SISTEM TELEKOMUNIKASIDosen : Ir. Sulaeman , MM

PERTEMUAN KE 1 :

GAMBARAN SISTEM TELEKOMUNIKASI

3 FEBRUARI 2014

SISTIM PENILAIAN

• Wajib hadir 100%. Absen maksimum 3 X, diatas 3 tidak diperkenankan ikut ujian.

• Bobot penilaian ; 30% tugas, 30% Ujian Tengah Semester(UTS), dan 40% Ujian Akhir Semester(UAS).

• Pembagian kelompok menjadi 10 kelompok

RENCANA PERKULIAHAN1. Gambaran System Telekomunikasi2. Switching Network3. Open system, standards dan protocols4. TCP/IP dan Internet,Gateway Protocol5. IP6. TCP dan UDP7. Riview dan Tugas8. Cellular Technology 9. Cellular Technology (lanjutan)10. BWA dan LTE11. DSL12. Konfigurasi WiFi, Standar, Security, Hotspot13. Presentasi Kelompok14. Presentasi Kelompok (lanjutan)

BUKU REFERENSI1. Anders Hellman and Gudrun Bager (1997) Understanding Telco

Communication-Ericson ,Telecom Telia and Studentlitteratur

2. Gunawan Wibisono dan Gunadi Dwi Hartono (2008). Mobile Broadband Tren Teknologi Wireless saat ini dan masa mendatang , Penerbit Informatika Bandung

3. Houston H Carr And Charles A Snyder (2003),Management of Telecommunications Business Solutions to Business Problems Enabled by Voice and Data Communications,Second Edition,McGrow-Hill Companies,Inc

4. R.J. Horrock and R.W.A. Scarr (1993).Future Trends in Telecommunications John Willey & Sons Ltd. Baffins Lane,Chichester, West Sussex PO191 UD, England

5. William Stalling (2005) Wireless Commmunications And Networks. Second Edition.Pearson Prentice.Hall Pearson Education ,Inc

Sistem Komunikasi

• Sistem yang terdiri dari segenap perangkat telekomunikasi yang dapat menghubungkan pemakainya dengan pemakai lain, yang lokasinya berjauhan, sehingga kedua pemakai tersebut dapat saling bertukar informasi (dengan cara bicara, menulis, manggambar, atau mengetik pada saat itu juga).

• Fungsi dari sistem komunikasi adalah mentransmisikan ‘messages’ yang dihasilkan dari sumber informasi ke tujuan, dengan kecepatan tinggi dan seakurat mungkin

Model Komunikasi Sederhana

• Source System– Source: Membangkitkan data untuk ditransmisikan, misalnya telepon,

personal computer.– Transmitter: Mengubah data menjadi sinyal yang dapat dikirim, misalnya

modem data digital dari komputer menjadi sinyal analog yang dapat ditransmisikan melalui jaringan telepon

• Transmission System– Jaringan transmisi yang menghubungkan source dengan destination.

• Destination System– Receiver: Mengubah sinyal yang diterima menjadi data, misalnya modem

yang mengubah sinyal analog yang diterima menjadi data digital– Destination: Pengguna data yang diterima dari receiver

SourceTrans-mitter

Trans-mission System

Receiver

Destina-tion

Source System Destination System

Jaringan Komunikasi

7

Definisi: Pengaturan komponen hardware dan software sebagai komponen komunikasi sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran informasi antara sumber & penerima

Beberapa klasifikasi jaringan komunikasi: berdasarkan sejarahnya Jaringan komunikasi terdapat dalam berbagai skala:

• Jaringan komunikasi lokal/ perkantoran (LAN), jaringan komunikasi perkotaan (MAN), hingga jaringan komunikasi dunia (GAN, seperti Internet)

Jaringan komunikasi dapat dibedakan berdasarkan jenis informasi yang disalurkan di dalamnya:

• Jaringan telepon/ suara, jaringan data, jaringan video/ TV Jaringan komunikasi dapat dibedakan berdasarkan arah informasi yang

disampaikan• Jaringan broadcast (simplex) untuk penyampaian informasi satu arah dan

jaringan interaktif (duplex) untuk komunikasi dua arah Jaringan komunikasi seringkali membutuhkan jenis Customer

Premises Equipment (CPE) yang khusus: Pesawat telepon (jar telepon), komputer (jar data), televisi (jar TV)

