Buku SMK Teknologi Informasi dan Komunikasi - Teknik Telekomunikasi - Jilid 2.pdf
TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JILID 2
SMK
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional Dilindungi Undang-undang
TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JILID 2
Untuk SMK
Penulis
: Pramudi Utomo
Suprapto Rahmatul Irfan
: Agung Wahyudiono
Nur Budiono
Perancang Kulit
: TIM
Ukuran Buku
: 17,6 x 25 cm
UTO UTOMO, Pramudi t
Teknik Telekomunikasi Jilid 2 untuk SMK /oleh Pramudi Utomo, Suprapto, Rahmatul Irfan ---- Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen
Pendidikan Nasional, 2008. ix, 143 hlm Lampiran
: Lampiran. A
ISBN
: 978-979-060-155-0
ISBN
: 978-979-060-157-4
Diterbitkan oleh Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2008
KATA SAMBUTAN
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK. Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.
Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah dinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45 Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK.
Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh ( download), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagi masyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk mengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.
Jakarta, 17 Agustus 2008 Direktur Pembinaan SMK
KATA PENGANTAR
Tiada ungkapan kata yang paling tepat untuk dikemukakan pertama kali selain memanjatkan rasa syukur ke hadirat Allah Subhanahu Wata’la bahwasanya penyusunan buku ”Teknik Telekomunikasi” ini dapat diselesaikan. Kerja keras yang telah dilakukan dalam penulisan ini telah membuahkan hasil baik. Buku ”Teknik Telekomunikasi” ini sangat berarti bagi para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) terutama mereka yang mempelajari bidang elektronika komunikasi atau bidang lain yang sejenis. Selain itu, dengan ditulisnya buku ini, akan menambah perbendaharaan pustaka yang dapat dijadikan pegangan bagi para guru.
Kita menyadari bahwa ketersediaan buku yang memadai bagi para siswa dan guru sekarang ini dirasakan masih kurang. Sejalan dengan kemajuan jaman dan teknologi yang ada, maka sudah sepantasnya perlu ada upaya untuk mencerdaskan para siswa dengan kampanye penulisan buku. Buku yang ditulis ini diharapkan dapat menjembatani kebutuhan siswa dan guru terhadap materi-materi pelajaran yang diajarkan di sekolah. Dengan demikian keluhan sulitnya mencari buku bermutu yang ditulis dalam bahasa Indonesia sudah tidak akan didengar lagi.
Sebagaimana yang ditulis dalam pengantar Buku Standar Kompetensi Nasional Bidang Telekomunikasi bahwa demikian luasnya bidang telekomunikasi, prioritas utama dalam penyusunan standar kompetensi ditujukan untuk bidang-bidang pekerjaan yang berhubungan dengan penyelenggaraan jaringan telekomunikasi. Namun buku pegangan ”Teknik Telekomunikasi” ini akan memuat pengetahuan mendasar tentang telekomunikasi hingga jaringan komunikasi data. Selanjutnya bagi yang berkepentingan dengan buku ini dapat mengimplementasikannya dalam pemberdayaan proses belajar mengajar yang berlangsung di SMK.
Dalam kesempatan ini ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya disampaikan kepada para anggota Tim Penulis, para konstributor materi yang telah bersama kami menyusun dan menyempurnakan isi buku ini. Kepada Direktur Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (PSMK), kami sampaikan penghargaan dan terima kasih atas dukungan dan bantuannya sehingga penulisan buku ini dapat dilaksanakan dengan baik dan berhasil memenuhi kriteria.
Akhirnya kami persembahkan buku ini kepada para pelaksana di jajaran SMK. Apapun hasil yang telah dicapai merupakan perwujudan kerja keras yang hasilnya bersama-sama dapat kita lihat setelah implementasi dan siswa mencapai keberhasilan studi. Semoga bermanfaat bagi kita sekalian.
Tim Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
ii
DAFTAR ISI
iii
BAGIAN 1 : PENDAHULUAN
2.5.4. Osiloscope 31
2.6. Perangkat Uji Lainnya 33
1 2.6.1. Logic Analyser
1.1. Definisi Komunikasi
1.2. Pentingnya Sistem 2.6.2. Optical Spectrum Analyzer 35 Telekomunikasi 2 2.6.3. GSM Test 35
1.3. Sejarah Telekomunikasi 3 2.6.4. CDMA Mobile Test
1.4. Standarisasi Sistem 2.7. Penguji kabel dan antena
Telekomunikasi 9 (Cable and Antenna Tester)
1.5. Organisasi yang Mengatur 2.8. Mini PABX
Standar Sistem 2.9. Voice Changer Telekomunikasi 9 (Alat Pengubah Suara)
1.6. Masa Depan d an 2.10. LAN Tester (kabel tester)
Perkembangan Sistem 2.11. Tang Amper Telekomunikasi 13 (Multi Function Clamp Meter) 41
1.7. 2.12. SWR Meter Rangkuman 15 41
1.8. Soal Latihan 16 2.13. E-Fieldmeter (Pengukur Medan Listrik)
2.14. Switch Jaringan
BAGIAN 2 : INSTRUMEN
2.17. Auto Telephone Recorder
2.1. Pendahuluan
17 2.18. Wireless Intercom
2.2. Perkakas-Perkakas Manual
18 2.19. Telephone Protector
2.2.1. Tools Kits
18 2.20. Rangkuman
52 (Measuring Wheel) 20
2.2.2. Meter beroda
2.21. Soal Latihan
2.3. Perkakas-perkakas elektrik
2.3.1. Solder Rangkaian
21 BAGIAN 3 : DASAR-DASAR SISTEM
2.3.2. Power Supply
23 KOMUNIKASI
2.4. Piranti -Piranti Ukur 24
2.4.1. Multimeter
25 3.1. Dasar Komunikasi
2.4.2. Kapasistansi Meter
26 3.1.1. Elemen Dasar
2.5. Piranti -piranti 3.1.2. Komunikasi Model Awal 55
pengukur frekuensi
28 3.1.2.1 Maraton 55
2.5.1. Frequency Counter
28 3.1.2.2. Telegraf Drum
2.5.2. Function Waveform Generator 29
3.1.2.3. Sinyal Api
2.5.3. Analog RF Signal Generator 31
3.1.2.4. Sinyal Asap
3.1.2.5. Bentuk-bentuk lain 57 5.2.3 Pemilihan Dua Kawat
