“
MODULASI DIGITAL PADA SISTEM KOMUNIKASI BERGERAK “
Selvi
Ari Sandy
(0610 3033 0306)
5.
TB
1.
Sistem Komunikasi Digital
Modulasi merupakan perubahan parameter dari sinyal
carrier menjadi sinyal informasi. Modulasi adalah pengaturan parameter dari
sinyal pembawa (carrier) yang berfrekuensi tinggi sesuai sinyal
informasi (pemodulasi) yang frekuensinya lebih rendah, sehingga informasi tadi
dapat disampaikan. Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal yaitu sinyal
pemodulasi yang berupa dinyal informasi yang dikirim, dan sinyal carrier dimana
sinyal informasi tersebut ditumpangkan. Tujuan dilakukannya proses modulasi
antara lain :
a. untuk
memudahkan proses radiasi
- Pada kanal komunikasi berupa udara,
diperlukan antena untuk proses pemancaran/radiasi dan penerimaan sinyal.
- Dimensi antena adalah berbanding
terbalik dengan frekwensi sinyal yang dipancarkan/diterimanya.
b. untuk memungkinkan multiplexing jika sebuah
media transmisi dapat digunakan oleh beberapa kanal, maka modulasi dapat
digunakan untuk menempatkan masingmasing kanal pada wilayah spektrum frekwensi
yang berbeda. Contohnya : teknik fdm pada system telepon.
Informasi yang akan disampaikan berbentuk sinyal
digital, yaitu pulsa yang menyatakan nilai 1 & 0. Sinyal digital ini tidak
dapat ditransmisikan begitu saja menggunakan radio,karena bandwidth (lebar
pita) yang dipakai oleh sinyal digital terlalu lebar.Sinyal ini harus
dimodifikasi agar ia dapat ditrasmisikan. Modifikasi terhadap sinyal ini
dinamakan modulasi.
Dalam mentransmisikan data dari sumber ke tujuan,
satu hal yang harus dihubungkan dengan sifat data, arti fisik yang hakiki di
pergunakan untuk menyebarkan data, dan pemprosesan atau penyetelan apa yang
perlu dilakukan sepanjang jalan untuk memastikan bahwa data yang diterima dapat
dimengerti dengan baik. Sistem komunikasi ditunjukkan pada Gambar1.
Gambar 1.
Sistem Komunikasi
Data masukan berupa bit-bit biner yang diinputkan
melalui source dan dilanjutkan kepada transmitter berfungsi untuk mengubah data
menjadi sinyal yang dapat dikirim dan kemudian dilanjutkan ke transmisi sistem
yang berfungsi untuk mengirim data hingga ke penerima (receiver) yang mengubah,
setelah itu digunakan destination yang merupakan sebagai pengguna data yang
diterima. Dimana source dan transmitter adalah bagian dari source system
sedangkan receiver (penerima) dan destination (pengguna data yang diterima)
adalah bagian dari destination system.
1.1
Pola Komunikasi
Dalam hal ini komunikasi dapat
diklasifikasikan menurut :
a. Arah
informasi : Satu arah – dua arah.
b. Tipe
sinyal yang ditransmisikan : Sinyal analog – sinyal digital.
c. Keaslian
sinyal : Sinyal baseband – sinyal yang dimodulasi.
1.2
Arah Informasi
Arah informasi pada sistem komunikasi
terbagi atas :
a. Simpleks
:
Komunikasi satu arah dimana informasi berjalan hanya satu arah.
b. Dupleks
:
Komunikasi dua arah dimana informasi berjalan dua arah yang berlawanan. Arah
informasi secara dupleks terdiri dari :
-
Full dupleks :
Kedua tempat yang berkomunikasi dapat mengirim dan menerima informasi secara
bersamaan.
-
Half dupleks :
Kedua tempat yang berkomunikasi, mengirim dan menerima informasi secara
bergantian.
1.3
Tipe sinyal yang ditrasmisikan
Tipe sinyal yang ditransmisikan merupakan sinyal
analog. Sinyal analog merupakan perubahan nilai (amplitudo) sinyal berlangsung
secara kontinyu. Pada Gambar 2. menunjukkan sinyal analog.
Sinyal yang intesitas/ kekuatan sinyalnya bervariasi
tergantung perubahan waktunya.Dengan kata lain, tidak ada sinyal yang
berkelanjutan.Dalam fungsi matematisnya, dianalogikan dalam rumus sebagai
berikut :
Lim (t)=s(a), untuk semua a
t = ∞
Gambar 2.
Sinyal Analog
Sinyal yang intesitasnya berada dalam level yang
konstan terhadap waktu. Sinyal digital merupakan hasil teknologi yang mengubah
sinyal tersebut menjadi kombinasi urutan bilangan 0 dan 1 untuk proses
informasi yang mudah, cepat, dan akurat. Sinyal tersebut disebut sebuah bit. Perubahan
nilai sinyal (amplitudo) berlangsung secara diskrit. Sinyal Digital ditunjukkan
pada Gambar 3.
Gambar 3. Sinyal Digital
1.1
Keaslian Sinyal
Pada sinyal baseband sinyal informasinya
menampakkan spektrum frekuensi asalnya. Pada sinyal hasil modulasi
sinyal asalnya (baseband) ditumpangkan kepada suatu sinyal
pembawa yang mempunyai frekuensi yang jauh lebih tinggi. Prosesnya disebut
modulasi, digunakan untuk mengatasi ketidaksesuaian karakter sinyal dengan media
(kanal) yang digunakan.
Contoh
:
a. Sinyal
AM (Amplitude Modulation), merupakan modulasi analog.
b. Sinyal
FSK (Frequency Sift Keying), merupakan modulasi digital.
