SISTEM RADIO Komunikasi radio menggunakan gelombang elektromagnetis yang dipancarkan lewat atmosfer bumi atau ruang bebas untuk membawa informasi melalui jarak-jarak yang panjang tanpa menggunakan kawat. Gelombang radio dengan frekuensi yang berkisar dari kira-kira 100 Hz dalam jalur ELF sampai lebih dari 300 GHz dalam jalur EHF (Extra High Frekuensi) telah digunakan untuk tujuan-tujuan komunikasi, dan dalam waktu akhir-akhir ini radiasi pada dan dekat dengan daerah-daerah gelombang yang dapat terlihat (dekat dengan 1000 THz atau 1015 Hz) juga sudah digunakan. Beberapa sifat dasar dari sebuah gelombang elektromagnetis melintang (transverse electromagnetic = TEM). Sistem-sistem Gelombang Mikro Sistem-sistem radio gelombang mikro yang bekerja pada frekuensifrekuensi di atas 1 GHz merambat terutama dalam ragam garis pandangan (line of sight) atau ruang bebas, baik bila mereka berada di atas tanah, maupun pada sistem-sistem satelit. Sejak tahun 1950-an, sistem-sistem radio gelombang mikro sudah menjadi tulang punggung dari sistem-sistem komunikasi telepon jarak jauh. Sistem-sistem ini menyediakan lebar jalur transmisi dan keterandalan yang diperlukan untuk memungkinkan transmisi dari beberapa ribu saluran telpon atau beberapa saluran televisi melalui jalan yang sama dan dengan menggunakan fasilitas yang sama pula. Frekuensi-frekuensi pembawa dalam daerah 3-12 GHz digunakan karena gelombang-gelombang mikro hanya berjalan menurut jalur garis pandangan, perlu disediakan stasiun-stasiun pengulang kira-kira pada setiap jarak 50 km. Stasiun-stasiun terminal menggunakan dua buah antena, satu untuk penerima dan satu untuk memancarkan. Sistem ini mungkin mempunyai beberapa pemancar dan penerima, tetapi semuanya menggunakan antena yang sama. Stasiun-stasiun pengulang dilengkapi dengan dua antena yang ditujukan ke masing-masing arah, sehingga seluruhnya diperlukan empat antena. Sistem gelombang mikro saluran tunggal satu arah yang menggunakan stasiun-stasiun terminal dan pengulang portable sering digunakan untuk pick up televisi jarak jauh pada peristiwa-peristiwa khusus dan untuk instalasi sementara lainnya, seperti misalnya pada pengujian rute-rute gelombang mikro yang baru. Peralatan ini sering dipasang pada mobil-mobil pengangkut barang (vans) yang diperlengkapi dengan antena-antena teleskopik yang dapat ditegakkan dengan cepat. Analogi modulasi Dalam istilah teknik, kata modulasi mempunyai definisi yang cukup panjang. Tetapi, hal itu dapat dijelaskan dengan analogi sederhana berikut: kalau kita ingin pergi ke tempat lain yang jauh (yang tidak bisa di lakukan dengan jalan kaki atau berenang), kita harus menumpang sesuatu. Sinyal informasi (suara, gambar, data) juga begitu. Agar dapat dikirim ke tempat lain, sinyal informasi harus ditumpangkan pada sinyal lain. Dalam konteks radio siaran, sinyal yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut sinyal pembawa (carrier). Jenis dan cara penumpangan sangat beragam. Dari tinjauan "penumpang", cara menumpangkan manusia pasti berbeda dengan paket barang atau surat. Hal serupa berlaku untuk penumpangan sinyal analog yang berbeda dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal film, atau sinyal lain.
Dari sisi pembawa, cara menumpang di pesawat terbang akan berbeda dengan menumpang di mobil, bus, truk, kapal laut, perahu, atau kuda. Hal yang sama juga terjadi pada modulasi. Di mana cara menumpang ke amplitudo gelombang carrier akan berbeda dengan cara menumpang di frekuensi gelombang carrier. Gelombang/sinyal "carrier" Gelombang/sinyal carrier adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi sinyal informasi. Berbeda dengan sinyal suara yang mempunyai frekuensi beragam/variabel dengan range 20 Hz hingga 20 kHz, sinyal carrier ditentukan pada satu frekuensi saja. Frekuensi sinyal carrier ditetapkan dalam suatu alokasi frekuensi yang ditentukan oleh badan yang berwewenang. Di Indonesia, alokasi frekuensi sinyal carrier untuk siaran FM ditetapkan pada frekuensi 87,5 MHz hingga 108 MHz. Alokasi itu terbagi untuk 204 kanal dengan penganalan kelipatan 100 kHz. Kanal pertama berada pada frekuensi 87,6 MHz, sedangkan kanal ke 204 berada pada frekuensi 107,9 MHz. Penetapan tersebut dan aturan lainnya tertuang dalam Keputusan Menteri Perhubungan Nomor KM 15 Tahun 2003. Frekuensi carrier inilah yang disebutkan oleh stasiun radio untuk menunjukkan keberadaannya. Misalnya, Radio XYZ 100,2 FM atau Radio ABC 98,2 FM. 100,2 Mhz dan 98,2 MHz adalah frekuensi carrier yang dialokasikan untuk stasiun bersangkutan. Karena berupa gelombang sinusoida, sinyal carrier mempunyai beberapa parameter yang dapat berubah. Perubahan itu dapat terjadi pada amplitudo, frekuensi, atau parameter lain. Modulasi AM Dari banyak teknik modulasi, AM dan FM adalah modulasi yang banyak diterapkan pada radio siaran. Keduanya dipakai karena tekniknya relatif lebih mudah dibandingkan dengan teknik-teknik lain. Dengan begitu, rangkaian pemancar dan penerima radionya lebih sederhana dan mudah dibuat. Di pemancar radio dengan teknik AM, amplitudo gelombang carrier akan diubah seiring dengan perubahan sinyal informasi (suara) yang dimasukkan. Frekuensi gelombang carrier-nya relatif tetap. Kemudian, sinyal dilewatkan ke RF (Radio Frequency) Amplifier untuk dikuatkan agar bisa dikirim ke jarak yang jauh. Setelah itu, dipancarkan melalui antena. Dalam perjalanannya mencapai penerima, gelombang akan mengalami redaman (fading) oleh udara, mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Gangguan-gangguan itu umumnya berupa variasi amplitudo sehingga mau tidak mau akan memengaruhi amplitudo gelombang yang terkirim. Akibatnya, informasi yang terkirim akan berubah dan ujung-ujungnya mutu informasi yang diterima jelas berkurang. Efek yang kita rasakan sangat nyata. Suara merdu Andien yang mendayu akan terdengar serak, aransemen Dewa yang bagus itu jadi terdengar enggak karuan, dan suara Iwan Fals benar-benar jadi fals. Cara mengurangi kerugian yang diakibatkan oleh redaman, noise, dan interferensi cukup sulit. Pengurangan amplitudo gangguan (yang mempunyai amplitudo lebih kecil), akan berdampak pada pengurangan sinyal asli. Sementara, peningkatan amplitudo sinyal asli juga menyebabkan peningkatan amplitudo gangguan.
Dilema itu bisa saja diatasi dengan menggunakan teknik lain yang lebih rumit. Tetapi, rangkaian penerima akan menjadi mahal, sementara hasil yang diperoleh belum kualitas Hi Fi dan belum tentu setara dengan harga yang harus dibayar. Itulah barangkali yang menyebabkan banyak stasiun radio siaran bermodulasi AM pindah ke modulasi FM. Konsekuensinya, mereka juga harus pindah frekuensi carrier karena aturan alokasi frekuensi carrier untuk siaran AM berbeda dengan siaran FM. Frekuensi carrier untuk siaran AM terletak di Medium Frequency (300 kHz - 3 MHz/MF), sedangkan frekuensi carrier siaran FM terletak di Very High Frequency (30 MHz - 300 MHz/VHF). Modulasi FM Di pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi lainnya. Amplitudo gelombang carrier relatif tetap. Setelah dilakukan penguatan daya sinyal (agar bisa dikirim jauh), gelombang yang telah tercampur tadi dipancarkan melalui antena. Seperti halnya gelombang termodulasi AM, gelombang ini pun akan mengalami redaman oleh udara dan mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Tetapi, karena gangguan itu umumnya berbentuk variasi amplitudo, kecil kemungkinan dapat mempengaruhi informasi yang menumpang dalam frekuensi gelombang carrier. Akibatnya, mutu informasi yang diterima tetap baik. Dan, kualitas audio yang diterima juga lebih tinggi daripada kualitas audio yang dimodulasi dengan AM. Jadi, musik yang kita dengar akan serupa dengan kualitas musik yang dikirim oleh stasiun radio sehingga tidak salah kalau stasiun-stasiun radio siaran lama (yang dulunya AM) pindah ke teknik modulasi ini. Sementara stasiunstasiun radio baru juga langsung memilih FM. Selain itu, teknik pengiriman suara stereonya juga tidak terlalu rumit. Sehingga, rangkaian penerima FM stereo mudah dibuat, sampai-sampai dapat dibuat seukuran kotak korek api. Produk FM autotuner seukuran kotak korek api ini sudah mudah diperoleh di kaki lima dengan harga yang murah. Kualitasnya cukup memadai untuk peralatan semurah dan sekecil itu. Baik FM (Frekuensi Modulation) maupun PM (Phase Modulation) merupakan kasus khusus dari modulasi sudut (angular modulation). Dalam sistem modulasi sudut frekuensi dan fasa dari gelombang pembawa berubah terhadap waktu menurut fungsi dari sinyal yang dimodulasikan (ditumpangkan). Misal persamaan gelombang pembawa dirumuskan sebagai berikut : Uc = Ac sin (wc + q c) Dalam modulasi amplitudo (AM) maka nilai 'Ac' akan berubah-ubah menurut fungsi dari sinyal yang ditumpangkan. Sedangkan dalam modulasi sudut yang diubah-ubah adalah salah satu dari komponen 'wc + q c'. Jika yang diubah-ubah adalah komponen 'wc' maka disebut Frekuensi Modulation (FM), dan jika komponen 'q c' yang diubah-ubah maka disebut Phase Modulation (PM). Jadi dalam sistem FM, sinyal modulasi (yang ditumpangkan) akan menyebabkan frekuensi dari gelombang pembawa berubah-ubah sesuai perubahan frekuensi dari sinyal modulasi. Sedangkan pada PM perubahan dari sinyal modulasi akan merubah fasa dari gelombang pembawa. Hubungan antara perubahan frekuensi dari gelombang pembawa, perubahan fasa dari gelombang pembawa, dan frekuensi sinyal modulasi dinyatakan sebagai indeks modulasi (m) dimana : m = Perubahan frekuensi (peak to peak Hz) / frekuensi modulasi (Hz)
Dalam siaran FM, gelombang pembawa harus memiliki perubahan frekuensi yang sesuai dengan amplitudo dari sinyal modulasi, tetapi bebas frekuensi sinyal modulasi yang diatur oleh frekuensi modulator. Pre-Emphasis Pre-emphasis dipakai dalam pesawat pemancar untuk mencegah pengaruh kecacatan pada sinyal terima. Karena itu komponen pre-emphasis ditempatkan pada awal sebelum sinyal itu sempat masuk pada modulator. Pengaruh kecacatan itu berasal dari differential gain (DG-penguatan yang berbeda) dan differential phase (DP-fasa yang berbeda). Pre-emphasis akan menekan amplitudo dari frekuensi sinyal FM yang lebih rendah pada input. Dengan penggunaan alat ini ketidaklinearan (cacat) akibat sifat DG dan DP dalam transmisi dapat dikurangi. Nantinya di ujung terima pada demodulator dipasang komponen de-emphasis yang mempunyai fungsi kebalikan dari pre-emphasis. Pada penerima FM (yang juga ada di pesawat televisi), sinyal radio yang hilang akan menyebabkan terdengar suara desis noise yang cukup keras. Karena mengganggu, sebagian besar penerima FM dilengkapi dengan rangkaian squelch yang berfungsi untuk mematikan audio jika tidak terdeteksi adanya sinyal siaran. Pada radio komunikasi VHF dan UHF (yang juga menggunakan FM), rangkaian squelch dapat diatur sedemikian rupa sehingga masih dapat mendengarkan sinyal suara yang volumenya sedikit di atas desis noise. Pemancar FM Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa Frekuensi Audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi) yang dimaksudkan sebagai output daya yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem yang memiliki fungsi tersendiri, yaitu: 1. FM exciter merubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi. 2. Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa pemancar untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage. 3. Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang dibutuhkan oleh sistem antena. 4. Catu daya (power supply) merubah input power dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem. 5. Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan memberikan hasil yang diinginkan. 6. RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output pemancar. 7. Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antena. Jantung dari pemancar siaran FM terletak pada exciter-nya. Fungsi dari exciter adalah untuk membangkitkan dan memodulasikan gelombang pembawa dengan
satu atau lebih input (mono, stereo, SCA) sesuai dengan standar FCC. Gelombang pembawa yang telah dimodulasi kemudian diperkuat oleh wideband amplifier ke level yang dibutuhkan oleh tingkat berikutnya. Direct FM merupakan teknik modulasi dimana frekuensi dari oscilator dapat diubah sesuai dengan tegangan yang digunakan. Seperti halnya oscilator, disebut voltage tuned oscilator (VTO) dimungkinkan oleh perkembangan dioda tuning varaktor yang dapat merubah kapasitansi menurut perubahan tegangan bias reverse (disebut juga voltage controlled oscillator atau VCO). Kestabilan frekuensi dari oscillitor direct FM tidak cukup bagus, untuk itu dibutuhkan automatic frekuensi control system (AFC) yang menggunakan sebuah kristal oscillator stabil sebagai frekuensi referensi. Komponen AFC berperan sebagai pengatur frekuensi yang dibangkitkan oscillator lokal untuk dicatukan ke mixer, sehingga frekuensi oscillator menjadi stabil. Pembagian kanal FM di Indonesia Jumlah kanal yang disiapkan dalam alokasi frekuensi 87,5 MHz hingga 108 MHz memang sebanyak 204 kanal. Tetapi, hal itu tidak menyebabkan 204 stasiun radio bisa didirikan di kota kita. Sebab jarak antarkanal yang terlalu rapat akan menyebabkan interferensi antar stasiun radio. Karena itu, aturan dalam Keputusan Menteri Perhubungan No KM 15 Tahun 2003 mensyaratkan jarak minimal antarkanal dalam satu area pelayanan (yang umumnya se-Kota atau se-Kabupaten) adalah 800 kHz. Kecuali pada kota besar semacam Jakarta, Bandung, Surabaya, Semarang, Medan yang sudah telanjur mempunyai stasiun cukup banyak. Jarak minimal untuk kota-kota itu adalah 400 kHz. Pembagian kanal untuk tiap area layanan tentunya juga disesuaikan dengan faktor-faktor seperti : kepadatan penduduk, perkembangan kawasan, dan lainnya. Sebab, apalah gunanya menyediakan banyak kanal jika pendirian stasiunstasiun baru di suatu area layanan tidak menjanjikan. Kenapa Gelombang FM Lebih Jernih Dibanding AM? Gelombang AM sudah lama ditinggal. Hampir semua radio bermain di jalur FM. Kenapa FM lebih jernih? Hingga tahun delapan puluhan, stasiun radio broadcast (siaran) banyak menggunakan modulasi AM (Amplitude Modulation). Pada saat itu, umumnya tidak ada siaran radio yang mampu menampilkan suara bening, apalagi stereo. Belum lagi kalau cuaca sedang tidak mendukung. Kita tidak bisa menikmati indahnya suara musik senyaman saat ini. Setelah periode itu, mulai bermunculan stasiun radio siaran pengusung modulasi FM (Frequency Modulation). Jenis modulasi ini mampu memanjakan pendengar siaran karena menghasilkan suara yang lebih bening. Selain itu, ia dapat diterima dengan pola mono atau stereo. Maksudnya, jika radio penerima hanya bisa menerima siaran mode mono, maka ia menampilkan suara mono. Sedang radio penerima tipe stereo punya pilihan untuk menampilkan suara mono atau stereo yang asli (real stereo) sesuai dengan yang dipancarkan oleh stasiun radio siaran. Di antara keuntungan FM adalah bebas dari pengaruh gangguan udara, bandwidth (lebar pita) yang lebih besar, dan fidelitas yang tinggi. Jika dibandingkan dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan, diantaranya : 1. Lebih tahan noise Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 – 108
MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem modulasi ini tidak sejauh jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga noise yang diakibatkan oleh penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara LOS (Line Of Sight). 2. Bandwith yang Lebih Lebar Saluran siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh kali lebar bandwidth (lebar pita) saluran siar AM. Hal ini disebabkan oleh struktur sideband nonlinear yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi) sehingga memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibanding distribusi linear yang sederhana dari sideband-sideband dalam sistem AM. Band siar FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi di mana tersedia bandwidth yang lebih lebar daripada gelombang dengan panjang medium (MW) pada band siar AM. 3. Fidelitas Tinggi Respon yang seragam terhadap frekuensi audio (paling tidak pada interval 50 Hz sampai 15 KHz), distorsi (harmonik dan intermodulasi) dengan amplitudo sangat rendah, tingkat noise yang sangat rendah, dan respon transien yang bagus sangat diperlukan untuk kinerja Hi-Fi yang baik. Pemakaian saluran FM memberikan respon yang cukup untuk frekuensi audio dan menyediakan hubungan radio dengan noise rendah. Karakteristik yang lain hanyalah ditentukan oleh masalah rancangan perangkatnya saja. 4. Transmisi Stereo Alokasi saluran yang lebar dan kemampuan FM untuk menyatukan dengan harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang pembawa, memungkinkan pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis. Ini merupakan sebuah cara bagi industri penyiaran untuk memberikan kualitas reproduksi sebaik atau bahkan lebih baik daripada yang tersedia pada rekaman atau pita stereo. Munculnya compact disc dan perangkat audio digital lainnya akan terus mendorong kalangan industri peralatan dan teknisi siaran lebih jauh untuk memperbaiki kinerja rantai siaran FM secara keseluruhan. MODULASI 1. Pendahuluan Modulasi merupakan suatu proses untuk mengatur sinyal pembawa yang berfrekuensi tinggi oleh sinyal informasi yang biasanya berfrekuensi rendah. Gelombang modulasi dapat berupa gelombang frekuensi audio, dapat berupa isyarat video, atau denyut-denyut listrik. Mengapa diperlukan modulasi dalam telekomunikasi umumnya dan sistem transmisi khususnya? Hal ini dikarenakan antara lain : 1. Dalam telekomunikasi diperlukan adanya pergeseran frekuensi dari rendah ke tinggi agar dapat melakukan komunikasi jarak jauh. 2. Pengiriman informasi dalam jumlah yang cukup besar secara simultan (serentak) untuk waktu pengiriman yang sama. 3. Frekuensi yang tinggi menyebabkan periode yang rendah sehingga secara fisik menyebabkan bentuk antena yang semakin pendek.
