1 Dasar Telekomunikasi 1 Dasar Telekomunikasi

DASAR
TELEKOMUNIKASI
1
Elfitrin Syahrul
Universitas Gunadarma

Topik Perkuliahan
minggu

Topik

1&2

Pendahuluan : elemen-elemen
sistem komunikasi, representasi
sinyal, spektrum, desibel?
3 &4
Saluran transmisi
5, 6, 7 Modulasi
8, 9, 10 Multipleksing
11

Dasar transmisi digital

1-2

isn’t AM and FM pretty “old stuff ” ….?
 Digital is hot (and elegant !)
 But why FM and AM ? Aren’t they really old and only for

our radios?

Not really...
Today we use AM and FM (PM) to carry digital signals.
AM is also the basis of all digital “lightwave” transmission today
and FDM is the basis of “DWDM” optical networking
FM (PM) is the basis of many other high performance
communication systems, including when the payload is digital.
And remember…..Everything is actually ANALOG
ANALOG & “Linear” = High performance !

1-3

Definisi Telekomunikasi
At the General Assembly of the ITU (International
Telecommunication Union) at Melbourne 1988, the
following definition of telecommunication has been
adopted:
"Telecommunication
 is any transmission and/or emission and reception
of signals representing signs, writing, images and
sounds, or intelligence of any nature by wire, radio,
optical, or other electromagnetic system".
1-4

Pendahuluan
Telekomunikasi  transmisi informasi dari suatu tempat ke tempat yang lain dalam
bentuk gelombang elektromagnetik.
Pada pembahasan berikut ini pesan (message) yang membawa informasi dalam
bentuk gelombang (waveform), deretan bit (bit sequence) atau bentuk fisik lainnya
dari informasi.
Tujuan sistem komunikasi adalah untuk membuat replika pesan / informasi di

tempat tujuan (destination)
Pesan asli (original message) dapat berupa analog (spt suara) atau digital (spt teks).
Pesan  bentuk analog atau digital.
Transmisi  analog atau digital
Pada transmisi analog terdapat beberapa kriteria kualitas (Signal-to-Noise Ratio
SNR, distorsi, dll) yang harus dipenuhi atau diperhatikan dalam merancang suatu
sistem komunikasi.
Pada transmisi digital diusahakan untuk meminimalisasi probabilitas kesalahan
(probability of error).

1-5

Perubahan kecepatan Informasi
Electronic
communications

sped up the rate of
transmission of information,

telegraph

1850
Information took
days or weeks to
be transmitted

1900

1950

Information
transmitted in
minutes or hours

growth of telecommunications and
especially computer networks

2004
huge quantities of
information
transmitted in a

fraction of a second.
globalization
phenomenon
(WWW)
1-6

Kemajuan teknologi telepon
first transcontinental
and
transatlantic
Phone
phone
invented connections
1876

1915

Telstar
(Telecommunications
via satellite), Fax

services, digital
transmission (Tcarriers)
1948

1962

1976

1969

1919

Strowger (stepper)
switch,
rotary dial phones
(enabling automatic
connections)

Packet-switched
data

communications

Microwave
trunk lines
(Canada)

Picturefone
(failed
commercially)

1984

Cellular
telephone
1-7

Sejarah sistem informasi
Batch
processing
mainframes

1950

1960

Online real-time,
transaction oriented
systems (replaced batch
processing. DBMSs
become common)
1970

Data communications over
phone lines (became
common and mainframes
became multi-user systems)

1980

PC LANs
become

common
1990

2000

PC revolution
Networking
everywhere

1-8

Perjalanan Internet
Originally called
ARPANET, the Internet
began as a militaryacademic network
1969

1983

NSFNet

created as
US Internet
backbone
1986

ARPANET splits:
• Milnet - for military
• Internet - academic,
education and research
purposes only

commercial
access to
the Internet
begins
1990

1994

Government

funding of the
backbone
ends

2001

Over 240
million
servers
and 400
million
users
1-9

Dasar Datakom
Telecommunications
transmission of voice, video, data,
- imply longer distances
- broader term