90 Gelombang Radio
3.1.3. Komunikasi dengan
atau Empat Kawat
3.2. Komunikasi Analog
59 5.4. Line dan Trunk
3.3. Komunikasi Digital
62 5.5. Virtual Circuit
3.4. Jaringan Komunikasi
64 5.6. Media Transmisi
3.5. Rangkuman
67 5.7. Media Transmisi Guided
3.6. Soal Latihan
68 5.7.1. Kabel Tembaga
5.7.2. Twisted Pair
5.7.3. Kabel Coaxial
BAGIAN 4 : PROPAGASI
5.7.4. Serat Optik
GELOMBANG RADIO
5.8. Media Transmisi Unguided 102
5.8.1. Gelombang Elektromagnet
4.1. Prinsip Umum
69 5.8.2. Spektrum Frekuensi Radio 105
4.2. Propagasi Ruang Bebas
69 5.9. Mode Perambatan
4.3. Propagasi Antar Dua Gelombang Elektromagnetik 109 Titik di Bumi
70 5.10. Perambatan Gelombang
4.4. Gelombang Permukaan
73 Radio
4.5. Efek Ketinggian Antena
5.10.1. Ionosphere 110 dengan Kuat Sinyal
75 5.10.2. Gelombang Radio
4.6. Atmosfir Bumi
Mikro
4.6.1 Troposfir 78 5.11. Sistem Komunikasi Satelit
4.6.2 Stratosfir 78 5.12. Konstruksi dan pemasangan
4.6.4 Propagasi Atmosferik
79 5.12.1. Pengertian 116
4.6.4.1. Pantulan(Refleksi)
80 5.12.2. Membedakan kabel 117
4.6.4.2. Defraksi
81 5.12.3. Menentukan Daerah/Blok 118
4.7. Daerah dan Jarak
5.12.4. Pekerjaan Instalasi Lompatan (Skip)
82 Kabel Udara 119
4.7.1 Jarak Skip
82 5.12.5. Persiapan Alat Perkakas 119
4.7.2 Daerah Skip
82 5.12.6. Pelaksanaan Penarikan 120
4.8. Pengaruh Atmosfir
5.13. Rangkuman 121 pada Propagasi
82 5.14. Soal Latihan 121
4.8.1 Fading
4.8.1.1 Multipath Fading
4.9 Rangkuman
85 BAGIAN 6 : SISTEM ANTENA
4.10 Soal Latihan 86
BAGIAN 5 : MEDIA TRANSMISI 6.3. Directivity
6.3.1. Gain (penguatan antena)
5.1. Pendahuluan 87 6.3.2 Polarisasi 128
5.2. Circuit 88 6.4. Radiasi Energi Gelombang
5.2.1. Pengantar Dua Kawat 89 Elektromagnetik 130
5.2.2. Rangkaian Penghantar 6.5. Antena Dipole dan Monopole 133 Dua Kawat 89 6.6. Menghitung panjang 5.2.2. Rangkaian Penghantar 6.5. Antena Dipole dan Monopole 133 Dua Kawat 89 6.6. Menghitung panjang
8.4. Deskripsi Noise 173
6.7. Beban Antena
8.4.1. Suhu Derau Efektif 173
6.8. Pengaruh Tanah
8.5. Teknik Pengukuran
6.9. Antena Very Low Frequency 139 Noise Figure 174
6.10. Antena Low Frequency
8.6. Performa Derau dalam
6.11. Antena High Frequency
Sistem Telekomunikasi 176
6.11.1 Antena Yagi
8.7 Rangkuman 177
8.8 Soal Latihan 177 Frequency
6.11.2 Antena Very High
6.11.3 Antena Yagi untuk Band VHF
BAGIAN 9 : TEKNIK MODULASI
6.12 Rangkuman
6.13 Soal Latihan
9.1. Prinsip Umum 179
9.2. Modulasi Analog 184
9.2.1 Amplitude Modulation (AM) 185
9.2.2 Frequency Modulation (FM) 188
BAGIAN 7 : PRINSIP
9.2.3 Pulse Amplitude Modulation KOMUNIKASI LISTRIK (PAM)
9.3. Modulasi Digital
9.3.1 Amplitude Shift Keying (ASK) 193
7.2 Proses Komunikasi 151
9.3.2 Frequency Shift Keying (FSK) 195
7.3 Sinyal Bicara dan Musik 152 9.3.3 Phase Shift Keying (PSK)
7.4 Respon Telinga Manusia 152 9.3 Rangkuman
7.5 Distorsi 154 9.4 Soal Latihan
7.6 Sistem Multipleks 154
7.7 Persyaratan Lebar Bidang 155
7.8 Kecepatan Sinyal 156 BAGIAN 10 : SAMBUNGAN
7.9 Sinyal Musik 156
KOMUNIKASI TELEPON
7.10 Kapasitas Kanal 157
10.1. Sambungan Panggilan
7.11 Konsep Komuniksi Elektronika 157
7.12. Penerapan Komuniksi
Telepon 201
10.2. Jaringan Lokal 202 Elektronika
7.12.1 Telepon
10.3. Sambungan Mekanik
7.12.2 Radio 161
dengan Saklar 203
7.12.3 Television 164
10.4. Sambungan Mekanik
7.12.4 Telepon Bergerak 165
dengan Saklar Crossbar 205
7.13. Rangkuman
10.5. Fungsi-Fungsi dalam
7.14 Soal Latihan
Panggilan Telepon 207
10.6. Transmisi Digital pada
Telepon
BAGIAN 8 : DERAU DALAM
10.7. Switching pada Jaringan
Telepon 212 SISTEM KOMUNI KASI
10.8. Signaling pada Jaringan
8.1. Pertimbangan Umum 169
Telepon 216
10.9. Pengembangan Jaringan 220 8.2. Thermal Noise 171
8.3. Shot Noise 172
10.10. Pengembangan Menuju
Generasi Layanan Terpadu 222
12.2.2. Konsep Circuit Switching 257
10.10. Rangkuman
12.2.3. Karakteristik Circuit
10.11. Soal Latihan
Switching 258
12.3. Space-Division Switching 258
12.4. M ultistage Switch 259
12.5. Time Division Switching 259
BAGIAN 11 : KOMUNIKASI
12.6. Fungsi Control Signalling 260 BERGERAK 12.7. Control Signal Sequence 261
12.8. Switch to Switch Signaling 261
11.1. Frekuensi Radio Panggil
12.9. Lokasi dari Signaling 262
12.9.1. Kelemahan pada Channel untuk Rumah
11.2. Sistem Telepon Nirkabel
Signaling 263
11.3. Sistem Komunikasi Bergerak
12.9.2. Saluran Sinyal yang
Selular
bersifat umum 263
11.3.1. Konsep Sistem 12.10. Signaling System
Komunikasi Seluler
Number 7 (SS7) 265
11.3.2. Tahap Perkembangan
12.11. Paket Switching
Generasi Telepon Seluler 228
12.11.1. Prinsip dari Paket Switching 266
12.11.2. Kelebihan Paket Switching Kanal Frekuensi Berulang 230
11.3.3. Sel-sel Menggunakan
dibanding "Circuit
11.3.4. Penduplekan dalam Switching" 268 Kawasan Waktu dan
12.11.3. Softswitch Architecture 269 Frekuensi
12.11.4. Teknik Switching 269
12.11.5. X.25 Protocol 273 Komunikasi Bergerak
11.3.5. Perkembangan Sistem
12.11.6. Ukuran Paket 273
10.3.6. Sistem GSM
12.11.7. Operasi Eksternal dan
11.4. Komunikasi Data Nirkabel
11.5. Teknologi Menuju 3G
12.12. Rangkuman 275
11.5.1 Munculnya Teknologi 1G
12.13. Soal Latihan 276
11.5.2 Menuju ke Generasi Kedua
Telekomunikasi Bergerak 242
11.5.3. Menuju Generasi dua- Setengah
BAGIAN 13 : SISTEM COMMON
11.5.4. Teknologi 3G
CHANNEL SIGNALING SEVEN
11.5.5. Teknologi 3,5G
11.5.6. Teknologi 4G
13.1. Pendahuluan 277
11.6 Rangkuman
13.2. SS7 279
11.7 Latihan
13.3. Arsitektur Protokol SS7 283
13.4. Message Transfer Part (MTP) 284
BAGIAN 12 : SWITCHING DALAM
13.5. ISUP (ISDN User Parts) 287
SISTEM TELEPON
13.6. Rangkuman
12.1. Pendahuluan
13.7. Soal Latihan 289
