Propagasi Gelombang Elektromagnetik

Propagasi merupakan perilaku gelombang elektromagnetik ketika dipancarkan oleh transmiter, gelombang tersebut akan mengalami beberapa perlakuan berikut ini sebelum dapat diterima receiver:

Absorsi / Penyerapan

Pada saat gelombang elektromagnetik menabrak sesuatu (suatu material), biasanya gelombang akan menjadi lebih lemah atau teredam. Berbanyak daya yang hilang akan sangat tergantung pada frekuensi yang digunakan dan tentunya material yang di tabrak. Kaca jendela bening transparan terhadap cahaya, sedang kaca rayband akan mengurangi intensitas cahaya yang masuk dan juga radiasi ultraviolet.

Seringkali, koefisien absorsi digunakan untuk menjelaskan efek material terhadap radiasi. Untuk gelombang mikro (microwave), ada dua (2) material utama yang menjadi penyerap, yaitu,

● Metal. Elektron bergerak bebas di metal, dan siap untuk berayun oleh karenanya akan menyerap energy dari gelombang yang lewat.

● Air. Gelombang mikro akan menyebabkan molekul air bergetar, yang pada proses-nya akan mengambil sebagian energi gelombang.

Untuk kepentingan pembuatan jaringan nirkabel secara praktis, kita akan melihat metal dan air sebagai penyerap gelombang yang baik. Kita tidak mungkin dapat menembus mereka. Walaupun kalau ada lapisan air yang tipis sebagian dari daya gelombang akan dapat menembus. Lapisan air merupakan penghalang gelombang mikro, kira-kira sama dengan tembok pada cahaya. Jika kita berbicara tentang air, kita harus ingat bahwa air mempunyai banyak bentuk: hujan, kabut, awan, dan banyak lagi yang harus di lalui oleh sambungan radio. Air mempunyai banyak dampak yang besar, dan dalam banyak kesempatan perubahan cuaca sangat mungkin untuk membuat sambungan radio menjadi putus.

Ada material lain yang mempunyai efek yang lebih kompleks terhadap penyerapan gelombang radio. Untuk pohon dan kayu, banyaknya penyerapan sangat tergantung pada jumlah air yang ada pada-nya. Kayu tua yang mati dan kering relatif transparan bagi gelombang mikro, sementara kayu masih masih segar dan basah biasanya akan menyerap cukup besar gelombang mikro.

Plastik dan materil yang sejenis pada umumnya tidak menyerap banyak energy radio tapi tergantung dari frekuensi dan tipe material. Sebelum kita menggunakan komponen dari plastik, misalnya, untuk memproteksi peralatan radio maupun antenna dari cuaca, sebaiknya kita ukur lebih dulu apakah material plastik yang kita gunakan akan menyerap gelombang radio sekitar frekuensi 2.4GHz. Cara paling sederhana untuk mengukur penyerapan sinyal 2.4GHz di plastik adalah dengan meletakan contoh plastik yang akan kita gunakan di oven microwave selama beberapa menit. Jika platik tersebut panas, berarti plastik tersebut menyerap energy microwave dan sebaiknya jangan digunakan untuk membuat proteksi anti cuaca untuk peralatan antenna & radio.

Terakhir, ada baiknya kita membicarakan tentang diri kita sendiri: manusia, dan tentunya juga hewan, yang sebagian besar mengandung air. Untuk jaringan nir kabel, manusia akan dilihat sebagai sebuah kantong yang besar berisi air, yang akan menyerap gelombang mikro cukup kuat. Mengarahkan sebuah akses point di kantor sehingga sinyal harus menembus banyak orang adalah kesalahan fatal dalam merancang jaringan di sebuah gedung perkantoran. Hal yang sama juga berlaku untuk hotspot, instalasi di cafe, perpustakaan maupun di instalasi luar ruangan.

Refleksi / Pantulan

Seperti hal-nya cahaya, gelombang radio juga akan terpantul jika gelombang tersebut bersentuhan dengan material yang cocok untuk itu. Untuk gelombang radio, sumber utama dari pantulan adalah metal dan permukaan air. Aturan terjadinya pantulan cukup sederhana, sudut masuknya gelombang ke permukaan akan sama dengan sudut sinyal di pantulkan. Perlu di perhatian bahwa dalam pandangan gelombang radio sebuah terali besi atau sekumpulan tiang besi yang rapat sama dengan sebuah permukaan yang padat, selama jarak antar tiang lebih kecil dari panjang gelombang radio-nya. Pada frekuensi 2.4GHz, metal grid dengan jarak satu cm akan berfungsi sama dengan panel metal.