Data Communications
movement of computer information
by means of electrical or optical
transmission systems

convergence
Broadband Communications
1-10

Elemen sistem komunikasi -1

Transmitter memproses masukan sinyal dan menghasilkan sinyal yang
sesuai dengan karakteristik kanal transmisi, yang melibatkan
• Modulasi (Modulation)
• Pengkodean (Coding)
1-11

Elemen sistem komunikasi -2
Kanal (channel ) (media elektrik yang menjembatani jarak antara sumber dan
tujuan) akan mempengaruhi sinyal sehingga memungkinkan terjadi
perubahan sinyal akibat :
• Atenuasi (Attenuation)
• distorsi Fasa dan frekuensi
• Noise (random signal)
• interferensi (Interference), misalkan yang diakibatkan oleh kanal lain
Receiver mereplika sinyal pesan menjadi seperti bentuk sinyal yang di
transmitter (melalui penguatan sinyal [amplification], decoding,
demodulasi [demodulation], filtering) dan meminimalisasi efek yang
menyebabkan perubahan sinyal selama pengiriman.
Mode Transmisi :
1. Simplex: transmisi satu arah (one-way)
2. Full-duplex: transmisi dua arah secara bersamaan
3. Half-duplex: transmisi dua arah secara berantian

1-12

Model telekomunikasi

– agak lengkap dr yg sebelumnya!!

Compressor/Expandor  m(t) digitalisasi oleh non-uniform quantizer
Anti-Aliasing filter  m(t) large bandwidth –> eliminasi spectral folding
Sampler  m(t) mjd discrete
Ideal reconstruction filter  interpolasi antara sampel m(t)
Encoder/decoder  encode quantizer mjd bit (dan sebaliknya)
Digital processor Blocks  pemrosesan digital  (scrambling, differential encoding)
Line Coder  merubah bit ke voltage signal untuk keperluan transmisi
Line Decoder  menentukan sinyal yang diterima berdasarkankan voltage, dan
merubahnya menjadi bit

1-13

Kanal Transmisi - contoh
1. Cables
• wire pairs (ordinary telephone line)
• coaxial cable
2. Radio Transmission
• broadcasting (e.g.: DVB-T, DVB-S, …)
• satellite transmission (GPS, Galileo)
• cell networks (GSM, WCDMA)
3. Optical Fiber
4. Magnetic Tape
1-14

Keterbatasan Fisik/kanal/jalur/media transmisi
Keterbatasan fundamental perancangan suatu sistem komunikasi
adalah noise dan bandwidth.
Noise  thermal noise (pergerakan acak muatan partikel dengan
temperatur diatas nol derjat Kelvin), yang menjadi permasalahan
utama untuk jarak transmisi yang semakin jauh.
Setiap sistem komunikasi mempunyai bandwidth/BW tertentu. BW
merupakan permasalahan yang utama ketika kecepatan
transmisi ditingkatkan. BW dan kec. transmisi peningkatannya
berbanding lurus.
Channel capacity :
B : bandwidth
S/N :Signal-to-Noise Ratio (SNR)
Hubungan antara BW dan SNR  Hukum Hartley-Shannon

1-15

Broadband VS Baseband
 Broadband :

Suatu teknik di mana data yang ditransmisi
dikirimkan menggunakan isyarat pembawa
(dimodulasi). Lebih dari satu isyarat pembawa
dapat ditransmisikan bersama-sama, sehingga
lebih dari satu isyarat dapat dikirim dengan satu
media (kawat) yang sama.

 Baseband :

Satu single data ditransmisikan secara langsung
dengan kawat, dengan tegangan positif dan
negatif. Interface RS-232 adalah salah satu
contoh transmisi baseband
1-16

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.
1-17

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 gelo. pembawa (carrier
frequency).