12.2. Circuit Switching
12.2.1. Aplikasi Circuit Switching
BAGIAN 14 : JARINGAN DIGITAL
15.4.1. Jaringan untuk Perusahaan
LAYANAN TERPADU
atau Organisasi 317
15.4.2. Jaringan untuk Umum
15.4.3. Masalah Sosial Jaringan 319
14.2. ISDN
15.5. Jenis-jenis Jaringan
14.3. Arsitektur Broadband ISDN Komputer 319 (B-ISDN)
15.5.1. Local Area Network (LAN) 319
14.4. Struktur Transmisi
15.5.2. Metropolitan Area Network
14.5. Antarmuka Akses Yang
(MAN)
Tersedia 298 15.5.3. Wide Area Network (WAN) 322
14.6. Model Referensi ISDN 300 15.5.4. Internet 323
14.7. Perangkat Keras (Hardware) 302 15.5.5. Jaringan Tanpa Kabel 325
14.8. Pesawat Telepon Digital
15.6. Klasifikasi Jaringan Komputer 328
14.9. Hal yang berkaitan dengan
15.7. Standarisasi Jaringan ISDN
15.8. Sistem Operasi Jaringan 330 Supplementary Service
14.9.1 Number Identification
15.8.1. Jaringan Client-Server 331
15.8.2. Jaringan Peer To Peer 332 Service
14.9.2 Call offering Supplementary
15.9. Komponen pada Jaringan
14.9.3 Call completion Komputer (Underlying) 333 Supplementary Service
15.10. Media yang Terpandu
333 Service
14.9.4. Charging Supplementary
15.10.2 . Bridge & Switch 334 jaringan LAN
14.10. Penerapan ISDN dalam
15.11. Media yang tidak Terpandu
14.11. Soal Latihan
15.12. Rangkuman 339
15.13. Soal Latihan 339
BAGIAN 15 : JARINGAN DATA DAN INTERNET
BAGIAN 16 : JARINGAN LAN
DAN WAN
15.1. Pendahuluan
16.1. Local Area Network (LAN) 341 Dibutuhkan
15.2. Mengapa Jaringan Komputer
16.2. Network Interace Card 341
15.3. Tujuan Jaringan Komputer
15.3.1. Resource Sharing 316 16.4. Frame Format (format
15.3.2. Reliabilitas Tinggi 316 bingkai) 344
15.3.3. Menghemat Biaya (cost 16.5. Implementasi Pada LAN 345 reduce) 316 16.6. Fast Ethernet 347
15.3.4. Keamanan Data 316 16.7. Token Ring 347
15.3.5. Integritas Data
16.8. Fiber Distributed Data
15.3.6. Komunikasi
Interface (FDDI) 349
15.3.7. Skalabilitas
16.9. Wide Area Network (WAN) 351
16.10. Connective Device 351 Komputer
15.4. Kegunaan Jaringan
16.11. Topologi Jaringan Komputer 352
16.12. Topologi BUS 353 17.7. Soal Latihan
16.13. Topologi Star
16.14. Topologi Ring 355
16.15. Topologi Mesh 356 BAGIAN 18 : TRANSFER CONTROL
16.16. Topologi Pohon 357 PROTOKOL / INTERNET
16.17. Topologi Peer-to-peer PROTOKOL
Network
16.18. Protokol Pada Jaringan
18.1. Sejarah TCP/IP 381
16.19. Rangkuman
18.2. Istilah-Istilah dalam Protokol
16.20. Soal Latihan
TCP/IP
18.3. Gambaran Protokol TCP/IP 382
18.3.1 Jaringan Koneksi Terendah 383
BAGIAN 17 : PROTOKOL DAN
18.3.2 Pengalamatan 384
STANDAR JARINGAN
18.3.3 Subnets
18.3.4 Jalur-Jalur Tak Berarah
18.3.5 Masalah Tak Diperiksa 385 Protokol
17.1. Protokol dan Susunan
18.3.6 Mengenai Nomor IP 385
17.2. Standar Jaringan
18.3.7 Susunan Protokol TCP/IP 386
17.2.1. Organisasi Standar
18.4 Protokol TCP/IP 387
17.2.2. Standart Internet
18.5 Pengalamatan 389
17.2.3. Admisnistrasi Internet
18.6 User Datagram Protocol
390 Jaringan Komputer
17.3. Lapisan Protokol Pada
(UDP)
18.7 Komunikasi process-to
390 Interconnection)
17.4. Protokol OSI (Open System
procces
18.8 Nomor port 392
17.4.1. Karakteristik Lapisan OSI
18.9 Port-port yang dipakai untuk
17.4.2. Proses Peer-To-Peer
18.10 Socket Address Terdekat
17.4.3. Antarmuka Antar Lapisan
(Alamat Soket) 392
17.4.4. Pengorganisasian Lapisan 371
18.11 User Diagram 393
17.5. Lapisan Menurut OSI
18.12 Manfaat protokol UDP 394
18.13 Internet protokol (IP) 395 Fisik)
17.5.1. Physical Layer (Lapisan
18.14 Datagram 395
18.15 Fragmentasi 399 (Lapisan Data Link)
17.5.2. Data Link Layer
18.16 IP Address 403
18.16.1 Notasi Desimal 403 (Lapisan Network)
17.5.3. Network Layer
18.16.2 Kelas-Kelas pada Jaringan
17.5.4. Transport Layer Komputer (address IP) 404 (Lapisan Transpor)
18.16.3 Alamat Khusus 406
18.16.4 Alamat Jaringan 407 (Lapisan Session)
17.5.5. Session Layer
18.16.5 Studi Kasus 409
18.17 Subnetting dan (Lapisan presentasi)
17.5.6. Presentation Layer
Supernetting 410
18.17.1 Subnetting 410 (Lapisan Aplikasi)
17.5.7. Application Layer
18.17.2 Masking
17.6. Rangkuman
18.17.3 Supernetting 413
18.17.4 Supernet Mask 413
18.18 Rangkuman 414
18.19 Soal Latihan 415
LAMPIRAN …………………………… A
BAGIAN 7 PRINSIP KOMUNIKASI LISTRIK
Tujuan
Setelah mempelajari bagian ini diharapkan dapat:
1. Menyebutkan prinsip umum sinyal bicara dan musik
2. Mengetahui Distorsi
3. Mengetahui tentang tranmisi informasi
4. Mengetahui tentang kapasitas kanal
7.1. Pendahuluan
adalah hal-hal yang harus ada agar komunikasi bisa berlangsung
Dalam setiap komunikasi dengan baik. Menurut Laswell salah satunya selalu diperlukan komponen-komponen komunikasi sumber informasi yang penting. adalah: Ada dua macam sumber infor- masi, yaitu ide-ide yang bersum-
1. Pengirim atau komunikator ber dari otak manusia dan
(sender) adalah pihak yang perubahan-perubahan yang ter-
mengirimkan pesan kepada jadi dalam lingkungan fisik sekitar
pihak lain. kita. Informasi mengalir hanya 2. Pesan (message) adalah isi
mungkin bila sumbernya mengha- atau maksud yang akan silkan keadaan perubahan kon-
disampaikan oleh satu pihak tinyu atau terus menerus. Infor-
kepada pihak lain. masi harus dikodekan atau dipro-
3. Saluran (channel) adalah ses sebelum ditransmisikan dan
media dimana pesan disam- juga diperlukan piranti pengubah
paikan kepada komunikan. (transducer) yang sesuai dengan
dalam komunikasi antar- sistemnya. Secara umum setiap
pribadi (tatap muka) saluran sistem komunikasi akan membu-
dapat berupa udara yang tuhkan peralatan-peralatan yang
mengalirkan getaran nada/ berkaitan dengan pengolahan
suara.