Isyarat campuran yang dihasilkan disebut gelombang termodulasi, yaitu gelombang yang diubah-ubah karakteristiknya dalam hal ini adalah gelombang pembawa (carrier). Karakteristik (parameter) gelombang pembawa yang diubah-ubah adalah amplitudo yang karenanya prosesnya disebut pemodulasian amplitudo, amplitude modulation [am], atau frekuensi (fasa) dimana prosesnya disebut pemodulasian frekuensi, frequency modulation [fm], atau pemodulasian phase, phase modulation [pm]. Dapat juga terjadi secara tidak diinginkan suatu isyarat termodulasi oleh isyarat lain, peristiwa ini disebut pemodulasian silang, cross modulation. 2. Isi 1. Amplitude Modulation [AM] Merupakan proses dimana amplitudo suatu kuantitas listrik diubah-ubah menurut karakteristik tertentu di kuantitas kedua yang tidak perlu bersifat listrik. Gambar. Amplitude Modulation [AM] 2. Frequency Modulation [FM] Merupakan pemodulasian sudut dimana frekuensi saat suatu pembawa gelombang sinus dibuat menyimpang dari frekuensi senter yang jauh simpangannya berpadanan dengan amplitudo gelombang yang memodulasi. Ada dua cara untuk memperoleh pemodulasian frekuensi, yaitu (1) pemodulasian frekuensi langsung (direct frequency modulation), dan (2) pemodulasian fase isyarat pembawa oleh isyarat pemodulasi. Dalam pemodulasian frekuensi langsung (sistem crosby), sebagai piranti reaktansi (transistor atau tabung) digunakan untuk mengubah talaan osilator, ubahan talaan itu berpadanan dengan isyarat yang memodulasi. Dapat diperoleh indeks modulasi yang besar, sistem ini lazim diterapkan dalam pemancar televisi dan pemancar bunyi. Dalam cara kedua, pemodulasian terjadi pada frekunsifrekuensi rendah, kemudian frekuensi ini (beserta indeks modulasinya) digandakan. Gambar. FrequencyModulation [FM] 3. Phase Modulation [PM] Merupakan tipe pemodulasian dimana fasa gelombang pembawa diubahubah sekitar harga tanpa modulasinya. Perubahan fasa itu berpadanan dengan amplitudo isyarat yang memodulasi, dan pada frekuensi setinggi frekuensi isyarat pemodulasi, amplitudo gelombang pembawa tinggal konstan. Selisih tertinggi antara sudut pada gelombang yang termodulasi, dan sudut fasa pembawa, disebut simpangan fasa, phase deviation. Kombinasi pemodulasian fasa dan pemodulasian frekuensi lazim disebut sebagai pemodulasian sudut, angle modulation. Gambar. Phase Modulation [PM] 4. Amplitude Shift Keying [ASK] Bentuk pemodulasian amplitudo di mana pemodulasi amplitudo gelombang termodulasi antara dua harga yang telah ditetapkan. . Gambar. Amplitude Shift Keying [ASK] 5. Frequency Shift Keying [FSK] Bentuk pemodulasian frekuensi di mana gelombang pemodulasi menggeserkan frekuensi keluaran di antara harga-harga yang sudah ditetapkan sebelumnya, dan gelombang keluarannya tidak punya sandungan (diskontinyu) fasa. Atau dengan kata lain, frekuensi saat digeserkan antara dua harga yang
dinamai frekuensi tanda (mark) dan frekuensi spasi (space). Gambar. Frequency Shift Keying [FSK] 6. Phase Shift Keying [PSK] Bentuk pemodulasian fasa di mana fungsi yang memodulasi menggeserkan fasa pada gelombang yang termodulasi, antara dua harga ketengah (discrete values) yang sudah ditentukan. Gambar. Phase Shift Keying [PSK] 7. Pulse Amplitude Modulation [PAM] Cara pemodulasian di mana gelombang informasi mengubah-ubah (memodulasi) amplitido sebagai pembawa yang berbentuk denyut. Ada dua jenis pemodulasian denyut: satu disebut pemodulasian amplitudo denyut satu arah, unidirectional PAM, menerapkan denyut-denyut dengan satu polaritas, yang kedua adalah pemodulasian dwi arah, bidirectional PAM, menerapkan denyut-denyut yang berpolaritas negatif dan positif. Gambar. Pulse Amplitude Modulation [PAM] 8. Pulse Frequency Modulation [PFM] Sejenis pemodulasian waktu denyut (pulse time modulaiton) , di mana denyut pembawa yang diubah-ubah berpadanan dengan frekuensi dan amplitudo isyarat informasi. Jadi isyarat ionformasi memodulasi frekuensi suatu gelombang pembawa yang terdiri dari rentetan denyut-denyut satu arah. Gambar. Pulse FrequencyModulation [PFM] 9. Pulse Code Modulairon [PCM] Bentuk pemodulasian denyut, di mana besarnya isyarat dicuplik lalu setiap cuplikan dikira-kirakan terhadap taraf acuan yang terdekat (proses ini disebut pengkwantitasan). Kemudian koda yang menyatakan taraf acuan yang bersangkutan dikirim (ke penerima jauh). Keunggulan PCM adalah bahwa penerimanya menerima akan ada atau tak adanya denyut untuk dideteksi, ini berarti terhindarnya cacat. Gambar. Pulse Code Modulairon [PCM] 10. Pulse Position Modulation [PPM] Pemodulasian waktu denyut (pulse time modulation) di mana posisi denyut dalam waktu diubah-ubah oleh harga-harga cuplikan (sample) sesaat di gelombang informasi. Gambar. Pulse Position Modulation [PPM] 11. Pulse Duration Modulation [PDM] Pemodulasian waktu denyut (pulse time modulation) di mana harga setiap cuplikan sesaat (sample) di gelombang informasi memodulasi (mengubah-ubah) jangka (duration) suatu denyut. Gelombang pemodulasi (informasi) itu mungkin mengubah-ubah waktu munculnya tebing depan denyut atau tebing belakangnya, atau pun dua-duanya. Istilah lama adalah Pulse Width Modulation, pemodulasian lebar denyut, dan Pulse Length Modulation, pemodulasian panjang denyut. Gambar. Pulse Duration Modulation [PDM] 3. Kesimpulan Modulasi merupakan proses di mana suatu karakteristik (parameter) sebagai gelombang diubah berpadanan dengan karakteristik (parameter) gelombang lain. Gelombang yang pertama dinamai gelombang pembawa (carrier wave), gelombang terakhir dinamai gelombang pemodulasi. Pembagian modulasi didasarkan kepada bentuk sinyal yang terdiri dari sinyal analog dan sinyal digital. Sinyal analog yaitu sinyal kontinuitas dan setiap
saat mempunyai nilai sedangkan sinyal digital yaitu sinyal yang diskret atau terputus-putus di mana tidak setiap saat mempunyai nilai. Kedua bentuk sinyal tersebut masing-masing di kominasikan seperti pada tabel berikut: Sinyal pembawa Analog Digital AM PPM Analog FM PWM PM PAM ASK FSK PCM S I N Y A L I N F O Digital PSK ANALISIS SINYAL VIDEO Ada tiga bagian sinyal video komposit adalah : 1. Sinyal kamera yang bersesuaian dengan pariasi cahaya dalam adegan . 2. Pulsa-pulsa penyelarasan, atau SYNC, yaitu untuk menyelaraskan (mensinkronkan) pemayaran ; dan 3. Pulsa-pulsa pengosongan untuk membuat agar penjejakan (retrace) tidak terlihat. Sinyal kamera digabungkan dengan pulsa pengosongan, kemudian penyelarasan ditambahkan untuk menghasilkan sinyal video komposit. Hasil yang diperlihatkan disini adalah sinyal dari satu garis pemayaran horizontal. Pada televisi berwarna, ditambahkan sinyal krominansi sebesar 3,58 Mhz dan ledakan (burst) penyelarasan warna. Dengan adanya sinyal-sinyal untuk semua garis, video komposit mengandung semua informasi yang diperlukan untuk gambar yang lengkap, garis demi garis dan medan demi medan. Sinyal video digunakan dalam tabung gambar untuk mereproduksi gambar pada raster pemayaran. Rincian yang lebih lengkap mengenai sinyal video komposit dan bagaimana dia mempengaruhi reproduksi gambar, diberikan pada bab-bab berikut : KONTRUKSI SINYAL VIDEO KOMPOSIT Nilai amplitudo tegangan dan arus yang berurutan diperlihatan untuk pemayaran dua garis horizontal dalam bayangan (citra). Karena waktu meningkat dalam arah yang horizontal, amplitudonya berubah untuk naungan putih, kelabu, atau hitam pada gambar. Mulai dari yang paling kiri pada waktu 0, sinyal berada pada level putih dan berkas pemayaran berada disebelah kiri bayangan. Begitu garis pertama dipayar dari kiri ke kanan, diperoleh pariasi sinyal kamera dengan berbagai amplitudo yang sesuai dengan informasi gambar yang diperlukan.
Setelah penjejakan (trace) horizontal menghasilkan sinyal kamera yang diinginkan untuk satu garis, berkas pemayaran berada disebelah kanan bayangan (image atau citra). Kemudian pulsa pengosongan disisipkan guna mengembalikan amplitudo sinyal video keatas sampai ke level hitam sehinggah pengulangan jejak dapat dikosongkan. Maka berkas pemayaran berada disebelah kiri, siap untuk memayar garis berikutnya. Sehingga inforormasi yang tepat ditengah-tengah garis pemayaran adalah setengah waktu antara pulsa-pulsa pengosongan. Gambar. Sinyal Video Komposit untuk Garis Horizontal POLARITAS PENYELARASAN DALAM SINYAL KOMPOSIT Sinyal video dapat memiliki dua polaritas : 1. Polaritas penyelarasan positif dengan pulsa-pulsa penyelarasan pada posisi menghadap ke atas. 2. Polaritas penyelarasan negatif dengan pulsa – pulsa penyelaras pada posisi menghadap ke bawah. Sinyal kamera pulsa penyelaras horisontal pulsa pengosongan horisontal Video dengan polaritas penyelarasan negatif diperluakan pada kisi pengaturan dari tabung gambar untuk mereproduksi gambar. Maka level pengosongan adalah negatif untuk menambahkan arus berkas untuk hitam. Video dengan polaritas penyelarasan positif diperlukan pada katoda tabung gambar. Polaritas penyelarasan yang negatif adalah standar bagi sinyal-sinyal kedalam atau keluar dari perlengkapan video, dan jaringan distribusi telepon. Amplitudo standar adalah 1 Vp-p dengan sync (penyelarasan) yang negatif. . Gambar. Sinyal Vidio dengan Polaritas Penyelarasan yang Negatif PENGOSONGAN (BLANKING) Sinyal vidio komposit mengandung pulsa-pulsa pengosongan untuk membuat garis-garis pengulangan jejak tidak terlihat, yakni dengan mengubah amplitudo sinyal menjadi hitam bila rangkaian-rangkaian pemayaran menghasilkan pengulangan jejak. Semua informasi gambar dimatikan (cut-off) selama waktu pengosongan. Secara normal, pengulangan jejak akan terjadi selama waktu pengosongan. Dengan demikian, laju pengulangan pulsa-pulsa pengosongan horizontal adalah frekuensi pemayaran garis sebesar 15.730 Hz. Dan frekuensi pulsa-pulsa pengosongan vertical adalah 60 Hz untuk setiap medan. Setiap pulsa pengosongan mengubah sinyal vidio menjadi hitam selama waktu pengosongan. Sinyal kamera Pulsa penyelarasan horisontal Pulsa pengosongan horisontal Gambar. Pulsa Pengosongan H dan V dalam Sinyal Video: SKALA IRE DARI AMPLITUDO SINYAL VIDEO IRE adalah singkatan dari “Institute Of Radio Engineers” yang sekarang ini disebut IEEE ( Institut Of Electrical dan Elektronic Engineers) skala IRE total mencakup 140 unit dengan 100 naik dan 40 turun dari nol. Sinyal video komposit puncak ke puncak mencakup 140 unit IRE. AMPLITUDO PULSA PENYELARASAN Dari sejumlah 140 unit IRE, sebanyak 40 (atau mendekati 29 persen)
adalah untuk penyelarasan (sync). Semua pulsa penyelarasan mempunyai amplitudo yang sama, yakni 29 persen dari sinyal video puncak ke puncak. PEMASANGAN HITAM (BLACK SETUP) Puncak-puncak hitam dari variasi sinyal kamera adalah penyimpangan dari level pengosongan hitam sebesar 7,5 unit IRE, yang secara pendekatan adalah 5 persen dari keseluruhan. Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa sinyal-sinyal pembawa tambahan (subcarrier signal) untuk warna didekat hitam didalam sinyal kamera tidak berinterfrensi dengan amplitudo penyelarasan. Informasi gambar Pulsa pengosongan vertical (tidak ada informasi gambar) Pulsa pengosongan horisontal Pulsa penyelarasan ditambahkan pada pulsa pengosogan Level pengosongan AMPLITUDO SINYAL KAMERA. Putih puncak kira-kira mendekati 100 unit IRE. Pemasangan hitam adalah 7,5 untuk mengofset hitam dari level pengosongan. Maka hasilnya adalah 100-7,5 = 92,5 unit IRE untuk variasi sinyal kamera. Jumlah ini adalah 66 persen dari total 140 unit IRE. INFORMASI GAMBAR DAN AMPLITUDO SINYAL VIDEO Sinyal-sinyal ini diperlihatkan bersama polaritas penyelarasannya yang positif, tetapi ide yang sama berlaku dengan polaritas penyelarasan yang negatif. sinyal kamera yang diperoleh melalui pemayaran yang aktif dari bayangan mulamula adalah pada level putih,sesuai dengan latar belakang putih. Berkas pemayaran meneruskan gerak majunya melintas latar belakang putih dan kerangka, dan sinyalnya berlanjut pada level putih yang sama sampai dia mencapai tengah-tengah gambar. Untuk bayangan, idenya adalah sama, tetapi sinyal kamera bersesuaian dengan sebuah batang vertical putih dibawah tengah-tengah dari sebuah kerangka hitam. Siyal ini mulai dan berakhir pada level hitam dan berada pada level putih di tengah-tengah. TEGANGAN KHAS SINYAL VIDEO Sebuah gambar yang actual terdiri dari atas elemen-elemen yang memiliki jumlah cahaya dan naungan yang berbeda dengan distribusi yang tidak seragam dalam garis-garis horizontal dan melalui medan-medan vertical. Didalam masingmasing garis, amplitudo sinyal berubah-ubah untuk elemen gambar yang berbeda. INFORMASI GAMBAR DAN FREKUENSI SINYAL VIDEO Frekuensi-frekuensi sinyal kamera bervariasi dari sekitar 30 Hz sampai4 Mhz, bahwa 30 Hz pada yang rendah merupakan frekuensi audio, dan 4 MHz pada ujung yang tinggi yang sebenarnya adalah suatu frekuensi radio. Suatu sinyal 30 Hz menyatakan suatu perubahan amplitudo antara dua medan berurutan yang berulang pada laju 60 Hz. Frekuensi-frekuensi yang lebih rendah daripada 30 Hz dapat dipandang sebagai suatu perubahan dalam level arus searah (DC). FREKUENSI VIDEO YANG TERCAKUP DALAM PEMAYARAN HORISONTAL Sinyal gelombang persegi dipuncak menyatakan variasi-variasi sinyal kamera dari sinyal radio komposit yang diperoleh dalam pemayaran satu garis horizontal adalah dinginkan untuk mendapatkan frekuensi dari gelombang persegi. Untuk menentukan frekuensi dari sebarang frekuensi sinyal, waktu untuk
