, komunikasi satelit, komunikasi selular.
E. Propagasi Gelombang Radio
Propagasi berkaitan dengan permasalahan yang menyentuh pengetahuan
yang berhubungan dengan pancaran gelombang radio, sedangkan transmit
adalah proses memancarkan gelombang radio yang ditumpangi oleh masukan
audio. Gelombang radio diterima oleh receiver lawan bicara kita dan oleh receiver
gelombang radionya dihilangkan dan masukan audio ditampung lewat speaker.
1 Sifat Propagasi Gelombang Radio
Gelombang radio mempunyai sifat seperti cahaya, ia dapat dipantulkan,
dibiaskan, direfraksi dan dipolarisasikan. Kecepatan rambatanya sama dengan
kecepatan sinar ialah 300.000 km tiap detik Gelombang radio high frequency
dari Indonesia bisa sampai di Amerika Serikat yang terletak dibalik bumi,
WHY ?
Di angkasa luar, ialah di luar lapisan atmosfir bumi terdapat lapisan
yang dinamakan ionosfir, yaitu suatu lapisan gas yang terionisasi sehingga
mempunyai muatan listrik. Lapisan ionosfir berbentuk kulit bola raksasa yang
menyelimuti bumi, lapisan ini dapat berpengaruh kepada jalannya gelombang
radio. Pengaruh-pengaruh penting dari ionosfir terhadap gelombang radio
adalah bahwa lapisan ini mempunyai kemampuan untuk membiaskan dan
memantulkan gelombang radio.
Kapan gelombang radio itu dipantulkan dan kapan gelombang radio
dibiaskan atau dibelokkan tergantung kepada frekuensinya dan sudut datang
gelombang radio terhadap ionosfir. Frekuensi gelombang radio yang mungkin
dapat dipantulkan kembali adalah frekuensi yang berada pada range Medium
Frequency (MF) dan High Frequency (HF). Gelombang radio pada Very High
Frequency (VHF) dan Ultra High Frequency (UHF) atau yang lebih tinggi,
secara praktis dapat dikatakan tidak dipantulkan oleh ionosfir akan tetapi
hanya sedikit dibiaskan dan terus laju menghilang ke angkasa luar.
Gelombang radio yang menghilang ke angkasa luar dalam istilah propagasi
dikatakan SKIP.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 18
Tabel 1.1 dan gambar 1.15. mengilustrasikan pembagian frekuensi dan
fenomena propagasi gelombang radio.
Tabel 1.1. Pembagian Frekuensi
Gelombang radio pada range MF dan HF dapat dipantulkan oleh
ionosfir, maka gelombang yang dipancarkan ke udara dapat balik lagi ke bumi
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 19
Gambar 1.15. Model Propagasi Gelombang Radio MF dan HF
di tempat yang cukup jauh. Oleh bumi gelombang tadi dapat dipantulkan lagi
balik ke angkasa dan oleh ionosphere dipantulkan ulang balik ke bumi. Dengan
pantulan bolak balik ini, maka gelombang radio dapat mencapai jarak sangat
jauh dan dengan demikian dapat mencapai belahan bumi di balik sana.
2 Hubungan Frekuensi Gelombang Radio dan Pantulan
Makin tinggi frekuensi gelombang radio, dapat dikatakan secara praktis
makin sulit dipantulkan oleh ionosfir Makin tinggi frekuensi gelombang radio,
agar dapat dipantulkan oleh ionosfir diperlukan sudut yang makin kecil.
Dengan sudut pantul yang kecil tersebut jarak capai pantulannya ke bumi
makin jauh. Pada Very High Frequency sudut pantul yang diperlukan sangat
kecil sehingga secara praktis tidak mungkin dilakukan.
MUF (maximum useable frequency) adalah frekuensi tertinggi yang
dapat digunakan untuk komunikasi antara dua buah titik di permukaan bumi.
OWF (optimum working frequency) adalah frekuensi optimal untuk komunikasi
antara dua buah titik di permukaan bumi dengan sudut datang bI ,dengan
frekuensinya 15 % dibawah MUF. Fenomena adanya pantulan ionosfir
berdasarkan frekuensinya terlihat pada gambar 1.16.