Walaupun aturan refleksi sangat sederhana, segala sesuatu akan menjadi sangat kompleks jika kita bayangkan interior kantor dengan banyak sekali objek metal yang kecil dengan bentuk yang sangat kompleks. Hal yang sama juga terjadi di situasi pinggiran kota: perhatikan sekeliling anda di lingkungan kota coba untuk melihat semua objek metal yang ada. Hal ini yang menyebabkan terjadinya efek multipath, sinyal yang mencapai tujuan melalui jalur yang berbeda-beda, dan tentunya waktu yang berbeda-beda, yang mempunyai peranan yang sangat penting dalam jaringan nirkabel.

Permukaan air, dengan gelombang dan riak yang berubah setiap waktu, akan menyebabkan pantulan dari objek akan menjadi sulit untuk di hitung dan di perkirakan secara tepat.

Kita juga harus menambahkan bahwa polarisasi gelombang juga ada efek-nya: gelombang dengan polarisasi yang berbeda pada umumnya akan di pantulkan secara berbeda.

Kata dapat menggunakan refleksi untuk memperoleh keuntungan dalam membangun antena: misalnya kami menempatkan parabola besar di belakang radio pemancar / penerima yang kita gunakan untuk mengumpulkan dan membundel sinyal radio menuju titik yang kecil.

Difraksi

Difraksi akan tampak seperti pembelokan dari gelombang pada saat menabrak sebuah objek. Hal ini merupakan efek dari “gelombang akan mengitari pojokan”.

Bayangkan sebuah gelombang di air merambat dalam barisan gelombang yang lurus, seperti barisan gelombang yang sering kita lihat di pantai. Bayangkan jika kita meletakan penghalang benda padat, misalnya pagar kayu yang rapat, yang menghalangi pergerakan gelobang. Jika kita memotong pagar tersebut, dan membuat bukaan sempit di pagar, seperti sebuah pintu yang kecil. Dari bukaan tersebut, sebuah gelombang sirkular akan di mulai, dan akan merambat ke berbagai tempat yang tidak garis lurus dari pembukaan yang kita buat, tapi juga ke lokasi-lokasi yang ada di samping pembukaan. Jika kita melihat barisan gelombang – yang mungkin saja berupa gelombang elektromagnetik – sebagai sinar yang lurus, akan susah untuk menerangkan bagaimana caranya mencapai titik-titik yang tersembunyi di balik penghalang. Dengan model barisan gelombang, maka fenomena ini menjadi masuk akal.

Prinsip Huygens memberikan sebuah model untuk mengerti perilaku ini. Bayangkan pada saat tertentu, semua titik di barisan gelombang menjadi titik awal dari gelombang kecil yang menyebar. Ide ini kemudian di kembangkan oleh Fresnel, apakah hal ini cukup untuk menjelaskan fenomena yang terjadi memang masih menjadi perdebatan. Akan tetapi untuk kebutuhan kita, model Huygens dapat menjelaskan effek yang terjadi dengan cukup baik.

Melalui kemampuan untuk difrasi, gelombang akan “membelok” melewati pojokan atau melalui pembukaan kecil yang ada di penghalang. Untuk panjang gelombang cahaya biasanya terlalu kecil untuk manusia untuk melihat efek ini secara langsung. Pada gelombang mikro, dimana panjang gelombangnya beberapa centimeter, akan menampakan efek difraksi saat gelombang menabrak tembok, puncak gunung, dan berbagai halangan lainnya. Tampaknya seperti penghalang akan menyebabkan gelombang mengubah arah-nya dan mengitari sisi / pojokan penghalang.

Perlu di catat bahwa difraksi akan membebani daya, energy dari gelombang yang terdifraksi akan sangat jauh lebih kecil dari barisan gelombang asal-nya. Pada aplikasi yang sangat spesifik, kita dapat mengambil keuntungan dari difraksi untuk mengatasi hambatan.

Interferensi

Jika kita bekerja dengan gelombang, satu tambah satu belum tentu sama dengan dua. Hasilnya

kadang-kadang bisa saja jadi nol.

Untuk dapat mengerti apa yang di maksud, bayangkan jika kita menggambar dua (2) gelombang sinus dan menjumlahkan amplitidanya. Pada saat saat puncak bertemu dengan puncak, maka kita akan memperoleh hasil yang maksimum (1 + 1 = 2). Hal ini disebut interferensi konstruktif. Akan tetapi, jika puncak bertemu dengan lembah, kita akan memperoleh penghilangan dari sinyal ((1 + (-)1 = 0) – interferensi destruktif.

Kita sebetulnya dapat dengan mudah mencoba hal ini pada gelombang di air dan dua buah tongkat kecil untuk membuat gelombang melingkar – kita akan melihat bahwa pada tempat dimana dua gelombang bertemu, akan ada tempat yang mempunyai puncak gelombang yang tinggi sementara di beberapa tempat lainya hampir rata dan datar.

Agar seluruh barisan gelombang menjumlah atau meniadakan satu sama lain secara sempurna, kita harus mempunyai dua gelombang yang mempunyai panjang gelombang dan hubungan fasa yang tetap. Hal ini berarti jarak puncak gelombang yang satu dengan puncak gelombang yang lain tetap.

