TRANSMISI & MEDIA TRANSMISI

TRANSMISI & MEDIA TRANSMISI

Ir. Roedi Goernida, MT. ([email protected])

Program Studi Sistem Informasi – Fakultas Rekayasa Industri Institut Teknologi Telkom Bandung

1

2011

Transmisi Merupakan suatu proses pengiriman atau pemindahan informasi antar satu titik ke titik lainnya dalam suatu sistem atau jaringan telekomunikasi yang dibatasi oleh suatu jarak end-to-end sangat jauh. Jaringan telekomunikasi → menghubungi pelanggan dengan sentral atau sentral dengan sentral. Jaringan komputer → menghubungi komputer dengan komputer, atau komputer dengan perangkat komunikasi data lain seperti hub, switch, router atau bridge. 2 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 1 / 42

Konsep dasar sistem transmisi Input signal

Transmitted signal

Transmitter (Tx)

Received signal

Transmission channel

Output signal

Receiver (Rx)

Source

Destination

Noise, distortion & interference

Faktor yang mempengaruhi keberhasilan dari suatu transmisi data yaitu: • Kualitas sinyal yang ditransmisikan • Karakteristik atau jenis media transmisi Media transmisi merupakan suatu penghubung fisik antara TX & RX dalam sistem transmisi. 3 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 2 / 42

Jenis Transmisi (1/2)

Transmisi Analog • Sinyal Analog ditransmisikan tanpa mengetahui isinya. • Bisa berupa data analog atau digital. • Terjadi atenuasi jika melebihi jarak yang ditentukan. • Untuk memperkuat sinyal dipergunakan amplifier, tetapi bisa menguatkan “noise”

4 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 3 / 42

Jenis Transmisi (2/2)

Transmisi Digital • Sangat memperhatikan isi • Integritas sinyal sangat dipengaruhi oleh noise, atenuasi dll. • Menggunakan repeater • Repeater menerima sinyal • Meng-”extract” bit pattern • Mengirim ulang • Atenuasi bisa ditanggulangi • Noise tidak diperkuatkan 5 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 4 / 42

Terminologi transmisi

Hubungan langsung (direct link) → tanpa perantara Point-to-point. Multipoint. Jenis komunikasi. Simplex → komunikasi satu arah Half duplex → komunikasi dua arah, tetapi saling bergantian Full duplex → komunikasi dua arah pada waktu yang bersamaan.


IS1323-04

Hal. 5 / 42

Tahapan pentransmisian

Tahapan transmisi: • Perubahan bentuk informasi. • Multiplexing. • Pentransmisian melalui media. • Proses depacking / demultiplexing.

Parameter yang mempengaruhi transmisi: • Signal power level (tingkat kekuatan sinyal). • Attenuation distortion (cacat redaman). • Delay distortion (cacat kelambatan). • Noise (derau). • S/N ratio atau SNR. 7 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 6 / 42

Signal power level (1/2) P

P

G atau L

in

out

Pout Vout Iout g= P = V = I in in in

Jika P

out

> P → Penguatan in

P G = 10 log P Jika P

out

out

V = 20 log

in

out

I = 20 log

out

V

I

V

I

in

in

< P → Redaman in

P L = 10 log P

in

= 20 log

in

V

out

out

= 20 log I

in

out 8

Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 7 / 42

Signal power level (2/2)

Relative power level. Jika yang diperbandingkan adalah daya yang besarnya berubah atau tidak tetap. P dB = 10 log

P

out in

Absolute power level Jika yang diperbandinglan adalah daya yang besarnya tetap dengan suatu level acuan yaitu 1 W atau 1 mW P dBm = 10 log

P

(mW)

dBw = 10 log

1 mw

(W)

1W 9


IS1323-04

Hal. 7 / 42

Logaritma & perhitungan dB Logaritma. 100 = 1 101 = 10 102 = 100 103 = 1000 104 = 10000

log = 0 log = 1 log = 2 log = 3 log = 4

10-1 = 0.1 10-2 = 0.01 10-3 = 0.001 10-4 = 0.0001

log = -1 log = -2 log = -3 log = -4

Desibel 100 = 1 101 = 10 102 = 100 103 = 1000 104 = 10000

log = 0 log = 1 log = 2 log = 3 log = 4

dB = 10 log 1 dB = 10 log 10 dB = 10 log 100 dB = 10 log 1000 dB = 10 log 10000

= 10 x 0 = 0 dB = 10 x 1 = 10 dB = 10 x 2 = 20 dB = 10 x 3 = 30 dB = 10 x 4 = 40 dB

