SISTEM TELEKOMUNIKASI

I. Pendahuluan

1. Model Sistem Telekomunikasi

Ada tiga bagian penting pada setiap sistem komunikasi, yaitu pemancar, penerima, dan kanal komunikasi. Pemancar melakukan suatu proses supaya sinyal yang ditransmisikan sesuai dengan karakteristik kanal komunikasi yang digunakan untuk mendapatkan transmisi yang efisien. Atau dengan kata lain pemancar mempunyai fungsi untuk menyiapkan sinyal informasi yang akan dikirim sedemikian rupa sehingga bias mengatasi hambatan yang diberikan oleh kanal. Proses yang dilakukan dalam pemancar antara lain modulasi dan coding.

Gambar 1.1 Pemodelan Sistem Komunikasi

Penerima melakukan proses pada sinyal keluaran dari kanal untuk memperoleh kembali sinyal pesan/informasi. Karena adanya pengaruh noise, distorsi dan interferensi, sinyal yang diperoleh kembali tidak persis sama dengan aslinya. Operasi yang dilakukan pada penerima antara lain penguatan, demodulasi dan decoding untuk membalikkan proses yang dilakukan pada pemancar dengan kesalahan sekecil mungkin. Filtering juga salah satu fungsi penting yang dilakukan oleh penerima.

2. Bandwith

Untuk komunikasi real-time diperlukan bandwidth transmisi yang cukup untuk mengakomodasi spektrum sinyal. Distorsi akan terjadi jika bandwidth yang diperlukan tidak mencukupi. Sebagai contoh, beberapa megahertz bandwidth diperlukan untuk transmisi video sinyal televisi, sedangkan untuk suara manusia bandwidth sebesar 4 KHz sudah memadai. Untuk sinyal digital dengan kecepatan r simbol perdetik memerlukan bandwitdh minimal sebesar r/2.

Untuk transmisi informasi yang tidak real-time, bandwidth yang tersedia menentukan kecepatan maksimal transmisi sinyal. Waktu yang diperlukan untuk mengirim sinyal informasi berbanding terbalik dengan ketersediaan bandwidth. Jadi semakin besar bandwith yang tersedia, semakin cepat waktu transmisi yang diperlukan.

3. Noise

Dalam sistem komunikasi, sinyal selalu mengalami degradasi (penurunan) mutu. Degradasi ini, selain diakibatkan oleh noise, juga berasal dari distorsi dan interferensi yang bisa mengubah bentuk sinyal. Walaupun kontaminasi sinyal bisa terjadi pada tiap elemen komunikasi, tapi konvensi standar menyatakan bahwa secara keseluruhan penyebab itu ditimpakan pada kanal. Distorsi adalah gangguan pada bentuk gelombang karena sistem memberi respon yang tidak tepat terhadap sinyal itu sendiri. Distorsi linear bisa diperbaiki dengan menggunakan filter khusus yang disebut equalizer. Interferensi adalah kontaminasi oleh sinyal lain yang berasal dari pemancar lain, power lines, switching circuit dsb. Interferensi paling sering terjadi dalam sistem radio. Radio Frequency Interference (RFI) juga muncul dalam media kabel jika kabel transmisi tersebut atau rangkaian penerima menangkap sinyal yang diradiasikan dari suatu sumber yang dekat.

4. Modulasi

Modulasi adalah proses yang dilakukan pada sisi pemancar untuk memperoleh transmisi yang efisien dan handal. Modulasi melibatkan dua buah sinyal, yaitu sinyal pemodulasi, yang merepresentasikan pesan yang akan dikirim, dan carrier (gelombang pembawa) yang sesuai dengan aplikasi yang diterapkan.

