Pertemuan 6 Media Transmisi pdf

Pengantar Teknologi Telematika
PTT
S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM
PURWOKERTO
2015

Pendahuluan Jaringan
Telekomunikasi

Referensi
• Tar o A ttalai e , I trodu tio to
Tele o
u i atio Net ork E gi eeri g ,
Artech House
• Alberto Leon-Garcia & Indra Widjaja,
Communication Networks, Fundamental
Concepts and Key Architectures , Mc Graw Hill
• Some other books, references and the
Internet
3

What is Telecommunication ?

In the Wild Wild West ......

How far can you see the sign? ...
4

Telekomunikasi adalah teknologi yang
digunakan untuk berkomunikasi jarak jauh
dengan memanfaatkan energi listrik

5

6

Sejarah

7

Standardisasi
• Jaringan telekomunikasi dirancang untuk melayani beragam
pengguna yang menggunakan berbagai macam perangkat
yang berasal dari vendor yang berbeda
• Untuk merencanakan dan membangun suatu jaringan secara
efektif, diperlukan suatu standard yang menjamin
interoperability, compatibility, dan kinerja yang dipersyaratkan
secara ekonomis
• Suatu standard yang terbuka (open standard) diperlukan
untuk memungkinkan interkoneksi sistem, perangkat maupun
jaringan yang berasal dari vendor maupun operator yang
berbeda
8

Organisasi-organisasi Standard
• Otoritas standard nasional
– Menetapkan standard resmi suatu negara tertentu
• Indonesia : Menkominfo (Ditjen POSTEL)
– BRTI : Badan Regulasi Telekomunikasi Indonesia

• Inggris : British Standard Institute (BSI)
• Jerman : Deutsche Industrie-Normen (DIN)
• Amerika : American National Standard Institute (ANSI)

9

Badan Standard Eropa

•
•
•

ETSI: European Telecommunications Standards Institute
•

•

Suatu badan independent yang menetapkan standard untuk komunitas
Eropa
Contoh : standard GSM

CEN/CENELEC: European Committee for Electrotechnical
Standardization/European Committee for Standardization
•

Badan standardisasi teknologi informasi

CEPT: Conférence Européenne des Administrations des Postes et des
Telecommunications
•

Sebelum ada ETSI, melakukan pekerjaan yang dilakukan ETSI

10

Badan Standard Amerika

• IEEE : Institute of Electrical and Electronics Engineers
• Asosiasi engineer elektro internasional
• Contoh standard : LAN

• EIA: Electronic Industries Association
• Organisasi pabrik perangkat elektronika Amerika
• Contoh standar: RS232
• FCC: Federal Communications Commission
• Badan regulasi pemerintah Amerika
• TIA: Telecommunications Industry Association
• Bertugas mengadaptasi standard dunia ke dalam lingkungan
Amerika

11

Organisasi Global
• ITU : International Telecommunication Union
– Badan khusus PBB yang bertanggung jawab di dalam bidang
telekomunikasi
– Dibagi ke dalam dua badan standard:
• ITU-T (huruf T berasal dari kata telekomunikasi)
– Berasal dari CCITT (Comité Consultatif International de Télégraphique et
Téléphonique, atau International Telegraph and Telephone Consultative
Committee)

– Mempublikasikan rekomendasi untuk jaringan telekomunikasi publik

• ITU-R (huruf R berasal dari kata radio)
– Berasal dari CCIR (Comité Consultatif International des Radiocommunications
atau International Radio Consultative Committee)
– Mempublikasikan rekomendasi yang berhubungan dengan aspek-aspek radio
seperti penggunaan frekunsi di seleuruh dunia

12

• ISO/IEC : The International Standards
Organization/International Electrotechnical
Commission
– Organisasi standard bidang teknologi informasi
– ISO berperan dalam standard dan protokol
komunikasi data
– IEC berperan di dalam standard yang meliputi
aspek electromechanical (seperti konektor),
lingkungan dan keselamatan
13

Organisasi Standard yang lain
• IETF: Internet Engineering Task Force
– Bertanggung jawab terhadap arsitektur Internet
– Mengatur standardisasi protokol TCP/IP untuk
Internet

14

Jaringan Telekomunikasi Dasar

• Tujuan dasar dari adanya suatu jaringan
telekomunikasi adalah untuk mengirimkan
informasi dari suatu user ke user lain yang ada di
dalam jaringan
– User dari suatu jaringan publik disebut subscriber

• Informasi yang berasal dari user dapat beragam
(bisa voice, data maupun gambar)
• Subscriber dapat mengakses jaringan

menggunakan jaringan akses yang beragam
(cellular, fixed dsb.)