Klasifikasi Jaringan Komunikasi

Jaringan komunikasi dapat diklasifikasikan berdasarkan cara node mempertukarkan informasi

Communication Network

Switched Communication

Network

BroadcastCommunication

Network

Circuit-SwitchedCommunication

Network

Packet-SwitchedCommunication

Network

DatagramNetwork

Virtual CircuitNetwork

Beberapa Topologi Jaringan

(a) Point-to-point

(b) Broadcast/Shared

(c) Switched

(d) The Internet

Istilah-istilah dalam Sistem Komunikasi• Transmitter

– Converts data into transmittable signals

• Receiver – Converts received signal into

data• Transceiver

– Device with transmitter and receiver functionality

• Medium– Guided medium

• e.g. twisted pair, optical fiber– Unguided medium

• e.g. air, water, vacuum• Direct link

– No intermediate devices

• Point-to-point– Direct link – Only 2 devices share link

• Multi-point– More than two devices share

the link• Simplex

– One direction• e.g. Television

• Half duplex– Either direction, but only one

way at a time• e.g. police radio

• Full duplex– Both directions at the same

time• e.g. telephone

Model Sederhana Komunikasi Data

• Contoh Komunikasi Data menggunakan jaringan telepon:– Sumber/Source Workstation, menghasilkan data berupa text. Dlm contoh ini text data

digital – Pengirim/Transmiter Modem, mengubah data digital ke bentuk sinyal analog (karena

akan dikirim melalui jaringan telepon analog)– Sistem Transmisi jaringan telepon publik– Penerima/Receiver Modem, mengubah sinyal analog ke data digital – Tujuan/Destination Server, mengambil data digital dalam bentuk Text

• Dalam dunia nyata, model komunikasi “point to point” jarang diimplementasikan (walaupun tetap ada).

– Jumlah titik yang perlu berkomunikasi semakin banyak jumlah sambungan point to point akan bertambah lebih banyak tidak praktis

– Jarak yang jauh memerlukan sistem transmisi sendiri tidak praktis bila dibangun sendiri (point to point)

– Solusinya Jaringan Telekomunikasi (akan dibahas di modul mengenai Switching)

Data & Sinyal• Data

– Entitas yang melambangkan suatu pengertian

• Data Analog– Nilai kontinu di dalam

beberapa interval

– Contoh: Suara, video

• Data Digital– Nilai diskrit

– Contoh: teks, bilangan bulat

Sinyal Suatu cara untuk

menjalarkan/ mempropagasikan data

Sinyal Analog Variabel yang kontinu Medium yang bervariasi

(kabel tembaga, serat optik, udara/ruang)

Sinyal Digital Menggunakan dua nilai arus

listrik searah DC

Umumnya menggunakan sinyal digital utk data digital dan sinyal analog untuk data analog Sinyal analog utk membawa data digital : Modem Sinyal digital utk membawa data analog :Compact Disc Audio

Sinyal analog untuk membawa data analog dan digital

Sinyal digital untuk membawa data analog dan digital

Analog Data

Transmisi Analog

• Sinyal analog ditransmisikan tanpa memperhatikan isinya

• Data dapat berupa data analog atau digital• Terdapat redaman yang berbanding lurus

dengan jarak• Menggunakan amplifiers untuk memperkuat

sinyal noise/derau juga ikut dikuatkan

Transmisi Digital

• Memperhatikan isi data• Integritas terancam oleh noise/derau,

redaman dan lainnya• Menggunakan pengulang / repeaters• Repeater menerima sinyal, mengekstrak

pola bit,dan kemudian ditransmisikan kembali

• Dengan demikian, redaman dapat diatasi namun noise/derau tidak dikuatkan.

Perbandingan Transmisi Analog & Digital

AnalogAnalog DigitalDigital1. Bentuk sinyal kontinyu.