informasi. Komponen komunikasi
4. Penerima atau komunikan telemetri, sistem digital/komputer (receiver) adalah pihak yang atau sistem telekomunikasi. menerima pesan dari pihak lain
Secara listrik komunikasi
5. Umpan balik (feedback) ada- itu dapat berlangsung dengan lah tanggapan dari peneri-
baik apabila ada piranti yang maan pesan atas isi pesan dapat mengubah informasi dalam
yang disampaikannya. bentuk listrik, menyalurkan, dan mengubah kembali dalam bentuk
Komunikasi terjadi bilamana infor- sinyal semula. Setidaknya sistem masi ditransmisikan atau dikirim-
komunikasi secara listrik meliputi kan antara sumber informasi dan komponen seperti: pengguna informasi. Tiga kompo- nen pokok sistem informasi yaitu sumber (source), kanal (channel) sebagai media komunikasi dan
penerima (sink, receiver, user, distination) menunjukkan satu ke-
seluruhan sistem informasi. Bila informasi diubah menjadi ”bahasa” yang dapat dipahami oleh ”mesin”, maka ia akan
menjadi data. Transmisi data terjadi bila data dipindahkan secara elektronika antara dua titik.
Gambar 7.1. Pengiriman pesan Hasil dari sistem informasi
dari sumber ke penerima elektronika dapat berupa sistem
1. Sumber informasi (source),
2. Coder (pembuat kode), atau transduser, untuk mengubah in- formasi menjadi bentuk-bentuk sinyal yang sesuai untuk ditransmisikan,
3. Sistem transmisi (channel),
4. Decoder (kebalikan dari coder), atau transducer untuk menghasilkan kembali sinyal dalam bentuk yang sesuai agar dapat diterima,
5. Penerima informasi (receiver, sink, listener).
Dalam sistem radio, peng- pada orang yang dimaksud. kode dipengaruhi oleh modulasi
Pesan yang disampaikan itu pada bagian pemancar, semen-
bisa berupa informasi dalam tara dekoding akan mengubah
bentuk bahasa ataupun lewat kembali sinyal pada bagian de-
simbol-simbol yang bisa di- modulator sistem penerima. Baik
mengerti kedua pihak. koding maupun dekoding harus
2. Pesan (message) itu disam- dibedakan untuk sumber-sumber
paikan atau dibawa melalui sinyal yang berbeda. Proses
suatu media atau saluran baik komunikasi semacam ini tentu
secara langsung maupun tidak dengan anggapan bahwa sinyal
langsung. Contohnya berbi- tidak terjadi kecacatan (distorsi)
cara langsung melalui telepon, pada kanal. Di samping itu juga
surat, email, atau media tidak muncul gangguan yang
lainnya.
berasal dari luar sistem seperti
3. Komunikan (receiver) meneri- derau (noise) statik, interferensi
ma pesan yang disampaikan dari sistem kabel daya listrik, ge-
dan menerjemahkan isi pesan rakan acak elektron pada resis-
yang diterimanya ke dalam tor, tabung hampa, transistor dan
bahasa yang dimengerti kedua sebagainya.
pihak.
4. Komunikan (receiver) membe- ini, maka pengetahuan tentang
Untuk memahami masalah
rikan umpan balik (feedback) sinyal sangat diperlukan. Sebagai
atau tanggapan atas pesan contoh untuk komunikasi telepon
yang dikirimkan kepadanya, tentu yang menjadi sumber infor-
apakah dia mengerti atau me- masi adalah suara, untuk sistem
mahami pesan yang dimaksud televisi harus memahami bagai-
oleh si pengirim. mana suara dan gambar sebagai informasi itu diolah, dalam sistem radar diperlukan pemahaman tentang pulsa, dan sebagainya.
7.2. Proses komunikasi
Secara ringkas, proses berlangsungnya komunikasi bisa dijabarkan dalam komponen-kom- ponen yang terpisah seperti berikut.
1. Komunikator (sender) yang
mempunyai maksud berkomu- Gambar 7.2. Memahami pesan nikasi dengan orang lain
yang disampaikan mengirimkan suatu pesan ke-
Gambar 7.3. Mengubah informasi menjadi pesan
7.3. Sinyal bicara dan musik
manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga
Sinyal bicara dan musik manusia kira-kira dari 20 Hz bunyi atau suara adalah kompresi
sampai 20 kHz pada amplitudo me-kanikal atau gelombang longi-
umum dengan berbagai variasi tudinal yang merambat melalui dalam kurva responsnya. Suara di medium. Medium atau zat per-
atas 20 kHz disebut ultrasonik dan antara ini dapat berupa zat cair, di bawah 20 Hz disebut infrasonik. padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di da-
7.4. Respon telinga manusia
lam air, batu bara, atau udara. Kebanyakan suara adalah
Suatu percobaan yang merupakan gabungan berbagai dilakukan oleh Fletcher dan sinyal, tetapi suara murni secara Munson, menetapkan bahwa teoritis dapat dijelaskan dengan telinga manusia tidak responsif kecepatan osilasi atau frekuensi secara sama pada semua fre- yang diukur dalam Hertz (Hz) dan
kuensi. Disebutkan pula bahwa amplitudo atau kenyaringan bunyi
dalam pengamatannya telinga dengan pengukuran dalam manusia tidak ada sensasi untuk desibel.
amplitudo rendah yang disebut Manusia mendengar bunyi sebagai ambang pendengaran saat gelombang bunyi, yaitu (threshold audibility). Mengingat getaran di udara atau medium hal tersebut, para perancang lain, sampai ke gendang telinga memerlukan pengetahuan yang
Gambar 7.4. Respon telinga manusia frekuensi 20 Hz-20KHz.
Gambar 7.5. Kondisi telinga manusia menangkap suara
berkaitan tidak hanya level merespon bergantung kepada tetapi juga tentang frekuensi.
frekuensi di mana telinga masih Suatu metoda yang dapat menangkapnya. Gambar digunakan dalam memahami res-
7.5 di atas menunjukkan ukuran pon telinga manusia digunakan A-
kuat sinyal yang dapat weihted. Cara ini diketahui bahwa
maempengaruhi respon telinga telinga manusia sensitif terhadap
manusia. Sebagai contoh frekuensi 20 Hz-20 KHz. Semen-
pesawat terbang jet yang terbang tara itu dengan noise-noise yang
di atas ketinggian 300 meter terjadi telinga manusia dapat mempunyai kuat sinyal 90 dB.
Gambar 7.6. Kuat sinyal untuk beberapa obyek yang dapat
direspon telinga
7.5. Distorsi
Frekuensi-frekuensi yang tidak dikehendaki seperti adanya Dengan mempertimbang-
distorsi di atas dapat dibetulkan kan kelayakan secara teknis dan dengan menggunakan rangkaian ekonomis, dalam sistem komu-
ekualisaasi. Sementara itu bila nikasi harus dijaga bentuk-bentuk
distorsi terjadi pada karena piranti sinyal dan menghindari adanya non linear, maka koreksinya distorsi. Distorsi dapat dibedakan menggunan tapis (filter). menjadi :
1. Distorsi frekuensi, ini merupa-
7.6. Sistem multipleks
kan timbulnya perubahan am- plitudo relatif dari komponen-
Ada dua jenis cara kerja
komponen frekuensi yang multi kanal, yaitu sebagai berikut : berbeda.