Modulasi  frequency translation.
1-18

Benefit modulasi - 1
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.

v
f

2.

  panjang gelombang (m)
f  frekuensi (Hz)
v  cepat rambat gelombang (m/s)

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. postel)

1-19

Benefit modulasi - 2
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 hardware
Perancangan suatu sistem komunikasi memungkinkan dibatasi
oleh biaya dan ketersediaan hardware, kinerja perangkat sering
tergantung pada frekwensi yang teribat. Modulasi
memungkinkan perancangan sistem komunikasi menempatkan
sinyal tertentu pada suatu range frekuensi untuk menghindari
keterbatasan hardware.

1-20

Spektrum Elektromagnetik

Above "light" frequencies used by optical communications comes ultra-violet, X-rays, and eventually cosmic rays. They're all
electromagnet radiation, mathematically the same. Thank Maxwell for showing this.

1-21

Contoh alokasi frekuensi –

dikit dr negara org

1-22

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).

1-23

Sinyal dan spektrum
Representasi sinyal :
 Domain waktu (time domain)
 Domain frekuensi (frequency domain)
Tool Matematik yang mengkonversi isyaratisyarat dari Time domain
Frequency
domain adalah:
Deret Fourier [periodic signal]
Transformasi Fourier [non-periodic signal]
1-24

Sinyal sinusoidal
Sinyal sinusoidal dimodelkan sbb :

A : amplitudo
o : frekuensi angular (fo : frekuensi)

 : phase (fasa)

Sinyal periodik  perioda To = 2 / o = 1/fo
Satu nilai puncak (peak value) pada t = - / o

1-25

Spektrum sinyal sinusoidal
Spektrum garis (line spectrum)  frekuensi tertentu untuk suatu amplitudo dan fasa
Contoh satu sisi spektrum garis sinyal sinusoidal :

Spektrum amplitudo dan fasa  impuls pada fo
Parameter penting dari sinyal (frekuensi , amplitudo dan fasa) dapat terlihat pada
spektrum .

1-26

Kombinasi liner sinyal sinusoidal

Persaman diatas dapat dirubah menjadi :

Dari pers. diatas dapat
digambarkan spektrum
garisnya dengan plot satu
sisi.

1-27

Representasi sinyal kompleks sinusoidal - 1
Biasanya sinyal  ril (real-valued)
Konsep sinyal kompleks  tool sangat penting dalam telekomunikasi.
Sinyal  real signal
Sinyal kompleks  analisis spektrum
 Persamaan Euler :

1-28

Representasi sinyal komplek sinusoidal - 2
Konvensi dan notasi berikut sangat penting pada analisa dan
perancangan sistem komunikasi :
1.

2.
3.

Spektrum 1 variabel, frekuensi f (Hz) atau angular frekuensi
 = 2f (radian), fo ,f1,f2 digunakan untuk memperbaiki
frekuensi-frekuensi berikutnya
Sudut fasa diukur dengan gelombang kosinus atau setara
dengan poros ril poritif diagram fasor
Amplitudo bernilai positif : - A cos t = A cos (t ±180o)
fasa dalam derajat (o) meskipun radian juga sering digunakan

1-29

Spektrum 2 sisi
Spektrum 1 sisi (one-sided spectrum)  sinyal ril
Spektrum 2 sisi (two-sided spectrum)  mengatasi sinyal kompleks
Sinyal ril  spektrum 2 sisi di peroleh dengan substitusi

Spektrum 2 sisi (contoh
sinyal sebelumnya) dapat
dilihat pada gbr disamping

 Fungsi dasar eksponensial
kompleks

1-30

Representasi fasor -1
Fungsi eksponensial kompleks dapat dinyatakan  Fasor

Representasi fasor :
 Mengilustrasikan sinyal
sinusoidal dan sinyal
komunikasi yang terdiri
dari sinusoidal

1-31

Representasi fasor -2
Diagram fasor spektrum 2 sisi sinusoidal :
 Terdiri dari 2 vektor dimana fasa dan arahnya
berlawanan. Resultan vektor adalah sinyal ril.

