BAB 4 MODULASI DAN DEMODULASI
Kompetensi: Mahasiswa mampu memahami, menjelaskan mengenai sistem modulasi-demodulasi (modem). Mendesain dan merangkai contoh modulasi dengan perpaduan piranti elektronika dan mensimulasikan modulasi secara sederhana.
Modulasi adalah proses menumpangkan suatu sinyal yang merepresentasikan data, berupa data audio, optic, digital, ke dalam suatu sinyal lain. Sinyal data adalah sinyal yang berisi data dan informasi yang akan disampaikan, sedangkan sinyal yang ditumpangi oleh sinyal data disebut sinyal pembawa (carrier). Proses ini biasanya membuat perubahan yang disengaja pada bentuk gelombang sinyal pembawa berdasarkan bentuk gelombang sinyal data. Tiga parameter fisik dari bentuk gelombang sinyal pembawa yang dapat divariasikan mengikuti bentuk gelombang gelombang sinyal data adalah amplitudo, frekuensi dan sudut fase. Perangkat yang dapat melakukan fungsi modulasi disebut sebagai modulator, sedangkan perangkat yang melakukan keduanya disebut modem (modulator-demodulator) Data yang dimodulasikan dapat berupa data analog dan data digital. Modulasi analog bertujuan untuk mentransfer sinyal baseband (low-pass) analog lewat saluran passband analog, misalnya saluran kabel telepon, saluran radio, atau saluran televisi kabel yang memiliki bandwidth terbatas. Modulasi digital bertujuan untuk mentransfer arus (stream) bitbit digital lewat saluran passband analog. Modulasi analog maupun digital memungkinkan penggunaan saluran fisik secara bersama dengan membagi jatah bandwidth, dikenal dengan istilah frequency division multiplexing (FDM). Selain itu juga terdapat modulasi digital
baseband, dikenal juga dengan line coding, dimana arus bit-bit digital ditransfer melalui saluran baseband, misalnya melalui kabel data serial atau saluran LAN. Pada komunikasi analog, terdapat tiga macam modulasi yang mengubah berbagai parameter bentuk gelombang sinyal pembawa berdasarkan perubahan sinyal data, yaitu modulasi amplitudo (amplitude modulation, AM), modulasi frekuensi (frequency modulation, FM), dan modulasi sudut fase (phase modulation, PM). Modulasi amplitudo dan frekuensi banyak digunakan dalam komunikasi radio dan televisi, sedangkan modulasi fase lebih tidak umum digunakan. Selain ketiga jenis modulasi analog tersebut, terdapat juga berbagai macam modulasi yang dapat digunakan untuk data digital.
4.1 Modulasi Amplitudo Pada modulasi amplitudo (Amplitude Modulation/AM), sinyal pemodulasi atau sinyal informasi mengubah-ubah amplitudo sinyal pembawa. Besarnya amplitudo sinyal pembawa akan berbanding lurus dengan amplitudo sinyal pemodulasi. Modulasi ini adalah modulasi yang paling sederhana, dimana frekuensi pembawa atau carrier diubah amplitudonya sesuai dengan signal informasi atau message signal yang akan dikirimkan. Dengan kata lain AM adalah modulasi yang mana amplitudo dari signal pembawa (carrier) berubah karakteristiknya sesuai dengan amplitudo signal informasi. Modulasi ini disebut juga linear modulation, artinya bahwa pergeseran frekuensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan. Ilustrasi dari modulasi amplitudo ditunjukkan pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Modulasi Amplitudo 4.2 Modulasi Frekuensi Pada modulasi frekuensi (Frequency Modulation/FM), sinyal pemodulasi atau sinyal informasi mengubah-ubah frekuensi sinyal pembawa. Besarnya frekuensi sinyal pembawa akan berbanding lurus dengan amplitudo sinyal pemodulasi. Frekuensi dari gelombang pembawa (carrier wave) diubah menurut besarnya amplitudo dari sinyal informasi. Karena noise pada umumnya terjadi dalam bentuk perubahan amplitudo, FM lebih tahan terhadap noise dibandingkan dengan AM. Bandwith sinyal FM lebih besar dibandingkan sinyal AM. Modulasi FM merupakan modulasi analog yang sangat banyak digunakan, hal ini dikarenakan noise yang rendah, tahan terhadap perubahan amplitudo yang berubah-ubah sebagai akibat fading. Penggunaan modulasi FM misalnya pada pengiriman siaran radio, televisi, telepon dan lain-lain. Gambar 4.2 menunjukan ilustrasi modulasi frekuensi untuk sebuah sinyal informasi (message), sinyal pembawa, dan sinyal yang telah termodulasi.
Gambar 4.2. Modulasi Frekuensi
4.3 Modulasi Fase Modulasi fase (Phase Modulation/PM) menggunakan perbedaan sudut (phase) dari sinyal analog untuk membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada modulasi jenis ini, amplitudo dan frekuensi dari sinyal analog adalah tetap, yang berubah adalah fase sinyal analognya. Phase Modulation merupakan bentuk modulasi yang merepresentasikan informasi sebagai variasi fase dari sinyal pembawa. Menyerupai FM, frekuensi pembawa juga bervariasi karena variasi fase dan tidak merubah amplitudo pembawa. PM jarang digunakan karena memerlukan perangkat keras penerima yang lebih kompleks. Keuntungan PM adalah potensi gangguan derau dan daya yang dibutuhkan lebih kecil.
Gambar 4.3. Modulasi Fase