2. Signal yang diterima diproses dengan diulang dan diamplifikasi

3. Rentan terhadap Noise

4. Mudah terjadi crosstalk

5. Kualitas signal diukur dalam satuan S/N (Signal To Noise Ratio)

1. Bentuk signal diskrit (discrete)

2. Proses regenerasi dilakukan bagi signal yang diterima.

3. Tahan terhadap Noise, namun ketahanan thd redaman lebih rendah dibandingkan dengan analog

4. Bebas cross talk

5. Kualitas signal diukur dalam BER (Bit Error Rate)

Keuntungan Transmisi Digital

• Teknologi digital, murah (LSI, VLSI)• Data integrity

– Jarak lebih panjang melalui saluran kualitas rendah

• Capacity utilization– Ekonomis untuk link dengan bandwidth tinggi– Multiplexing untuk derajat yang tinggi lebih mudah pada

teknologi digital

• Security & privacy– Encryption

• Integration– Perlakuan sama untuk data analog maupun digital

Kapasitas kanal (Channel Capacity) Kecepatan data maksimum yang dapat ditransmisikan

melalui suatu media atau kanal transmisi dengan kondisi tertentu

Empat hal yang berkaitan dengan kapasitas kanal:– Data rate

• Dalam satuan bits/second• Kecepatan di mana data dapat dikomunikasikan

– Bandwidth • Dalam satuan cycle/second (Hertz)• Terbatas berdasarkan kemampuan transmitter dan media

– Noise• Level derau rata-rata pada jalur komunikasi

– Error Rate• Error: Apabila bit 1 diterima sebagai 0 atau sebaliknya• Contoh: Error rate = 10-7 apabila rata-rata terjadi 1 bit error pada

setiap 107 bit yang dikirim

Coding memproses pesan (message signal) untuk meningkatkan kualitas

komunikasi digital

Decoding proses inverse dari coding

• Channel coding (teknik yang digunakan untuk mengatur redudansi untuk peningkatan reliabilitas kinerja pada kanal).• Source coding (teknik yang digunakan untuk menurunkan

redudansi pada sinyal untuk efisiensi)

Contoh :1. ASCII-code: coding of the alphanumerical characters to binary data.2. Kapasitas transmisi dapat ditingkatkan dengan mengirim tingkatan

level simbol 2M untuk mewakili binary code words dengan panjang M (source coding).

3. Penambahan digitk ekstra untuk cek masing-masing binary code word yang dapat dideteksi tau dikoreksi kesalahan yang sering terjadi pada receiver (channel coding).

Sinyal dan spektrum (lanjutan)Representasi sinyal : Domain waktu (time domain) Domain frekuensi (frequency domain)

Tool Matematik yang mengk onversi isyarat-isyarat dari Time domain Frequency domain adalah:

Deret Fourier [periodic signal]Transformasi - Fourier [non periodic signal]

Macam-macam modulasi

1. Amplitude modulation (AM)

2. Frequency modulation (FM)

3. Pulse Amplitude Modulation (PAM)

1. Amplitude modulation (AM)

Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling simple, frekwensi pembawa atau carrier diubah

amplitudenya sesuai dengan signal informasi atau message signal yang akan dikirimkan. Dengan

kata lain AM adalah modulasi dalam mana amplitudo dari signal pembawa (carrier) berubah

karakteristiknya sesuai dengan amplitudo signal informasi. Modulasi ini disebut juga linear

modulation, artimya bahwa pergeseran frekwensinya bersifat linier mengikuti signal informasi

yang akan ditransmisikan

informasi

carrier

Hasil AM

Sistem AM (Amplitude Modulation) menghasilkan bermacam-macam signal :DSB (Double Side Band)SSB (Single Side Band),dll

f(c)-f(c)

Spektrum Frekwensi hasil Modulasi AM.

Modulasi Frekwensi adalah salah satu cara memodifikasi/merubah Sinyal sehingga memungkinkan untuk membawa dan mentransmisikan informasi ketempat tujuan. Frekwensi dari Sinyal Pembawa (Carrier Signal) berubah-ubah menurut besarnya amplitudodari signal informasi. FM ini lebih tahan noise dibanding AM.

fo f1 fo f2

Information signal

Carrier signal

Modulated signal

Basic konsep PAM adalah merubah amplitudo signal carrier yang berupa deretan pulsa (diskrit) yang perubahannya mengikutibentuk amplitudo dari signal informasi yang akan dikirimkan ketempat tujuan. Sehingga signal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja (sampling signal)

Information signal

Carrier signal (pulse train )

Modulated signal (PAM)

Frekuensi dan Panjang Gelombang• Peak Amplitude (A)

– Kuat sinyal maksimum– Diukur dalam volts

• Frequency (f)– Kecepatan perubahan kuat sinyal– Diukur dalam Hertz (Hz) atau Cycle/second

(C/s)

• Panjang Gelombang ()– Jarak satu buah siklus– Diukur dalam meter (m)– Faktor kecepatan sinyal v

= v.T = v/f • Sinyal telekomunikasi kecepatan sinyal =

kecepatan cahaya di udara bebas, dilambangkan dengan c

• c = 3.108 m/det

Modulasi -1

Modulasi 2 bentuk gelombang :Sinyal yang dimodulasi (modulating signal) yang merepresentasikan pesan (message)sinyal pembawa (carrier).