10-1 = 0.1 10-2 = 0.01 10-3 = 0.001 10-4 = 0.0001

log = -1 log = -2 log = -3 log = -4

dB = 10 log 0.1 dB = 10 log 0.01 dB = 10 log 0.001 dB = 10 log 0.0001

= 10 x -1 = -10 dB = 10 x -2 = -20 dB = 10 x -3 = -30 dB = 10 x -4 = -40 dB 10


IS1323-04

Hal. 9 / 42

Cacat Redaman

Disebabkan oleh terjadinya redaman karena rugi-rugi energi (energy losses) ketika sinyal ditransmisikan dari pengirim ke penerima melalui media transmisi. Nilai redaman sama untuk seluruh lebar frekuensi sinyal tersebut → ideal Kenyataan → nilai redaman tidak merata pada seluruh lebar frekuensi. Redaman yang terjadi mempengaruhi frekuensi dari sinyal tersebut.

amplitudo

&

Cacat redaman diukur dengan suatu frekuensi referensi tertentu. 11 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 10 / 42

Noise (derau) Sinyal tambahan yang masuk di antara transmitter dan receiver. Thermal (suhu): Akibat dari “thermal agitation” dari elektron. Tersebar secara uniform. Intermodulation → Sinyal yang merupakan penjumlahan dan pengurangan dari frekuensi aslinya yang menggunakan media bersama. Crosstalk → Suatu sinyal dari satu jalur yang diambil oleh jalur lain. Impulse

→ Pulsa yang tidak beraturan atau spike (lonjakan).

Contoh: Interferensi elektromagnetik eksternal. 12 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 11 / 42

Delay Distortion

Terjadi sebagai akibat kecepatan sinyal yang dikirimkan melalui suatu media berbeda-beda, sehingga pada saat tiba di penerima dengan waktu yang berbeda. Keterlambatan ini berakibat terjadinya perubahan atau pergeseran fasa sebagai akibat penundaan waktu untuk bermacam-macam frekuensi.


IS1323-04

Hal.12 / 42

Signal to Noise Ratio Suatu nilai perbandingan antara sinyal dengan noise pada suatu lebar pita tertentu. S/N (dB) = Level daya sinyal (dBm) – Level daya noise (dBm)

P S/N = 10 log P

S

V = 20 log

S

I = 20 log

V

N

N

S

I

N

Semakin tinggi nilai S/N, maka semakin baik kualitas komunikasinya. Terdapat beberapa ukuran batas minimal nilai S/N: - Sinyal suara : 30 dB - Sinyal video : 45 dB - Sinyal data : 15 dB 14 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 13 / 42

Contoh soal 1.

0.43 mW

P dB = 10 log

0.65 mW

? dB

P

out

0.65 = +1.79 dB 0.43

=10 log

in

2. 0.8 mW

P dB = 10 log

? mW

+1,23 dB

P

out

P 10 log

in

P

out

out

0.8

= +1.23 dB

= 1.06 mW 15


IS1323-04

Hal. 14 / 42

Media Transmisi Berdasarkan bentuk:  Fisik (Guided transmission)

→ wireline: open-wire/kawat, kabel tembaga (multipair & coaxial) & serat optik (SM & MM).  Non-fisik (Unguided transmission)

→ wireless: radio (atmosphere, ionophere, troposfer), gelombang mikro/LoS & satelit

Jenis media fisik    

Open wire Twisted pair Coaxial Serat-optik 16


IS1323-04

Hal. 15 / 42

Media fisik (1/5) Open-wire: • • • •

Kabel terbuka tanpa pelindung atau pembungkus Tidak bisa digunakan untuk transmisi data Mudah terkena gangguan noise & interferensi Digunakan untuk komunikasi frekuensi rendah


IS1323-04

Hal. 16 / 42

Media fisik (2/5) Twisted-pair • Kabel dililit secara berpasangan • Ada pelindung (shield) berupa foil (anyaman kawat) • Jarak jangkau optimal untuk transmisi data sejauh maksimal 100m

Unshielded twisted pair Hand-out: Sistem Telekomunikasi

Shielded twisted pair IS1323-04

18 Hal. 17 / 42

Media fisik (3/5) Koaksial: • Terdiri atas inner conductor & outer conductor • Outer conductor berfungsi untuk melindungi inner conductor dari gangguan sinyal elektrik • Impedansi: 75 ohm (TV) & 50 ohm (LAN) Insulating jacket

Outer conductor

Dielectric Center core conductor


IS1323-04

Hal. 18 / 42

Media fisik (4/5) Serat optik:  Terdiri dari silika (serat gelas) yang merupakan core