Dalam teknologi wireless, istilah interferensi biasanya digunakan untuk hal yang lebih luas, untuk gangguan dari sumber RF (Radio Frekuensi), seperti, dari kanal tetangga. Oleh karenanya, seorang wireless networker jika berbicara tentang interferensi biasanya mereka membicarakan berbagai gangguan oleh jaringan lain, atau sumber gelombang mikro lainnya. Interferensi merupakan salah satu kesulitan utama pada saat membangun sambungan wireless, terutama di lingkungan perkotaan atau ruangan yang tertutup, seperti, ruang seminar atau konferensi dimana banyak jaringan akan saling berkompetisi untuk menggunakan spektrum frekuensi yang ada.

Pada saat gelombang dengan amplituda yang sama tapi berbeda fasa saling bersilangan, gelombang akan salaing menghilangkan dan tidak akan ada sinyal yang di terima. Sering kali, gelombang akan bergabung satu sama lain membentuk gelombang bersama yang tidak berarti apa-apa sehingga tidak dapat digunakan untuk komunikasi. Teknik modulasi dan menggunakan banyak kanal akan menolong dengan masalah interferensi, tapi tidak dapat menghilangkan sama sekali.

Read More

Teknologi Digital Subscriber Line

sebagai salah satu solusi komunikasi data kecepatan tinggi  

Perkembangan internet yang sangat cepat sejak adanya World Wide Web tidak saja membawa perubahan terhadap penyebaran informasi tetapi juga membawa perubahan terhadap infrastruktur telekomunikasi. Tetapi Kecepatan pertambahan jumlah pengguna internet serta jumlah aliran data (informasi) lebih cepat dibandingkan dengan perkembangan infrastruktur telekomunikasi. Dengan semakin banyaknya informasi dan data yang akan diakses apalagi dengan bentuk multimedia semakin memunculkan tuntutan akan kecepatan akses data dan informsi tersebut. 

Bagi suatu perusahaan kecepatan akan komunikasi data yang tinggi sangat diperlukan untuk implementasi pada aplikasi multimedia real-time seperti konferensi video, hubungan dengan kantor cabang, dan jasa layanan informasi lainnya. 

Untuk mendapatkan kualitas yang lebih baik maka ditawarkanlah solusi dengan ISDN (Integrated Service Digital Network). Dengan teknologi digital kecepatan pengiriman data dapat dilakukan sampai dengan 64kbps untuk setiap kanal, karena basic ISDN dapat menyediakan dua kanal maka secara keseluruhan bisa didapatkan kecepatan akses sampai 128kbps. Akan tetapi kendala utama dari teknologi ISDN ini adalah diperlukannya jaringan telekomunikasi baru. Sehingga tidak semua orang dapat menikmati keunggulan teknologi ini. Di Indonesia terdapat layanan jasa telekomunikasi yang menggunakan teknologi ini,yaitu pasopati tetapi layanan jasa ini baru terbatas di bebrapa kota besar. 

Bebrapa solusi lain pernah muncul untuk komunikasi kanal lebar seperti misalnya DirectPC dari Hughes Communication, dimana teknologi ini menggunakna satelit untuk mengirimkan data (downlik) secara langsung ke rumah atau kantor dari situs web dengan kecepatan 400 kbps. Sedangkan untuk komunikasi data  ke situs webnya tetap menggunakn salauran telepon biasa.   

Kemudian muncul pemikiran untuk tetap menggunakan infrastruktur yang ada guna membangun sambungan kecepatan tinggi, ini didasari dengan mahalnya investasi baru dan besarnya permintaan kebutuhan akan akses yang cepat. Salah satu solusinya adalah dengan teknologi DSL (Digital Subscriber Line) yang merupakan teknologi baru.

DSL bekerja menggunakan kabel telepon standar yang terbuat dari tembaga, saat ini kabel telepon jenis tersebut sudah banyak tersambung dan tersedia luas ke rumah-rumah atau kantor-kantor. Teknologi DSL ini membawa kedua sinyal analog serta digital pada satu kabel. Sinyal digital untuk komunikasi data sementara sinyal analog untuk suara sperti halanya yang digunakn telepon sekarang yang disebut sebagai POTS (Plain Old Telephone System). Kemampuan untuk memisahkan sinyal suara dan data ini adalah merupakan suatu keuntungan.

Jaringan PSTN (Public Switch Telephone Network) yang ada dirancang untuk komunikasi suara yang hanya berlngsung sebentar sekitar tiga sampai lima menit.karena hal ini maka sambungan yang sama bisa digunakan secara bergantian sehingga tidak diperlukan penyedian sambungan telepon yang sama banyak denga  jumlah saluran teleponnya. Tetapi untuk komunikasi data umumnya para pelanggan menggunakan waktu yang leih lama, terutama dengan adanya intrenet, maka akibatnya tingkat keberhasilan penyambungan mengalami penurunan karena sebagian besar saluran telepon terpakai dalam jangka waktu yang lama.