Contoh :modulasi amplitudo (amplitude modulation) menggunakan sinusoidal dan pulse train sebagai gel. pembawa (carrier). Pesan (message) terlihat pada selubung (envelope) dari sinyal yang termodulasi (modulated signal). Pada receiver, pesan/message dapat diperoleh kembali dengan mendemodulasi (demodulation) sinyal.

Modulasi - 2

Pada umumnya frekuensi sinyal pembawa (carrier) lebih tinggi dari frekuensi tertinggi sinyal yang dimodulasi (modulating Signal).

contoh : spektrum dari sinyal yang dimodulasi (modulated signal) terdiri dari komponen frekuensi yang terkelompok disekitar gel. pembawa (carrier frequency).

Modulasi frequency translation.

Benefit modulasi 1. Modulasi untuk efisiensi transmisi

Efisiensi tergantung pada frekuensi sinyal

efisien line-of-sight propagasi radio membutuhkan antena dengan dimensi fisik 1/10 dari panjang gelombang sinyal (signal wavelength).

contoh : transmisi sinyal audio 100 Hz yang tdk dimodulasi membutuhkan antenna sepanjang 300 km, dan apabila sinyal dimodulasi pada gel carrier 100 MHz membutuhkan panjang antena sekitar 1 m.

panjang gelombang (m)

f frekuensi (Hz)

v cepat rambat gelombang (m/s)

2. Modulasi untuk penunjukkan/alokasi frekuensi

masing-masing stasiun radio/TV mempunyai alokasi frekuensi yang telah ditentukan oleh suatu badan/regulator yang mengatur alokasi frekuensi. Alokasi frekuensi juga menggunakan filtering. Frekuensi Radio dialokasikan sesuai dengan perjanjian dunia (WRC / world radio conference dibawah ITU / international telecommunication Union, utk Indonesia dept.Kominfo)

3. Multipleksing penggabungan beberapa sinyal yang dilewatkan dalam satu kanal jika frek. Pembawa (carrier) berlainan (frequency division multiplexing/FDM).

4. Modulasi juga bisa mengatasi keterbatasan hardwarePerancangan suatu sistem komunikasi memungkinkan dibatasi oleh biaya dan ketersediaan hardware, kinerja perangkat sering tergantung pada frekwensi yang terlibat. Modulasi memungkinkan perancangan sistem komunikasi menempatkan sinyal tertentu pada suatu range frekuensi untuk menghindari keterbatasan hardware.

vf

Spektrum dan Bandwidth

• Spectrum– rentang frekuensi yang diduduki oleh sinyal

• Absolute bandwidth (Lebar pita absolut)– lebar dari spectrum

• Effective bandwidth (lebar pita efektif)– biasa disebut bandwidth– pita sempit (narrow band) dari frekuensi-frekuensi dengan

energi yg utama

• Kecepatan data (data rate)– sistem transmisi memiliki lebar pita frekuensi yang terbatas– hal ini membatasi kecepatan data yang disalurkan

Media Transmisi• Media fisik yang dilalui sinyal (gelombang elektromagnetik)

yang menghubungkan transmitter dengan receiver.• Dua kategori media transmisi:

– Guided media• Menggunakan sistem kabel untuk menyalurkan sinyal• Jenis-jenis gided media:

– Twisted pair– Kabel Coaxial– Fiber optik

• Media memiliki peran penting dalam menentukan keterbatasan transmisi

– Unguided media (Wireless) • Sinyal ditransmisikan secara wireless melalui media atmosfir atau

ruang (space)• Karakteristik transmisi lebih ditentukan oleh bandwith yang

ditransmisikan melalui antena transmitter.