1. Sistem pembagian frekuensi
2. Distorsi tunda, ini berkaitan (Frequency devision system), dengan perubahan waku
sistem ini menggunakan ba- transmisi dari komponen-kom-
nyak kelompok sub-pembawa. ponen frekuensi yang ber-
Masing-masing pembawa dipi- beda.
sahkan dengan cara pemodu-
3. Distorsi non-linear, merupakan lasian. Pengelompokan ini distorsi pada piranti yang tidak
berjenjang, semakin banyak linear. Besar sinyal pada out-
kelompok semakin tinggi fre- put tidak berbanding secara
keunsi pembawa yang digu- langsung tehadap inputnya.
nakan.
2. Sistem pembagian waktu atau Sinyal telegraf gambar mem- time devision system, masing-
punyai prinsip bahwa gambar masing kanal menerapkan
di-scan secara seri mengikuti bandwidth yang tersedia tetapi
garis-garis. Karena itu diper- untuk waktu sempit. Pada
lukan adanya sinkron-isasi akhirnya keseluruhan spek-
dari titik lampu scan pada trum dialokasikan untuk ma-
penerima. Resolusi sepan- sing-masing kanal.
jang garis sering dipersyarat- kan sama untuk garis demi garis.
7.7. Persyaratan lebar bidang
3. Sinyal televisi Persyaratan lebar bidang
Pada sinyal televisi prinsipnya dimak-sudkan untuk memberikan
adalah sistem scaning juga. alokasi bidang frekuensi bagi
Untuk menghasilkan gambar suatu sistem dalam komunikasi.
yang baik, maka antara garis- Lebar bidang yang dipersyaratkan
garis yang menyusun gambar itu di antaranya adalah :
harus di scan secara ber- urutan. Ada dua jenis televisi
1. Sinyal telegraf. yaitu televisi analog dan Kecepatan telegraf sering
televisi digital. Pada prin- dinyatakan dalam istilah da-
sipnya lebar bidang untuk lam waktu bolak-balik da-lam
televisi dialokasikan sbesar satuan detik. Dalam kaitan
6,5 Mhz, bergantung kepada signaling kecepatan ini dinya-
sistem scanning mana yang takan dengan istilah Baud.
digunakan. Televisi digital Elemen paling pendek adalah
(bahasa Inggris: Digital Tele-
20 milidetik, di mana pada vision, DTV) adalah jenis TV jarak itu ada dua pulsa positif
yang menggunakan modulasi dan negatif. Untuk itu besar
digital dan sistem kompresi frekuensi dapat dinyatakan
untuk menyebarluaskan vi- dengan:
deo, audio, dan signal data ke pesawat televisi.
Latar belakang pengembangan
televisi digital :
− 3 = 25 Hz
40 x 10
• Perubahan lingkungan eks- ternal pasar TV analog yang
sudah jenuh, komplain adanya Dengan demikian lebar bi-
noise, ghost dan lain-lain. dangnya menjadi 50 Hz, ini • Kompetisi dengan sistem
sesuai dengan kecepatan penyiaran satelit dan kabel. transmisi 50 baud.
• Perkembangan teknologi pem- rosesan sinyal digital (digital
2. Sinyal telegraf gambar signal processor), teknologi 2. Sinyal telegraf gambar signal processor), teknologi
biasanya suara yang dapat alatan display yang beresolusi
dikenali hanya membutuhkan tinggi.
rentang antara 300 Hz sampai dengan 3400 Hz. Rentang ini
Keunggulan televisi digital setara dengan konversi ke- cepatan 100 kata/menit. Kece-
1. Gambar halus (High Definition). patan pesan akan menjadi (1/40) 5~6 kali lebih halus dibanding kata/menit/siklus pada sistem televisi analog
lebar bidang 4 Khz.
2. Suara jernih. Kemampuan me-
reproduksi suara seperti sum-
7.9. Sinyal musik
ber aslinya
3. Banyak fungsi. Memberi ke- Instrumen musik mengha- mampuan untuk merekam dan
silkan hormonisa. Jumlah dan mengedit siaran
amplitudo menentukan kulaitas
4. Banyak kanal. sinyal out musik. Untuk memenuhi tingkat kualitas yang baik, lebar
7.8. Kecepatan sinyal
frekuensi disediakan antara 30 Hz hingga 15 KHz. Dengan lebar
Meskipun lebar bidang bidang ini telinga manusia sudah disediakan kira-kira 10 Khz merespon sebagai sinyal dengan sebagai persyaratan untuk kualitas yang baik.
Tabel 7.1. Perbandingan resolusi TV dengan PC
7.10. Kapasitas kanal
7.11. Konsep komunikasi elektronika
Dengan mempertimbang- kan semua kemungkinan multi
Hampir semua sistem level dan teknik encoding multi-
komuniksi elektronika mengguna- phase, Shanon-Hartly menyata-
kan gelombang elektromagnet. kan teorema yang dikenal dengan
Gelombang elektromagnet adalah kapasitas kanal C.
suatu perubahan yang terdiri dari Ini berarti bahwa secara dua komponen gelombang atau teori sinyal bersih dengan osilasi listrik dan magnet yang kecepatan untuk sinyal itu data dapat menjalar melaui ruang dapat dikirimkan dengan daya hampa, udara atau bahan tak rata-rata sinyal S pada kanal menghantar lainnya. Spektrum komunikasi analog yang dikaitkan
elektromagnet adalah suatu ren- dengandaya N additive white tang gelombang yang mempu- Gaussian noise, maka :
nyai rentang lebar panjang ge- lombang dan frekuensi.
C = B log 2 + 1 Bagian dari spektrum elek- N
tromagnet yang digunakan untuk komunikasi elektronika adalah :
Di mana:
1. Infra merah
C adalah channel capacity dalam spektrum ini digunakan untuk bits per second;
serat optik dan remote control
B adalah bandwidth kanal dalam yang dipakai pada umumnya. hertz; S adalah daya sinyal total pada
lebar bidang, diukur dalam watt atau volt 2 ; N adalah daya derau total pada lebar bidang, diukur dalam watt atau volt 2 ; dan
S/N adalah signal-to-noise ratio Gambar 7.7. Remote control (SNR) atau carrier-to-noise ratio
(CNR) dari sinyal komunikasi
terhadap interferensi Gaussian
2. Gelombang mikro noise dinyatakan sebagai straight
Spektrum ini digunakan untuk power ratio (tidak decibels).
komunikasi satelit, dan bebe- rapa saluran telepon serta
untuk sambungan internet.
Gambar 7.8. Parabola untuk menerima gelombang mikro
Gambar 7.9 Bebera jenis mobile
3. Gelombang radio phone Spektrum ini digunakan untuk sistem radio, televisi, telepon
bergerak, jaringan komputer nirkabel (tanpa kabel)
Gambar 7.10. Piranti telekomunikasi dan spektrum gelombang elektromagnet
Kunci konsep komunikasi elektronika adalah pada modulasi. Modulasi dapat digambarkan se- bagai cara-cara bagaimana infor- masi dipindahkan dari bentuk sinyal informasi yang frekuensinya relatif rendah menjadi gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang lebih tinggi. Gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi
ini berperan sebagai ”pembawa” atau carrier.
