buku ajar bab i

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


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.


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.


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


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 :


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.


Gambar 1.2. Gelombang sinusoidal dengan frekuensi 3 Hz dan 4 Hz


Gambar 1.3. Jumlahan sinyal kotak dan sinus dengan amplitudo sama

Gambar 1.4. Jumlahan sinyal kotak dan sinus dengan amplitudo bervariasi


Gambar 1.5. Sinyal sinus dengan frekuensi 1 Hz dan amplitudo berbeda

Gambar 1.6. Sinyal sinus dengan frekuensi 2 Hz dan amplitudo berbeda


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 :


Contoh 1.1.


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.


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


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.


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 )


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 )


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 )


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 )


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 )


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 )


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 )


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 )


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.


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 )


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 )


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 )


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 )


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 )


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 )


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.


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.


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


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.


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


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


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


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


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 bab i

Documents