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 20
Gambar 1.16. Sudut pantul berbagai frekuensi
b
if = MUF
f < MUF
f > MUF
Ket : sudut elevasi dijaga konstan, frekuensi dibuat bervariasi
b
if = MUF
f < MUF
f > MUF
Ket : sudut elevasi dijaga konstan, frekuensi dibuat bervariasi
Gambar 1.17 memperlihatkan fenomena pengaruh perubahan frekuensi
terhadap pantulan ionosfir, dengan menjaga sudut elevasi konstan. Frekuensi
dibawah MUF , gelombang dipantulkan oleh lapisan ionosfir pada titik yang lebih
rendah dari titik pantul lapisan ionosfir untuk frekuensi MUF. Frekuensi diatas
MUF , pembiasan gelombang tidak cukup kuat untuk membawa kembali
gelombang ke bumi.
Gambar 1.18 memperlihatkan fenomena pengaruh perubahan sudut
elevasi terhadap pantulan ionosfir, dengan menjaga frekuensinya konstan. Sudut
elevasi kurang dari sudut kritis , gelombang dipantulkan oleh lapisan ionosfir
pada titik yang lebih rendah dari titik pantul untuk frekuensi MUF. Sudut elevasi
lebih dari sudut kritis, pembiasan gelombang tidak cukup kuat untuk membawa
kembali gelombang ke bumi.
Ionosfir yang menyelimuti bumi kita ini dapat terdiri atas beberapa lapis,
antara lain yang disebut lapisan D, E dan lapisan F. Lapisan D adalah lapisan
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 21
Gambar 1.17. Pengaruh perubahan frekuensi, sudut elevasi konstan
b
Ket : frekuensi dijaga konstan, sudut elevasi dibuat bervariasi
f = MUFb
Ket : frekuensi dijaga konstan, sudut elevasi dibuat bervariasi
f = MUF
Gambar 1.18. Pengaruh perubahan sudut elevasi, frekuensi konstan
yang paling rendah, sedangkan E adalah lapisan di atasnya dan disusul dengan
lapisan F yang merupakan lapisan teratas. Tinggi lapisan F adalah sekitar 280
kilometer sedangkan lapisan E sekitar 100 kilometer diatas permukaan bumi.
Pada siang hari lapisan F terpecah menjadi dua ialah F1 dan F2 masing-
masing mempunyai ketinggian sekitar 225 kilometer dan 320 kilometer.
Sedangkan pada malam hari kedua lapisan tersebut bergabung lagi menjadi satu
lapisan tunggal ialah lapisan F. Lapisan F inilah yang mempunyai arti penting
dalam pancaran gelombang radio teresterial, dimana komunikasi jarak jauh
bersandar kepada kondisi lapisan ini.
Kesempurnaan pemantulan yang dilakukan oleh lapisan ionosfir cenderang
tergantung kepada kesempurnaan ionisasi dari lapisan tersebut. Lapisan ionosfir
yang terion secara sempurna merupakan lapisan yang masif dan mempunyai
daya pantul cukup baik pada gelombang radio. Kondisi propagasi pada malam
hari dalam keadaan normal sehari-hari pada umumnya cenderung lebih baik
daripada siang hari. Siang hari terjadi lapisan ionosfir tambahan (lapisan D) yang
terionisasi kurang sempurna sehingga menghambat pantulan gelombang radio
kembali ke bumi.
F. Permasalahan Telekomunikasi
Pada mulanya dengan ditemukannya berbagai sarana telekomunikasi
maka muncul berbagai tuntutan seiring dengan kebutuhan dan perkembangan
manusia, Tuntutan tersebut antara lain :
• Luas daerah pelayanan
• Aneka ragam fasilitas (feature)
• Efisiensi dan efektifitas
• Kecepatan penyampaian informasi
• Keselamatan / keamanan informasi
Secara singkat tuntutan pelanggan mencakup segi kuantitas dan kualitas.
Pada sisi peralatan komunikasinya harus ada kompromi yang tepat antara
keandalan, efisiensi bandwidth dan nilai ekonomisnya.
Rangkuman Materi Bab I
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 22
1. Suatu sinyal sinusoidal tunggal dapat dianalisa pada kawasan waktu, baik
besaran amplitudo maupun besaran frekuensinya. Besaran amplitude dapat
dilihat secara langsung pada grafik, sedangkan besaran frekuensinya dianalisa
dengan menghitung jumlah siklus periodiknya selama satu detik (atau dengan
cara melihat periode sinyal satu siklus dan frekuensinya dihitung dari formula
dengan satuan 1/detik atau Hz.