Gambar 7.11. Sinyal informasi Ada beberapa cara yang digital dapat dilakukan untuk memodu-
lasi sinyal pembawa oleh sinyal • Sinyal informasi analog meng- informasi. Pada prinsipnya sinyal
hasilkan pembawa yang ber- pembawa dimodifikasi atau di-
ubah oleh sinyal informasi pada ubah-ubah naik turun mengikuti perubahan sinyal analog, yaitu :
bagian ”sender” dan pembawa yang termodifikasi itu tadi dide- teksi kembali pada ”receiver/
1. Gelombang radio dengan listener” untuk menemukan sinyal
amplitudo berubah mengikuti informasi kembali.
perubahan sinyal informasi analog. Ini disebut sistem
Sinyal informasi yang digu- mo-dulasi amplitudo (AM). nakan untuk memodulasi pemba-
2. Gelombang radio dengan wa dapat bebrntuk digital atau
frekuensi berubah mengikuti analog.
perubahan sinyal informasi analog. Ini disebut sistem
• Sinyal informasi digital mengha- modulasi frekuensi (FM). silkan pembawa dengan salah
satu dari dua kemungkinan, yaitu :
1. Pulsa atau cahaya inframerah pada kondisi “on” untuk digital “1” dan kondisi “off” untuk “0”.
2. Gelombang radio untuk suatu frekuensi mewakili digital “1” dan frekuensi yang lain untuk digit “0”
Gambar 7.12. Sinyal informasi analog
7.12. Penerapan komunikasi elektronika
7.12.1. Telepon
Sistem komunikasi elek- tronika ini yang telah lama digu- nakan dan mempunyai pengaruh yang luas sebagai alat komunikasi antar manusia. Awalnya adalah telepon yang dipakai di rumah- rumah, dalam perkembangannya telepon tersebut sudah dapat dibawa ke mana-mana.
Dasar kerja telepon adalah sangat sederhana. Blok diagram-
Gambar 7.13. Pesawat telepon nya ditunjukkan seperti di bawah.
Gambar 7.14. Blok diagram sistem komunikasi telepon • Gelombang suara digetarkan dan menjalar melalui udara
• Gelombang suara ditangkap oleh mikropon. Mikropon kemudian
mengubah getaran itu menjadi sinyal elektronik analog dengan frekuensi yang sama seperti getaran suara tadi, dan amplitudo- nya sebanding dengan amplitudo gelombang suara.
Gambar 7.15. Mikropon mengubah gelombang suara
• Sinyal listrik kemudian ditransmisikan sepanjang kawat
penghantar (bila jarak tidak terlampau jauh) • Pada bagian yang lain, sinyal listrik dikuatkan • Hasil penguatan diumpankan ke loudspeaker (pengeras). Bagian
ini adalah kebalikan dari kerja mikropon, mengubah sinyal listrik kembali menjadi suara.
Gambar 7.16. Speaker mengubah sinyal listrik • Sistem telepon yang utuh selalu mempunyai bagian pengirim
dan bagian penerima. Dalam sistem telepon yang
7.12.2. Radio
sesungguhnya, suara yang diha- silkan pada bagian penerima akan
Radio adalah sistem sama dengan suara saat diki-
komunikasi elektronika pertama rimkan melalui mikropon. Ada dua
kali yang memanfaatkan jalur alasan sehingga penggunaan sis-
komunikasi dengan pendengar tem tersebut tidak menjadi lebih banyak. Perhatikan kembali kendala:
gambar 7.10. pada pemanfaatan spektrum frekuensi untuk radio
1. Derau (noise) listrik tidak broadcast. begitu mengganggu
2. Telinga manusia dapat men- deteksi gelombang suara dengan frekuensi berkisar
20 Hz – 20.000 Hz. Untuk menyederhanakan sistem, telepon hanya men-trans- misikan signal listrik 400 Hz - 4000 Hz. Dengan rentang
ini suara seseorang sudah dapat dikenali karena nam-
Gambar 7.17. Pesawat radio pak berbeda.
Istilah ‘radio’ dulunya ada- adalah sinyal suara itu mem- lah merujuk pada ‘gelombang punyai rentang 20 Hz sampai radio’, karena sistem ini meng-
20.000 Hz. Bila semua stasion gunakan spektrum gelombang pemancar radio menggunakan radio. Sekarang ini istilah radio rentang frekuensi tersebut, maka dapat diartikan sebagai gelom-
satu stasion akan mengganggu bang dan sebagai piranti atau stasion yang lainnya. pesawat yang dapat menangkap sinyal sauara atau musik.
Penyelesaiannya yaitu Sistem radio dirancang per-
dengan cara menempatkan suatu tama kali menggunakan suatu stasion radio pada frekuensi prinsip :
tertentu yang tidak sama dengan stasion yang lain. Frekuensi ini
• Mengubah snyal suara menjadi adalah frekuensi pembawa sinyal sinyal listrik
yang besarnya lebih tinggi dari • Menguatkan sinyal suara listrik frekuensi yang dapat ditangkap itu dan memancarkannya mela-
oleh telinga manusia. Frekuensi ui antena
pembawa akan membawa sinyal • Mendeteksi gelombang pancar-
suara untuk dipancarkan. Proses an radio dan mengubahnya penumpangan sinyal suara ini kembali menjadi suara
dikatakan sebagai proses modulasi. Dengan cara ini maka
Dengan prinsip yang apabila ada penalaan radio dirancang itu sayangnya tidak (tuning), pada dasarnya adalah dapat dipraktek-kan. Alasannya mengubah frekuensi pembawa.
Gambar 7.18. Blok diagram sistem komunikasi radio
Gambar 7.19. Sistem blok sistem pemodulasian sinyal suara
Proses modulasi ada dua jenis, yaitu modulasi amplitudo dan modulasi frekuensi. Perhatikan perbedaan dari gambar sinyal yang termodulasi berikut ini.
Gambar 7.20. Sinyal termodulasi amplitudo dan termodulasi frekuensi Gambar 7.20. Sinyal termodulasi amplitudo dan termodulasi frekuensi
7.12.3. Television
pada radio.
Televisi merupakan suatu piranti elektronika yang secara luas digunakan sebagai alat untuk komun ikasi. Sistem televisi ada pemancaran sinyal gambar dan suara secara bersamaan pada lebar bidang yang sama, tetapi berbeda frekuensi pembawanya. Pemancaran sinyal pada sistem televisi hampir mirip dengan pe- mancaran sinyal radio. Peman- caran sinyal televisi membutuhkan kamera untuk mengubah gambar atau obyek menjadi sinyal listrik dan mikropon untuk mengubah
Gambar 7.21. Pesawat televisi suara menjadi sinyal listrik. Kedua
tahun 1950-an sinyal secara bersama-sama dimodulasikan secara amplitudo (AM) yang selanjutnya dikuatkan dan baru kemudian dipancarkan.
Pada bagian penerima terjadi proses yang berlawanan dengan pemancar. Bagian ini membutuhkan layar (tabung gam- bar) untuk menerima sinyal gam- bar yang kemudian diubah men- jadi gambar atau obyek sebagai- mana yang telah ditangkap oleh kamera. Untuk mendengarkan
Gambar 7.22. Pesawat televisi lebih maju
Gambar 7.23. Proses pengubahan sinyal gambar
Gambar 7.24. Contoh sinyal modulasi pada sistem televisi
7.12.4. Telepon Bergerak
Piranti telepon bergerak adalah suatu jenis alat komunikasi
yang kecil dan mudah digunakan.