   

dan cladding sebagai lapisan gelas yang mengelilingi core yang berfungsi sebagai reflector. Mempergunakan gelombang cahaya untuk menyalurkan sinyal informasi melalui silika. Bekerja pada gelombang infra-red dengan LED atau LASER. LED membangkitkan sinyal s/d 300 Mbps & dipergunakan untuk koneksi jarak pendek. LASER membangkitkan sinyal sampai dengan orde Gbps untuk koneksi jarak jauh. 20


IS1323-04

Hal. 19 / 42

Media fisik (5/5)


IS1323-04

Hal. 20 / 42

Media transmisi vs Bandwidth

Cable Type Open Wire

Lebar pita 0 - 5 MHz

Penggunaan Sambungan antar modul dalam perangkat

Twisted Pair

0 - 100 MHz

• Jaringan lokal telepon • Media transmisi Local Area Network (LAN) pada jaringan komputer

Coaxial Cable

0 - 600 MHz

• Media transmisi LAN • Jaringan TV kabel

Optical Fiber

0 - 1 GHz

● ●

Jaringan transmisi jarak jauh Jaringan komputer


IS1323-04

Hal. 21 / 42

Tipe ethernet (1/2)


IS1323-04

Hal. 22 / 42

Tipe ethernet (2/2)


IS1323-04

Hal. 23 / 42

Jenis UTP cable Kategori

Aplikasi

Categori 1

Dipakai untuk komunikasi suara (voice), dan digunakan untuk kabel telepon di rumah-rumah.

Categori 2

Terdiri dari 4 pasang kabel twisted pair dan bisa digunakan untuk komunikasi data sampai kecepatan 4 Mbps.

Categori 3

Bisa digunakan untuk transmisi data dengan kecepatan sampai 10 Mbps dan digunakan untuk Ethernet atau TokenRing.

Categori 4

Sama dengan category 3 tetapi dengan kecepatan transmisi sampai 16 Mbps.

Categori 5

Bisa digunakan sampai kecepatan transmisi 100 Mbps, biasanya digunakan untuk FastEthernet (100Base) atau network ATM.

Categori 6

Bisa digunakan sampai kecepatan 1000 Mbps, biasanya digunakan untuk GigaEthernet (1000Base) dan dipergunakan pada Data Center untuk menghubungan antar server atau server dengan switch..


IS1323-04

Hal. 24 / 42

Media non fisik – Gelombang Mikro (1/2)

Sinyal ditransmisikan memanfaatkan gelombang radio / RF yang dipancarkan melalui udara (propagasi). Bekerja pada frekuensi antara 300 MHz – 30 GHz / VHF – SHF. Kemampuan pemancaran sinyal dari satu pemancar ke pemancar lain + 60 – 100 km. Kecepatan membawa informasi digital antara 8 Mbps – 144 Mbps. Antena berbentuk parabola.


IS1323-04

Hal. 25 / 42

Media non fisik – Gelombang Mikro (2/2) Keuntungan: Lebih mudah dalam pembangunan & pemeliharaannya Efesien dalam hal daya pancar Pita frekuensi lebar Kualitas sinyal informasi yang tinggi Tidak terpengaruh oleh noise luar dalam pita frekuensi gelombang mikro.`


IS1323-04

Hal. 26 / 42

Metoda propagasi gelombang (1/2)

Ground wave → untuk frekuensi rendah s/d 2 MHz Gelombang langsung Pantulan tanah Permukaan tanah Sky wave Direct wave → ionosfer, Scattering wave → troposfer Satellite transmission.


IS1323-04

Hal. 27 / 42

Metoda propagasi gelombang (2/2)


IS1323-04

Hal. 28 / 42

Line of Sight / Space wave

Tx & Rx tidak ada halangan/rintangan Frekuensi 3 GHz s/d 30 GHz → pemancar gelombang mikro Jarak jangkau terbatas oleh lengkung bumi (40 – 50 km)


IS1323-04

Hal. 29 / 42

Propagasi Gelombang Tanah (1/2) ● ●

Gelombang Langsung Gelombang Pantulan Tanah


IS1323-04

Hal. 30 / 42

Propagasi Gelombang Tanah (2/2) ●

Gelombang Permukaan Tanah


IS1323-04

Hal. 31 / 42

Propagasi sky wave (1/3) Ionosphere: ● ●

●

● ●

Dipantulkan oleh lapisan ionosphere. Terletak 50 – 500 km di atas permukaan bumi & terbentuk karena adanya radiasi sinar matahari. Frekuensi rendah 20 MHz s/d 85 MHz → pemancar AM/SW & radio amatir Tingkat penerimaan tidak tetap. Jarak jangkauan jauh.