2. Suatu sinyal yang merupakan jumlahan komponen sinusoidal dengan
frekuensi dan amplitudo bervariasi, tidak dapat secara langsung dianalisa
komponen frekuensinya, untuk itu bentuk sinyal harus ditinjau dalam kawasan
frekuensi yang menggambarkan besaran amplitude terhadap frekuensi.
3. Suatu sinyal sinusoidal yang mempunyai sudut fase tertentu, bentuk grafiknya
tidak dimulai dari titik nol, tetapi seolah-olah sumbu vertikalnya digeser ke
proyeksi sudut tersebut.
4. Ditinjau dari blok diagram sistem komunikasi, baik sistem analog maupun
sistem digital, diantara pengirim dan penerima fungsinya selalu simetris pada
blok media dengan fungsi yang saling berkebalikan.
5. Semakin tinggi gelombang elektromagnetik yang menjalar pada media udara
melalui ionosfir mempunyai sifat semakin sulit dipantulkan, dan mempunyai
kecenderungan diserap.
6. Ada besaran frekuensi kritis yang masih dapat dipantulkan oleh ionosfir yang
disebut dengan Maksimum Useable Frekuensi dan frekuensi optimum yang
dapat digunakan untuk komunikasi melalui media ionosfir yang disebut dengan
Optimum Workable Frekuensi.
7. Secara umum setiap peralatan telekomunikasi harus dirancang sesuai dengan
urgensinya antara keandalan, efisiensi bandwidth, dan nilai ekonomisnya. Ada
kalanya lebih dipentingkan faktor keandalannya apabila menyangkut informasi
yang bersifat rahasia. Ada juga peralatan yang mementingkan efisiensi
bandwidth, dan juga ada yang mementingkan segi ekonomis dengan sedikit
mengabaikan factor keandalan dan bandwidth.
Penutup
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 23
Tes Formatif bab 1
1. Apakah fungsi dari transduser pada sistem komunikasi ? Sebutkan jenis dari
beberapa transduser yang ada dalam bidang elektro.
2. Tuliskan persamaan tegangan sesaat dari gelombang sinusoidal yang
mempunyai tegangan maksimum 25 volt dan frekuensi 200 kHz. Asumsikan
gelombang tersebut tertinggal dengan sudut fase 400 . tentukan pula tegangan
sesaat saat t = 1,45 µs.
3. Bandingkan pengertian kawasan waktu dan kawasan frekuensi. Berikan
contoh peralatan yang digunakan pada kawasan waktu dan peralatan yang
digunakan pada kawasan frekuensi.
4. Bandingkan spektrum frekuensi sinyal yang periodik / sinusoidal tunggal dan
sinyal yang tidak periodik / sinusoidal jamak.
5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Maksimum Usable Frekuensi dan
Optimum Workable Frekuensi. Jelaskan pula pengaruh dari sudut elevasi
gelombang yang terpancar ke ionosfir terhadap gelombang pantulan.
6. Mengapa lapisan ionosfir dapat memantulkan gelombang elektromagnetik ?
Tindak Lanjut
Untuk memahami materi bab 1 secara lebih mendalam, bisa dicoba
merujuk pada buku-buku referensi yang sudah ada dan tidak menutup
kemungkinan ditambah dengan bahan yang diperoleh secara bebas yang
berkaitan dengan materi tersebut. Sedangkan pemahaman gambar-gambar grafik
pada kotak-kotak blok diagram, baik pada sistem analog maupun sistem digital
dapat diperdalam pada bab 2 tentang dasar sistem komunikasi analog serta bab 6
tentang dasar sistem komunikasi digital. Apabila diinginkan memodifikasi grafik-
grafik yang sudah ditampilkan dapat merujuk pada sintak perangkat lunak Matlab,
baik pada mode data flow (mode .m file) maupun mode clock flow (mode
simulink). Akhir kata penyusun ucapkan selamat membaca dan mencoba.
Daftar Pustaka
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 24
1. Dennis Roddy & John Coolen, 1995, Electronic Comm. System, Fourth Ed,
Prentice Hall Inc.
2. David Buchla & Wayne Mc Lachlan, 1992, Applied Electronic Instrumentation
and Measurement, Prentice Hall Inc.
3. Kennedy & Davis, 1993, Electronic Comm. System, Fourth Ed, Mc Graw Hill
4. MS Iqbal, 2001, Diktat dasar Telkom. Jurusan Teknik Elektro FT, Unram,
5. Perangkat Lunak ” Matlab 7.1 ”
Buku Ajar Pelatihan AA Juni 2008 Halaman 25