satu siklus lengkap harus diketahui, suatu siklus termasuk waktu dari stu titik pada bentuk gelombang sinyal ketitik berurutan berikutnya yang memiliki besaran dan arah yang sama. Variasi sinyal kamera dalam satu garis horizontal perlu memiliki suatu priode yang lebih pendek dan frekuensi yang lebih tinggi. FREKUENSI VIDEO YANG BERGABUNG DENGAN PEMAYARAN VERTIKAL Pada ekstrem yang berlawanan, variasi-variasi sinyal yang sesuai dengan elemen-elemen gambar yang berdekatan dalam arah vertical, memiliki frekuensifrekuensi rendah sebab laju pemayaran vertical adalah termasuk lambat, perubahan-perubahan yang lebih lambat melalui jarak yang lebih besar dalam pemayaran pertikal terjadi pada frekuensi-frekuensi yang lebih rendah. FREKUENSI-FREKUENSI VIDEO DAN INFORMASI GAMBAR Besarnya informasi gambar berhubungan dengan frekuensi-frekuensi video. Frekuensi-frekuensi video ini meluas sampai 100 KHz. Akan tetapi rincian pada pinggiran tajam dan garis-garis besar diisi oleh frekuensi-frekuensi video yang tinggi dari 0,1 sampai 4 MHz. Informasi gambar tidak memerlukan suatu frekuensi yang terlalu tinggi dan berarti reproduksi dapat menjadi tajam dan jelas. Dalam televisi berwarna, pemandangan-pemandangan pengambilan dekat dan latar belakang kelihatan bagus sebab frekuensi-frekuensi video dari informasi gambar relatif rendah, dibandingkan dengan yang pada pandangan pengambilan panjang. Secara khusus dalam kebanyakan penerima, informasi gambar yang termasuk dalam gambar televisi hanyalah untuk frekuensi-frekuensi video sampai mendekati 0,5 MHz. INFORMASIWARNA DALAM SINYAL VIDEO Untuk televisi berwarna, video komposit mencakup sinyal warna 3,58 MHz. Polaritas diperlihatkan bersama penyelarasan dan dengan hitam dalam posisi kebawah, sedangkan putih adalah pada posisi atas. Amplitudo relatif turun untuk dari putih untuk batang pertama sebelah kiri ke level kelabu, dan kemudian mendekat kelevel hitam. Level-level ini sesuai dengan nilai-nilai terang relatif atau luminansi untuk informasi satu warna. Warna-warna spesifik dalam sinyal C tidak jelas sebab sudut-sudut fasa relatif tidak diperlihatkan. Hal utama disini adalah bahwa beda antara televisi monokrom (satu warna) dan berwarna adalah sinyal warna 3,58 MHz. Sinyal berwarna mempunyai suatu ledakan penyelarasan warna pada serambi belakang dari penyelarasan horizontal. Ledakan ini terdiri 8 sampai 11 siklus sinyal pembawah tambahan 3,58 MHz. Tujuannya adalah untuk menyelaraskan osilator berwarna 3,58 MHz dalam pesawat penerima. A. Sinyal monokrom sendiri untuk informasi putih, kelabu dan hitam. B. Digabungkan dengan penyelarasan dengan sinyal kombinansi 3,58 MHz warna 3,58 MHz untuk informasi gambar. Putih Abu-abu Hitam Kuning Hijau Biru gelap AB Gambar. Sinyal Video Dengan dan Tanpa warna GELOMBANG RADIO PEMANCAR TV BERWARNA Kanal dan Jalur-jalur Frekuensi Pada sistim TV berwarna perlu dipancarkan sinyal gambar TV yang mempunyai komponen frekuensi lebar yaitu dari 0 Hz hingga 5 MHz (Lihat
Gambar 1). Karena kedua gelombang pembawa suara dan gelombang pembawa gambar mempunyai komponen frekuensi lebar yang harus dipancarkan pada sebuah jalur frekuensi maka bisa digunakan gelombang radio VHF atau UHF sebagai pembawa pada pemancaran TV berwarna. Metoda modulasi sinyal gambar TV digunakan modulasi amplituda negatif, di mana amplituda modulasi menjadi dalam (kecil) pada puncak putih. Tabel 1 menunjukkan hubungan antara kanal-kanal dengan jalur frekuensi yang dipergunakan pada stasiun pemancar TV berwarna. Ada sebelas kanal VHF yang berada pada frekuensi 47 MHz sampai 230 MHz. Masing-masing kanal mempunyai lebar bidang frekuensi 7 MHz. Dalam beberapa hal dipergunakan juga jalur UHF yang berkisar antara 590 MHz hingga 770 MHz. Gambar. Komponen frekuensi sinyal gambar TV Gambar. Gelombang TV yang dipancarkan dengan modulasi amplituda negatif Tabel 1 Nomor kanal dan jalur frekuensi gelombang TV VHF Kanal No Jalur frekuensi 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 47-54 MHz 54-61 MHz 61-68 MHz 174-181 MHz 181-188 MHz 188-195 MHz 195-202 MHz 202-209 MHz 209-216 MHz 216-223 MHz 223-230 MHz Komponen frekuensi Sinyal luminan Komponen frekuensi Sub pembawa krominan 0 1 2 3 4 5 MHz 4,3 MHz Frekuensi sub Pebawa krominan Puncak putih Pembawa termodulasi Level hitam Transmisi Jalur Samping-Vestigial (Tersisa)
Pada modulasi amplituda jalur samping dobel, yaitu jalur samping atas dan jalur samping bawah, tiap jalur samping mempunyai lebar bidang yang sama dengan frekuensi pemodulasinya. Jalur samping ini timbul mengapit frekuensi pembawa gambar. Dalam sistim TV berwarna perlu dipancarkan lebar respon (bidang) frekuensi yang luas yaitu dari 0 Hz – 5 MHz atau lebih tinggi. Maka perlu dipergunakan lebar bidang frekuensi yang lebih luas lagi yaitu lebih dari 10 MHZ bila sinyal gambar dimodulasi amplitudakan. Yang berarti banyak gelombang radio yang dipakainya sehingga boros. Pada sistim TV berwarna jalur frekuensi yang berguna dapat dihemat yaitu dengan membuang sebagian dari jalur samping bawah. Metoda ini disebut sistim transmisi jalur samping vestigial. Bila sinyal TV berwarna yang dipancarkan dengan jalur samping vestigial diterima oleh penerima TV berwarna yang mempunyai respon frekuensi akan dideteksi oleh detektor amplop, dan didapat sinyal gambar TV berwarna yang mempunyai komponen respon frekuensi. -1,25 f0 1 2 3 4 5 (a) Karakteristik respon frekuensi pemancar dalam sistim pemancar jalur samping vestigial -1,25 f0 1 2 3 4 5 (b) Karakteristik respon frekuensi penerima -1,25 f0 1 2 3 4 5 (c) Karakteristik respon frekuensi yang disatukan pemancar dan penerima Gambar. Pemancar dasar dan prinsippenerima sistim pemancar jalur samping vestigial Komponen Respon Frekuensi pada Kanal Sistim Baku PAL (B) Tabel 1 menunjukkan hubungan antara kanal-kanal dengan jalur-jalur frekuensi. Frekuensi gelombang pembawa gambar f0 adalah 1,25 MHz lebih tinggi dari batas terendah frekuensi kanal itu, sedangkan frekuensi gelombang pembawa suara fA adalah 5,5 MHz lebih tinggi dari pembawa gambar atau fA adalah 0,25 MHz lebih rendah daripada batas teratas frekuensi kanal tersebut. Contoh, pada kanal nomor tiga, frekuensi pembawa gambar f0 = 55,25 MHz dan frekuensi pembawa suara fA = 60,75 MHz. Dan mereka ditransmisikan sebagai sinyal gambar TV berwarna ke penerima TV berwarna dengan transmisi jalur samping vestigial. Gambar. Karakteristik amplituda tranmisi gambar ideal Transmisi (Penyebaran) Sinyal Suara Pembawa suara TV yang besarnya 5,5 MHZ lebih tinggi dari pembawa gambar, dimodulasi secara modulasi-frekuensi dengan sinyal suara, dan dipancarkan melalui antena yang sama seperti pada pembawa gambar. Pada sistim pemancaran suara, menggunakan sistim modulasi-frekuensi, dengan deviasi maksimum frekuensi ± 50 KHz dan konstanta waktu dari pre-empasis dan deempasis ± 50 μ detik. Karakteristik respon frekuensi gambar Karakteristik respon frekuensi sinyal sub pembawa warna
F0 1 2 3 4 5 4,3 MHz Sub Pebawa krominan -1,25 -0,75 5,5 MHz fA Frekuensi pusat suara Pembawa gambar f0 : Pembawa gambar gelombang TV fA : Pembawa suara gelombang Pada pemancar, daerah frekuensi respon yang tinggi dari suara di preempasis sedangkan pada penerima daerah ini di de-empasis. Maka hasilnya dengan cara tersebut respon frekuensi suara TV berwarna menjadi rata. Dengan sistim tranmisi suara seperti ini maka gangguan dari luar dapat direduksi. Secara umum, S/N (yaitu sinyal/ gangguan noise) sinyal yang dipancarkan secara FM (Modulasi frekuensi) adalah sebanding dengan indekmodulasi (perbandingan deviasi frekuensi dengan frekuensi pemodulasi) sinyal FM itu. Yang diartikan dengan deviasi frekuensi yaitu penyimpangannya terhadap frekuensi pusat pembawa suara dan yang diartikan dengan frekuensi pemodulasi yaitu frekuensi gelombang suara yang memodulasi. Bila frekuensi pemodulasi semakin tinggi maka S/N dari sinyal bertambah kecil sehingga kualitas suara semakin jelek. Gambar. Karakteristik pre-emphasis de-emphasis sistim suara TV Distribusi energi umum dari suara ditunjukkan pada gambar 5 (a). Tampak bahwa energi suara rendah pada daerah frekuensi tinggi. Bila gelombang pembawa suara dimodulasi dengan suara maka pada daerah frekuensi tinggi deviasi frekuensinya kecil, SN dari sinyal menjadi kecil dan kualitas suara menjadi jelek. (a) (b) (c) Energi Output Energi Output (d) f→ Distribusi energi suara TV f→ Karakteristik pre-empasis f→ Distribusi derau yang diterima f→ Karakteristik de-empasis Karakteristik pemancar suara Karakteristik TV penerima Agar dapat mengatasi hal ini, pada pemancar derajat modulasi pada daerah frekuensi tinggi dibesarkan (emphasize) seperti yang terlihat pada gambar 5 (b) ini
disebut pre-empasis; dan pada penerima pembesaran respon frekuensi rendah diperbesar seperti pada gambar 5 (d). Kedua pembesaran itu diintegrasikan sehingga outputnya mempunyai karakteristik yang datar. Maka menjadi mungkin untuk menghindarkan S/N yang mengecil, atau suara yang enjadi jelek dapat dihindarkan. Bidang Gelombang-Gelombang TV yang Terpolarisasi Ada dua macam bidang gelombang TV yang terpolarisasi. Macam pertama yaitu bidang terpolarisasi horizontal, di mana bidang getaran sejajar dengan tanah. Yang lain adalah bidang terpolarisasi vertikal, di mana bidang getaran tegak lurus terhadap permukaan tanah. Gambar. Gelombang Terpolarisasi Vertikal dan Vorizontal ~ Antena pemancar Gelombang TV terpolarisasi horizontal Antena penerima ~ Antena pemancar Gelombang TV terpolarisasi vertikal (a) Metoda gelombang TV Antena penerima (b) Metoda penerimaan gelombang TV terpolarisasi vertikal Bila elemen antena pada pemancar dibuat horizontal maka didapat gelombang TV terpolarisasi horizontal; dan bila elemen antena tegak lurus dengan tanah didapat gelombang TV terpolarisasi vertikal. Bila harus diterima gelombang TV terpolarisasi horizontal maka elemen antena pada penerima harus diletakkan horizontal. Sebaliknya bila harus diterima gelombang TV terpolarisasi vertikal, maka elemen antena penerima harus vertikal Propagasi Rektilinier Gelombang TV, Sama dengan Sinar Dari antena pemancar TV gelombang merambat ke antena penerima dengan garis lurus seperti pada sinar. Bila ada penggalang seperti misalnya bangunan yang tinggi atau gunung antara antena pemancar dan antena penerima, maka gelombang TV yang merambat ke antena penerima menjadi sangat kecil, dan gambar yang diterima sangat banyak noise (derau) nya; bahkan kadangkadang sama sekali tidak dapat ditangkap. Gambar. Propagasi gelombang TV Rektilinier Gelombang TV Stasiun pemancar Di balik gunung Gambar buruk
Gambar baik (a) Karena gelombang TV menyebar lurus seperti sinar, mutu gambar TV menjadi buruk di balik gunungStasiun pemancar. Stasiun pemancar Gelombang langsung Gelombang pantul Antena penerima (b) Gelombang TV direfleksikan/ dipantulkan dari dinding gedung yang tinggi atau lereng gunung seperti pada sinar, gelombang TV lansung dan yang direfleksikan tiba pada penerima TV pada waktu yang berbeda dari arah berbeda. Karena itu gambar TV menjadi ganda atau gambar berbayang/ (setan, gost). Juga gelombang TV dipantulkan oleh dinding bangunan tinggi atau gunung yang curam. Maka gelombang TV yang datang langsung dari pemancar dan yang direfleksikan oleh dinding bangunan tinggi mencapai antena penerima dengan waktu yang berbeda. Akibatnya warna gambar yang diterima melebar dan bahkan timbul bayangan gambar. Gelombang TV UHF Gelombang VHF berkisar antara 47 MHz hingga 230 MHz yang lazim digunakan, juga gelombang TV UHF berkisar antara 590 MHz hingga 770 MHz. Karena gelombang TV UHF lebih pendek daripada gelombang TV VHF, maka gelombang UHF mempunyai sifat lebih menyerupai sinar daripada VHF dan juga tidak dapat dipropagasikan (dirambatkan) pada jarak jauh (di permukaan bumi). Dengan alasan itu gelombang TV UHF selama merambat menerima sedikit gangguan dibanding dengan gelombang TV VHF. Bila ada penghalang seperti bangunan dan pohon pada jalur propagasinya, gelombang TV UHF sangat banyak direndam. Ketika menerima gelombang TV UHF, sinyal yang diinduksikan pada terminal output antena penerima sangat banyak berubah yang sangat bergantung pada letak dan tinggi antena penerima Bila menerima gelombang TV UHF emerlukan perhatian besar pada tinggi dan letak antena penerimanya. Dalam berbagai bidang, khususnya dalam bidang teknologi, dirasakan adanya perubahan yang sangat besar bila dibandingkan dengan zaman-zaman sebelumnya,misalnya saja, dimana orang-orang di zaman dahulu, masih menggunakan api sebagai alat penerangannya, namun pada saat ini kita sudah mengenal lampu sebagai media penerangan, walaupun masih ada sebagian dari penduduk dunia yang masih menggunakan api sebagai alat penerangannya. Namun itu hanya bagian kecil,dari perkembangan teknologi yang ada. Jika kita telaah lebih banyak, maka akan ada banyak sekali terdapat perkembangan teknologi, yang dapat kita rasakan. Gambar. Kekuatan VHF dan UHF Beberapa Gelombang TV Bila Posisi Antena Penerima Diubah Pada makalah ini kami akan membahas salah satu dari perkembangan teknologi itu, yaitu televisi berwarna, dimana pada awalnya, televisi diciptakan
untuk kali pertama, tampilan warnanya hanya hitam-putih saja, dan seiring berjalannya waktu dan perkembangan zaman,maka televisi pada saat ini memiliki banyak tampilan warna.Adapun beberapa alasan kami mengangakat masalah ini adalah: Sebagian dari mahasiswa masih ada yang belum mengerti bagaimana tampilan warna pada televisi dapat tercipta, hal ini dikarenakan masih kurangnya daya keingin tahuan dari mahasiswa. Kekuatan gelombang TV UHF Kekuatan gelombang TV VHF Tinggi antena penerima (m) Kekuatan gelombang TV → (a) Kekuatan gelombang TV UHF tergantung dari tinggi antena penerima sedangkan kekuatan gelombang TV VHF, meskipun menaik dengan tingginya antena pada suatu batas tertentu tidak merubah banyak pada penerima antena sesudah ketinggian tertentu. Kekuatan gelombang TV Kedudukan antena penerima → (b) Kekuatan gelombang TV UHF berubah bila letak antena penerima berubah, tetapi kekuatan gelombang TV VHF tetap. Dalam bahasan televisi berwarna ini, akan ada berbagai pokok pembahasa mulai dari, mengenai warna pembentuk cahaya pada tampilan televisi, adannya daya luminasi, saturation, krominasi dan berbagai pokok bahasan lainnya akan dijelaskan dalam bab selanjutnya. Suatu COMPATIBLE SIGNAL (signal gabungan),diperoleh dari kamera tv yang terdiri dari LUMINANCE (luminan) dan CHROMINANCE (krominan), untuk memenuhi kebutuhan penonton tv yang menginginkan pilihan tv hitam putih dan berwarna. Bagian luminan meliputi juga BRIGTNESS (terangnya cahaya) Terang kemutlakan bukanlah hal yang penting, sebab mata manusia tidak mendeteksi terang secara linier dengan warna. pada dasarnya, kita lihat Hijau seperti lebih terang dibanding Biru. Maka, istilah luminan ditemukan, yang mana adalah terang disesuaikan untuk menandai apa yang kita benar-benar lihat. mengubah ke Skala Gray menunjukkan bahwa warna tidak mempunyai intensitas nyata yang sama. Tiga warna dasar, warna primer ini semua mempunyai nilai intensitas yang sama 255, tetapi memiliki terang yang berbeda. biru Mempunyai lebih sedikit terang dan Hijau mempunyai lebih. Biru ditambah hijau ( Cyan) mempunyai lebih banyak. Dan Merah ditambah Biru ditambah Hijau ( Putih) mempunyai lebih banyak luminan, dan lebih terang. Bagian krominan menyediakan info info tambahan yang diperlukan suatu sisten tv erwarna. Jadi dalam tv hitam putih hanya menggunakan bagian luminan , sedangkan tv berwarna menggunakan bagian luminan dan krominan. Gambar. Klasifikasi Warna Hijau ditambahkan biru menjadi Cyan. Hijau ditambahkan merah menjadi kuning. Merah ditambahkan biru menjadiWarna merah keungu-unguan atau magenta Hijau ditambahkanMerah Dan biru menjadi Putih.