Faktor Penting dlm Desain Media Transmisi

• Bandwidth– Makin lebar bandwidth, makin tinggi data rate

• Transmission impairments– Makin besar redaman kabel, makin pendek jarak transmisi yang

dapat ditempuh• Interference

– Interferensi dari sinyal lain pada band frekuensi yang overlap dapat menyebabkan distorsi sinyal

– Pada sistem kabel interferensi dapat terjadi antara dua pair kabel yang berdekatan

• Number of receivers– Pada media kabel yang digunakan secara shared, makin

banyak terminal yang tersambung ke jaringan, makin besar redaman dan distorsi. Hal ini akan membatasi jarak dan/atau data rate.

Spektrum Elektromagnetik utk Berbagai Media

Twisted Pair

Twisted Pair

Kabel dililit (twisted) secara berpasangan untuk mengurangi crosstalk (bicara silang)

Biasanya beberapa pair digabung dalam satu bundel kabel

Biasanya diinstal dalam ruangan/gedung

Banyak digunakan untuk mentransmisikan sinyal analog maupun digital

Twist length: 5-15 cm Diameter : 0,4-0,9 mm

Unshielded Twisted Pair (UTP)

Shielded Twisted Pair (STP)

Terdiri dari dua konduktor :• Inner conductor (center conductor)

• Outer conductor (shield)

Outer shield melindungi inner conductor dari gangguan sinyal elektrik dari luar

Jarak antara inner dan outer conductor serta jenis bahan isolasi yang digunakan menentukan karakteristik (impedansi) kabel.

Impedansi yang umum adalah 75 Ohm (untuk TV kabel), 50 ohm untuk data (LAN)

Coaxial Cable

Coaxial Cable Applications

• Most versatile medium• Television distribution

– Ariel to TV– Cable TV

• Long distance telephone transmission– Can carry 10,000 voice calls simultaneously– Being replaced by fiber optic

• Short distance computer systems links• Local area networks

Optical fiber menggunakan gelombang cahaya untuk mentransmisikan sinyal melalui serat silica (atau plastik) dengan resistansi yang sangat kecil

Sistem optik bekerja pada gelombang infra red atau lebih tinggi

Sinyal diinjeksikan pada satu ujung dengan light emmiting diode (LED) atau semiconductor laser

LED mampu membangkitkan sinyal sampai 300 Mbps, sedangkan laser sampai beberapa gigabit/second.

LED biasanya digunakan pada link jarak pendek atau indoor (misalnya enterprise backbone), sedangkan laser digunakan pada jaringan jarak jauh.

Ada 3 macam mode transmisi optik

Multi mode, Stepped IndexMulti mode, Graded IndexSingle Mode

Optical Fiber Cable

Optical fiber cable terdiri dari • Core, serat gelas yang merupakan inti (core). Merupakan media

dimana sinyal dalam gelombang cahaya ditransmisikan.

• Cladding, lapisan gelas yang mengelilingi inti. Merupakan reflector

• Jacket, merupakan lapisan pelindung.

Lapisan cladding sebagai reflector membuat cahaya berjalan sepanjang core.

Optical fiber cable mampu mentransmisikan sinyal dalam jarak ratusan km.

Optical Fiber - Benefits• Benefits

– Greater capacity• Data rates of hundreds of Gbps

– Smaller size & weight– Lower attenuation– Electromagnetic isolation– Greater repeater spacing

• 10s of km at least

• Applications– Long-haul trunks– Metropolitan trunks– Rural exchange trunks– Subscriber loops– LANs

Karakteristik Transmisi

  Frequency Range

Typical Attenuation

Typical Delay

Repeater Spacing

Twisted pair (with loading)

0 to 3.5 kHz 0.2 dB/km @ 1 kHz

50 µs/km 2 km

Twisted pairs (multi-pair cables)

0 to 1 MHz 0.7 dB/km @ 1 kHz

5 µs/km 2 km

Coaxial cable 0 to 500 MHz 7 dB/km @ 10 MHz

4 µs/km 1 to 9 km

Optical fiber 186 to 370 THz

0.2 to 0.5 dB/km

5 µs/km 40 km

Wireless Transmission• Terrestrial Microwave

– Parabolic dish– Focused beam– Line of sight– Long haul telecommunications– Higher frequencies give higher data rates

• Satellite Microwave– Satellite is relay station– Satellite receives on one frequency, amplifies or repeats signal

and transmits on another frequency– Requires geo-stationary orbit

• Height of 35,784km– Television– Long distance telephone– Private business networks

Succeeding with Technology

Satellite transmission

• Communications satellites are relay stations that receive signals from one earth station and rebroadcast them to another

• They use microwave signals

Terima kasih