2.
Modulasi Digital
Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal
digital (bit stream) kedalam sinyal carrier. Modulasi
digital sebenarnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat
gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk
hasilnya memiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1). Berarti dengan mengamati
sinyal carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock
(timing,sinkronisasi). Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal
digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk
pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik)
atau non fisik (gelombanggelombang radio).
2.1
Konsep Modulasi Digital
Dalam hal ini konsep modulasi digital ada dua yaitu,
modulator dan demodulator. Modulator melakukan proses modulasi, ada
ditransmitter. Demodulator melakukan proses demodulasi, yakni
mengembalikan sinyal hasil modulasi ke bentuk semula, ada di receiver.
Gambar 2.4 menunjukkan Proses Modulator.
Gambar 4.
Proses Modulator
2.2
Jenis Teknik Modulasi Digital
Pada dasarnya dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi
digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK.
2.2.1
FSK (Frekuensi shift keying)
Frekuensi Shift Keying (FSK)
adalah modulasi frekuensi skema di mana informasi digital ditularkan melalui
perubahan frekuensi diskrit suatu gelombang pembawa. FSK termudah adalah FSK
biner (BFSK). BFSK berarti menggunakan sepasang frekuensi diskrit untuk
mengirimkan biner (0s dan 1s) informasi. Dengan skema ini, "1"
disebut frekuensi tanda dan "0" disebut frekuensi ruang. Domain waktu
dari sebuah carrier termodulasi FSK diilustrasikan pada Gambar 5.
Gambar 5.
Modulasi FSK
Pada system FSK, dua buah sinyal sinusoidal dengan
amplituda maksimum sama Ac, tetapi frekuensi berbeda, f1 dan f2, digunakan
untuk merepresentasikan biner 1 dan 0. Secara matematis dapat dituliskan.
Gambar
6. ditunjukkan gelobang termodulasi FSK
Gambar 6.
Gelombang Termodulassi FSK
Modulasi FSK merupakan modulasi yang mempunyai
kinerja yang lebih baik dan menggunakan system deteksi yang lebih sederhana dibandingkan
dengan PSK. Oleh karena itu penerapan cukup luas pada system trasmisi data. Frequency
Shift Keying (FSK) relative sederhana, FSK memiliki bentuk penampakan
gelombang yang konstan dari modulasi sudut yang similar (sama) terhadap
frekuensi modulasi konvensional kecuali bahwa sinyal modulasinya adalah untaian
pulsa biner yang bervariasi di antara dua level tegangan diskrit dibanding perubahan
bentuk gelombang secara terus-menerus.
2.2.2
Pemancar FSK
Dengan FSK biner, frekuensi center dan carriernya
digeser (dideviasikan) oleh data masukan biner. Konsekuensinya, output
dari sebuah modulator FSK adalah fungsi bertingkat dalam domain
frekuensi. Sinyal input biner berubah dari logika “0” ke logika “1”, dan
sebaliknya, output FSK di geser di antara 2 frekuensi: frekuensi “mark”
atau berlogikakan 1 dan frekuensi “space” atau berlogika 0. Dengan
FSK, ada perubahan kondisi output frekuensi setiap waktu kondisi logic
dari perubahan sinyal input binernya berubah.
Konsekuensinya,perubahan kecepatan outputnya
sama terhadap perubahan kecepatn inputnya. Pada modulasi digital,
perubahan kecepatan pada input modulator disebut “bit rate” dan
mempunyai satuan bit per second (bps). Perubahan kecepatan
pada output modulator disebut “baud” atau “baud rate”
dan sama dengan waktu dari satu elemen sinyal output. Pada FSK
perubahan kecepatan input dan outputnya adalah sama, sehingga bit
rate dan baud rate adalah sama.
2.2.3
Bandwidth dari
FSK
Sebagaimana semua system komunikasi
alat elektronik, bandwidth adalah salah satu yang penting ketika
mendesain sebuah pemancar FSK. FSK sama seperti system modulasi
konvensional dan juga dapat dijelaskan dalam sebuah pengertian yang
sederhana. Sebuah modulator FSK merupakan sebuah tipe dari pemancar FM
dan sering disebut voltage controlled oscillator (VCO). Hal ini
dapat dilihat dari kecepatan perubahan input ketika input biner
adalah saling pergantian logika 1 dan logika 0,dinamakan gelombang
kotak.
Frekuensi dasar dari sebuah gelombang biner adalah
sama dengan setengah dari kecepatan bit. Konsekuensinya, jika hanya
frekuensi dasar dari input dipertimbangkan, frekuensi modulasi tertinggi
dari modulasi FSK adalah setengah dari bit rate input. Frekuensi rest
(tunda) dari VCO dipilih seperti pada saat setengah jalan diantara frekuensi
mark dan frekuensi space. Sebuah kondisi logika 1 pada input
menggeser VCO dari frekuensi restnya ke frekuensi mark, dan
kondisi logika 0 pada input menggeser VCO dari frekuensi rest nya ke
frekuensi space.
Konsekuensinya, sinyal input biner berubah
dari logika 1 ke logika 0 dan sebaliknya, frekuensi output VCO menggeser
atau mendevisiasikan kembali dan seterusnya di antara frekuensi mark dan
frekuensi space. Karena FSK adalah sebuah bentuk dari modulasi frekuensi,
maka rumus untuk index modulasi digunakan dalam FM adalah juga cocok untuk FSK.