DEFINISI PENGERTIAN TELEVISI BERWARNA Teori warna mengakui bahwa semua warna dapat direproduksi dengan mencampur warna-warna dasar (primary colors) : merah, biru, dan hijau. Sebagai satu kenyataan ialah bahwa gambar berwarna dapat direproduksi dengan mencampur warna-warna dasar secara tepat. Setiap warna memiliki tiga karakteristik untuk menyatakan informasi visual yakni : coraknya atau tint yang lazim kita sebut warna, saturasinya dan luminansinya. Saturasi menunjukkan bagaimana terkonsentrasinya, hidupnya atau kuatnya warna tersebut. Luminansi menunjukkan terangnya (brightness), atau bentuk naungan kelabu yang bagaimana warna-warna itu akan terlihat dalam gambar hitam-putih. Sekarang kita definisikan kualitas warna-warna ini dan istilah-istilah penting lainnya guna menganalisis ciri khusus televisi berwarna. Defenisi kualitas warna dan istilah penting untuk menganalisis ciri khusus TV berwarna Cahaya yang melalui lensa kamera itu,dipisahkan menjadi tiga warna oleh kaca pemisah tiga warna yang masuk melalui saringan-saringan optika untuk pengkoreksian warna. Tiap tabung masing-masing peka terhadap warna merah, biru dan hijau · PUTIH. Sebenarnya cahaya putih dapat dianggap suatu campuran merah, hijau dan biru dalam perbandingan yang tepat. Sebuah prisma gelas menghasilkan warna pelangi dari cahaya putih. Untuk efek yang sebaliknya, merah, hijau dan biru dapat ditambahkan untuk menghasilkan putih. · CORAK (HUE). Warna itu sendiri adalah corak atau tint. Warna setiap benda terutama dibedakan oleh coraknya. Corak yang berbeda dihasilkan bila panjang gelombang cahaya menghasilkan perasaan visual dalam mata. · KEJENUHAN (SATURATION). Warna-warna yang tersaturasi adalah hidup kuat, dalam, atau kuat. Warna pucat atau lemah memiliki saturasi yang kecil. Saturasi menunjukkan seberapa kecil warna itu terlarut oleh putih, hasilnya adalah merah muda yang kenyataannya adalah merah yang kejenuhannya hilang. Perhatikan bahwa warna yang saturasi jenuh tidak memiliki putih. · KROMINANSI. Istilah ini digunakan untuk menggabungkan kedua corak dan saturasi. Dalam televisi berwarna, sinyal warna 3.58 MHz secara khusus adalah sinyal krominansi singkatnya, krominansi mencakup semua informasi warna tanpa terang. Krominansi dan terang secara bersama-sama menyatakan informasi gambar secara lengkap. Krominansi juga disebut kroma. · LUMINANSI. Luminansi menunjukkan besarnya intensitas cahaya yang dirasakan oleh mata sebagai terang (brightness). Dalam gambar hitam putih bagian-bagian yang lebih terang memiliki luminansi yang lebih besar daripada daerah gelap, tetapi warna yang berbeda juga memiliki naungan luminansi karena sebagian warna kelihatan lebih terang daripada yang lain. · KESEPADANAN (COMPATIBILITY). Televisi berwarna sepadan dengan televisi hitam - putih, sebab pada dasarnya digunakan standar pemayaran yang sama dan sinyal luminansi memungkinkan pesawat penerima monokrom untuk menghasilkan gambar yang ditelevisikan dalam berwarna ke hitam putih. Selain itu televisi berwarna dapat menggunakan suatu sinyal monokrom untuk mereproduksi gambar dalam
hitam putih. · PEMBAWA TAMBAHAN (SUBCARIER). Sinyal pembawa tambahan memodulasi suatu gelombang pembawa lain dengan frekuensi yang lebih tinggi. Dalam televisi bewarna,informasi berwarna memodulasi sinyal pembawa tambahan untuk warna 3.58 MHz, yang menodulasi sinyal pembawa gambar utama dalam aturan pemancar standar. ENCODING INFORMASI GAMBAR. Sekarang kita tinjau dengan lebih terperinci bagaimana sinyal krominansi dihasilkan untuk ditransmisikan ke pesawat penerima. Pertama-tama tegangan video R, G dan B memberikan informasi gambar. Kemudian sinyal-sinyal ini dienkode agar membentuk sinyal-sinyal krominansi dan luminansi yang terpisah. SINYAL-SINYAL VIDEO WARNA DASAR (PRIMARY COLOR VIDEO SIGNAL). Pada kamera penerimaan cahaya merah, hijau dan biru sesuai dengan informasi warna dalam adegan guna menghasilkan sinyal-sinyal video warna dasar. Bentuk-bentuk gelombang ini melukiskan tegangan-tegangan yang diperoleh dalam pemayaran satu garis horizontal melintang batang-batang berwarna. Tabung kamera merah akan menghasilkan keluaran penuh warna merah tapi tidak ada keluaran untuk warna hijau dan biru dengan cara yang sama tabungtabung kamera hijau dan biru hanya akan memiliki keluaran-keluaran untuk warna mereka sendiri. 12345 Gambar. Sinyal-sinyal Vidio Warna Dasar Keterangan : Garis pemayaran horizontal lap 1 = merah lap 2 = hijau lap 3 = biru lap 4 = kuning lap 5 = putih · BAGIAN MATRIX. Sebuah rangkaian matrix membentuk tegangantegangan keluaran baru dari masukan sinyal. Matrix pada pemancar menggabungkan tegangan-tegangan R, G, dan B dalam perbandingan yang spesifik guna membentuk 3 sinyal video yang lebih baik untuk penyiaran. Biasanya satu sinyal mengandung informasi terang, dan 2 sinyal lainnya mengandung warna. Kedua sinyal diluar matrix haruslah campuran warna yang berarti bahwa mereka mengandung R, G dan B. Dua campuran dapat memiliki semua informasi warna asli dari ketiga warna dasar. Kedua campuran warna ditambah luminansi Y bersesuaian dengan informasi gambar aktual dalam sinyal-sinyal video R, G dan B. Contoh dua campuran warna untuk mengkode informasi warna RGB adalah video I dan Q atau video R - Y dan B – Y. · ALASAN UNTUK SINYAL I DAN Q. Disini huruf Q adalah untuk kuadratur sebab sinyal Q memodulasi sinyal pembawa tambahan warna 3,58 MHz yang berbeda fasa 90 derajat dengan modulasi sinyal I dimana fasa kuadratur digunakan untuk membantu mengidentifikasi dua sinyal video berwarna yang berlainan. · KERUGIAN SINYAL I DAN Q. Lebar bidang tambahan dari sinyal I merupakan suatu masalah pada pesawat penerima. Dalam modulasi krominasi 3,58 MHz frekuensi sisi atas dapat berinteferensi dengan sinyal
suara 4,5 MHz juga frekuensi sisi bawah dari sinyal I dapat berkembang rentang (range) frekuensi dari sinyal video Y untuk luminansi. Oleh karena itu diperlukan filtering tambahan untuk menurunkan interferensi ini. DECODING INFORMASI GAMBAR. Dimulai dengan antena penerima sinyal pembawa gambar yang termodulasi dari saluran terpilih diperkuat dalam tingkatan-tingkatan frekuensi radio RF dan frekuensi menengah IF. Kemudian sinyal gambar yang termodulasi amplitudo ini diserahkan didalam detektor video. Keluaran detektor video adalah sinyal video yang warnanya termultiplexi seluruhnya mencakup komponenkomponen Y dan C. · MEMISAHKAN SINYAL C. Keluaran penguat video Y adalah sinyal luminansi tanpa sinyal warna, alasannya adalah bahwa respons penguat dibatasi pada frekuensi-frekuensi dibawah 3,2 MHz. Karena sinyal C adalah pada 3,58 MHz ia tidak diperkuat dalam penguat video Y akan tetapi perhatikan bahwa beberapa penerima berwarna memiliki penapis sisir untuk memperbaiki resolusi sinyal Y. Gambar. Pemisahan Sinyal Luminansi Y dan Sinyal Krominansi 3,58 MHz pada Keluaran Detektor Video dalam Penerimaan. · DEMODULASI SEREMPAK. Demodulasi serempak (sinkron) hanyalah suatu istilah lain untuk deteksi.bila suatu sinyal termodulasi Rangkaian penerima monokrom Penguat bandpass krominasai 3,58 MHz Penguat video Y dan O sampai 3,2 MHz Sinyal Y Sinyal C dipancarkan tanpa gelombang pembawa atau pembawea tambahannya,gelombang pembawa mula-mula harus disisipkan kembali pada penerima untuk mendeteksi modulasi. · DEMODULATOR B-Y DAN R-Y.banyak penerima mendekode sinyal kroma 3,58 MHz menjadi sinyal video B-Y dan R-Y, sebagai pengganti I dan Q.lebar bidang(bandwitch)dari penguat bandpass kroma umumnya dibatasi sampai 3,58 ± 0,5 MHz.selanjutnya lebar bidang tambahan dari sinyal I tidak digunakan lagi. Video B-Y adalah suatu campuran warna yang dekat ke biru.sudut fasa untuk corak B-Y tepatnya adalah 180 derajad berlawanan dengan fase ledakan penyelarasan warna.akibatnya, adalah relatif mudah untuk menguji dalam 3,58 MHz pada fasa B-Y. Sinyal video R-Y adalah suatu campuran warna yang dekat ke merah.sudut fasa untuk corak R-Y tepatnya adalah 90 derajad dari fasa B-Y. ENCODING PEMANCAR DECODING PENERIMA 1. Video R, G dan B dari kamera 2. Video Y, I dan Q dari matrix
3. I dan Q memodulasi sinyal krominasi 3,58 MHz 4. Sinyal T yang warnanya termultipleksi bersama sinyal Y dan sinyal C 3,58 MHz 5. Sinyal antena adalah pembawa gambar RF yang dimodulasi oleh sinyal T yang warnanya termultipleksi 1. Sinyal antena adalah pembawa gambar RF yang di modulasi oleh sinyal T yang warnanya termultipleksi 2. Pembawa gambar yang termodulasi diserahkan dalam detektor video 3. Demodulator-demodulator serempak untuk sinyal C 3,58 MHz melengkapi video B-Y dan R-Y yang mana digabungkan untuk G-Y 4. Video B-Y, R-Y dan G-Y ditambahkan ke video Y menghasilkan video R, G dan B 5. Merah hijau dan biru bersama campuran warnanya pada layar warna tabung gambar JENIS SINYAL-SINYAL VIDEO BERWARNA Jenis utama dari sinyal-sinyal video berwarna harus mencakup warnawarna dasar karena sistem dimulai dengan tegangan-tegangan,R,B,dan G pada tabung kamera dan berakhir dengan R, B dan G pada tabung gambar.Tetapi campuran-campuran warna digunakan untuk encoding dan dekoding.Alasannya adalah bahwa dua sinyal campuran warna dapat memiliki semua informasi warna dari ketiga warna dasar, yang meperbolehkan sinyal ketiga menjadi sinyal Y untuk luminansi. · SINYAL I. Tegangan video berwarna ini dihasilkan dalam matrik pemancar sebagai kombinasi merah,hijau dan biru. I = 0,06R - 0,28G - 0,32B Tanda minus menunjukan penambahan tegangan video dari polaritas yang negatif.Dengan polaritas + I,sinyal mencakup merah dan kurang biru atau kuning.Mereka bergabung untuk menghasilkan jingga. Pada sinyal – I polaritas terbalik untuk semua komponen-komponen dasar.Berarti gabungan tersebut mencakup hijau dan biru untuk cyan dikurangi merah yang mana adalah cyan. · SINYAL Q. Tegangan-tegangan warna dasar digabungkan dalam matrik pemancar dalam proporsi: Q = 0,21R - 0,52G + 0,31B Dengan polaritas +Q sinyal ini mencakup minus hijau atau mmagenta bersama mereah dan biru.Mereka bergabung untuk membentuk corakcorak yang ungu.Untuk sinyal – Q polaritas ini terutama hijau bersama minus biru atau kuning.Gabungannya adalah kuning hijau. · SINYAL B-Y.Corak sinyal ini adalah terutama biru,akan tetapi dia merupakan suatu capuran warna yang disebabkan oleh komponen –
Y.Bila kita menggabungkan 100 % biru dengan komponen dasar dari sinyal Y, kita peroleh: B-Y = 1,00B - (0,30R + 0,59B + 0,11B) = -0,30R - 0,59G + 0,89B Bila digabungkan –R dan –G sama dengan komppone3n kuning yakni biru. Tapi sedikit lagi minus hijau menggeser corak menuju magenta dan menghasilkan suatu biru yang keunguan. · SINYAL R-Y.Corak R-Y adalah merah keunguan.Pengabungan merah dengan komponen-komponen dasar sinyal Y menghasilkan R-Y = 1,00R - (0,30R + 0,59G + 0,11B) = 0,70 - 0,59G - 0,11B Minus hijau adalah magenta yang mana digabungkan dengan merah guna menghasilkan suatu merah keunguan untuk polaritas positif dari sinyal R-Y. Polaritas sinyal R-Y yang berlawanan memiliki corak cyan-biru. · SINYAL G-Y.Pengabungan sinyal –Y dan 100% G menghasilkan corak sinyal G-Y adalah hijau kebiru-biruan.Polaritas kebalikannya adalah merah keungu-unguan. G-Y = 1,00G - (0,30R + 0,59G + 0,11B) = -0,30R + 0,416G - 0,11B Corak sinyal G-Y adalah hijau kebiru-biruan, polaritas kebalikannya adalah merah keungu-unguan. Pertanyaan Apa yang membedakan televisi hitam putih dengan televisi berwarna? Jawab : Pada televisi hitam putih tidak terdapat sinyal I, sinyal Q, sinyal B-Y, sinyal R-Y, siyal G-Y, bagian matriks, encoding dan decoding. Pada televisi hitam putih hanya terdapat 1 tabung elektron, hanya menggunakan bagian luminansi, syarat transmisi sinyalnya lebih ringan. Sedangkan pada televisi berwarna terdapat sinyal-sinyal tersebut serta terdapat bagian matriks, decoding dan encoding informasi gambar. Pada televisi berwarna juga memiliki minimal 3 tabung elektron masing-masing untuk warna merah, hijau dan biru serta terdapat bagian luminansi dan bagian krominansi. KONSEP JARINGAN KOMPUTER Jika bekerja dengan komputer yang tidak dihubungkan dengan komputer lain, maka dapat dikatakan bekerja secara stand alone. Jika komputer dihubungkan dengan komputer dan peralatan lain sehingga membentuk suatu grup, maka ini disebut sebagai network (jaringan). Sedangkan bagaimana komputer tersebut bisa saling berhubungan serta mengatur sumber yang ada disebut sebagai sistem jaringan (networking). Bila komputer yang saling berhubungan berada dalam satu lokasi seperti dalam satu gedung disebut sebagai Local Area Network (LAN). Jika grup-grup komputer saling berhubungan dari satu lokasi dengan lokasi lain, misalnya kantor pusat yang berada di Jakarta berhubungan dengan kantor cabang yang berada di Jogja, disebut sebagaiWAN (Wide Area Network). Untuk bisa membangun sebuah jaringan komputer, diperlukan pemahaman tentang tipe dan arsitektur jaringan komputer yang sesuai dengan kondisi tempat dimana jaringan itu akan digunakan. Hal ini penting karena tipe dan arsitektur sebuah jaringan menentukan perangkat apa yang harus disediakan untuk membangun jaringan tersebut.
Tipe Jaringan Komputer Menurut fungsi komputer pada sebuah jaringan, maka tipe jaringan komputer dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu: · Jaringan peer to peer atau point to point · Jaringan client-server 1.Jaringan Peer to Peer Pada jaringan peer to peer setiap komputer yang terhubung pada jaringan dapat berkomunikasi dengan komputer-komputer lain secara langsung tanpa melalui komputer perantara. Pada jaringan tipe ini sumber daya komputer terbagi pada seluruh komputer yang terhubung dalam jaringan tersebut, baik sumber daya yang berupa perangkat keras maupun perangkat lunak dan datanya. Pada prinsipnya komputer yang terhubung dalam jaringan peer to peer mampu untuk bekerja sendiri sebagai sebuah komputer stand alone. Untuk membangun jaringan seperti ini bisa menggunakan komputer-komputer yang memiliki kemampuan yang setara karena keamanan dalam jaringan diatur dan dikontrol oleh masing-masing komputer. Tipe jaringan seperti ini sesuai untuk membangun sebuah workgroup dimana masing-masing pengguna komputer bisa saling berbagi pakai penggunaan perangkat keras komputer. Gambar di bawah ini menunjukkan skema logika sebuah jaringan peer to peer. :: :: Gambar. Tipe Jaringan Peer to Peer Dari gambar diatas di atas tampak bahwa masing-masing komputer dalam sebuah jaringan peer to peer terhubung secara langsung ke seluruh komputer yang terdapat dalam jaringan. Komputer-1 Komputer-2 Komputer-3 Komputer-4 1.2 Jaringan Client – Server Berbeda dengan jaringan peer to peer, pada jaringan client-server terdapat sebuah komputer yang berfungsi sebagai server sedangkan komputer-komputer yang lain berfungsi sebagai client. Sesuai namanya maka komputer server berfungsi dan bertugas melayani seluruh komputer yang terdapat dalam jaringan tersebut. Adapun bentuk pelayanan yang diberikan komputer server adalah: · Disk sharing, yaitu berupa penggunaan kapasitas disk secara bersamasama pada komputer client. · Print sharing, yaitu berupa penggunaan perangkat printer secara bersamasama. · Penggunaan perangkat-perangkat lain secara bersama-sama, demikian pula dengan data dan sistem aplikasi yang ada. · Mengatur keamanan jaringan dan data dalam jaringan. · Mengatur dan mengontrol hak dan waktu akses perangkat-perangkat yang ada dalam jaringan. Pada sebuah jaringan komputer dimungkinkan untuk digunakan lebih dari satu server, bahkan dengan kemampuan dan fasilitas yang berbeda. Sedangkan komputer-komputer client sesuai dengan namanya menerima pelayanan dari komputer server. Komputer–komputer ini disebut juga dengan workstation, yaitu komputer dimana pengguna jaringan dapat mengakses dan memanfaatkan pelayanan yang diberikan oleh komputer server. Dalam sebuah jaringan komputer biasanya workstation menggunakan komputer yang memiliki kemampuan lebih rendah dari server, meskipun tidak selalu demikian.