Perkembangan lalu lintas data yang sangat cepat ini akan membebani jaringan telepon publik (PSTN) yang ada. Ada dua pilihan yang bisa diambil penyelenggara jasa telekomunikasi untuk mengatasi hal ini yang pertama adalah meningkatkan jaringan PSTN untuk menangani permintaan komunikaais data dan suara yang bertambah dan yang kedua memindahkan lalu litas data ke jaringan yang terpisah yang dirancang khusus untuk komunikasi data.

Dilihat dari sisi teknis teknologi DSL menggunakan basis data paket sementara komunikasi suara berbasis sambungan (circuit-switch).

Untuk komunikasi data yang berbasis sambungan , sambungan dengan lebar bandwith tertentu harus tetap dipertahankan walaupun tidak ada data yang lewat. Untuk komunikasi suara yang singkat waktu yang tidak terpakai tidak begitu menimbulkan masalah, tetapi untuk komunikasi data yang lama akan memboroskan sumber daya yang dimiliki oleh PSTN. Sementara komunikasi data yang berbasis paket akan memungkinkan penggunaan bandwith yang optimum, karena bisa dimanfaatkan untuk lebih dari satu sambungan secar efisien dan ekonomis.

Yang juga merupakan kelebihan lain dari teknologi DSL adalah pengguanan kabel tembaga yang sudah ada dimana jaringannya sudah mencapai kantor-kantor dan rumah-rumah sehingga pembangunan infrastruktur yang diperlukan  menjadi tidak terlalu mahal.

Tetapi penggunaan kabel yang sudah ada ini harus memperhatikan beberapa hal yang berhubungan dengan sinyal data. Seperti atenuasi, crosstalk, dan derau (noise). Atenuasi adalah melemahnya sinyal yang diakibatkan oleh adanya jarak yang semakin jauh yang harus ditempuh oleh suatu sinyal dan juga oleh karena makin tingginya frekuensi sinyal tersebut. Karena faktor jarak dan frekuensi ini maka jarak terjauh yang masih mungkin adalah sekitar 5,5 km dengan bandwith sekitar 1 MHz. Crosstalk akan mungkin dtimbulkan oleh adanya pasangan kabel telepon yang digunakan. Gangguan ini bisa timbul karena sinyal dengan kecepatan yang sama dari masing-masing kabel bisa saling mempengaruhi, bila gangguan ini lebih tinggi dibandingkan dengan sinyal data maka akna timbul banyak error yang memperlambat kecepatan aliran data. Untuk menghindari efek crosstalk dapat dibuat untuk setiap kabel satu arah, sehingga sinyal pada masing-masing kabel tidak saling memepengaruhi

. 

Terdapat beberapa jenis teknologi DSL berdasarkan perbedaan kecepatan data dan jarak maksimum yang disebabkan usaha untuk meningkatkan kecepatan pengiriman data dengan menggunakan jaringan telepon yang ada.

Teknologi-teknologi  tersebut adalah :

• IDSL (ISDN Digital Subscriber Line) yang berbasis pada teknologi ISDN BRI (Basic Rate Interface). IDSL menawarkan layanan seperti BRI dengan kecepatan kirim (uplink) dan terima (downlink) yang sama sebesar 144 kbps, tetapi dengan perangkat yang lebih murah. IDSL hanya menawarkan layanan komunikasi data tidak untuk komunikasi suara pada jalur yang sama.

• SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) dimana teknologi ini menggunakan kecepatan data 784 kbps, baik untuk kirim (uplink) atau terima (downlink). Seperti halnya IDSL, SDSL hanya menawarkan komunikaais data saja. SDSL merupakan solusi yang cocok untuk kalangan bisnis untuk digunakan sebagai komunikasi antar cabang atau hubungan situs web ke internet.

• ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line), teknologi ini mempunyai kecepatan data yang berbeda untu kirim (upink) dan terima (downlink) Untuk uplink bisa mencapai 8 Mbps sementara untuk downlink bisa mencapai 1 Mbps dengan jarak kabel maksimum samapi dengan 5,5 km. Sasaran teknologi ini adalah terutama pelanggan pribadi yang lebih banyak menerima data daripada mengirim data, sebagai contoh adalah untuk mengakses internet. Kelebihan ADSL dibanding yang lain adalah kecepatannya yang tertinggi dengan jarak yang memadai dan bisa mendukung layanan komunikasi suara. Kedua layanan komunikasi data dan suara diberikan melalui dua kanal yang terpisah , tetapi tetap satu kabel yang sama. Sementara teknologi DSL yang lain menggunkan dua kabel yang terpisah untuk bisa memberikan kedua layanan komunikasi tersebut.               