Index modulasi diberikan seperti berikut :
Dimana
:
MI = index modulasi
ΔF = frekuensi deviasi
(Hz)
Fa = frekuensi modulasi
(Hz)
Persamaan
umum FSK :
Vfsk (t) = Vc cos {2π
[fc + Vm (t) Δf] t}
Dimana
:
Vfsk
(t) : Frequency Shift Keying Wave
Vm
(t) : Digital Information
(Modulating) Singnal (-1 or +1V)
Vc
: Carrier Amplitude (V)
Fc : Analog Carrier Frekuensi (Hz)
Δf : Change (Shif ) in the carrier
frequnecy (Hz)
Index modulasi yang buruk adalah index modulasi yang
mempunyai bandwidth output yang lebar, yang disebut sebagai rasio
deviasi. Kejelekan atau bandwidth yang lebar terjadi ketika kedua
frekuensi deviasi dan frekuensi modulasi berada pada nilai maksimum.
Pada sebuah modulator FSK, F adalah puncak frekuensi
deviasi dari carriernya sama dengan selisih antara frekuensi rest dan
lainnya atau frekuensi mark atau frekuensi space (atau setengah
selisih antara frekuensi mark dan frekuensi space). Puncak
frekuensi deviasi tergantung pada amplitude dari sinyal modulasinya. Dalam
sebuah sinyal digital biner, semua logika 1 mempunyai tegangan yang sama dan
semua logika 0 mempunyai tegangan yang sama.
Konsekuensinya, deviasi frekuensi konstan dan selalu
berada pada harga yang maksimum. Fa sama dengan frekuensi dasar dari input biner
yang berada pada saat kondisi di bawah kasus paling buruk (worst case) Kondisi
berlawanan 1 dan 0 bit rate. Dengan
konvensional FM, bandwith secara langsung seimbang terhadap index
modulasi. Sebagai akibatnya index modulasi pada FSK pada umumnya tetap
dibawah 1,0 oleh karena itu menghasilkan output spectrum narrowband FM
yang relative.
Bandwith minimum
yang dikehendaki untuk mempropagasi sebuah sinyal disebut bandwith Nyquist minimum
(Fn). Pada saat modulasi digunakan dan output spectrum sebuah double-side
dihasilkan, bandwith minimum disebut bandwith Nyquist doubleside
minimum atau bandwith IF minimum. Setiap sisi frekuensi dipisahkan dari frekuensi
pusat atau sebuah sisi frekuensi yang berdekatan dengan harga yang sama ke
modulasi frekuensi, yanga mana pada contoh ini adalah10 MHz (Fb/2).
Output spectrum dari
modulasi ini dapat dilihat bahwa bnadwith Nyquist double-side minimum
adalah 60 MHz dan harga band adalah 20 megabaund, sama dengan bit
rate. Karena FSK adalah bentuk dari narrowband FM, bandwith minimum
tergantung pada index modulasi. Untuk index modulasi antara 0,5 dan 1 salah
satu dari 2 atau 3 set dari sisi frekuensi yang berarti diperoleh. Oleh karena
itu bandwith minimum adalah 2 atau 3 input bit rate.
1.1.1
Penerima FSK
Sirkuit yang paling umum yang digunakan untuk sinyal
demodulasi FSK adalah Phase-Locked Loop (PLL). Sebuah PLL FSK
demodulator bekerja sangat banyak seperti PLL-FM demodulator. Sebagai input
untuk daya PLL antara Mark dan Space frekuensi.
Tegangan error dc pada output phasa comparator
sesuai dengan daya frekuensi. Karena hanya ada 2 input frekuensi
(Mark dan Space), maka output tegangan error hanya 2. Salah
satunya berupa logic 1 dan lainnya logic 0. Oleh karena itu, outputnya
adalah 2 level (binary) merepresentasikan input FSK.
Pada umumnya, frekuensi natural dari PLL dibuat sama
dengan frekuensi inti dari FSK demodulator. Sebagai hasilnya, perubahan pada
tegangan error dc sesuai dengan perubahan pada analog input frekuensi
dan symmetric disekitar 0V dc FSK
mempunyai performance error yang sedikit dibanding PSK atau QAM. Dan
sebagai akibatnya,jarang digunakan untuk performance tinggi system radio
digital. Penggunaanya dibatasi untuk performance rendah, harga-rendah,
modem data disynkronous yang digunakan pada komunikasi data over analog,
band saluran telepon.
Pembangkitan sinyal BFSK dilakukan dengan melalukan
data biner dalam format polar ke modulator frekuensi (Voltage Controlled
Oscillator), seperti tampak pada Gambar 7. Ketika input modulator berubah
dari +V ke –V, maka frekuensi yang ditransmisikan akan berubah juga[4].
Gambar 7.
Pembangkitan Sinyal BFSK
Konstelasi ini mengalokasikan satu dimensi untuk
setiap vektor yang kita ingin mengirimkan. Konstelasi ini milik keluarga
konstelasi ortogonal. Hal sederhana untuk mengamati bahwa jumlah dimensi di
konstelasi ini adalah sama dengan jumlah pesan.
Gambar 8.
Constelasi FSK
Karena semua vektor sama-sama terletak di tepat satu
sumbu, daya transmisi untuk setiap vektor konstan. Maka konstelasi ini sangat
cocok untuk sistem komunikasi yang memerlukan daya konstan untuk transmisi. Unsur
yang optimal dalam hal ini hanyalah vektor yang duduk di kuadran yang membawa
spektral daya maksimum sinyal yang diterima. Ini hanyalah vektor cocok untuk
kuadran yang memberikan nilai maksimal di outlet detektor. Hasil ini sangat intuitif
karena kita tahu bahwa kanal AWGN memiliki kemungkinan tipis untuk mengalihkan
sinyal dari satu kuadran yang lain.