:: : :: Gambar. Tipe Jaringan Client-Server Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa komputer-komputer dalam jaringan (client) dapat saling berkomunikasi melalui perantara komputer server. Jika komputer server tidak aktif, maka komputer-komputer client tidak akan dapat saling berkomunikasi. Arsitektur Jaringan Komputer Arsitrektur sebuah jaringan komputer dibedakan menjadi arsitektur fisik dan arsitektur logic. Arsitektur fisik berkaitan dengan susunan fisik sebuah jaringan komputer, biasa juga disebut dengan topologi jaringan. Sedangkan arsitektur logic berkaitan dengan logika hubungan masing-masing komputer dalam jaringan. Bentuk-bentuk arsitektur jaringan secara fisik adalah sebagai berikut: · Topologi Bus · Topologi Ring · Topologi Star Topologi Bus Pada topologi bus seluruh komputer dalam sebuah jaringan terhubung pada sebuah bus atau jalur komunikasi data (kabel). Komputer-komputer tersebut Client-1 Client-2 Server Client-3 Client-4 berkomunikasi dengan cara mengirim dan mengambil data sepanjang bus tersebut. Topologi ini merupakan topologi jaringan yang paling sederhana dan biasanya jaringan ini menggunakan media yang berupa kabel coaxial. Gambar dibawah menunjukkan bentuk jaringan dengan topologi bus. :::: Gambar. Bentuk Jaringan dengan Topologi Bus Karena seluruh proses komunikasi data menggunakan satu bus (jalur) saja maka topologi ini memiliki kelemahan pada tingkat komunikasi data yang cukup padat. Pada kondisi lalu lintas data yang padat kemungkinan terjadinya tabrakan komunikasi antar beberapa komputer menjadi sangat besar. Hal ini akan berakibat turunnya kecepatan lalu lintas data, yang pada akhirnya akan menurunkan kinerja jaringan secara keseluruhan. Kelemahan lain dari topologi ini adalah jika terjadi gangguan atau kerusakan pada salah satu lokasi (titik) dalam jaringan maka akan mempengaruhi jaringan secara keseluruhan, bahkan ada kemungkinan komunikasi dalam jaringan akan terhenti sama sekali. Topologi Ring Pada topologi ini seluruh komputer dalam jaringan terhubung pada sebuah jalur data yang menghubungkan komputer satu dengan lainnya secara sambungmenyambung sedemikian rupa sehingga menyerupai sebuah cincin atau ring. Dalam sistem jaringan ini data dikirim secara berkeliling sepanjang jaringan. Setiap komputer yang akan mengirim data ke komputer lain dalam jaringan akan menempatkan data tersebut ke dalam ring ini. Selanjutnya komputer yang dituju akan mengambil data tersebut dari ring. Seperti halnya dengan jaringan bus, jaringan ini memiliki kelemahan di mana bila terjadi gangguan pada salah satu
titik atau lokasi dalam jaringan maka akan mempengaruhi jaringan secara keseluruhan. Namun demikian jaringan ini memiliki kecepatan yang lebih baik bila dibandingkan dengan jaringan topologi bus. Gambar dibawah ini menunjukkan bentuk jaringan ring. :: :: Gambar . Bentuk Jaringan dengan Topologi Ring Topologi Star Berbeda dengan kedua topologi di atas yang menggunakan satu bus untuk berkomunikasi, dalam topologi ini masing-masing komputer dalam jaringan dihubungkan ke pusat atau sentral dengan menggunakan jalur (bus) yang berbeda. Komunikasi jaringan diatur di sentral jaringan. Dengan digunakannya jalur yang berbeda untuk masing-masing komputer, maka jika terjadi gangguan atau masalah pada salah satu titik dalam jaringan tidak akan mempengaruhi bagian jaringan yang lain. Topologi jaringan seperti ini memungkinkan kecepatan komunikasi data yang lebih baik jika dibandingkan topologi yang lain. (bus dan ring). Kelemahan dari topologi ini adalah bahwa kinerja jaringan sangat dipengaruhi oleh kemampuan sentral atau dari jaringan tersebut. Gambar 1.5 menunjukkan bentuk jaringan dengan topologi star. Komputer-1 Komputer-2 Komputer-3 Komputer-4 :: : :: Gambar. Bentuk Jaringan dengan Topologi Star Sedangkan arsitektur jaringan komputer secara logika ada bermacammacam, bahkan terus dikembangkan bentuk-bentuk jaringan baru. Beberapa bentuk arsitektur jaringan yang telah ada adalah: · Arsitektur ArcNet · Arsitektur TokenRing · Arsitektur Ethernet · Arsitektur FDDI · Arsitektur ATM, dan lain-lain. Dari bentuk-bentuk arsitektur tersebut, arsitektur ArcNet, TokenRing dan Ethernet merupakan arsitektur yang banyak dikenal di Indonesia, terutama arsitektur Ethernet. Arsitektur ArcNet Arsitektur jaringan ini mungkin sudah tidak begitu populer lagi meski sebenarnya juga masih dikembangkan. Arsitektur ini dikembangkan oleh Datapoint Corp. dan standarisasinya tidak diterbitkan oleh IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer), yaitu sebuah lembaga internasional yang mengatur standarisasi untuk perangkat dan teknlogi informasi. Jaringan ini Komputer-3 Komputer-4 Komputer-1 Komputer-2 Server merupakan jaringan yang simple dan murah, namun jaringan ini tidak cocok untuk kondisi yang membutuhkan kecepatan transfer data yang tinggi karena kelemahan jaringan ini adalah memiliki kecepatan transfer data yang rendah, yaitu kurang lebih 2,5 Mbps. Arsitektur jaringan ini bisa bekerja dengan topologi jaringan bus maupun
star dengan menggunakan media komunikasi berupa kabel coaxial RG-62A/U yang memiliki impedansi 93 ohm. Pada jaringan dengan menggunakan topologi bus digunakan komponen tambahan yang berupa terminator bernilai 93 ohm pada kedua ujung jaringan. Pada topologi star digunakan perangkat tambahan berupa hub, baik aktif hub maupun pasif hub. Kedua hub ini memiliki perbedaan dalam hal penguatan sinyal data sehingga jangkauan di antara keduanya pun berbeda. Untuk jaringan yang menggunakan topologi bus dengan menggunakan kabel coaxial RG-62A/U, panjang keseluruhan rentang kabel maksimal adalah 1000 feet (kurang lebih 300 meter) dengan jumlah titik (node) di sepanjang rentang tersebut maksimal 8 titik. Gambar dibawah menunjukkan bentuk jaringan ArcNet dengan topologi bus. :: : Terminator 93 ohm maksimal 1000 feet Gambar . Bentuk Jaringan ArcNet dengan Topologi Bus Komputer-1 Komputer-2 Komputer-8 Kabel Coax RG-62A/U T-BNC Connector Terminator 93 ohm Sedangkan pada jaringan dengan topologi star digunakan perangkat tambahan berupa hub sebagai sentral atau concentrator dari jaringan. Seluruh komputer yang menjadi bagian dari jaringan ini terhubung ke hub tersebut dengan menggunakan kabel coaxial RG-62A/U. Jarak maksimal antara hub dengan komputer adalah 2000 feet untuk jaringan yang menggunakan active hub; sedangkan untuk jaringan yang menggunakan passive hub jaraknya lebih pendek, yaitu kurang lebih 100 feet. Jumlah komputer yang bisa terhubung dalam jaringan ditentukan oleh jumlah port pada hub yang digunakan. Bentuk jaringan ArcNet dengan topologi star dan menggunakan active hub sebagai concentrator-nya dapat dilihat pada gambar 1.7 di atas. Arsitektur Token Ring Jaringan Token-Ring dikembangkan oleh IBM dan standarisasi yang digunakan adalah standar IEEE 802.5. Meskipun menggunakan topologi star dengan menggunakan perangkat hub atau concentrator, namun pada dasarnya seluruh komputer yang terhubung dalam jaringan berada dalam satu lingkaran (ring). Sebagai media komunikasi dalam jaringan Token-Ring bisa digunakan kabel STP (Shielded Twisted Pair) maupun UTP (Unshielded Twisted Pair). Data dalam jaringan dikirim oleh masing-masing komputer yang kemudian berjalan melingkar ke komputer-komputer yang lain untuk kemudian data tersebut akan diambil oleh komputer yang dituju atau yang membutuhkan. Pola transmisi ini tetap berlaku meskipun digunakan topologi star. Jaringan ini memiliki keunggulan dalam hal kecepatan transfer data, yaitu kurang lebih sebesar 16 Mbps. Untuk penggunaan kabel UTP maupun STP, jarak maksimal antar hub dengan komputer adalah kurang lebih 100 meter. Seperti halnya pada jaringan ArcNet, pada jaringan Token-Ring juga bisa menghubungkan sebuah hub dengan hub yang lain. Jarak maksimal antar hub yan satu dengan lainnya kurang lebih 45 meter. Untuk menjaga proses transfer data yang melingkar maka harus dipasang kabel loopback dari hub yang terakhir ke hub yang pertama. Gambar rangkaian arsitektur Token-Ring dapat dilihat pada
gambar di atas. Komponen Jaringan Komputer Untuk membangun sebuah jaringan komputer maka dibutuhkan komponen-komponen penunjang yang memungkinkan komputer-komputer tersebut dapat berkomunikasi. Komponen-komponen tersebut adalah sebagai berikut: · Perangkat Komputer · Kartu Jaringan (NIC/Network Interface Card) · Media Komunikasi · Sistem Operasi Jaringan Perangkat Komputer Sesuai dengan fungsinya, perangkat komputer yang terdapat dalam sebuah jaringan komputer dibedakan menjadi dua, yaitu: a) Komputer Server, yaitu komputer yang berfungsi untuk melayani dan mengatur jaringan komputer tersebut. b) Komputer Workstation, yaitu komputer yang berfungsi sebagai tempat di mana para pengguna komputer jaringan bisa bekerja. Kedua jenis komputer di atas dihubungkan sedemikian rupa sehingga dapat saling berkomunikasi dengan arsitektur seperti telah diuraikan sebelumnya. Pada beberapa kondisi, jaringan tidak membutuhkan komputer server. Misalnya pada jaringan workgroup, di mana masing-masing komputer dapat menjalin kerjasama tanpa bantuan komputer server sebagai perantara. Perangkat komputer server dibedakan menjadi dua, yaitu: · Dedicated Server, yaitu komputer server yang hanya berfungsi sebagai server. · Non-Dedicated Server, yaitu komputer server yang sekaligus juga berfungsi sebagai komputer workstation sehingga memungkinkan seorang pengguna komputer bekerja pada komputer server. Kartu Jaringan Agar sebuah komputer dapat terhubung ke suatu jaringan maka komputer tersebut harus dilengkapi dengan perangkat yang berupa kartu jaringan atau NIC (Network Interface Card). Kartu ini berupa sebuah kartu ekspansi yang dipasang pada salah satu slot ekspansi pada mainboard komputer. Jenis kartu yang dipasang pada komputer tersebut harus sesuai dengan jaringan yang akan dibangun. Misalnya untuk komputer yang akan digunakan pada sebuah jaringan ethernet maka di situ harus dipasang kartu jaringan jenis ethernet. Demikian pula untuk jaringan ArcNet dan Token-Ring, kartu yang yang digunakan adalah kartu jaringan ArcNet dan Token-Ring. Pada kartu jaringan terdapat konektor yang berfungsi untuk memasang kabel komunikasi dalam jaringan. Konektor yang tersedia sesuai dengan jenis atau tipe kabel yang digunakan. Misalnya untuk kartu jaringan yang akan digunakan pada jaringan dengan menggunakan kabel BNC digunakan kartu jaringan yang memiliki konektor BNC. Media Komunikasi (Pengkabelan) Sebagai media komunikasi dan transfer data dalam jaringan komputer tersedia bermacam-macam media, seperti kabel, gelombang frekuensi dan sebagainya. Media yang paling banyak digunakan adalah kabel. Media ini paling banyak digunakan karena di samping murah dan mudah didapat, media ini juga memiliki kemudahan dalam instalasinya. Kabel yang bisa digunakan pun ada bermacam-macam dengan kemampuan dan karakteristik yang berbeda-beda pula.
Misalnya kabel coaxial berbeda kemampuan dan karakteristiknya dengan kabel UTP. Media lain yang bisa digunakan adalah fiber optik, yaitu kabel yang terbuat dari bahan fiber. Dan juga media infra red, yaitu dengan memanfaatkan sinar infra merah. Concentrator Perangkat ini lebih sering disebut dengan hub. Perangkat ini digunakan sebagai sentral atau concentrator dalam jaringan. Sebagai sentral jaringan, perangkat ini juga berfungsi untuk mengatur jalannya komunikasi dan transfer data dalam jaringan tersebut. Pada perangkat ini terdapat port-port tempat terhubungnya komputer dan perangkat dalam jaringan. Jumlah komputer yang bisa terhubung dalam hub sesuai dengan jumlah port yang ada pada hub tersebut. Misalnya, hub dengan kapasitas 8 port hanya bisa digunakan untuk menghubungkan delapan komputer. Namun demikian kita bisa juga menghubungkan beberapa hub (cascade) untuk menambah jumlah kapasitas port yang ada. Misalnya kita bisa menghubungkan dua buah hub berkapsitas 16 port sehingga keseluruhan kapasitas hub tersebut menjadi dua kalinya. Sistem Operasi Jaringan Sebagaimana halnya dengan perangkat komputer yang bisa beroperasi setelah ada sistem operasi, maka sebuah jaringan pun dapat bekerja setelah ada sistem operasi yang mengaturnya. Sistem operasi pula yang mampu membedakan arsitektur suatu jaringan dan mampu memanfaatkan fasilitas-fasilitas yang ada pada jaringan. Misalnya, sistem operasi bisa membedakan antara jaringan Ethernet dan Token-Ring. Sistem operasi itu juga dapat mengatur pemanfaatan fasilitas jaringan seperti print server untuk berbagi pakai perangkat printer dan lain sebagainya. Saat ini banyak beredar sistem operasi untuk jaringan. Mulai dari sistem operasi jaringan untuk workgroup sampai sistem operasi untuk sebuah jaringan yang sangat besar, seperti Novell Netware dari Novell dengan dedicated servernya, window NT dari microsoft dan Unix yang terkenal dengan sistem multiuserJurusan nya. Mengingat pemanfaatan jaringan komputer yang sudah sedemikian besar, maka beberapa sistem operasi seperti Microsoft Windows menyediakan fasilitas untuk membangun sebuah workgroup. Seluruh komponen jaringan di atas saling berhubungan satu sama lain dan tidak bisa bekerja sendiri-sendiri. Namun demikian hubungan komponenkomponen tersebut tidaklah mengikat. Maksudnya adalah bahwa perubahan pada salah satu komponen bisa dilakukan tanpa harus melakukan perubahan pada komponen yang lain. Misalnya, kita bisa mengganti sistem operasi jaringan tanpa harus mengganti instalasi jaringan yang sudah ada. Hal ini bisa dimungkinkan karena masing-maisng komponen menempati lapisan tersendiri dalam jaringan. Oleh sebab itu untuk menjaga konektivitas di antara lapisan-lapisan tersebut ada standar yang digunakan. Ada beberapa standarisasi yang beredar sekarang ini yaitu misalnya OSI dan DOD. Meski banyak beberapa standarisasi, yang lebih banyak digunakan adalah standar dari OSI (Open System Interconnection) dengan 7 layer-nya yang dikeluarkan oleh ISO (International Standarisasi Organization). Gambar. Susunan Lapisan Jaringan Model OSI Application Presentation Session
Transport Network Data Link Physical Ketujuh lapisan jaringan model OSI tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut: · Application, merupakan lapisan jaringan yang tertinggi. Pada lapisan ini terdapat sistem aplikasi yang memiliki dan menggunakan data dalam jaringan. Lapisan ini menjadi titik masuknya sebuah pesan ke dalam jaringan. · Presentation, pada lapisan ini data yang diterima oleh lapisan application ditentukan format datanya sebelum dikirim pada jaringan. Format ini berupa format data untuk dipresentasikan, terutama format data yang berupa gambar. · Session, lapisan ini bertugas mengatur sesi komunikasi data di antara station (komputer-komputer) yang saling berkomunikasi, yaitu mengatur kapan sebuah sesi komunikasi dibuka atau diputus. · Transport, lapisan ini bertugas mengatur urutan pengiriman data dalam jaringan. Lapisan ini juga berfungsi untuk mengontrol kemungkinan terdapatnya duplikat data yang dikirim sehingga tidak terjadi pengiriman data yang kembar. · Network, pada lapisan ini data yang diterima dari lapisan di atasnya dipecah menjadi paket-paket data untuk dikirim melalui lapisan di bawahnya. Pada lapisan ini paket-paket data tersebut dilengkapi dengan alamat asal dan alamat yang akan dituju oleh paket-paket data tersebut. · Data Link, pada lapisan ini terjadi proses pengkodean data yang dikirim/ diterima. Pada lapisan ini pula terdapat fungsi error detection (pendeteksian kesalahan). · Physical, merupakan lapisan paling bawah dalam struktur lapisan jaringan. Lapisan ini berupa perangkat keras koneksi jaringan, seperti kabel, hub dan lain-lain. Lapisan-lapisan jaringan di atas pada dasarnya tersusun menjadi sebuah bahasa atau protocol dalam jaringan, yaitu suatu bahasa yang memungkinkan terjadinya suatu komunikasi dalam jaringan. Teknologi Satelit untuk Berbagai Aplikasi di Masa Depan 1. Pendahuluan Dewasa ini, pelayanan telekomunikasi mempunyai peran yang sangat penting dalam modernisasi kehidupan manusia dan menjadi sangat diperlukan dalam tiap aspek kehidupan seperti bisnis, perdagangan, rumah tangga, industri, dan sebagainya. Secara tradisional, pengembangan-pengembangan infrastruktur jaringan telekomunikasi selama ini menggunakan teknologi terrestrial, tetapi disadari bahwa penyebaran teknologi semacam itu memerlukan biaya investasi yang sangat tinggi dan waktu pengembangan yang lama. Teknologi terrestrial seperti wirelines secara umum telah menunjukkan kinerja yang sangat bagus dalam mengakomodasikan pelayanan umum. Sejak tahun 1990, teknologi satelit dipandang sebagai salah satu teknologi yang sesuai untuk menyediakan solusi yang memadai di beberapa negara. Pada masa yang lalu, aplikasi-aplikasi satelit kebanyakan digunakan untuk komunikasi jarak jauh (trunk to trunk) dan sejak tahun 1990 sistem-sistem aplikasi satelit telah mampu diperbaiki secara dramatik disebabkan oleh kemajuan dalam teknologi satelit, dan pada akhirnya telah mengubah situasi bisnis satelit.