• VDSL (Very high-bit-rete Digital Subscriber Line), teknologi ini dapat mengirimkan data dengan kecepatan 1,6 Mbps dan menerima data dengan kecepatan 25 Mbps dengan jarak maksimum sampai 900 meter. Karena kecepatannya yang tinggi maka teknologi imi memerlukan kabel serat optik yang kemampuannya lebih tinggi daripada memakai kabel tembaga yang ada. 

  

Karena berbagai kelebihan yang dimiliki oleh teknologi ADSL ini maka teknologi ini berkembang sangat cepat. Pengiriman data melalui ADSL dilakukan dengan beberapa tahap. Modem memodulasi dan mengkodekan (encode) data digital dari PC dan kemudian digabungkan dengan sinyal telepon untuk dikirimkan ke kantor telepon. Di kantor telepon sinyal telepon dipisahkan dari sinyal digital ADSL untuk kemudian dimodulasikan dan di-encode. Melalui jaringan komunikasi data sinyal ini dikirimkan ke pihak yang dituju, seperti ISP atau kantor lain . jaringan data yang digunakan ini tergantung dari penyelenggara jasa ASDL, bisa frame relay atau ATM (Asynchronous Transfer Mode). 

Sementara sinyal digital dari ISP atau jaringan perusahaan lain dimodulasi dan di-encode menjadi sinyal ASDL di kantor telepon. Kemudian modem menggabungkan nya dengan sinyal telepon sebelum dikirimkan ke pelanggan, perangkat pemisah (splitter) memisahkan sinyal telepon dari sinyal digital. Sinyal digital dimodulasi dan di-decode kemudian dikirimkan ke PC. 

Sinyal telepon yang digabungkan dengan sinyal ASDL dalam satu kabel tetap di beri daya oleh perusahaan telepon. Meskipun jalur ADSL tidak berfungsi atau PC tidak dihidupkan jalur telepon tetap dapat berfungsi seperti biasa. 

Terdapat dua teknik modulasi berbeda yang diterapkan pada ADSL. Teknik modulasi yang pertama adalah menerapkan teknik modulasi CAP (Carierless Amplitude and Phase). CAP menggabungkan sinyal data upstream dan downstream, kemudian memisahkannya pada modem penerima dengan teknik echo cancellation. Teknik modulasi yang lain adalah DMT (Discrete Multitone), yang memisahkan sinyal upstream dari sinyal downstream dengan pita pembawa (carrier band) yang terpisah. Di masa yang akan datang produk-produk ADSL akan menggunakn teknik modulasi DMT.  

Read More

PENGOLAHAN SINYAL DIGITAL

Pada masa sekarang ini, pengolahan sinyal secara digital telah diterapkan begitu luas. Dari peralatan instrumentasi dan kontrol, peralatan musik, peralatan kesehatan dan peralatan lainnya. Istilah pengolahan sinyal digital sebenarnya kurang begitu tepat, yang lebih tepat adalah pengolahan sinyal diskrete. Tetapi karena istilah ini sudah luas digunakan, maka istilah pengolahan sinyal digital tetap digunakan dalam artikel ini. Dalam artikel ini akan dibahas dasar-dasar pengolahan sinyal digital, terutama dari sudut algoritma dan pemrograman di samping juga sedikit pembahasan tentang pertimbangan hardware dari sistem yang disusun. 

Sistem Pengolahan Sinyal Digital 

Proses pengolahan sinyal digital, diawali dengan proses pencuplikan sinyal masukan yang berupa sinyal kontinyu. Proses ini mengubah representasi sinyal yang tadinya berupa sinyal kontinyu menjadi sinyal diskrete. Proses ini dilakukan oleh suatu unit ADC (Analog to Digital Converter). Unit ADC ini terdiri dari sebuah bagian Sample/Hold dan sebuah bagian quantiser. Unit sample/hold merupakan bagian yang melakukan pencuplikan orde ke-0, yang berarti nilai masukan selama kurun waktu T dianggap memiliki nilai yang sama. Pencuplikan dilakukan setiap satu satuan waktu yang lazim disebut sebagai waktu cuplik (sampling time). Bagian quantiser akan merubah menjadi beberapa level nilai, pembagian level nilai ini bisa secara uniform ataupun secara non-uniform misal pada Gaussian quantiser. 

Unjuk kerja dari suatu ADC bergantung pada beberapa parameter, parameter utama yang menjadi pertimbangan adalah sebagai berikut : 

• Kecepatan maksimum dari waktu cuplik. 

• Kecepatan ADC melakukan konversi. 

• Resolusi dari quantiser, misal 8 bit akan mengubah menjadi 256 tingkatan nilai. 

• Metoda kuantisasi akan mempengaruhi terhadap kekebalan noise. 