Pelaksanaan elemen keputusan sangat sederhana dalam hal
ini. Karena semua vektor sama-sama terletak di tepat satu sumbu, jarak antara setiap
beberapa vektor konstan. Dengan kata lain, jarak antar vektor yang independen dengan
jumlah vektor. Kenyataan ini hanya berarti bahwa kita tidak harus merusak BER
dalam rangka untuk menambah pesan lebih memungkinkan untuk transmisi.
Perhatikan bahwa dalam konstelasi lain selalu ada
ketegangan antara BER dan jumlah
pesan,
atau data rate (ingat bahwa lebih banyak kemungkinan untuk pesan berarti tarif yang
lebih tinggi data).
-
Kekurangan:
Disimpulkan bahwa bandwidth yang diperlukan untuk
konstelasi ini terus semakin tinggi dan lebih tinggi. Fakta ini hanya membuat
konstelasi ini tidak praktis untuk situasi saat kita ingin mengirimkan banyak
pesan. Dengan kata lain, data rate hanya terbatas karena tempat persyaratan akut
untuk bandwidth sistem komunikasi yang digunakan.
Meskipun metode ini memiliki sifat tertinggi banyak,
terutama yang menyiratkan BER konstan untuk pesan sebanyak yang kami inginkan,
fakta bahwa metode ini mengkonsumsi meningkatkan jumlah bandwidth hanya membuat
metode ini tidak praktis. konstelasi FSK dapat ditemukan ketika sejumlah kecil
pesan sedang dikirim, atau ketika ada persyaratan yang memberatkan dari
keandalan (yang BER) dari sistem komunikasi.
1.1.1
Quadrature Phase Shift
Keying (QPSK)
Bit stream data akan berkelompok dalam dua-dua bit
[dibit n=2]
sehingga terdapat 2n = 4 simbol [00;01;10;11] yang akan dimodulasikan pada pola
kelakuan phasa sinyal pembawa.
Gambar
9. Modulator
QPSK
Gambar
10. Demodulator
QPSK
1.2
SISTEM KOMUNIKASI DIGITAL ANALOG
Sistem analog/digital memproses sinyal-sinyal
bervariasi dengan waktu yang memiliki nilai-nilai kontiniu/diskrit. Beberapa
keuntungan sistem komunikasi digital dibandingkan dengan sistem
komunikasi analog dijelaskan sebagai berikut.
1.2.1
Multipleksing
Di dalam sistem komunikasi, teknik digital pertama
kali diaplikasikan untuk sistem telepon yang menggunakan teknik Time Division
Multipleksing (TDM). Pada prinsipnya, sinyal suara dari
berbagai sumber akan dibagi ke dalam slot-slot waktu dengan
ukuran sama, yang kemudian akan diurutkan dan selanjutnya akan dilewatkan
ke dalam medium transmisi yang sama. Dibandingkan dengan pengaplikasian
TDM terhadap sinyal analog, teknik digital memiliki keunggulan
dalam hal reliabilitas terhadap gangguan (noise), distorsi,
dan interferensi lain.
Degradasi sinyal akibat beberapa
faktor gangguan tersebut di atas dapat diatasi dengan kemampuan teknik digital
melakukan regenerasi sinyal, suatu teknik yang tidak dapat diaplikasikan terhadap
sinyal analog.
Gambar 11.
Multiplexing
Fungsi Multiplxer secara umum
mengkombinasikan (me-multiplex) data dari n input dan
mentransmisikan melalui kapasitas data link yang tinggi. Demultiplxer
berfungsi menerima aliran data yang di-multiplex (pemisah /
demultiplex dari data tersebut tergantung pada saluran) dan mengirimnya
ke line out yang diminta. Proese kerja multiplexing ditunjukkan
pada Gambar 2.9 Multiplexing terdiri dari beberapa jenis, antara
lain sebagai berikut:
-
Time Division Multiplexing (TDM)
-
Frequency Division Multipxing (FDM)
-
Wavelength Division Multipleing
(WDM)
A.
Time Division
Multiplexing
Time Division Multiplexing merupakan
sebuah proses pentransmisian beberapa sinyal informasi yang hanya melalui satu
kanal transmisi dengan masingmasing sinyal ditransmisikan pada periode
waktu tertentu. Akan ada beberapa sinyal informasi yang akan
masuk kedalam Multiplexer dari TDM, sinyal-sinyal tersebut
memiliki bit rate yang rendah dengan sumber sinyal yang
berbeda-beda.
Ketika sinyal tersebut memasuki Multiplexer,
maka sinyal akan melalui sebuah swicth rotary yang
menyebabkan sinyal informasi yang sebelumnya telah disampling itu
akan dibuat berubah-ubah tiap detiknya. Hasil Output dari switch ini
merupakan gelombang PAM yang mengandung sample-sample dari sinyal Informasi
yang periodik terhadap waktu.
Setelah melaui multiplex, sinyal kemudian
ditransmisi dengan membagi-bagi sample informasi berdasarkan (Hold
Time/Jumlah kanal). Kanal transmisi inimerupakan sebuah kanal dengan
rangkaian yang disinkronisasikan.Kanal sinkron ini dibutuhkan
untuk membangun tiap kelompok sample dan membagi sample-sample tepat
kedalam frame. Ketika sinyal transmisi memasuki demultiplexer, gabungan
sinyal yang ber-bit-rate tinggi (sinyal transmisi) dibagi-bagi
kembali menjadi sinyal informasi seperti sinyal informasi awal
yang ber-bit-rate rendah. Kemudian akan di rotary
switch pula disana yang akan mengarahkan sinyal-sinyal ke tujuna
masingmasing dari sinyal itu. Pada multiplxer terdapat
filter yang berfungsi melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah,
dan pada demultiplexer akan terdapat filter yang bertujuan
untuk mendapatkan sinyal keluaran yang akan sama dengan sinyal informasi
inputnya.