Semua perubahan tersebut terjadi karena didorong oleh meningkatnya permintaan para konsumen untuk hidup dengan kualitas yang lebih baik dan lebih praktis. Berbagai aplikasi satelit jenis baru telah tersedia di pasaran seperti : Satellite Mobile Communication, aplikasi multi media, aplikasi transaksi, dan berbagai aplikasi spesifik (penginderaan jarak jauh, meteorologi, GPS, kedaruratan/emergency). Kecenderungan akhir-akhir ini dalam sistem-sistem satelit adalah meliputi ketentuan-ketentuan pelayanan satelit langsung ke pengguna akhir dan menyediakan pelayanan-pelayanan dalam cakupan skala regional maupun skala global. Pada dasawarsa yang lalu, ukuran stasiun bumi masih berupa antena besar dengan diameter 10-20 meter, tetapi saat ini ukurannya hanya sebesar telepon genggam. Sebaliknya ukuran dan berat satelit menjadi jauh lebih besar dan sangat canggih. Sebagai gambaran, pada dasawarsa 1970-an, satelit dengan 12 transponder memiliki berat sekitar 200 kg, tetapi sekarang berat satelit bisa mencapai lebih dari 2 ton dengan muatan 10 kW. Kemajuan teknologi dalam bidang elektronik dan teknologi pesawat peluncur satelit memungkinkan kemajuan yang pesat dalam teknologi satelit. Komunikasi satelit akan memainkan peranan yang sangat penting dalam infrastruktur informasi global dalam menyediakan pelayanan-pelayanan global, personal, dan mobile, melalui akses langsung atau bergabung dengan sistem komunikasi terrestrial melalui apa yang disebut sebagai gateways. Dengan kemajuan teknologi pemroses digital berkecepatan tinggi untuk video menggunakan teknologi kompresi video digital (digital video compression), transmisi radio menghadapi perubahan dalam berbagai aspek industri penyiaran (broadcasting). 2. Cara Kerja Sistem Satelit Gambar. Kerja Sistem Satelit Gambar diatas menunjukkan proses perjalanan suatu sinyal dari Transmitter(TX) menuju Receiver(RX) dengan menggunakan sistem satelit. Apabila ada suatu informasi yang akan dikirim dari TX menuju RX sedangkan jarak antara keduanya sangat jauh (berada pada belahan bumi lain), maka sinyal tidak dapat dikirim secara langsung. Seperti yang telah kita ketahui bahwa bentuk bumi adalah bulat dan sinyal frekwensi tinggi sifatnya LOS (Line Of Sight) sehingga sinyal hanya merambat lurus dan tidak dapat dibelokkan. Agar sinyal sampai ke tujuan maka dibutuhkan suatu repeater yang fungsinya menerima sinyal dari TX, mengubah frekwensi, menguatkan dan memancarkan kembali sehingga dapat diterima oleh RX. Bila jarak antara TX dan RX terlalu jauh maka tidak cukup hanya dengan satu repeater saja, hal ini dikarenakan oleh keterbatasan daya pancaran repeater dan kondisi geografis bumi sehingga diperlukan lebih dari satu repeater. Dengan banyaknya repeater gangguan yang muncul makin banyak dan delay timenya juga makin besar, maka untuk mengatasi kasus ini digunakan sistem satelit yang berada di angkasa luar yang berperan sebagai pengganti stasiun repeater yang ada di bumi. Sinyal dari TX yang dikirim ke Satelit (Up Link) menggunakan frekwensi ±6 GHz dan sinyal dari satelit menuju ke RX (Down Link) menggunakan frekwensi ±4 GHz. Kedua sinyal ini frekwensinya sengaja diubah oleh satelit, karena jika frekwensi yang digunakan sama, maka akan terjadi interferensi sehingga informasi yang dibawa tidak akan sampai ke tujuan. System antenna satelit menggunakan dua macam yaitu jenis omnidirectional sebagai antenna penerima dan jenis bidirectional sebagai sebagai
antenna pemancar. Antenna penerima berfungsi menerima sinyal dari berbagai stasiun pemancar yang ada di bumi, sedangkan antenna pemancarnya hanya diarahkan pada suatu daerah atau negara tertentu saja. Antenna yang digunakan di bumi (TX dan RX) keduanya menggunakan antenna bidirectional yaitu samasama diarahkan pada salah satu satelit yang digunakan. 3. Perkembangan aplikasi-aplikasi satelit komunikasi Telah hampir 40 tahun sejak satelit di dunia diluncurkan, sejak saat itu pula berbagai aplikasi satelit dikembangkan. Dan sejak tahun 1964, hampir semua satelit komunikasi berada pada posisi Geostasionary Earth Orbit (GEO). Posisi GEO ini kira-kira berada pada ketinggian 35000 km di atas permukaan bumi. Orbit-orbit pada posisi ini menyederhanakan sistem-sistem operasi dan infrastruktur stasiun bumi. Tiga atau 4 satelit GEO dapat menyediakan cakupan pelayanan telekomunikasi untuk seluruh dunia. GEO menjadi sangat padat, karena kemampuan antena stasiun bumi untuk membeda-bedakan antara satelit-satelit tersebut dibatasi oleh ukuran antena. Karena keterbatasan orbit geostasioner ini, beberapa produsen satelit mengajukan usulan untuk memanfaatkan orbit-orbit yang lebih rendah baik Low Earth Orbit (LEO, 1000 km dari bumi) maupun Medium Earth Orbit (MEO, 10000 km dari bumi) untuk menempatkan satelitsatelit komunikasi yang mereka produksi. Masing-masing jenis orbit tersebut memiliki beberapa keuntungan dan kerugian sendiri-sendiri dan ini tergantung pada aplikasi-aplikasi satelit yang akan dikembangkan. Pada masa yang lalu, aplikasi satelit GEO kebanyakan digunakan untuk komunikasi analog jarak jauh atau penyiaran TV analog. Bersamaan dengan perjalanan waktu, generasi pertama digunakan untuk melayani wilayah rute tidak padat. Pada waktu itu pelayanan percakapan telepon dan faksimil merupakan aplikasi paling utama yang digunakan oleh perusahaan telekomunikasi. Perkembangan teknologi baru seperti piranti elektronik digital dan pesawat peluncur satelit telah secara dramatis mengubah penggunaan aplikasi-aplikasi satelit dari aplikasi data kecepatan rendah sampai aplikasi data berkecepatan skala gigabit. Munculnya permintaan-permintaan atas berbagai aplikasi satelit telah mendorong para produsen satelit untuk melaksanakan konsep-konsep baru dan menerapkan teknologi-teknologi yang lebih efektif biayanya seperti improve power (EIRP and linearity), lifetime (lebih dari 15 tahun), serta pemakaian ulang polarisasi dan frekuensi, maupun fleksibilitas muatan. 4. Aplikasi-aplikasi Satelit di masa depan Hampir 30 tahun Fixed Satellite Services (FSS) telah digunakan untuk menyediakan berbagai komunikasi di beberapa wilayah di dunia. Satelit-satelit FSS ini berada pada lokasi orbit geostasioner (GEO) sehingga terminal bumi dapat dijaga pada posisi yang tetap. Pada masa lalu, kebanyakan aplikasi FSS adalah untuk menyediakan komunikasi-komunikasi dua arah (pelayanan percakapan telepon, faksimil, komunikasi data) dan penyiaran TV. Beratus-ratus satelit FSS telah diluncurkan pada lokasi di orbitnya masingmasing oleh negara-negara maupun perusahaan-perusahaan dari seluruh dunia. Saat ini, celah orbit dari GEO telah penuh (padat) sehingga untuk pemilik satelit baru sangat kesulitan untuk masuk dan menemukan celah orbit yang baru dan tepat bagi satelitnya. Kemajuan teknologi komputer dan elektronik telah mengubah situasi bisnis satelit FSS. Sistem satelit FSS mempunyai kapasitas sangat besar dengan harga sistem yang relatif rendah termasuk biaya penyediaan terminal. Kecenderungan ini mengakibatkan sistem satelit FSS menjadi bisnis satelit yang
sangat menarik. Sistem-sistem satelit FSS menyediakan berbagai aplikasi pada para pelanggan. Aplikasi-aplikasi tersebut tidak terbatas hanya untuk percakapan telepon, faksimil, penyiaran TV, ataupun pelayanan komunikasi data berkecepatan tinggi saja, tetapi juga meningkat ke pelayanan-pelayanan baru seperti multimedia, direct to home (DTH), akses Internet, video conferencing, Satellite News Gathering (SNG), frame relay, Digital Audio Broadcasting (DAB), dan berbagai bentuk pelayanan baru lain yang memiliki nilai tambah. Contoh-contoh berikut adalah aplikasi-aplikasi FSS yang telah tersedia di pasaran saat ini. 4.1. Pelayanan-pelayanan untuk penyiaran TV, faksimil dan percakapan telepon. Pada masa lalu, sistem satelit FSS digunakan untuk pelayanan-pelayanan percakapan telepon, faksimil dan penyiaran TV. Dengan kemajuan teknologi fiber optik dan pengembangan infrastruktur telekomunikasi terrestrial seperti kabel bawah laut dan transmisi fiber optik bawah tanah, banyak sistem-sistem satelit itu yang dimanfaatkan sebagai sistem guna memback-up sistem terrestrial. Memang disadari bahwa sistem-sistem terrestrial adalah media transmisi paling bagus untuk layanan percakapan telepon dibandingkan sistem satelit ditinjau dari segi kualitas dan ketersediaan lebar pita. Karena alasan tersebut, permintaanJurusan permintaan sistem satelit tumbuh dengan cepat dan menjadi infrastruktur yang populer untuk pelayanan-pelayanan penyiaran TV global dan regional. Kemajuan teknologi satelit saat ini dan dalam kerangka globalisasi menghadapi era perdagangan bebas, telah mengubah penggunaan satelit dan sekaligus mengubah situasi bisnis satelit. Sistem-sistem satelit FSS menjadi infrastruktur telekomunikasi yang penting guna meningkatkan daya saing suatu negara dan untuk merebut kesempatan-kesempatan bisnis baru dalam menyediakan telekomunikasi global. Ukuran stasiun bumi saat ini semakin kecil tergantung pada frekuensi yang digunakan. Pada tahun 1975, ukuran antena berdiameter antara 10 - 13 meter atau bahkan lebih, tetapi saat ini ukurannya hanya berdiameter 60 cm atau bahkan kurang. Pada dasarnya kecenderungan pasar satelit sekarang adalah untuk menyediakan pelayanan-pelayanan telekomunikasi langsung ke pelanggan. Para pelanggan dapat menikmati pelayanan percakapan telepon, faksimil ataupun komunikasi data sambil dalam waktu yang bersamaan juga menikmati siaran TV. Karena keunggulan yang dimiliki sistem satelit FSS seperti misalnya : tidak tergantung pada jarak dan dapat menyediakan layanan untuk semua cakupan wilayah, sehingga sangat menarik bagi negara-negara dengan luas wilayah yang besar, berpulau-pulau dan tingkat kepadatan penduduknya rendah. 4.2. Pelayanan-pelayanan multimedia satelit Kemajuan-kemajuan teknologi multimedia telah meningkatkan permintaan-permintaan berbagai pelayanan multimedia interaktif jenis baru. Beberapa pelayanan multimedia tersebut antara lain seperti : Image viewers, full motion video players, Audio players, high quality document readers. Dalam beberapa kasus, jenis-jenis pelayanan multimedia harus dipilih disesuaikan dengan keterbatasan lebar pita dan permintaan pasar. Permintaan-permintaan pelayanan multimedia tumbuh dengan pesat, tetapi dalam beberapa kasus ada kalanya sangat sulit untuk memenuhi permintaan tersebut karena kesulitan yang dihadapi dalam menyediakan infrastruktur multimedia. Pengembangan infrastruktur multimedia memerlukan biaya investasi sangat besar dan waktu yang lama. Di negara-negara maju, pengembangan infrastruktur multimedia tidak akan menghadapi berbagai masalah karena mereka
biasanya telah memiliki infrastruktur-infrastruktur jaringan telekomunikasi yang telah mapan. Mereka bisa dengan mudah meningkatkan kemampuan jaringan dengan berbagai cara. Sebaliknya kebanyakan negara-negara berkembang masih menitik beratkan pada pengembangan infrastruktur telekomunikasi. Mereka tidak memiliki dana yang mencukupi untuk diinvestasikan pada jaringan multimedia seperti itu. Sistem satelit multimedia dapat menjadi solusi untuk mengatasi penggunaan biaya investasi yang luar biasa besar, serta masalah kelangkaan pendanaan dan lamanya waktu yang diperlukan untuk proyek tersebut sehingga baik negara maju maupun negara berkembang dapat menyediakan pelayanan-pelayanan multimedia untuk memenuhi permintaan pasar. Aplikasi-aplikasi satelit multimedia telah dikembangkan sejak beberapa tahun yang lalu. Pada dasarnya pelayanan-pelayanan multimedia dapat dikatagorikan ke dalam aplikasi pasar bisnis dan aplikasi pasar hunian (residential market). Sistem satelit multimedia digunakan tidak hanya untuk pelayananpelayanan multimedia, tetapi juga dapat melibatkan beberapa operator dan provider untuk bergabung dan bekerja bersama pada sistem satelit multimedia antara operator telekomunikasi yang lain seperti: value added service provider, akses internet, provider penyiaran TV atau video. Secara teknis, satelit multimedia menggunakan teknik kompresi video independen (misalnya MPEG I/II) dan mendukung baik point to point maupun broadcast video. di samping itu, sistem ini memungkinkan untuk transmisi video secara simultan, di samping menyediakan sistem video conferencing dua arah dengan kemampuan multipoint dan asymmetric video. Beberapa sistem satelit multimedia telah dioperasikan dan beberapa di antaranya masih dalam tingkat pengembangan. Sebagai contohnya : JCSAT Japan, Koreasat, Thaicom, Measat Malaysia, Super Bird Japan, Multimedia Asia (M2A) Indonesia, Mabuhay Pilipina. Pada dasawarsa mendatang, sistem satelit multimedia ini akan tumbuh dan menjadi trend dunia di beberapa negara. 4.3. Satelit Direct To Home (DTH) Dewasa ini ada kecenderungan bahwa para pelaku bisnis penyiaran TV skala global ingin mendistribusikan program-program TV ke seluruh penjuru dunia dalam jangka waktu implementasi yang singkat. Itulah kenapa mereka menggunakan teknologi Direct To Home (DTH) sebagai infrastruktur TV Link untuk mengirimkan beratus-ratus program langsung ke rumah-rumah melalui jaringan satelit. Ditinjau dari sisi pelanggan, DTH mempunyai beberapa keuntungan, di antaranya : para pelanggan dapat memilih berbagai macam program, berbagai layanan dapat dilayani di manapun dan kapanpun selama masih pada sistem satelit yang sama. Secara umum pelayanan-pelayanan yang ditawarkan oleh para provider meliputi : program-program TV gratis (program lokal, regional, maupun internasional beserta iklan-iklannya), TV pendidikan, Pay TV dan Video on Demand (VOD) atau Pay Per View. Pengiriman program dalam sistem DTH menggunakan teknologi kompresi video digital, misalnya berbasis program MPEG-II/III dengan kecepatan data bervariasi dari 1,5 sampai 6 Mbps per channel. Pada sisi penerimaan, para pelanggan dilengkapi dengan antena parabola kecil (berdiameter 60 - 180 cm), boks antarmuka (receiver dan decoder) ke pesawat penerima TV, serta kartu pintar (smart card) yang berkemampuan untuk mengakses sistem. Beberapa perusahaan global dan sejumlah negara sekarang telah mengimplementasikan sistem ini, di antaranya : DirectTV from Japan, Thaicom,
Koreasat, Multimedia Asia Indonesia, Measat Malaysia dan beberapa provider di Amerika dan di negara-negara Eropa. 4.4. Akses Internet melalui Satelit Pelayanan Internet tumbuh dengan sangat pesat dan mencakup hampir semua negara di dunia. Menurut Forrester Research, pada pertengahan tahun 1996, 11 juta pelanggan telah berlangganan Internet. Forrester memperkirakan bahwa jumlahnya akan mencapai 52 juta pada tahun 2000. Pada sisi lain, para pengguna sering merasa frustasi karena kecepatan yang lamban dan dibutuhkannya waktu yang lama untuk menunggu manakala mengakses suatu informasi. Masalah-masalah seperti ini bisa menjadi suatu bencana bagi tumbuhnya permintaan di masa depan. Sistem-sistem satelit dapat menjadi suatu solusi untuk mengatasi masalahmasalah tersebut. Saat ini jenis teknologi satelit telah digunakan untuk aplikasi akses Internet seperti DirectPC di Amerika, Jepang, Kanada, dan beberapa negara di Eropa. Kecepatan akses Internet dapat menggunakan kecepatan yang bervariasi antara 64 Kbps sampai 400 Kbps untuk keperluan down-loading dengan asymmetric IP traffic : transaksi atau file. Bagi pengguna skala besar, Intranet telah menjadi populer. Intranet adalah jaringan komunikasi bisnis di suatu gedung, berbasis protokol jaringan TCP/IP. Dua karakteristik yang menarik dari Intranet adalah bahwa Intranet bisa dihubungkan dengan Internet, atau bisa juga tidak dihubungkan dengan Internet. Jika Intranet dihubungkan dengan Internet, Intranet harus dilengkapi dengan perangkat lunak 'firewall'. Dibanding menggunakan jaringan terrestrial, Intranet melalui satelit jauh lebih fleksibel dan mudah untuk dikembangkan. Sistem-sistem satelit multimedia mempunyai kemampuan untuk mengirimkan pelayananpelayanan akses Internet kepada para pengguna. Dalam beberapa kasus, sejumlah provider jaringan Internet menggunakan sistem satelit konvensional sebagai infrastruktur internet. 4.5. Satellite News Gathering (SNG) Pelayanan SNG menjadi jenis pelayanan yang populer diantara yang ditawarkan oleh operator-operator satelit. Pelayanan SNG ini menyediakan pada para pelanggannya seperti perusahaan-perusahaan penyiaran TV, pemerintah, untuk memiliki kemampuan yang mobile dalam meliput program-program outdoor dan siaran langsung TV (acara berita dan olahraga) maupun untuk memanfaatkan fasilitas-fasilitas komunikasi pada kondisi bencana atau darurat. Dalam mengirimkan pelayanan-pelayanan SNG, operator-operator satelit dengan cara sederhana menyediakan stasiun bumi portable atau mobile dengan kemampuan sistem audio, percakapan telepon dan video. Kebanyakan operator satelit telah melakukan bisnis seperti ini dan permintaan-permintaan akan tumbuh secara berarti, paralel dengan pertumbuhan bisnis penyiaran TV. 4.6. Satellite Video conferencing Video conferencing adalah penggunaan peralatan audio dan video untuk menyelenggarakan konferensi dengan orang-orang yang berada pada lokasi berbeda. Sistem pelayanan ini sekarang masih digunakan hanya untuk tingkat yang masih terbatas. Para pengguna saat ini adalah sektor-sektor bisnis dan industri seperti institusi finansial. Sistem satelit multimedia merupakan infrastruktur yang sangat cocok untuk video conferencing dibanding dengan jaringan lain karena tingkat fleksibilitasnya dan kemudahannya untuk dipasang di manapun.