Sekalipun demikian teknologi yang dipakai sudah menunjukkan
teknologi yang maju.
Gambar 7.26. Rangkain dalam Gambar 7.25. Telepon bergerak
telepon bergerak
Telepon bergerak meng- radio. Setiap sistem telepon ber- gunakan frekuensi radio untuk gerak yang dipakai oleh negara- memindahkan informasi dari tele-
negara yang berbeda mempunyai pon itu menuju ke base station. Ini
sistem yang ber-beda. menunjukkan bahwa komunikasi Kebanyakan sistem yang dipakai antara
base station dengan di banyak negara adalah Global telepon bergerak diorganisakan System for Mobile communication begitu juga mengkode sinyal (GSM). menjadi data pada gelombang
Banyak pengguna meman- peng-gunaan frekuensi yang faatkan telepon bergerak sebagai
(frequency reuse). alat komunikasi. Sekalipun demi-
berulang
Setiap daerah dibagi-bagi dalam kian, tidak akan pernah terjadi luasan berben-tuk heksagonal benturan frekuensi ketika telepon dan jarak antar daerah ini dapat itu digunakan secara bersamaan. beberapa kilo-meter. Pada titik Pertanyaannya mengapa sinyal tengah heksa-gonal itu di- radio dari telepon-telepon itu tidak
tempatkan base station. Setiap saling interferesi atau meng-
base station di-alokasikan suatu ganggu satu sama lain?
rentang freku-ensi radio yang dapat digunakan. Antar base station yang ber-dekatan, tidak mungkin saling terganggu (interferensi) karena digunakan rentang frekuensi yang berbeda.
Pada jarak tertentu dalam be-berapa kilometer sinyal yang dipancarkan sudah barang tentu dayanya akan menjadi lemah dan akhirnya hilang. Oleh karena itu perlu ada base stasion lagi. Untuk itu dapat digunakan frekuensi
yang sama milik base station yang Gambar 7.27. Heksagonal pada
pernah digunakan. Dalam gambar base station
ditandai dengan warna-warna yang sama.
Salah satu aspek kunci dalam telepon bergerak adalah
7.13. Rangkuman
Dalam setiap komunikasi salah satunya selalu diperlukan
1. Pengirim atau komunikator sumber informasi yang penting.
(sender) adalah pihak yang Ada dua macam sumber
mengirimkan pesan kepada informasi, yaitu ide-ide yang
pihak lain.
bersumber dari otak manusia dan
2. Pesan (message) adalah isi perubahan-perubahan yang ter-
atau maksud yang akan jadi dalam lingkungan fisik sekitar
disampaikan oleh satu pihak kita. Informasi mengalir hanya
kepada pihak lain. mungkin bila sumbernya meng-
3. Saluran (channel) adalah hasilkan keadaan perubahan
media dimana pesan disam- kontinyu. Informasi harus dikode-
paikan kepada komunikan. kan atau diproses sebelum
dalam komunikasi antar- ditransmisikan dan juga diperlu-
pribadi (tatap muka) saluran kan piranti pengubah (transducer)
dapat berupa udara yang yang sesuai dengan sistemnya.
mengalirkan getaran nada/ Secara umum setiap sistem
suara.
komunikasi akan membutuhkan
4. Penerima atau komunikate peralatan-peralatan yang ber-
(receiver) adalah pihak yang kaitan dengan pengolahan
menerima pesan dari pihak informasi.
lain
Komponen komunikasi 5. Umpan balik (feedback) ada- adalah hal-hal yang harus ada
lah tanggapan dari peneri- agar komunikasi bisa berlangsung
maan pesan atas isi pesan dengan baik. Menurut Laswell
yang disampaikannya. komponen-komponen komunikasi adalah :
7.14. Soal latihan
Coba kerjakan soal latihan di bawah ini
1. Jika SNR 20 dB, dan bandwith yang tersedia adalah 4 khz, untuk sebuah pesawat telepon, dengan nilai C = 4 log 2 (1 + 100) = 4 log 2 (101) = 26.63 kbit/s. Buktikan bahwa nilai S/N = 100 adalah ekivalen dengan SNR 20 dB.
BAGIAN 8 DERAU DALAM SISTEM KOMUNIKASI
Tujuan
Setelah mempelajari bagian ini diharapkan dapat:
1. Mengetahui macam-macam derau dalam sistem telekomunikasi.
2. Memahami persamaan derau dalam sistem telekomunikasi.
3. Mengetahui pengaruh derau dalam sistem telekomunikasi.
8.1. Pertimbangan Umum
Derau atau yang sering menyebabkan partikel bergerak dikenal dengan noise merupakan
secara acak (random motion). sebuah sinyal yang tidak Gerakan acak dari partikel diinginkan dalam sistem bermuatan, seperti elektron, pada komuniksi atau sebuah informasi.
suatu konduktor menghasilkan Komponen elektronika pada arus atau tegangan acak yang dasarnya terbuat dari bahan-
menghasilkan thermal noise. bahan yang memiliki muatan Dengan kata lain, materi listrik. Muatan listrik ini ada penyusun, perubahan suhu, karena pergerakan elektron dalam
perubahan muatan listrik adalah komponen. Noise mengacu pada
penyebab utama derau. sinyal listrik acak yang tidak bisa
Dalam sistem komunikasi, diprediksi, yang dihasilkan oleh
sinyal selalu mengalami sumber alam, baik internal degradasi (penurunan) mutu. maupun eksternal (dari luar Degradasi ini, selain diakibatkan sistem). Ada satu macam noise
oleh noise, juga berasal dari yang selalu hadir dalam setiap
distorsi dan inter-ferensi yang bisa sistem komunikasi, yaitu thermal
mengubah bentuk sinyal. noise. Thermal noise selalu hadir
Walaupun konta-minasi sinyal dengan alasan bahwa pada suatu
bisa terjadi pada tiap elemen temperatur di atas nol absolut komunikasi, tapi konvensi standar
(0°K), energi termal/panas menyatakan bahwa secara
Bagian 8 : Derau dalam sistem komunikasi Bagian 8 : Derau dalam sistem komunikasi
3. Meningkatkan perbandingan ditimpakan pada kanal. Distorsi
sinyal dan derau (signal to adalah gangguan pada bentuk
noise ratio)
gelombang karena sistem memberi respon yang tidak tepat
Berdasarkan sumbernya, terhadap sinyal itu sendiri.
noise bisa dibedakan menjadi dua Distorsi linear bisa diperbaiki
katagori :
dengan menggunakan filter
1. Noise internal adalah noise khusus yang disebut equalizer.
yang dibangkitkan oleh Interferensi adalah kontaminasi
komponen-komponen dalam oleh sinyal lain yang berasal dari
sistem komunikasi. pemancar lain, power lines,
2. Noise eksternal, dihasilkan switching circuit dan sebagaianya.
oleh sumber di luar sistem Interferensi paling sering terjadi
komunikasi. Ada dua macam dalam sistem radio. Radio
noise eksternal yaitu noise Frequency Interference (RFI) juga
buatan manusia (man made muncul dalam media kabel jika
noise) dan noise alami (ekstra kabel transmisi tersebut atau
terrestrial)
rangkaian penerima menangkap sinyal yang diradiasikan dari
Noise yang paling besar suatu sumber yang dekat.
pengaruhnya dalam sistem
Mengapa dalam sistem komunikasi adalah thermal noise. komunikasi sebuah noise ingin Noise ini selalu menyertai sinyal dihilangkan?
informasi. Noise ini mempunyai Alasan mengurangi derau distribusi energi yang seragam antara lain :
pada seluruh spektrum frekuensi.