Gelombang suara dari percakapan telepon di sample
sekali 125msec, dan setiap sample diconvert menjadi
8 bit data digital. Dengan menggunakan teknik ini, kecepatan
transmisi 64000bit/sec dibutuhkan untuk mentransmisikan suara tersebut. T1
line sebenarnya merupakan sebuah channel yang mampu mentransmisikan
pada kecepatan 1,544 Mbit/sec. Kecepatan transmisi ini lebih
lebar di bandingkan kabel telepon pada umumnya, sehingga TDM
digunakan untuk mengijinkan sebuah T1 line untuk membawa 24
sinyal suara yang berbeda. Dengan satu frame terdiri dari 193bit, sehingga
kecepata tiap framenya 125μs.
Tipa frame tersebut kemudian dibagi menjadi 24 slot
sinyal suara dan 8 bit digital code. TDM digunakan karena
alasan biaya, semakin sedikit kabel yang digunakan dan semakin
simple receiver yang dapat dipakai utnuk mentransmisikan data
dari banyak sumber untuk banyak tujuan membuat TDM lebih murah dibandingkan
yang lain. TDM ini juga menggunakan bandwidth yang lebih sedikit daripada
Frequency Division Multipxing (FDM). Dengan lebar bandwidth yang
kecil, membuat bitrate semakin cepat, namun daya yang digunakan
semakin besar.
B.
Frequency Division
Multiplexing (FDM)
Frequency Division Multiplexing adalah
menggabungkan banyak saluran input menjadi sebuah saluran output berdasarkan
frekuensi. Jadi total bandwidth dari keseluruhan saluran dibagi menjadi
sub-sub saluran oleh frekuensi. Tiap sinyal modulasi memerlukan bandwidth
center tertentu sekitar frekuensi carriernya, dinyatakan sebagai
suatu saluran. Sinyal input baik analog maupun digital akan ditransmisikan
melalui medium dengan sinyal analog. Pada sistem FDM, umumnya terdiri
dari dua peralatan terminal dan penguat ulang saluran transmisi (repeater
transmission
line).
1. Peralatan
Terminal (Terminal Equiipment); Peralatan terminal terdiri dari bagian
yang mengirimkan sinyal frekuensi ke repeater dan bagian penerima yang
menerima sinyal tersebut dan mengubahnya kembali menjadi frekuensi semula.
2. Peralatan
Penguat Ulang (Repeater Equipment); Repeater equipment terdiri
dari penguat dan equalizer yang fungsinya masing-masing untuk
mengkompensir redaman dan kecepatan redaman sewaktu transmisi melewati saluran
antara kedua repeater masing-masing.
3. Wavelength Division Multiplxing (WDM); Dalam
komunikasi serat optik, WDM adalah teknologi yang multiplexing multi carrier
optik sinyal pada satu serat optik dengan menggunakan berbagai panjang
gelombang (warna) dari sinar laser untuk membawa sinyal yang berbeda. Hal ini
memungkinkan untuk memultiplexing, di samping memungkinkan komunikasi directional
lebih dari satu saluran, ini biasanya disebut Wavelngth Division Multiplexing
(WDM). Wavelength Division Multiplexing adalah istilah umum yang
diterapkan pada sebuah carrier optik yaitu panjang gelombang, sedangkan frequency
division multiplexing biasanya diterapkan ke operator radio. Dalam hal ini
panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik, serta radio cahaya adalah
kedua bentuk radiasi elektromagnetik.
1.3
Persinyalan
Pada dasarnya, persinyalan yang membawa informasi
kendali komunikasi merupakan
bagian dari sistem transmisi digital. Informasi tersebut dapat digabungkan ke
dalam jalur transmisi digital bersama-sama dengan informasi kendali TDM yang
dengan mudah dapat diidentifikasi sebagai kanal kendali komunikasi.
Pendekatan lain adalah menyisipkan kode
kendali ke dalam kanal data yang dapat diidentifikasi dan diterjemahkan
sebagai informasi kendali oleh terminal penerima. Pendekatan lain lagi adalah
memisahkan informasi kendali dengan informasi data. Fungsi dan format sistem
persinyalan dapat dimodifikasi secara terpisah tanpa mempengaruhi sistem transmisi
data secara keseluruhan. Demikian pula sebaliknya, sistem transmisi digital dengan
mudah dapat diperbaharui tanpa mempengaruhi sistem persinyalan.
1.4
Integrasis Sistem Transmisi dan Switching
Dengan system komunikasi tradisional membedakan
antara sistem transmisi dengan sistem penyambungan telepon.
Sementara di sistem komunikasi digital,fungsi TDM sangat mirip dengan fungsi Time
Division Switching sehingga fungsi TDM dengan mudah dapat
diintegrasikan di dalam perangkat penyambungan.
1.5
Regenerasi Sinyal
Di dalam komunikasi digital, representasi sinyal
suara dalam format digital melibatkan proses konversi sinyal analog
menjadi urutan cuplikan-cuplikan diskrit. Setiap cuplikan diskrit
direpresentasikan dengan sejumlah digit biner. Ketika ditransmisikan,
setiap digit biner direpresentasikan oleh satu dari kemungkinan nilai sinyal
(misalnya pulsa atau tanpa pulsa, pulsa positif atau pulsa negatif).
Bagian penerima akan memutuskan nilai diskrit
mana yang ditransmisikan dan merepresentasikan pesan sebagai urutan dari
cuplikan-cuplikan pesan diskrit yang terkodekan biner. Jika hanya mengalami
sedikit gangguan atau interferensi atau distorsi selama proses
pengiriman data, maka data biner di penerima akan identik dengan urutan
digit biner yang dibangkitkan oleh proses encoding.