Gambar 1. Proses sampling

Sinyal input asli yang tadinya berupa sinyal kontinyu, x(T) akan dicuplik dan diquantise sehingga berubah menjadi sinyal diskrete x(kT). Dalam representasi yang baru inilah sinyal diolah. Keuntungan dari metoda ini adalah pengolahan menjadi mudah dan dapat memanfaatkan program sebagai pengolahnya. Dalam proses sampling ini diasumsikan kita menggunakan waktu cuplik yang sama dan konstan, yaitu Ts. Parameter cuplik ini menentukan dari frekuensi harmonis tertinggi dari sinyal yang masih dapat ditangkap oleh proses cuplik ini. Frekuensi sampling minimal adalah 2 kali dari frekuensi harmonis dari sinyal. 

Untuk mengurangi kesalahan cuplik maka lazimnya digunakan filter anti-aliasing sebelum dilakukan proses pencuplikan. Filter ini digunakan untuk meyakinkan bahwa komponen sinyal yang dicuplik adalah benar-benar yang kurang dari batas tersebut. Sebagai ilustrasi, proses pencuplikan suatu sinyal digambarkan pada gambar berikut ini. 

Gambar 2. Pengubahan dari sinyal kontinyu ke sinyal diskret

Setelah sinyal diubah representasinya menjadi deretan data diskrete, selanjutnya data ini dapat diolah oleh prosesor menggunakan suatu algoritma pemrosesan yang diimplementasikan dalam program. Hasil dari pemrosesan akan dilewatkan ke suatu DAC (Digital to Analog Converter) dan LPF (Low Pass Filter) untuk dapat diubah menjadi sinyal kontinyu kembali. Secara garis besar, blok diagram dari suatu pengolahan sinyal digital adalah sebagai berikut : 

Gambar 3. Blok Diagram Sistem Pengolahan Sinyal Digital

Proses pengolahan sinyal digital dapat dilakukan oleh prosesor general seperti halnya yang lazim digunakan di personal komputer, misal processor 80386, 68030, ataupun oleh prosesor RISC seperti 80860. Untuk kebutuhan pemrosesan real time, dibutuhkan prosesor yang khusus dirancang untuk tujuan tersebut, misal ADSP2100, DSP56001, TMS320C25, atau untuk kebutuhan proses yang cepat dapat digunakan paralel chip TMS320C40. Chip-chip DSP ini memiliki arsitektur khusus yang lazim dikenal dengan arsitektur Harvard, yang memisahkan antara jalur data dan jalur kode. Arsitektur ini memberikan keuntungan yaitu adanya kemampuan untuk mengolah perhitungan matematis dengan cepat, misal dalam satu siklus dapat melakukan suatu perkalian matrix. Untuk chip-chip DSP, instruksi yang digunakan berbeda pula. Lazimnya mereka memiliki suatu instruksi yang sangat membantu dalam perhitungan matrix, yaitu perkalian dan penjumlahan dilakukan dalam siklus (bandingkan dengan 80386, proses penjumlahan saja dilakukan lebih dari 1 siklus mesin). 

Proses pengembagan aplikasi DSP 

Apabila proses pengolahan sinyal dilakukan menggunakan komputer biasa, maka pengembangan program tidak berbeda seperti halnya pemrograman biasa lazimnya. Hanya algoritma yang diterapkan dan teknik pengkodean harus mempertimbangkan waktu eksekusi dari program tersebut. 

Tata cara pengembangan perangkat lunak menjadi berbeda apabila kita menggunakan sistem chip DSP, misal TMS320C25. Terlebih lagi bila sistem tersebut nantinya akan bekerja sendiri (stand alone). Pengembangan model harus dilakukan dengan menggunakan perangkat bantu pengembang (development tool). Sebagai contoh digambarkan suatu sistem pendisain perangkat lunak DSP buatan SPW- DSP Frameworks, yang secara garis besar digambarkan sebagai berikut : 

Gambar 4. Perangkat lunak pengembang aplikasi pengolahan sinyal digital.

Keterangan : 

• Design Database, berisi library disain yang telah tersedia dan lazim digunakan misal, FIR, IIR, Comb Filter dan lain-lain. 

• Signal Calculator, merupakan perangkat lunak simulasi sinyal. Dapat melakukan manipulasi dan pengolahan sinyal sederhana. 

• Sistem Disain Filter, merupakan perangkat lunak, untuk mendisain filter dengan response yang kita ingini, berikut pengujian filter tersebut. Lazimnya menggunakan beberapa algoritma disain seperti Park-McLelland, dan akan dihasilkan koefisien filter yang diingini. 

• TIL, akan menghasilkan Custon HDL dan Netlist , yaitu gambar diagram implementasi algoritma secara perangkat keras, dengan menggunakan chip-chip, misal chip FIR, IIR. 

• HDS, VHDL Generator, akan menghasilkan implementasi algoritma dalam deskripsi VHDL yang lazim digunakan dalam disain chip ASIC. 