IS1323-04

Hal. 32 / 42

Propagasi sky wave (2/3)

Lapisan D. ● ● ●

●

Ketinggian 50-90 km Lapisan paling bawah dari ionosfer Menyerap gelombang frekuensi rendah & melewatkan gelombang frekuensi tinggi Ionisasi maks pada siang dan menghilang pada malam hari

Lapisan E ● ● ●

●

Ketinggian 90-145 km, Memantulkan gelombang dengan frekuensi sekitar 20 MHz. Tergantung pada frekuensi & kekuatan lapisan E, suatu sinyal dapat dibiaskan ataupun dapat diteruskan ke lapisan F Pada malam hari lsinyal dapat melewati lap ini, karena pada malam hari lapisan ini menyusut.


IS1323-04

Hal. 33 / 42

Propagasi sky wave (3/3) Lapisan F. Ketinggian 160-400 km Dibagi menjadi lapisan F1 & F2 untuk siang hari Pada malam hari kedua lapisan akan bersatu Memantulkan gelombang dengan fekuensi tinggi (HF) Gelombang dengan frekuensi lebih tinggi (VHF, UHF...) akan dilewatkan. Dimanfaatkan untuk pemancaran gelombang AM jarak jauh.

● ● ● ● ●

●


IS1323-04

Hal. 34 / 42

Rugi-rugi propagasi

Adanya Fading. ●

Groundwave & skywave sampai di antena penerima tetapi berlawanan fase sehingga saling melemahkan.

●

Dua skywave yang dipantulkan dari daerah ionosfer diterima di antena penerima dengan fase yang tidak sama. Direct-wave & ground-wave sampai pada penerima dengan fase berbeda.

●

Interferensi dengan gelombang lain. Hilangnya daya saat transmisi.


IS1323-04

Hal. 35 / 42

Komunikasi Satelit (1/2)

Komunikasi

Satelit

→

penyaluran informasi menggunakan satelit.

Satelit → suatu stasiun relay / repeater gelombang mikro yang diletakkan di ruang angkasa. Berfungsi untuk: Menerima sinyal yang dikirim dari stasiun bumi, Memperkuat & mengubah sinyal yang diterima, Memancarkan / meneruskan kembali ke stasiun bumi. 37 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 36 / 42

Komunikasi Satelit (2/2)

TT & C

Ground segment

SB Tx

Master station

Jaringan terestrial

link wn Do

Up link

Space segment

SB Rx Jaringan terestrial 38


IS1323-04

Hal. 37 / 42

Kelebihan & Kekurangan Komunikasi Satelit Kelebihan: ● ● ● ● ● ● ●

Cakupannya luas Bandwidth yang cukup lebar Independen dari infrastruktur teresterial Biaya relatif rendah per site Karakteristik layanan yang beragam Layanan total hanya dari satu provider Layanan mobile/wirelss yang independen terhadap lokasi

Kekurangan: ● ● ● ● ●

Delay propagasi besar Rentan terhadap pengaruh atmosfir Biaya yg besar utk up-ront Biaya yang sama untuk komunikasi jarak pendek atau jauh Ekonomis jika jumlah user banyak & kapsitas digunakan optimal 39


IS1323-04

Hal. 38 / 42

Jenis & layanan Satelit Layanan: Fixed satellite service Broadcasting satellite service Mobile satellite service Navigational satellite service Meteorological satellite service Jenis: Satelit komunikasi Satelit astronomi Satelit pengamat bumi Satelit navigasi Satelit mata-mata Satelit cuaca Satelit broadcasting Satelit militer 40 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 39 / 42

Frekuensi kerja (1/2)

Band frequency: 3700 – 4200 MHz → commercial downlink frequency 5925 – 6425 MHz → commercial uplink frequency 7250 – 7750 MHz → military downlink frequency 7900 – 8400 MHz → military uplink frequency


IS1323-04

Hal. 40 / 42

Frekuensi kerja (2/2)


IS1323-04

Hal. 41 / 42

Orbit satelit

GEO (Geostationary Earth Orbit) Ketinggian + 35.378 km. Mencakup 1/3 permukaan bumi. Periode rotasi 24 jam (sama dengan rotasi bumi) MEO (Medium Earth Orbit): Ketinggian + 5.000 km – 12.000 km Periode rotasi 5 - 12 jam LEO (Low Earth Orbit): Ketinggian + 300 km – 2000 km Periode rotasi 1.5 jam Digunakan untuk pemetaan, riset, geologi, SAR & telekomunikasi. 43 Hand-out: Sistem Telekomunikasi

IS1323-04

Hal. 42 / 42

End of slide

44

TRANSMISI & MEDIA TRANSMISI

Recommend Documents