1.6
Kemudahan Enkripsi
Meskipun pengguna telepon belum begitu membutuhkan
sistem enkripsi data, kemudahan proses enkripsi dan deskripsi terhadap
sinyal digital merupakan fitur ekstra dari sistem komunikasi digital.
Secara kontras, sinyal suara analog sangat sulit untuk dienkripsi
sehingga sangat mudah untuk disadap di sepanjang jalur komunikasi.
1.7
Sistem Tranceiver OFDM
Modul pemancar dan penerima terdiri lagi dari sub
modul, yang terkandung di perpustakaan. Gambar 4.3 dan Gambar 4.4 menyajikan
struktur internal modul pemancar dan modul penerima,
masing-masing. pemancar mengambil aliran serial digit biner.
Dengan multiplexing terbalik, ini adalah de pertama-multiplexed ke
paralel N aliran, dan masing-masing satu dipetakan ke aliran simbol
menggunakan modulasi FSK.
Gambar 12.
Blok Diagram Transmitter
Penerima menerima sinyal dari antena, yang kemudian
dicampur ke baseband menggunakan gelombang kosinus dan sinus pada
frekuensi pembawa. Hal ini juga menciptakan sinyal berpusat pada 2fc, jadi low-pass
filter digunakan untuk tidak menerima sinyal yang datang dari transmitter.
Sinyal baseband adalah merupakan sampel N paralel ini akan mengembalikan
aliran, yang masing-masing dikonversi menjadi biner streaming menggunakan
detektor simbol yang sesuai. Aliran ini kemudian kembali digabungkan menjadi
aliran serial, yang merupakan perkiraan aliran biner asli di transmitter.
Gambar 13.
Blok diagram OFDM Receiver
1.8
FDMA (Frequency-Division Multiple
Access)
Modulasi frekuensi radio memungkinkan beberapa
pengiriman untuk berdampingan pada waktu dan ruang tanpa saling mengganggu oleh
penggunaan frekuensi pembawa yang berbeda. Sebagai contoh, untuk sistem
penyiaran radio atau televisi, beberapa stasiun penyiaran dalam daerah
frekuensi radio berbeda tugas juga bentuk sinyal spectra dari stasiun
tidak saling meliputi. Radio dan pesawat televisi dapat di setel ke penerima
program khusus dengan mengatur bagian perangkat Band Pass Filter (BPF). Band
Pass Filter (BPF) melewatkan sinyal hanya sekitar frekuensi tengah khusus
dan menolak yang lain, dan menghasilkan sinyal yang dapat dimodulasi tanpa
gangguan dari stasiun lain.
Sekarang ini, pengiriman informasi paling diatas
dari system penyiaran radio dan televisi adalah dalam bentuk analog. Akan
tetapi, system penyiaran digital memberikan kualitas lebih baik dari audio dan
video akan menjadi terkenal di masa depan. Sebuah contoh dari sistem Frequency-Division
Multiple Access ditunjukkan pada gambar dibawah dimana pesan dianggap dalam
bentuk digital. Contoh ini dipertimbangkan seperti sebuah skenario uplink untuk
sistem telepon bergerak, dimana semua pengguna K ingin mengirim pesan ke
stasiun dasar. Seperti ditunjukkan, dalam system FDMA, semua pengguna aktif
K ditugaskan dengan pita frekuensi berbeda dengan frekuemsi tengah f1,f2,…,fK
sebelum pengiriman.
Setiap pengguna kemudian menempati pita frekuensi
yang ditugaskan selama waktu tinggal dari sambungan. Untuk pengguna ke-K,
pesan mk adalah modulasi digital untuk pita frekuensi yang ditugaskan fk.
Kemudian, oleh sebuah penguat daya dan sebuah antena, sinyal modulasi dikirim
melalui udara sebagai sebuah gelombang elektromagnetik (EM).
Gambar14. Block diagram system FDMA
Dalam FDMA frekuensi dibagi menjadi beberapa kanal
frekuensi yang lebih sempit. Tiap pengguna akan mendapatkan kanal frekuensi
yang berbeda untuk berkomunikasi secara bersamaan. Pengalokasian frekuensi pada
FDMA bersifat eksklusif karena kanal frekuensi yang telah digunakan oleh seorang
pengguna tidak dapat digunakan oleh pengguna yang lain. Antar kanal dipisahkan
dengan bidang frekuensi yang lebih sempit lagi (guard band) untuk
menghindari interferens antar kanal yang berdekatan (adjacent channel).
Informasi bidang dasar yang dikirim ditumpangkan pada isyarat pembawa (carrier
signal) agar menempati alokasi frekuensi yang diberikan.
Gambar 15. Cara kerja
FDMA.
Gelombang elektromagnetik akan merambat dalam ruang
ke tujuan dimana terletak penerima. Semua sinyal pengirim dari semua pengguna
akan kelihatan pada antenna penerima. Pada penerima, sinyal kelihatan di antena
adalah gabungan dari semua sinyal pengirim dari semua pengguna aktif. Akan
tetapi, sejak semua pengguna aktif ditugaskan dengan pita frekuensi berbeda,
sinyal pengirim pengguna saling meliputi pada daerah frekuensi. Gambar 6-3
menjelaskan spektrum dari sinyal penerima pada antena.
Sejak gelombang elektromagnetik (EM) dengan serius
dilemahkan melalui perambatan jarak jauh (long distance-propagation),
penguat penerima perlu untuk meningkatkan kekuatan dari sinyal penerima. Sinyal
penerima kemudian memberi ke Band Pass Filter K dengan frekuensi tengah f1,f2,…,fK.