1. Meningkatkan sensitifitas Gambar 8.1 di bawah merupakan
rangkaian untuk mendeteksi gambaran efek noise terhadap sinyal yang diinginkan dalam
sebuah sinyal sinus yang sebuah penerima (receiver)
mengakibatkan sinyal asli menjadi
2. Mengurangi konten harmonis cacat (distorsi). dan fasa derau dalam pemancar (transmitter)
Gambar 8.1. sinyal sebelum dan sesudah mendapatkan noise
Bagian 8 : Derau dalam sistem komunikasi
8.2. Thermal Noise
P = derau termal (watt) k = konstanta Boltzmann
Thermal noise atau disebut (1,38 x 10 Joule/ ˚Kelvin) juga Johnson Noise merupakan T = temperatur thermal noise ( ˚K). noise tegangan yang dihasilkan
B = bandwidth (Hz). oleh friksi dari arus yang mengalir pada suatu element resistif Atau hal ini dapat dituliskan dalam (komponen yang bersifat resistif). persamaan: Noise termal ini memiliki amplitudo yang tidak terikat pada frekuensi tertentu, artinya noise ini terjadi
pada seluruh jangkauan frekuensi.
Besarnya tegangan yang berasal dari noise termal dirumuskan :
Pada temperatur ruang,T = 290 K:
-23 P = 1,3803. 10 x 290 = -204 dBW / Hz
= -174 dBm / Hz.
Sedangkan daya noise yang timbul pada suatu bandwidth
dirumuskan sebagai : Untuk sistem noise 2 port (input-output), daya noise pada
keluaran adalah penjumlahan dari
noise pada input dengan noise yang dihasilkan oleh sistem. Tinjauan sebuah penguat dengan penguatan
(gain) G dapat digambarkan sebagai berikut ini.
Dimana :
Si, Ti
So
Te, Na
sistem
Gambar 8.2. Sistem noise dengan 2 port
Bagian 8 : Derau dalam sistem komunikasi
Jika Si menyatakan daya (Ti + Te). Temperatur Te disebut sinyal input dan So menyatakan dengan temperatur noise efektif. daya sinyal output, maka So adalah perkalian dari daya sinyal
8.3. Shot Noise
input dan penguatan G. Derau tembakan biasanya terjadi ketika terjadi perbedaan potensial. Misalnya sebagai contoh pada sambungan PN diode memiliki dinding potensial. Ketika
Sedangkan noise output No electron dan hole menyeberangi adalah penjumlahan dari noise dinding atau sambungan PN, input Ni yang dikuatkan oleh derau tembakan dihasilkan. Dioda, sistem dengan noise Na yang transistor dan tabung vakum akan dibangkitkan oleh sistem.
menghasilkan derau tembakan. Di sisi lain resistor biasanya tidak
menghasilkan derau tembakan karena tidak ada dinding potensial
dalam resistor. Arus yang mengalir melalui resistor tidak akan
Dimana : mengalami fluktuasi. Akan tetapi, arus yang mengalir melalui dioda
menghasilkan sedikit fluktuasi.
Ketika sejumlah arus
mengalir maka derau tembakan menghasilkan fluktuasi yang
Sehingga : dirumuskan sebagai berikut :
Dimana :
Dimana:
adalah muatan elektron Sebuah persamaan diatas
merupakan digambarkan seolah- olah keluaran noise berasal dari
suatu sumber dengan temperatur
Bagian 8 : Derau dalam sistem komunikasi
8.4. Deskripsi Noise
= [S in /Nin]/[S
Gambaran sebuah derau in *G/[G*N in +N dut ] didefinisikan sebagai rasio
= [G*N in +N dut] /[ GN in ] (perbandingan) antara sinyal
terhadap derau di input dengan output. Dapat dirumuskan :
8.4.1. Suhu derau efektif
Mari kita asumsikan bahwa Te (Effective Noise Temperature)
adalah suhu derau sebagai hasil dari N dut . Maka hubungan antara
Dimana (s/n)I adalah per- Te dan N dut dirumuskan sebagai bandingan antara sinyal terhadap
berikut:
derau di input, dan (s/n)o adalah
perbandingan sinyal terhadap
N dut = KGB*Te
derau di output. Perlu diingat atau bahwa s/n di output akan selalu lebih kecil disbanding s/n di input,
Te= N dut /[KGB]
sehubungan dengan faktanya Kita ketahui bahwa pada suhu bahwa semua rangkaian hanya kamar, akan menambah derau, tetapi
tidak akan mengurangi derau pada system.
N in =KT 0 B
Substitusi dengan persamaan
diatas, sehingga menjadi :
F=[G*N in +N dut] /[GN in ] = [T 0 + Te]/T0
Atau :
Te = T 0 (F-1)
F pada persamaan linear disebut Noise Factor (Faktor Derau).
Dalam persamaan log, F disebut Noise Figure.
F dB = 10logF
Bagian 8 : Derau dalam sistem komunikasi
8.5. Teknik Pengukuran
OUT bisa langsung dikoneksikan dengan Noise Source, kemudian
Noise Figure
melakukan proses kalibrasi. Gambar 8.4. di bawah ini Teknik yang digunakan menunjukkan diagram koneksi untuk mengukur noise figure dengan DUT (Device Under Test/ secara umum yaitu menggunakan
alat yang hendak diukur figure Noise Figure Meter. Untuk meng-
noisenya). Pertama, noise figure gunakan Noise Figure Meter, dikalibrasi sehingga diperoleh peralatan dikoneksikan seperti kondisi normal, kemudian di- gambar di bawah ini Sebuah hubungkan dengan DUT seperti mixer diperlukan bila ingin gambar di bawah ini sampai Gain mengkonversi sinyal RF menjadi dan Noise Figure dari DUT tampak sinyal yang lebih rendah (sinyal pada analyzer. IF). Namun bila rangkaian tidak memerlukan mixer maka kabel IF
Gambar 8.3. Koneksi antara Noise Source dan RFG
Bagian 8 : Derau dalam sistem komunikasi
Gambar 8.4. Seting pengukuran derau
Di samping itu, dimungkin- rendah atau dikatakan kurang kan juga memasang konektor
dari 0,05dB, dimungkinkan penyesuai atau attenuator se-
untuk membutuhkan petunjuk belum proses pengukuran dilaku-
dari pembuat alat tersebut kan. Hal ini dilakukan dengan
khususnya dari piranti ukur tujuan untuk menyesuaikan range
tersebut.
(batas ukur) sehingga tidak mele-
2. Batas waktu dari DUT atau NF bihi kemampuan Noise Figure
analiser. Hal ini dimungkinkan Analyzer. Dalam beberapa kasus
membutuhkan mixer external penyesuai ataupun atenuator perlu
untuk mengukur NF. Dalam dilakukan proses kalibrasi.
beberapa kejadian, pastikan Faktor-faktor yang perlu
bahwa NF analiser men- dipertimbangkan ketika memilih
dukung kemmpuan mixer peralatan untuk mengukur noise
external maupun internal. figure antara lain :