• DSP ProCoder - Assembly Code Generator, menghasilkan program dalam bahasa assembly chip DSP tertentu 

• MultiProx, akan menghasilkan program yang diimplementasikan pada paralel DSP chip. 

• CGS, C Code Generator akan menghasilkan program dalam bahasa C.

Pada komputer utama, kita melakukan simulasi, disain filter, dan uji-coba awal. Program bantu tersebut tersedia pada program pengembang (development tool program). Apabila kita telah puas dengan algoritma tersebut, kita dapat mengimplementasikan sesuai dengan sistem yang akan kita gunakan. Program akan menghasilkan kode atau deskripsi yang dibutuhkan oleh jenis implementasi tertentu. Misal akan menghasilkan deskripsi dalam format VHDL, apabila kita ingin mengimplementasikan sistem menggunakan chip ASIC. Atau juga dapat dihasilkan kode dalam bahasa C bila kita menginginkan portabilitas dari implementasi yang dihasilkan. 

Untuk lebih jelasnya langkah-langkah pengembangan program untuk sistem DSP dapat digambarkan sebagai berikut : 

Gambar 5. Langkah-langkah pengembangan sistem DSP

Dalam tahapan pengembangan ini, digunakan komputer utama sebagai perangkat bantu pengembang, dan sebuah DSP board, sebagai sasaran (target board) dari pengembangan program. DSP Board ini ada yang berhubungan dengan PC melalui ekspansion slot, dan melalui memori share, ada juga yang berhubungan dengan PC menggunakan hubungan serial atau parallel printer card, sehingga benar-benar terpisah dari PC dan proses hubungan dengan PC hanyalah pentransferan kode biner. Langkah-langkah pengembangan program aplikasi adalah sebagai berikut: 

Langkah pertama, adalah mensimulasikan algoritma pengolahan sinyal dengan menggunakan perangkat simulasi ataupun program. Sinyal masukan disimulasikan dengan menggunakan data-data sinyal standard. Untuk keperluan ini dapat digunakan program-program khusus simulasi ataupun program bantu matematis seperti halnya MATLAB dengan Sinyal Processing Toolbox, Mathematica dengan DSP extension, DSPWorks, Khoros, dan lain-lain. 

Langkah kedua dilakukan dengan menggunakan sistem DSP yang akan kita gunakan akhrinya, misal dengan menggunakan TMS320C25 Card (tipe ini telah digunakan di Laboratorium Teknik Komputer, STMIK Gunadarma). Biasanya pada card DSP telah terdapat unit ADC dan DAC, sehingga dapat dilakukan proses pencuplikan sinyal sesungguhnya. Pertama kali dicoba mengakuisisi sinyal masukan sesungguhnya, ini dilakukan dengan mencuplik sinyal masukan tersebut. Hasil akuisisi tersebut akan berupa deretan data akan digunakan untuk menguji algoritma. Kemudian secara off-line, baik menggunakan program bantu matematis ataupun melalui program yang ditulis untuk keperluan simulasi, sinyal tersebut diolah berdasarkan algortima yang diimplementasikan. Hasil olahan sinyal tersebut disalurkan ke jalur keluaran untuk menguji hasil akhir sesungguhnya dari algoritma tersebut. Proses ini masih dilakukan secara non-real time dan diproses oleh prosesor pada PC. Pengujian terhadap sinyal sesungguhnya dapat diukur dengan menggunakan alat ukur seperti osciloscope, spectrum analyzer dan lain-lain. 

Kemudian, program yang ditulis dengan menggunakan instruksi dari chip DSP yang terdapat pada DSP Board tersebut diuji. Proses penulisan program dilakukan di komputer utama (misal PC), dan proses kompilasi juga dilakukan di komputer utama. Pengkompilasian menggunakan cross-compiler atau cross asseembler khusus. Setelah program berbentuk format biner, data akan ditransfer ke dalam memory di DSP board, dan sistem DSP tersebut dieksekusi. Pada tahap ini, komputer utama hanya bekerja untuk mengawasi keadaan memori, dan kerja dari program, tetapi tidak melakukan pengolahan sinyal. Pada tahap ini, masukan sesungguhnya digunakan untuk diolah dapat diberikan sehingga kerja dari algoritma dapat diamati pada keadaan sesungguhnya. 

Langkah terakhir adalah dengan menulis kode biner tersebut ke dalam ROM, dan meletakkannya ke DSP board yang nantinya akan bekerja berdiri sendiri tanpa adanya sebuah PC. Misal DSP sistem tersebut digunakan untuk noise eliminator pada line telepon. Untuk membuat sistem yang lebih lengkap, sistem dapat dikombinasikan dengan mikrokontroller atau SBC (Single Board Computer) sebagai perangkat pengatur user interface. 

Dengan demikian, secara garis besar langkah-langkah pengembangan perangkat lunak untuk sistem DSP dapat diringkas sebagai berikut : 

• Simulasikan algoritma dengan menggunakan data simulasi. 