Gambar 16. Spektrum
sistem FDMA Sebagai contoh,
Band Pass Filter untuk
pengguna pertama hanya dapat melewatkan sinyal sekitar frekuensi tengah f1
dan menolak yang lain. Oleh karena itu, sinyal keluaran dari Band Pass
Filter pertama hanya terdiri dari bentuk gelombang pengirim dari pengguna
pertama tanpa gangguan dari yang lain. Demodulator digital kemudian mendapatkan
kembali informasi yang diinginkan m1. Karena efek tidak ideal dari Band
Pass Filter, kami harus menyisipkan pita penjaga(guard bands) di
FDMA.
1.1.1
Aplikasi pada komunikasi satelit Pada Satelit
FDMA (Frequency Division Multiple Access) melakukan
pembagian spektrum gelombang dalam beberapa kanal frekuensi. Setiap panggilan
hubungan akan memperoleh kanal tersendiri. Metode FDMA paling tidak efisien dan
umumnya digunakan pada jaringan analog seperti AMPS.
FDMA merupakan suatu teknik pengaksesan yang
menggunakan frekkuensi sebagai media perantaranya. System ini digunakan BTS
pada saat memancar/transmite dengan menggunakan frekuensi down link dan pada
saat BTS menerima/receive dengan menggunakan frekuensi uplink. Penggunaan
frekuensi downlink dan uplink diatur sedemikian rupa sehingga tidak saling
menggangu frekuensi yang lainnya.
Jika frekuensi ini tidak tepat pengaturannya maka
antara satu BTS dengan BTS yang lain frekuensinya akan saling menganggu
(interference) yang akan berakibat dengan kualitas suara yang kurang baik, drop
call (komuniksai tiba-tiba putus), sulit melakukan panggilan atau tidak bias
melakukan panggilan sama sekali. Base Tranceiver Station (BTS) Mengandung
transceiver radio yang menangani sebuah cell dan hubungan dengan mobile station
dan jumlahnya lebih banyak. Untuk memahami FDMA, bisa dianalogikan tentang
station radio mengirimkan sinyalnya pada frekuensi yang berbeda pada kanal yang
tersedia kepada tiap-tiap pengguna ponsel. FDMA digunakan sebagian besar untuk
transmisi analog. Saat untuk membawa informasi digital, FDMA sudah tidak
efesien lagi.
Dalam FDMA
frekuensi dibagi menjadi beberapa kanal frekuensi yang lebih sempit. Tiap
pengguna akan mendapatkan kanal frekuensi yang berbeda untuk berkomunikasi
secara bersamaan. Pengalokasian frekuensi pada FDMA bersipat eksklusif karena
kanal frekuensi yang telah digunakan oleh seorang pengguna tidak dapat
digunakan oleh pengguna yang lain. Antar kanal dipisahkan dengan bidang
frkuensi yang lebih sempit lagi (guard band) untuk menghindari interverens
antar kanal yang berdekatan (adjacent channel) agar menempati alokasi frekuensi
yang diberikan.
1.1.2
Teknik FDMA yang digunakan disatelit
Dalam system kerja FDMA ada beberapa criteria yang
dilakukan : menempatkan panggilan pada frekuensi yang berlainan (multiple
carried frequency) bisa digunakan untuk system selular analog (AMPS). FDMA akan
membagi spectrum dalam kanal yang berbeda kemudian membagi bagian yang sama
dalam sebuah bandwidth. FDMA membagi bandwidth menjadi 124 buah frekuensi
pembawa (carrier frequency) yang masing-masing menjadi daerah fekuensi daerah
selebar 200 kHz. Satu atau lebih frekuensi pembawa dialamatkan pada
masing-masing BTS (base transceiver Station) yang tersedia.
Dalam system yang menggunakan frekuensi devisiion
multiplex access ini frekuensi yang digunakan adalah berbeda-beda dengan sistem
time division multiplex access pada sistem tersebut frekuensi sinyal yang
digunakan adalah sama untuk menghindari adanya interfrensi pada saat pentransmisian
sinyal maka sistem ini mentransmisikan sinyal dengan pengaturan waktu yang
berbeda-beda namun frekuensi yang digunakan adalah sama.
1.1.3
Aplikasi
pada telepon seluler
FDMA (frekuensi Division Multiple Access) adalah
pembagian pita frekuensi yang dialokasikan untuk nirkabel telepon selular
komunikasi ke dalam 30 saluran, masing-masing dapat membawa percakapan suara
atau, dengan layanan digital, membawa data digital. FDMA merupakan teknologi
dasar dalam analog Advanced Mobile Phone Service ( AMPS ), sistem telepon yang
paling banyak diinstal selular diinstal di Amerika Utara. Dengan FDMA,
masing-masing saluran dapat diberikan ke hanya satu pengguna pada suatu waktu.
FDMA juga digunakan dalam Sistem Komunikasi Akses Total (TACS).
Digital-Advanced Layanan Telepon selular ( D-AMPS )
juga menggunakan FDMA tetapi menambah waktu akses beberapa divisi ( TDMA )
untuk mendapatkan tiga saluran untuk setiap saluran FDMA, tiga kali lipat
jumlah panggilan yang dapat ditangani pada saluran.
1.1.4
TDMA (Time Division Multiple
Access)
Time Division Multiple Access (TDMA)
diperkenalkan oleh Asosiasi Industri Telekomunikasi (Telecommunications
Industry Association, TIA) yang terakreditasi oleh American National
Standards Institute (ANSI), adalah teknologi transmisi digital yang
mengalokasikan slot waktu yang unik untuk setiap pengguna pada masing-masing
saluran, dan menjadi salah satu metode utama yang digunakan oleh jaringan
digital telepon seluler untuk menghubungkan panggilan telepon. Sinyal digital
dari jaringan digital dihubungkan ke pengguna tertentu untuk berhubungan dengan
sebuah kanal frekuensi digital tersendiri tanpa memutuskannya dengan
mengalokasikan waktu.