16

• Tiga teknologi yang yang diperlukan untuk
berkomunikasi melalui jaringan
telekomunikasi:
– Transmisi
– Switching
– Signaling

17

- Link antar switch merupakan backbone
- Backbone mengumpulkan (aggregate) aliran
informasi yang berasal dari jaringan akses
- Backbone mengangkut alitan informasi yang
lebih banyak daripada jaringan akses

- Links
- Fasilitas transmisi

- Node Jaringan (switch/router)
- Melakukan proses switching
- Switching: menghubungkan
inlet dengan outlet pada switch

Jaringan
Telekomunikasi

Jaringan Akses
(Access Network)

switching

Inlets
- Incoming information
(voice, data, video etc.)

Outlets
- Outgoing information

18

Teknologi Transmisi
• Transmisi adalah proses membawa informasi antar end points
di dalam sistem atau jaringan
• Sistem transmisi yang sekarang menggunakan empat buah
medium transmisi berikut :
–
–
–
–

Kabel tembaga
Kabel serat optik
Gelombang radio
Cahaya pada ruang bebas (misalnya infra merah)

• Dalam suatu jaringan telekomunikasi, sistem transmisi
digunakan untuk saling menghubungkan sentral (router)
– Keseluruhan sistem transmisi ini disebut jaringan transmisi atau
jaringan transport (transport network)

19

Teknologi Switching
• Suatu teknologi yang digunakan pada switch
untuk menghubungkan (men-switch)
panggilan (pada jaringan telepon) atau
• Mengarahkan/memforward paket dari suatu
link ke link yang lain
• Kita akan pelajari ini lebih detail

20

Teknologi Signaling
• Signaling adalah mekanisme yang memungkinkan entitas yang
berada di dalam jaringan (misalnya perangkat di pelanggan,
switch dsb.) untuk membentuk, mempertahankan, dan
memutuskan suatu sesi di dalam jaringan
• Proses signaling dilaksanakan menggunakan suatu sinyal atau
pesan tertentu
– Contoh: ketika kita mengangkat handset telepon untuk melakukan
panggilan akan terdengar nada panggil (dial tone)
• Dial tone mengindikasikan bahwa sentral telepon siap menerima
informasi nomor yang dituju

• Signaling akan kita pelajari lebih detail lagi

21

Medium Transmisi

Tipe-tipe Media Transmisi
• Guided transmission media

– Kabel tembaga
• Open Wires
• Coaxial
• Twisted Pair

– Kabel serat optik
• Unguided transmission media

– infra merah
– gelombang radio
– microwave: terrestrial maupun satellite
23

24

Guided
Transmission Media

Kabel Tembaga


Paling lama dan sudah biasa digunakan
 Kelemahan: redaman tinggi dan sensitif
terhadap interferensi
 Redaman pada suatu kabel tembaga
akan meningkat bila frekuensi dinaikkan
 Kecepatan rambat sinyal di dalam kabel
tembaga mendekati 200.000 km/detik
 Tiga jenis kabel tembaga yang biasa
digunakan:




Open wire
Coaxial
Twisted Pair
26

 Open



wire

Sudah jarang digunakan
Kelemahan:
• Terpengaruh kondisi cuaca dan
lingkungan
• Kapasitas terbatas (hanya sekitar
12 kanal voice)

27

 Coaxial
Bandwidth tinggi dan lebih kebal
terhadap interferensi
Contoh penggunaan : pada antena TV,
LAN dsb.
(D)
(C)
(B)
(A)

RG

coax and BNC Connector

28

 Twisted

Kabel dipilin untuk mengeliminasi crosstalk

pair

Me ggu aka
ala e sig ali g
untuk mengeliminasi pengaruh
interferensi (noise)

29

• Twist length kabel telepon: • Twist length Cat- UTP : . -

cm
cm

• Twist length Cat- : - cm
• Pada suatu bundel twisted pair (lebih dari satu
pasang), twist length masing-masing pasangan
dibedakan untuk mencegah crosstalk antar
pasangan