5. Kesimpulan Kemajuan teknologi komunikasi satelit telah menciptakan pelayananpelayanan komunikasi baru, di samping juga menciptakan kesempatankesempatan serta tantangan-tantangan bisnis global. Komunikasi-komunikasi satelit diharapkan mampu menyediakan pelayanan-pelayanan global dan terpadu (seamless) untuk setiap orang dan setiap negara. Juga memainkan peran yang penting dalam menyediakan pelayanan-pelayanan komunikasi personal mobile skala global dan pelayanan-pelayanan komunikasi multimedia skala global. Berbagai pelayanan satelit telah tersedia di pasaran dari pelayananpelayanan tradisional sampai ke pelayanan-pelayanan yang paling inovatif seperti pelayanan-pelayanan multimedia. Sistem komunikasi satelit dapat digunakan untuk menyediakan berbagai pelayanan dengan kualitas yang sama, baik di negara-negara maju maupun di negara-negara berkembang, baik bagi pelanggan hunian maupun bagi pelanggan kalangan bisnis. KOMUNIKASI OPTIK FIBER Pengantar Dalam system komunikasi, fiber-fiber (serat-serat fiber) makin banyak menggantikan saluran transmisi kawat. Saluran-saluran fiber optik semacam ini memberikan beberapa keuntungan penting dibandingkan dengan saluran kawat.Pertama, karena cahaya secara efektif adalah sama seperti radiasi frekuensi radio, namun pada frekuensi yang sangat jauh lebih tinggi (kira-kira 3.106GHz), maka dalam teori kapasitas pembawaan informasi dari suatu fiber adalah jauh lebih besar daripada sistem-sistem radio gelombang mikro. Berikutnya, bahan yang digunakan dalam fiber adalah gelas silica atau dioksida silikon, yang adalah salah satu dari bahan-bahan yang paling banyak terdapat di bumi kita ini, sehingga nantinya biaya saluran-saluran semacam ini pasti akan jauh lebih rendah, baik dari saluran kawat maupun sistem-sistem gelombang mikro.Lagipula, fiber-fiber tidak bersifat menghantarkan listrik, sehingga mereka dapat digunakan di daerah-daerah di mana isolasi listrik dan interferensi merupakan masalah berat.Dan karena kapasitas informasinya yang tinggi, rute-rute saluran majemuk dapat diringkas menjadi kabel-kabel yang jauh lebih kecil, sehingga dengan demikian dapat mengurangi kemacetan pada terowongan-terowongan kabel yang sudah sangat padat. Dengan teknologi yang telah dikuasai pada saat ini, sistem komunikasi optik fiber masih sedikit lebih mahal daripada sistem kawat atau radio yang setara, namun keadaan ini sedang berubah dengan cepat. Sistem optik fiber dengan cepat akan mampu bersaing dengan sistem-sistem lain dalam harga, dan dengan kelebihan-kelebihannya yang lain, makin lama akan makin banyak sistem lain yang digantikannya. Bahasan ini melukiskan prinsip-prinsip yang ditemui dalam sistem optik fiber, dan di samping itu akan disajikan pula beberapa keistimewaan dari tingkat teknologi yang telah di capai hingga saat ini. DASAR-DASAR TRANSMISI CAHAYA DALAM SUATU FIBER Rambatan Di Dalam Fiber Bila cahaya masuk salah satu ujung dari sehelai fiber gelas atau syaratsyarat yang semestinya, sebagian besar dari cahaya itu akan merambat, atau bergerak di sepanjang fiber, dan keluar dari ujung yang lain. Hanya sebagian kecil saja dari cahaya akan kleluar lewat dinding-dinding sisi dari fiber, sebagian besar cahaya akan terkurung di dalam fiber dan akan dituntun ke ujung yang jauh. Fiber semacam ini disebutkan sebagai pipa cahaya atau penuntun cahaya.
Cahaya tetap berada di dalam fiber karena oleh permukaan sebelah dalam fiber, cahaya dipantulkan secara total. Cahaya yang masuk ujung fiber dengan sudut yang kecil saja terhadap sumbu, lewat serangkaian pantulan-pantulan akan bergerak menurut alur zig-zag di sepanjang fiber tersebut. Pantulan dalam total pada dinding fiber hanya mungkin terjadi bila 2 persyaratan dipenuhi : 1. Gelas di dalam inti fiber harus punya indeks pembiasan n1 sedikit lebih tinggi daripada indeks pembiasan n2 dari bahan yang mengelilingi fiber. 3. Cahaya harus mempunyai sudut masuk Φ, di antara alur sinar dan garis tegak lurus kedinding fiber, yang lebih besar daripada sudut kritis Φc ,yang didefinisikan sebagai sudut masuk yang mana berlaku : sin Φc = n2/n1 (1) Bila seberkas sinar lewat dari suatu zona dengan indeks bias yang rendah n0 kedalam zona lain dengan indeks bias yang lebih tinggi n1(seperti yang akan terjadi bila sinar memasuki permukaan ujung dari suatu fiber ),dengan sudut masuk θ0 kegaris tegak lurus pada permukaan yang lebih kecil daripada sudut kritis θc ,sinar akan masuk atau dibiaskan kedalam zona dengan indeks bias yang lebih tinggi dengan sudut keluar θ1 yang lebih kecil daripada sudut masuk θ0 Bila sudut masuk θ0 > θc ,maka terjadilah pantulan (reflection). Hukum Snell mengatakan bahwa sudut masuk θ0 berkaitan dengan sudut keluar θ1 menurut persamaan : n0sin θ0 = n1 sin θ1 (2) Inti fiber mempunyai indeks bias n1 dan dikelilingi oleh bahan pelapis dengan indeks bias n2 yang lebih rendah. Cahaya dilepaskan ke dalam ujung fiber yang biasanya dari udara sekeliling dengan indeks n0 = 1.Seberkas sinar yang khas masuk ujung kabel sudut masuk luar Φ terhadap sumbu fiber, yang biasa dibuat tegak lurus terhadap permukaan.Sinar masuk pada titik A dengan sudut bias θ1 terhadap sumbu fiber, dan kemudian dipantulkan dari dinding inti pada titik B dengan sudut masuk dalam Φ. Untuk segi tiga siku-siku ABC yang dibentuk oleh alur sinar dan garisgaris tegak lurus, berlaku : θ1=900- Φ Pantulan pada suatu permukaan –peralihan (interface), pembiasan pada suatu interface. Sehingga : sin θ1=sin(900- Φ)=cos Φ Maka diperoleh sudut masuk luar θ0 sebagai fungsi dari sudut masuk dalam Φ Yang berbentuk sin θ0 = n1 cos Φ n0 Selama cahaya masuk fiber dengan sudut sedemikian hingga sudut masuk dalam Φ tidak lebih kecil daripada Φc seperti yang diberikan persamaan (1). Cahaya akan tetap berada dalam fiber dan merambat ke ujung jauh.Namun bila sudut Φc dilampaui maka cahaya yang masuk fiber akan segera dibiaskan keluar melalui dinding inti dan hilang.Karena itu suatu nilai maksimum kritis untuk sudut masuk keluar θ0 didefinisikan dengan menggantikan Φc. Persamaan (1) menggunakan definisi untuk sinus sebelah sudut.Menurut teorema Phytagoras dan definisi untuk cosinus, didapatkan : 1 2 2 1
2 cos n nn c F= Dengan memasukan persamaan 20.6 kedalam persamaan 20.5 diperolah nilai maksimum da sudut masukluar yan mna cahaya akan merambat didalam fiber : ÷÷÷÷ ø ö çççç è æ =0 2 2 1 2 0( ) sin 1 n nn q maks Sudut ini juga dinamakan sudut penerimaan atau setengah sudut kerucut penerimaan. Maka terlukislah kerucut penerimaan dari fiber. Setiap sinar yang diarahkan keujung yang jauh .Dengan membuat sudut kerucut penerimaan maikin besar,pelepasan cahaya menjadi mudah. Celah numerik (NA) dari fiber yang digunakan sebagai suatu angka prestasi untuk fiber-fiber optik didefinisikan sebagai : Biasanya dengan fiber-fiber optik pelepaan akan terjadi dari udara dalam hal ini n0 =1 dan 2 2 1 NA = n 2 - n Selisih pecahan Δ antara indeks-indeks inti dan pelapis didefinisikan sebagai: 1 12 n n-n D= Dengan memasukan persamaan 20.10 kedalam persamaan 20.8 dan 20.9 dan mengingat bahwa Δ2 < Δ untuk semua fiber optik yang praktis maka celah numerik menjadi : »D D
=12 0 12n n NA n Perlu diperhatikan bahwa celah numerik secara efektif hanya tergantung pada indeks-indeks bias dari bahan inti dan bahan pelapis, dan bukannya suatu fungsi dari ukuran-ukuran fiber. Pengaruh Profil Indeks Pada Rambatan Analisis pada bagian yang lalu berdasarkan apa yang disebut sebagai fiber profil indeks tangga. Ciri dari fiber jenis ini yaitu suatu inti yang memiliki distribusi indeks bias n1 yang seluruhnya seragam di semua bagian volumenya, dan suatu transisi yang mendadak di perbatasan inti ke suatu daerah yang indeks biasnya lebih rendah. Tiga macam situasi yang berbeda dapat timbul di daerah sekitar ini.Keadaan pertama ialah untuk fiber dengan inti yang tidak dilapisi, di mana medium yang mengelilingi inti adalah hanya udara. Untuk keadaan ini gelas inti dikelilingi oleh suatu lapisan gelas yang disebut pelapis (cladding). Jenis ke tiga dari fiber indeks tangga menggunakan inti yang dilapis plastik. Namun jenis ini cenderung memiliki rugi-rugi yang lebih besar daripada jenis yang dilapisi gelas. Pada fiber ini, bahan di dalam inti diubah sedemikian hingga indeks bias lebih tinggi dari n1. Fiber indeks campuran digunakan untuk transmisi majemuk dimana dikehendaki bahwa pengaruh penyebaran waktu dari pulsa-pulsa dibuat minimum. Rambatan cahaya di dalam inti dari fiber indeks tangga ditandai oleh sinarsinar cahaya yang mengikuti alur zig-zag dari segmen-segmen garis lurus.Bahan pada inti dari fiber ini memiliki indeks bias yang tersebar merata, dan cahaya yang merambat melalui bahan yang merata akan terus bergerak menurut garis lurus sampai pada permukaan yang memantulkan seperti interface inti berkas sinar m1 dan m2, yang dilepas pada fiber indeks tangga dengan sudut yang kurang dari sudut kritis, yang merambat secara zig-zag ketika sinar memantul kembali dari dinding inti.Sinar m3 yang dilepaskan dengan sudut yang lebih besar dari sudut kritis dibiaskan ke luar lewat pelapis dan tidak diteruskan ke ujung yang jauh dari fiber. Cahaya merambat dalam fiber dengan indeks campuran karena indeks bias pada inti tidak tersebar dengan merata namun mengecil dengan jarak dari sumbu inti.Maka sinar-sinar Cahaya akan melengkung ke dalam arah sumbu. Suatu akibat yang menguntungkan dari pembiasan berangsur-angsur pada inti ialah kecepatan kelompok dari sinar-sinar dengan sudut yang makin membesar dapat dibuat hampir konstan yang tidak beraneka ragam seperti indeks tangga. Ragam Rambatan Cahaya merambat sebagai suatu gelombang elektromagnetis dengan cara yang sama seperti gelombang-gelombang mikro namun dengan frekuensi yang jauh lebih tinggi.Gelombang mikro menempati rentang frekuensi 3 GHz hingga 100 GHz, yang berarti memiliki panjang gelombang 10 cm hingga 3 mm.Cahaya yang dapat dilihat terdapat pada daerah panjang gelombang antara 0,4 dan 0,7 μm yang sesuai dengan frekuensi dari 750 hingga 430 THz, jadi lebih tinggi dengan pangkat 6.Kebanyakan komunikasi optic fiber saat ini menggunakan 2 saluran yaitu 0,8 dan 0,9 μm, dan di antara 1,2 dan 1,4 μm di mana fiber memiliki rugirugi
yang rendah.. Bila suatu gelombang elektromagnetis rata merambat diruang bebas maka gerak gelombang akan melintang. Dalam keadan ini medan listrik dan medan magnet berkaitan dengan gelombang, keduanya tegak lurus pada arah rambatan seperti yang ditunjukkan oleh vector Et dan Ht pada gambar 20.7a. Vektor Et diperlihatkan dalam arah tegak (Y) dan vector Ht dalam arah mendatar. Keseluruhan medan bergerak kearah Z dengan kecepatan cahaya c.Jadi Ez = 0 dan Hz=0 Bila sebuah gelombang elektromagnetis dibatasi dalam guide, gelombang dapat merambat dalam salah satu dari beberapa ragam. Yang pertama ialah ragam listrik melintang(TE). Dalam ragam TE medan listrik E seluruhnya terletak dibidang melintang Et yang tegak lurus terhadap arah rambatan tetapi medan magnet H mempunyai sebuah komponen Hz yang sejajar dengan arah rambatan. Dalam keadaan ini Ez =0 tetapi Hz adalah berhingga.Rambatan terjadi pada arah Z dengan kecepatan kelompok Vg dengan permukaan gelombang bidang E-H bergerak pada sudut tegak lurus dengan kecepatan cahaya c. Dalam ragam TM vector H seluruhnya terletak melintang (gb 20.7c), sedangklan vector Et yang melintang dan Ez yang memanjang, sehingga Hz = 0 dan Ez adalah berhingga > Rambatan terjadi kearah Z dengan kecepatan kelompok Vg sementara permukaan gelombang E-H bergerak dengan sudut tegak lurus dibidang Y-Z dengan kecepatan sinar c.Suatu sinar cahaya adalah alur yang akan diikuti oleh sebuah titik tertentu pada bidang E- H ketika bidang tersebut bergerak tegak lurus dengan kecepatan c. Bila sinar bertemu dengan permukaan yang memantulkan maka sinar akan berubah arah. Jika sinar membentuk suatu ragam yang melalui sumbu memanjang dinamakan sinar-sinar meridian , yang hanya terjadi dalam ragam TE atau TM. Sinar-sinar yang tidak melewati sumbu inti tetapi mengikuti alur spiral dinamakan sinar-sinar serong yang hanya merambat dalam ragam hybrid (EH atau HE). RUGI – RUGI DI DALAM FIBER Rugi-rugi Penyebaran Rayleigh Gelas dalam fiber optik adalah suatu benda padat amorphous yang dibentuk debngan cara membiarkan gelas itu mendingin dari keadaan cair hingga membeku jika dalam keadaan plastic gelas itu ditarik dengan tegangan dalam bentuk fiber yang panjang..Dalam proses ini variasi sub mikroskopis dalam kerapatan gelas dan campuran lainnya ikut dibekukan, dan kemudian menjadi facet-facet yang memantulkan dan membiaskan serta menyebarkan sebagian kecil cahaya yang melalui gelas . Rugi- rugi yang ditimbulkan karena efek penyebaran ini berubah menurut perbandingan terbalik dengan pangkat 4 dari panjang gelombang sehingga pengaruhnya berkurang lebih kecil dari 0,3 dB/km pada panjang gelombang 1,3μm. Dari rugi penyebaran Rayleigh minimum yang intrinsic pada fiber gelas silica, sehingga dapat digunakan dari spectrum yaitu 0,7 hingga 1,6 μm. Rugi –Rugi Penyerapan Tiga mekanisme yang berbeda pada rugi penyerapan dalam fiber gelas adalah penyerapan ultraviolet, penyerapan inframerah, dan penyerapan resonansi ion. Penyerapan Ultra violet terjadi karena untuk silica lebur murni electron valensi dapat di ionisasikan menjadi electron konduksi oleh cahaya dengan panjang gelombang 0,14 μm, setara dengan tingkat energi 8,9 eV. Penyerapan inframerah terjadi karena foton-foton dari energi cahaya diserap oleh atom didalam molekul gelas diubah menjadi fibrasi mekanis yang