Modulasi adalah variasi secara sistematis dari parameter gelombang carrier secara proporsional terhadap sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Jika amplitudo sinyal informasi mem-variasi amplitudo suatu gelombang carrier sinus, maka akan terbentuk sinyal termodulasi amplitudo (AM-Amplitude Modulation). Variasi juga bisa diberikan pada frekuensi atau phase sinyal carrier, yang menghasilkan sinyal termodulasi frekuensi (FM) atau termodulasi phase (PM). Semua metode untuk modulasi carrier sinusoidal dikelompokkan sebagai modulasi gelombang kontinyu (Continuous Wave modulation).

Sistem transmisi jarak jauh menggunakan modulasi CW dengan frekuensi carrier jauh lebih tinggi dibandingkan komponen frekuensi tertinggi sinyal pemodulasi. Spektrum sinyal termodulasi akan merupakan suatu pita frekuensi yang berada didekat frekuensi carrier. Untuk alasan itu, dikatakan bahwa modulasi CW menghasilkan suatu pergeseran frekuensi.

Metode modulasi lain, yang disebut modulasi pulsa, mempunyai deretan pulsapulsa periodik sebagai carrier. Gambar 1.3. menunjukkan suatu bentuk gelombang PAM (Pulse Amplitude Modulation). Gelombang PAM ini terdiri dari deretan sample (cuplikan) dari sinyal analog diatasnya. Proses pengambilan sample dari sinyal analog disebut dengan proses sampling. Dengan sampling yang tepat, keseluruhan sinyal bisa direkonstruksi dari sample-nya.

Modulasi pulsa tidak menghasilkan pergeseran spektrum frekuensi yang diperlukan untuk transmisi yang efisien seperti halnya modulasi CW. Karena itu, beberapa pemancar mengkombinasikan modulasi pulsa dan modulasi CW.

5. Keuntungan Modulasi

a. Efisiensi transmisi

b. Multiplexing

c. Mengatasi batasan peralatan

d. Penanganan frekuensi

e. Mengurangi pengaruh noise dan interferensi

Berdasarkan tipe modulasi yang digunakan dan sifat dari sinyal informasi, sistem komunikasi bisa dibedakan menjadi tiga katagori :

1. Sistem komunikasi analog. Mentransmisikan sinyal informasi analog dengan menggunakan metode modulasi analog.
2. Sistem komunikasi digital. Mentransmisikan sinyal informasi digital dengan modulasi digital.

c. Sistem hibrid. Menggunakan modulasi digital untuk mentransmisikan sinyal analog yang telah di-sampling dan dikuantisasi.

II. Modulasi Amplitudo

1. Double SideBand-Suppressed Carrier (DSB-SC)

Dalam modulasi AM, amplitudo dari suatu sinyal carrier, dengan frekuensi dan phase tetap, divariasikan oleh suatu sinyal lain (sinyal informasi).

Gambar 2.1.(a) menunjukkan suatu rangkaian pembangkit sinyal AM. Gambar (b) adalah sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Gambar (c) adalah sinyal carrier frekuensi tinggi. Dengan proses modulasi, amplitudo sinyal carrier akan berubah sesuai dengan amplitudo sinyal informasi, dengan frekuensi tetap, seperti pada (d). Transformasi Fourrier digambarkan dalam domain frekuensi (ω) pada (e) dan (f).

2. Penerimaan Sinyal DSB-SC

Penerimaan kembali sinyal DSB-SC φ (t) untuk memperoleh sinyal informasi f(t) memerlukan translasi frekuensi lain untuk memindahkan spektrum sinyal ke posisi aslinya. Proses ini disebut demodulasi atau deteksi dan dilakukan dengan mengalikan sinyal φ (t) dengan sinyal carrier ωc.

Prinsip yang dijelaskan di atas berlaku untuk semua sinyal selama frekuensi sinyal informasi W jauh lebih kecil daripada frekuensi carrier ωc. Kesulitan yang terjadi pada penerima adalah perlunya rangkaian yang bisa membangkitkan carrier serta rangkaian untuk sinkronisasi phase.