30

• About crosstalk

Penerima
Sinyal

Sumber
Sinyal
NEXT: Near-end crosstalk

FEXT: Far-end crosstalk

31

Max Data Rate
NEXT
Category- UTP
Mbps
@ MHz
MHz
Category- UTP
Mbps
@ MHz
Category- UTP
Mbps
@
MHz
Category- e UTP
Mbps
@
MHz

Attenuation
. db/

m

db

. db/

m

db

. db/

m

db

@

•

•

db/

m

db

db/

m

db

Category Unshielded Twisted Pair (UTP) digunakan
sebagai kabel standard untuk local area computer
networks
Ada juga jenis kabel Shielded Twisted Pair (STP)

32

Twisted Pair Connectors
•

Kabel twisted pair untuk komputer menggunakan
konektor RJ (8 pin)

•

Kabel twisted pair untuk telepon menggunakan konektor
RJ11

33

Serat Optik
Kabel serat optik terdiri dari :
• Silinder dalam berbahan gelas yang disebut inti
atau core
• Silinder luar terbuat dari bahan gelas atau plastik
yang disebut cladding atau pembungkus inti
• Bahan pelidung serat yang membungkus cladding

34

Mengapa cahaya bisa bergerak
sepanjang serat optik?
• Karena ada proses yang disebut Total Internal
Reflection (TIR)
• TIR dimungkinkan dengan membedakan
indeks bias (n) antara core dan clading
– Dalam hal ini ncore > ncladding
– Memanfaatkan hukum Snellius

35

Pantulan terjadi
Bila sudut jatuh
> sudut kritis

ncore > ncladding
Pembiasan

36

Apabila kabel serat optik dilengkungkan, dapat terjadi loss

37

θNA

Cahaya yang dapat dimasukkan ke
dalam serat optik harus disuntikkan
pada sudut yang lebih kecil daripada
θNA. Ini dipersyaratkan sebagai
Numerical Apperture (NA)

38

39

•

•
•

Salah satu cara untuk
mengidenifikasi konstruksi
kabel optik adalah dengan
menggunakan perbandingan
antara diameter core dan
cladding. Sebagai contoh
adalah tipe kabel 62.5/125.
Artinya diamater core 62,5
micron dan diameter cladding
125 micron
Contoh lain tipe kabel:50/125,
62.5/125 dan 8.3/125
Jumlah core di dalam satu
kabel bisa antara 4 s.d. 144

40

Klasifikasi Serat Optik
• Berdasarkan mode gelombang
cahaya yang berpropagasi pada
serat optik
– Multimode Fibre
– Singlemode Fibre

• Berdasarkan perubahan indeks
bias bahan
– Step index fibre
– Gradded index fibre

41

Step Index Fiber vs Gradded Index
Fiber
• Pada step index fiber, perbedaan
antara index bias inti dengan
index bias cladding sangat drastis

42

• Pada gradded index fiber, perbedaan index bias bahan
dari inti sampai cladding berlangsung secara gradual
• Contoh profile gradded index:
– Untuk 0 ≤r ≤ a
– r = jari-jari di dalam inti serat
– a = jari-jari maksimum inti serat

43

44

Jenis-jenis kabel serat optik

Step-index multimode. Used with
source.

Graded-index multimode. Used with
nm source.

Single mode. Used with

nm,

nm,

nm

nm,

nm source.

45

Available Bandwidth
and Range
Media
Range
Voice quality twisted pair
MHz
km
Coax cable (broadband)
GHz
Category twisted pair
MHz
Fiber optic cable
THz

Bandwidth
to

kkm
k. - km
km
46

Unguided
Transmission Media

Microwave
• Range frekuensi: 1 – 40 GHz

• Transmisi dilakukan secara line of sight (LOS)
• Tidak dapat menembus dinding (solid
objects; contoh: bangunan

• Digunakan untuk komunikasi terrestrial
(earth-to-earth) dan satelit
• Di atas 8 GHz, diserap oleh partikel air
– Jadi hujan dapat menggagalkan transmisi

48

Satellite Microwave
•

Range frekuensi optimal
yang digunakan adalah: GHz
– Dibawah GHz akan
terpengaruh dari alam dan
man-made sources
– Di atas
GHz akan
teredam atmosfir
Band (GHz) Name