1-32

Sinyal periodik
Sinyal v(t) periodik jika :

M  integer
Sinyal dapat dikonstruksi dengan menggabungkan komponen sinyal To :

Panjang sinyal periodik tidak terhingga (infinite), pada kenyataannya
sinyal sistem tidak periodik murni. Akan tetapi, finite-length signal hampir
sama dengan sinyal periodik asli.

1-33

EVERYTHING
YOU NEED TO
KNOW ABOUT
DECIBELS
A short course…

1-34

DECIBELS SIMPLIFIED - NOTES
Decibels are defined as:
dB = 10 Log10 (Pout/Pin)
You can add and subtract dBs to represent just about any
power ratio without resorting to a calculator by remembering
the rules:
•Positive dBs mean multiply (or gain).
•Negative dBs mean divide (or attenuate).
•Memorize one dB value!
1-35

HOW TO DO DB’S IN YOUR HEAD
with a little cheating
All you have to memorize is that 3 dB = 2 times.
Now consider the obvious you already know, like 2 x 2 = 4. Since dB’s
add for multiplication, then 4x means +3 dB +3 dB = +6 dB, 8x means
+3 dB +3 dB +3 dB = 9 dB. Likewise 10x is +10 dB and 100x is +20 dB.
Remember that attenuation is negative dB’s. So, 1/100th the power
would be -10 dB and 1/1000th the power is -30 dB.
Get it?
Then construct a table, as follows…

1-36

You can always make a table like this whenever you need to convert to
dBs.

Some Examples
The ratio of 16 times = 2 x 2 x 2 x 2 which
is +3 dB + 3 dB + 3 dB + 3 dB = + 12 dB.
A gain of 500 is simply 1000 divided by 2
or +30 dB - 3 dB = 27 dB.
1/2000 is - 30 dB – 3 dB = - 33 dB.
-14 dB = -20 dB + 3 dB + 3 dB or -20 dB +
6 dB which is 1/100 x 4 = 1/25th.
Make up some of your own and test it with
a calculator.

1-37

Additional and Review Concepts:
Decibel notation as in the above formulas always represents a
Power Ratio only.
There is no such thing as "voltage dBs". But in the special case of a
transmission system where the impedance of the transmission line
is the same for the input and output signals (or before and after an
element that causes attenuation), we can derive a formula for dBs
based on the familiar Ohm's law (Current = Voltage/Resistance)
and the definition of Power in watts (Power = Current times
Voltage) and come up with P = V2/R. Since the log of a square is
twice the log, you can double the dB's for such a "constant
impedance" facility calculation.

1-38

An exception to using dB notation for pure ratios is a "shorthand"
scheme for indicating a ratio of power compared to a given defined
level. One example is the common artifice of using a subscript such as
dBm to indicate Power compared to one milliwatt. Therefore, -3dBm
means 1/2 of one milliwatt or 3 dB below 1 milliwatt. Similar notation is
used with the Greek letter mu (μ) for dBs compared to a microwatt, as
in 10 dBμ to mean 10 microwatts or 1/100th of a milliwatt. Therefore,
-20 dBm = +10 dBμ. Get it?
Get used to the above--until you are really comfortable with dBs--as
you will encounter all this again in Optical Communications, Satellite,
and Wireless courses and FOR THE REST OF YOUR CAREER. Learn
to do dBs in your head and impress your friends. (At least your friends
in the ITP.)
1-39

CONVERTING LOGARITHMS FROM BASE 10 TO BASE 2

loga (x) = logb (x) / logb (a)
log2 (x) = log10 (x)/log10 (2) = log10 (x)/0.3 = 3.333 log10 (x)
Example: log2 (100) = 3.333 (2) = 6.666
1-40

Pembahasan berikutnya :
 Media transmisi

Be prepare……!!!!!!

1-41