TDMA juga
merupakan metode pengembangan dari FDMA yakni setiap kanal frekuensinya dibagi
lagi dalam slot waktu sekitar 10 ms. Pada sistem FDMA, domain frekuensi di bagi
menjadi beberapa pita non-overlaping, oleh karena itu setiap pesan
pengguna dapat dikirim menggunakan band yang ada tanpa ada inteferensi dari
pengguna yang lain. Pada sistem Time Division Multiple Access (TDMA),
setiap pengguna menggunakan pita frekuensi yang sama, tetapi domain waktu di
bagi menjadi beberapa slot untuk setiap pengguna.
Pengguna 1 dapat mengirimkan data pada slot waktu
untuk pengguna 1, pengguna 2 dapat mengirimkan berupa data pada slot waktu
untuk pengguna 2, dan seterusnya. Perlu diingat bahwa sistem FDMA mengizinkan
transmisi yang tidak teratur dalam domain waktu: tidak ada sinkronisasi waktu
selama pengguna menghendaki.
Keuntungannya adalah tidak berbagi dengan sistem TDMA
dimana semua pemancar dan penerima harus memiliki akses pada waktu yang sama.
Fitur penting dari teknik TDMA dan FDMA adalah bahwa beraneka ragam pengguna
beroperasi dalam saluran non-interfering yang terpisah. Selain itu,
saluran sebelumnya, pemancar dan penerima tidak ideal, kita mungkin memerlukan
menyisipkan guard time antara antra slot waktu TDMA.
Gambar 17. block
diagram TDMA
Pada penerima, semua sinyal yang ditransmisikan
digabung bersama di antena penerima. Selanjutnya, rangkaian penguat pada
penerima digunakan untuk menguatkan sinyal yang diterima dari antena, dan tapis
band-pass digunakan untuk menyaring keluar sinyal yang tidak dinginkan (noise).
Setelah itu semua sinyal dari pengguna adalah non-overlapping dalam domain
waktu, kita dapat menggunakan demodulator tunggal untuk memperoleh kembali
pesan yang dikirim dari semua pengguna. Selanjutnya, pesan yang didemodulasi
akan didistribusikan ke pengguna yang sesuai menggunakan demultiplexer.
Multiplexer bekerja seperti switch. Jika keluaran dari demultiplexer
diperoleh dari slot 1, selanjutnya switch mengarahkan ke output saluran
dari pengguna 1, dan seterusnya. Oleh karena itu, semua pesan dari pengguna
dapat di peroleh kembali pada sisi akhir penerima.
Pada sistem TDMA, pengguna k dapat
mengirimkan berupa data dalam slot waktu yang ditugaskan untuk pengguna k.
Oleh karena itu, setiap pengguna data tidak ditransmisikan secara
terus-menerus. Berdasar scenario ini, timbul pertanyaan mengapa suara dapat
ditransmisikan dan diterima secara terus menerus dalam sistem TDMA tanpa ada
pembagian waktu. Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan pembagian sinyal
suara yang terus-menerus menjadi segmen kecil. Contoh, untuk empat orang
pengguna pada sistem TDMA, asumsikan bahwa setiap slot menempati 1 ms.
Selanjutnya setiap pengguna dapat menggunakan 1 slot setiap 4 ms. Sinyal suara
selanjutnya dibagi dalam segmen masing-masing sebesar 4 ms. Setiap segmen
selanjutnya mengubah dan dikompresi menjadi bentuk digital.
Asumsikan bahwa total bits B dari data suara
diproduksi untuk masing-masing segmen sinyal suara. Selanjutnya pemancar
mengirim bit B selama waktu yang diperbolehkan yaitu 1 ms tiap slot, seperti
terlihat pada gambar dibawah. Penerima menerima setiap data pengguna pada slot
waktu yang sesuai dan merekonstruksi sinyal suara seperti yang disebutkan
sebelumnya yaitu 4 ms. Semua rekonstruksi segmen suara digabungkan dalam waktu,
menghasilkan sinyal suara yang kontinu.
DAFTAR PUSTAKA :
DAFTAR PUSTAKA :
http://id.wikipedia.org/wiki/Modulasi
http://www.slideshare.net/orbitech/modulasi-digital
http://www.scribd.com/doc/89224520/Modulasi-Digital
http://www.slideshare.net/materikuliah/sistem-komunikasi-bergerak
https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CCoQFjAA&url=http%3A%2F%2Frepository.usu.ac.id%2Fbitstream%2F123456789%2F26040%2F3%2FChapter%2520II.pdf&ei=XVr6UPblJI-zrAftiYHwAQ&usg=AFQjCNFhejKZV7qGAVpoDeIzYlKNc6y8Hg&sig2=1JOvx4evAJJKK1zu3HqW5w
https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&ved=0CDEQFjAB&url=http%3A%2F%2Ffile.upi.edu%2FDirektori%2FFPTK%2FJUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO%2F195508261981011-ENJANG_AHMAD_JUANDA%2FSISTEM_KOMUNIKASI_DIGITAL_SILABUS_Temu1dan2_2010_ENJANG__(1).pdf&ei=XVr6UPblJI-zrAftiYHwAQ&usg=AFQjCNGxmpQbqHauOTRuN2Ue4s3i4v68lQ&sig2=5exUeb5pO8KdpQyp25N4Rw
0 komentar:
Posting Komentar