Uplink

Download

Use

4/6

C

5.9 - 6.4

3.7 - 4.2

commercial

7/8

X

7.9 - 8.4

7.9 - 8.4

military

11/14

Ku

14.0 - 14.5 11.7 - 12.2 commercial

20/30

Ka

27.5 - 30.5 17.7 - 21.2

military

20/44

Q

43.4 - 45.5 20.2 - 21.3

military

49

Satellite Systems
• Sistem orbit Low dan medium
memiliki delay yang lebih rendah
– Menawarkan kecepatan Mbps
System
Orbit (km) No. satellites Freq. Band
Geosynchronous
35,784
90
4/6 (C)
Teledesic
1,350
288
Ka
Iridium
780
66
1.6 GHz

50

Terrestrial Wireless
• Digunakan untuk keperluan telekomunikasi
komersial, telepon seluler, serta LAN jarak
pendek dan menengah
• Contoh: wireless LAN IEEE
yang
bekerja pada band
Freq. Band
Use
824 - 894 MHz Analog cell phones (AMPS)
902-928 MHz
License free in North America
1.7 - 2.3 GHz
PCS digital cell phones
1.8 GHz
GSM digital cell phones
2.400-2.484 GHz global license free band
2.4 GHz
802.11, Lucent WaveLAN
2.45 GHz
Bluetooth
4 - 6 GHz
commercial (telecomm.)
Infrared
short distance line of sight

Range
Data Rate
20 km per cell 13 kbps/channel
< 1 km per cell
16 kbps/channel
100 m - 25 km
about 10 m
40 - 80 km
5 - 100 m

2 - 11 Mbps
1 Mbps
100 Mbps
1 Mbps

51

• Terrestrial communication
(microwave)

52

“o..you’ e heard a out dB..
What is it?

Decibel, Gain, dan Loss
•
•
•

Power loss : penurunan
daya sinyal
Power gain : penguatan
daya sinyal
De i el : satua u tuk
menyatakan power
loss/gain
– Decibel merupakan
satuan ukuran daya
yang logaritmis
– Pertama kali
digunakan oleh
Alexander Graham
Bell (satuan decibel
digunakan untuk
menghormati jasanya)
– Decibel : dB

Alexander Graham Bell
Born 1847 - Died 1922

54

Decibel in Action

Gain
g = Pout/Pin

Overall Gain
g = g1*g2

Gain in dB
gdB = 10 log (Pout/Pin)

Overall Gain in dB
gdB = g1(dB) + g2(dB)

Loss
L = Pin/Pout
Loss in dB
LdB = 10 log (Pin/Pout)

Contoh:
- Bila daya output 10 Watt dan daya input
1 Watt,
maka Gain = 10 dB
- Bila daya input 10 Watt dan daya output
1 Watt,
maka Loss = 10 dB (atau Gain = -10 dB)

55

• Rumus dB menyatakan ukuran daya
• Jika kita lebih tertarik akan
perubahan pada tegangan maka
faktor impedansi harus dimasukkan
pada perhitungan dB
g dB

Pout
10 log
Pin

Vout
20 log
Vin

Zin
10 log
Zout

56

Power Levels in dB
• Sampai titik ini kita masih melihat
penerapan dB untuk menyatakan
perbandingan daya
• Bagaimana cara menyatakan level
daya absolut menggunakan dB?

Gunakan suatu daya referensi

57

• Daya referensi yang
banyak digunakan
adalah 1 mW
• Satuan dB yang
dihasilkan adalah dBm
• Contoh: suatu level
daya 10 mW bila
dinyatakan di dalam
dB adalah 10 dBm
• Daya referensi lain
yang dapat digunakan:
1 Watt (satuan dB yang
digunakan dBW)

PdBm

P
10 log
1 mW

PdBW

P
10 log
1W

58

• Contoh penggunaan dB

Daya pancar P1 = 1W atau +30 dBm
Gain antena = 30 dB
Redaman link = 110 dB
Daya diterima terima P2,dBm = +30 dBm + 30 dB –110 dB +30 dB = –20 dBm
Bila dinyatakan di dalam Watt P2 = 10 μW.

59

Redaman
serat optik 0,5 dB/km

Daya pancar P1,dBm = 0 dBm
Redaman serat optik = 0,5 dB/km, maka redaman total serat optik = 0,5*40 =20 dB
Daya terima P2,dBm = 0 dBm – 20 dB = –20 dBm

60

John Napier or Neper
nicknamed Marvellous
Merchiston
(1550, 1617)
Penemu Logaritma

• Satuan lain yang biasa
digunakan untuk
menyatakan suatu
perbadingan adalah Neper
• 1 Neper (Np) =
8,685889638 dB
• 1 dB = 0,115129254 Np
61

TERIMA KASIH