acak dari pemanasan.Penyerapan IR mengakibatkan puncak spectral utama untuk silica terjadi pada 8μm.Puncak ini adalh lebar dan mengekor kebagian spectrum, hingga rugi-rugi khas kurang dari 0,5dB/km pada 1,5μm.Ekor IR dapat dilihat pada gambar 20.10. Kuantitas yang sangat kecil dari molekul air yang terjebak dalam gelas memberikan ion-ion OH- ke bahan, Yang menunjukkan puncak penyerapan dalam spectrum yang dapat dilihat, puncak utama terjadi pada 1,39 μm.Kandungan air yang khas dari gelas harus dijaga di bawah 0,01 bagian/juta agar puncak ini tidak melebar dan menyatu menjadi terlalu besar dalam spectrum rugi dari fiber yang dihasilkan. Teknik rafinasi yang baik untuk memurnikan bahan-bahan metal bagi silica adalah suatu keharusan bila ketidakmurnian ini akan dikurangi hingga tingkat yang dapat diterima.Rafinasi zona dari jenis yang digunakan untuk mempersiapkan silicon untuk IC adalah yang sering digunakan. Ragam-Ragam Yang Bocor Bila pada setiap pantulan dari suatu ragam serong sudut masuk adalah lebih kecil daripada sudut kritis dari dua arah maka ragam tersebut akan merambat, namun dari ragam dengan orde yang tinggi komponen radial sudut masuk melebihi sudut kritis, sebagian komponen radial sinar serong akan keluar dari inti karena pembiasan.Pantulan sebagian yang berturut-turut akan menyebabkan sinar serong yang bocor mengecil intensitasnya dengan cepat ketika merambat, hingga pada jarak tertentu hanya ragam yang terbimbing saja yang masih tersisa.Yang terakhir ini berguna bagi transmisi informasi. Perlu untuk membuang ragam-ragam bocor dari inti dan pelapis sedini mungkin agar dapat mengurangi dispersi (penyebaran) sinyal.Lapisan silica tak hanya menambah kekuatan mekanis fiber namun juga menghilangkan sinar-sinar pembiasan sebagian dari ragam yang bocor.Ragam-ragam yang bocor yang ditimbulkan pada ujung pemancar dari fiber biasanya hanya mengandung beberapa persen dari daya terbimbing total, yang dengan cepat diredam dekat pemancar .Ini menjadi suatu rugi tetap bagi fiber,bila fiber adalah lengkap dan tidak bersambung, rugi ini hanya akan terjadi sekali. Namun, bila pada kabel terdapat sambungan –sambungan,ragam-ragam yang terkandung dan merambat dibagian pertama mungkin tidak digandengkan dengan tepat ke bagian berikutnya.Ini mengakibatkan dipindahkannya daya keragam-ragam bocor sambungan tersebut.Daya ini hilang tepat dibelakang sambungan karena efek menghilangkan.Jadi setiap sambungan akan menambah rugi. ANTENA Apa pentingnya antena? Sekadar alat menangkap dan mengirim gelombang? Ternyata ada juga yang membuat antena dari tutup panci. Antena adalah yang paling penting dari system pemancar. Antena berfungsi sebagai alat yang dapat meradiasi gelombang pada transmitter sedangkan pada pemantul berfungsi menerima gelombang. Antena merupakan struktur transisi antara ruang bebas dan bagian padat (konstruksi yang terpadu). Kebanyakan orang sudah mengetahui yang namanya antena. Karena antena telah jadi barang umum. Antena televisi boleh jadi yang paling umum karena mudah terlihat di hampir setiap rumah. Karena banyak pemakainya, maka antena yang satu ini paling sering memunculkan model baru. Antena-antena model baru itu selalu dicari orang untuk dibuktikan kemampuannya. Dengan mengganti antena model baru, orang ingin mendapat gambar yang lebih halus dan tajam di layar TV-nya.Tidak hanya itu, untuk "mendapatkan" kualitas gambar yang lebih baik, ada juga yang mencoba
membuat antena sendiri , ada juga yang menambah antenanya dengan barangbarang aluminium, seperti tutup rantang, tutup panci, dan wajan. Kadang caracara seperti itu dapat menambah performa antena. Sebenarnya, kegiatan perakitan dan "utak-atik" antena ini tidak hanya untuk antena TV saja. Semua peralatan komunikasi yang menggunakan media radio pasti membutuhkan kegiatan semacam itu. Misalnya saja stasiun radio siaran yang berusaha membangun sistem antena berkualitas agar siarannya dapat diterima dengan baik pada area yang luas. Lihat juga pengguna-pengguna radio komunikasi (ORARI, KRAP, Perusahaan Telekomunikasi, dan Perusahaan Pelayaran) yang juga berusaha membangun sistem antena yang lebih baik. Jadi, performa antena yang baik memang selalu dicari orang dalam rangka mendapatkan kualitas komunikasi radio yang baik. Kualitas komunikasi radio yang baik akan menyebabkan, antara lain, gambar di TV lebih halus dan tajam, musik yang didengar di radio FM mendekati atau berkualitas Hi-Fi, komunikasi telepon seluler akan sebening telepon kabel, dan banyak lagi. 1.Keuntungan Penggunaan Antena. Antena memang digunakan dalam banyak aplikasi karena dapat memancarkan dan menerima gelombang radio (yang berupa gelombang elektromagnetik) tanpa menggunakan struktur penuntun seperti kabel (kabel tembaga maupun serat optik). Tidak adanya struktur penuntun ini memunculkan banyak keuntungan. Di antaranya adalah: · Komunikasi dapat dilakukan secara mobile (bergerak), karena titik-titik komunikasi tidak "terikat" secara fisik, seperti halnya telepon kabel. · Instalasi sistem menjadi mudah karena tidak diperlukan rancanganrancangan peletakan komponen jaringan seperti halnya sistem yang menggunakan kabel. · Penambahan titik komunikasi menjadi lebih fleksibel. · Lingkungan terlihat bersih karena tidak terdapat kabel atau tiang (seperti kabel telepon) yang sering kali terlihat seperti sarang laba-laba. Dengan beberapa keuntungan itu, antena cocok digunakan untuk komunikasi mobile, seperti komunikasi untuk pelayaran dan komunikasi untuk penerbangan. Komunikasi ruang angkasa (antara pesawat ruang angkasa dan stasiun di Bumi) juga menggunakannya. Bayangkan jika komunikasinya dilakukan lewat kabel. Ada dua penyelenggara telekomunikasi di negeri ini juga telah menginstalasi dan memasarkan produk telepon rumah yang tidak pakai kabel (fixed wireless). sehingga mobilisasinya enggak seluas area telepon seluler pada umumnya. Sistem ini sejenis telepon seluler hanya saja operasinya dibatasi pada satu area lokal Tetapi, sebenarnya bisa saja ia diset untuk melakukan operasional serupa dengan sistem telepon seluler lain. 2.Panjang Antena. Antena bisa berbentuk macam-macam. Tetapi, apa pun bentuknya, ia tersusun dari satu atau lebih elemen antena. Antena juga merupakan alat yang bekerja berdasarkan konsep resonansi. Jadi, panjang elemen antena berkaitan dengan frekuensi sistem radio yang digunakan. Karena itu, panjang elemen antena biasa dinyatakan dalam parameter l (lambda), yang identik dengan satu panjang gelombang. Hubungan antara λ (dalam satuan meter) dan frekuensi radio f (dalam satuan Hz) dinyatakan dengan persamaan: c=λ.f di mana c adalah “kecepatan rambat cahaya di ruang hampa”, dengan nilai
sebesar 299.797.077 m/detik. Nilai ini biasa dibulatkan menjadi 3 x 108 m/detik. Jadi, panjang gelombang λ untuk gelombang radio dengan frekuensi 140 Mhz adalah λ 300.000.000 / 145. 000.000 = 2,069 meter. Biarpun begitu, l elemen antena tidak akan sama dengan 2,069 meter. Bahan elemen antena yang umumnya terbuat dari logam menyebabkan kecepatan rambat gelombang tidak sebesar kecepatan rambat gelombang di ruang hampa. Hasilnya bisa ditebak, λ elemen antena menjadi lebih pendek dibandingkan dengan λ di ruang hampa. Atau elemen antena lebih pendek dibandingkan dengan panjang gelombang radio di ruang hampa. Nilai pemendekannya tergantung pada “velocity factor (K)” dari bahan konduktor yang digunakan untuk antena. Untuk mendapatkan l antena, velocity factor dikalikan dengan λ di ruang hampa. Jika, velocity factor yang digunakan adalah 0,95, λ antena untuk frekuensi 145 MHz adalah 0,95 x 2,069 = 1,97 meter. Hubungan velocity factor dengan panjang gelombang dapat dilihat dari persamaan sebagai berikut : λ = λ o . VF Dimana VF adalah perbandingan antar panjang gelombang di media tertentu (λ ) dengan panjang gelombang di free space ( λ o = c / f , artinya gelombang mempunyai kecepatan sebesar c (300000000 m/s) hanya pada ruang bebas (udara kering) atau hampa udara. 3.Impedansi Antena. “Impedansi antenna” pada suatu titik di elemen antena adalah perbandingan antara tegangan terhadap arus di titik itu. Nilainya tergantung dari sifat resistif, kapasitif, induktif, dan frekuensi yang digunakan. Satuan yang digunakan adalah Ohm, yang disimbolkan denganW. Agar transfer energi dari pemancar ke antena lewat kabel dapat berlangsung secara efisien (tidak ada energi yang terbuang atau terpantul), impedansi antena, kabel , dan pemancar harus sesuai. Untuk impedansi keluaran pemancar sebesar 50 Ohm, impedansi kabel dan antenanya pun harus sama. Efek terburuk dari impedansi yang tidak sama adalah timbulnya daya pantul (reflected power) dari antena. Daya pantul yang kembali ke pemancar akan merusak rangkaian pemancar. Agar tidak terjadi kerusakan, perlu dilakukan penyesuaian impedansi (impedansi matching) pada antena dan kabel sehingga sesuai dengan impedansi pemancar. Nilai voltage standing wave ratio (VSWR) mengindikasikan seberapa baik penyesuaian impedansi yang dilakukan. VSWR atau SWR yang tinggi menunjukkan bahwa sinyal yang dipantulkan masih lebih besar daripada sinyal yang dipancarkan antena. VSWR merupakan perbandingan antara tegangan maksimum dengan tegangan minimum gelombang tegak pada saluran transmisi. VSWR terjadi karena ketidak cocokkn impedance karakteristik dari saluran transmisi tersebut. Nilai VSWR 2.0 : 1 atau lebih kecil dianggap cukup baik. Antena-antena komersial umumnya mempunyai nilai VSWR 1,5 : 1. Jika daya yang dikeluarkan oleh pemancar adalah 100 watt, nilai 1,5 : 1 menunjukkan bahwa daya yang dipancarkan antena adalah 96 watt, sedangkan yang dipantulkan adalah 4 watt (4,167 persen daya yang dipancarkan). Untuk menghindari terjadinya gelombang tegak maka impedansi karakteristik dari saluran transmisi harus dalam kondisi matching sehingga tidak terjadi induksi pada saluran transmisi dimana arus maupun tegangan terpotong secara tiba-tiba. Dan kondisi “ match” didapat jika seluruh energi pada
gelombang datang tersalur ke beban ( dengan kata lain tidak ada energi yang dipantulkan ) SWR =1 . 4."Directivity" Antena. Directivity adalah kemampuan antena untuk memfokuskan energi ke arah tertentu dibandingkan dengan arah lain, pada saat memancarkan atau menerima sinyal. Dengan kemampuan itu, energi yang dipancarkan atau diterima dari arah tertentu akan lebih besar daripada arah lainnya. Analogi dari antena yang mempunyai directivity tertentu adalah lampu spotlight. Lampu spotlight (lampu dengan pemantul) berdaya 100 watt akan memancarkan cahaya lebih terang ke arah tertentu dibanding arah lain. Hal ini berbeda dengan lampu biasa (tidak diberi pemantul). Sinar yang dipancarkan lampu biasa berdaya 100 watt akan sama pada semua arah. Pola dielektrivitas antara dipole ½ gelombang secara ideal ditunjukkan pada gambar. Syarat yang diambil Syarat maksimum Dengan intensitas Yang sama Dipole ½ gelombang ¼λ¼λ syarat minimum Dua buah lingkungan menunjukkan sinyal yang datang dari arah belakang dan arah depan dengan kekuatan yang sama 5.Gain/Penguatan Antena. Gain antena adalah perbandingan antara daya yang dipancarkan oleh suatu antena dan daya yang dipancarkan antena lain (yang biasanya sudah distandarkan) pada daya pesawat pemancar radio yang sama.Dan angka penguatan atau hasil penguatan dari antenna adalah perbandingan antara daya yang dapat diserap oleh jenis antenna standar dalam keadaan yang tepat sama , dan untuk mendapatkan hasil penguatan yang lebih baik terlebih dahulu ditentukan oleh antena standar. Antena standar ini biasanya berupa dipole ½ panjang gelombang dengan bentuk yang sangat sederhana.Contoh “antena standar” adalah antena isotropis, yang memancarkan sinyal secara merata ke segala arah. Radiasinya berbentuk bola. Secara nyata, antena ini tidak dapat direalisasikan, tetapi pola radiasinya ideal sebagai standar. Penguatan antena dapat ditingkatkan dengan menambah elemen radiasi tambahan pada antena . Penguatan yang tinggi akan mengkosentrasikan energi . Directional antena dapat ditinggikan penguatannya melebihi penguatan non directional antena dengancara membatasi energi radiasi dari beberapa macam directional . Directional antena dipakai jika jarak tower ( pemancar ) dekat dengan sumber air dan juga daerah deretan pegunungan atau juga tempat dimana energi radiasi dapat dibuang . Sebuah antena yang mempunyai penguatan 2 kali dibandingkan dengan penguatan antena isotropis dikatakan mempunyai penguatan sebesar 10 x log10 (2) dBi = 3 dBi. dBi adalah satuan desibel dengan antena standar isotropis. Satuan desibel biasa digunakan untuk perbandingan/ratio antara dua daya, tegangan, atau arus. 6.Pola Radiasi Antena. Pola radiasi antena digambarkan sebagai kuat relatif dari medan elektromagnet yang dipancarkan oleh antena ke segala arah pada jarak yang konstan (seperti bola). Pola radiasi juga serupa dengan pola resepsi (terima) untuk antena penerima. Pola radiasi berbentuk tiga dimensi. Namun, jika penggambarannya sulit, dapat dibagi menjadi dua gambar dua dimensi. Gambar
pertama adalah pandangan samping, sedangkan gambar kedua adalah pandangan atas. Berdasarkan pola radiasinya antena dibagi atas dua jenis, yaitu omnidirectinal dan directional. Antena omnidirectional mempunyai pola radiasi yang sama ke segala arah horizontal. Adapun antena directional mempunyai radiasi terkuat pada arah tertentu, sementara radiasi pada arah lainnya sangat kecil atau bahkan nol. Antena omnidirectional dibutuhkan jika pancaran/penerimaan gelombang radio yang diharap, keluar atau datang dari segala arah. Antena-antena semacam ini cocok dipasang pada stasiun broadcast yang terletak di tengah kota dan berharap pancarannya dapat diterima di segala arah. Antena ini juga cocok dipasang pada mobil yang arah pergerakannya cepat berubah. Telepon seluler juga membutuhkan antena ini. Standar perolehan antena omnidirectional 6 dB dan 9 dB.Pada permukaan system ( omnicell ), semua antena pemancarnya yang digunakan adalah antena omnidirectional akan berbentuk lingkaran yang rata jika permukaan tanah sempurna datar , tetapi dalm kenyataannya sinyal cakupan bentuk bundar menyimpang (berubah) karena tidak ada arah yang sempurna.Antena directional dibutuhkan jika arah pancaran atau penerimaan datang atau menuju ke arah tertentu. Antena televisi kita termasuk jenis ini karena letak rumah kita dan pemancar siaran TV tetap. Selain itu, kita mengharapkan sinyal yang diterima pada arah tersebut jauh lebih besar daripada sinyal yang datang dari arah lain.