• Lakukan simulasi dengan sinyal sesungguhnya, pengolahan secara off-line dan proses masih dilakukan di PC 

• Tulis program menggunakan instruksi DSP. 

• Kompilasi dan transfer ke RAM di DSP board. 

• Eksekusi dan uji dengan sinyal sesungguhnya. 

• Bila program sudah tidak ada kesalahan, tulis kode biner dari program ke ROM. 

• Sistem siap pakai dengan ditambahkan prosesor utama yang menangani sistem pendukung.

Demikianlah pada tulisan awal ini telah dijelaskan secara singkat tentang pengolahan sinyal digital dan tahapan pengembangan sistem pengolahan sinyal digital.

Read More

Pengertian Komunikasi Data

Data adalah Fakta atau bagian dari fkta yang mengandung arti, yang dihubungkan dengan kenyataan, symbol-simbol.

Data analog diperoleh dari nilai-nilai yang bersifat continous dalam beberapa interval. Contoh : suara, video. Data digital didapat dari nilai-nilai yang discreate. Contoh : text.

Informasi adalah data yang diolah menjadi bentuk yang lebih berguna dan lebih brarti bagi penerima, yang menggambarkan suatu kejadia-kejadian yang bersifat fakta yang digunakan untuk pengambilan kesimpulan.

A. Komunikasi Data.

Komunikasi data adalah hubungan atau interaksi (pengiriman dan peneriman) antar device yang terhubung dalam sebuah jaringan, baik yang dengan jangkauan sempit maupun dengan jangkauan yang lebih luas.

Komponen Komunikasi Data :

a. Pengirim, perangkat yang mengirimkan data

b. Penerima, perangkat yang menerima data

c. Data, informasi yang akan dikomunikasikan

d. Media pngiriman, media atau perantara yang digunakan untuk melakukan pengiriman data

e. Protokol, aturan-aturan yang berfungsi sebagai penyelaras hubungan.

Jenis Komunikasi Data.

Ada dua buah jenis komunikasi data yang dapat dibedakan sesuai media penghubungnya, yaitu :

1. Melalui Alat (Device).

Menggunakan media kabel dan nierkabel sebagai jalur akses.

Komunikasi data jenis ini membutuhkan biaya yang cukup banyak.

Contoh : Sambungan Komunikasi Data Paket (SKDP).

Media Kabel.

a. Kabel Koaksial.

-Thicknet Koaxial Kabel.

10 base 5. Mampu menjangkau jarak maximum 500 meter.

-Thinnet Koaxial Kabel.

10 base 2. Mampu menghubungkan jaringan dengan jarak maximum 200 meter, tetapi direkomendasikan agar untuk jarak maximum 180 meter saja.

gambar :

b. Kabel Serat Optik (Fiber Optik).

Memiliki keuntungan dengan tingkatan dan bandwidth yang tinggi, ukuran dan berat yang kecil, memiliki degradasi rendah, serta keamanan data yang tinggi.

gambar :

Media Nierkabel.

a. Microwave.

Gelombang radio yang menggunakan frekuensi tinggi . Antara pengirim dan penerima harus berada pada satu garis lurus / garis pandang untuk dapat berkomunikasi dengan baik. Oleh karena itu, microwave dapat disebut juga sebagai ”Transmisi Garis Pandang”.

b. Gelombang Radio.

Menyampaikan informasi melalui udara.

Contoh : Handphone.

c. Infrared.

Menyampaikan informasi dengan menggunakan gelombang ultr tinggi.

2. Melalui Satelit.

Menggunakan satelit sebagai jalur akses. Biasanya jangkauan yang dapat dicakup lebih luas dan mampu menjangkau lokasi yang tidak mungkin terjangkau melalui alat (device), namun waktu yang dibutuhkan untuk melakukan proses komunikasi lebih panjang. Selain itu, komunikasi melalui satelit juga seringkali mengalami gangguan yang disebabkan oleh radiasi gelombang matahari. Sehingga komunikasi yang dilakukan pada malam hari seringkali tersa lebih baik jika dibadingkan dengan siang hari.

Satelit dapat berguna sebagai :

- Penerima

- Penguat

- Pengirim.

Jenis-jenis Satelit yang diketahui :

- GEO. Terletak 22.300 mill di atas permukaan bumi.

- MEO. Terletak 6000 mill di atas garis khatulistiwa.

- LEO. Terletak 400-600 mill di atas permukaan bumi.

Signal.

a. Signal analog.

Gelombang elektromagnetik kontinous yang disebar melalui suatu media, tergantung pada spektrumnya.

Memiliki Amplitude yang merupakan uuran sinyal pada satu ukuran waktu dan Frekuensi yang merupakan banyaknya gelombang per detik.

b. Signal digital.

Serangan tegangan yang dapat ditransmisikan melalui suatu medium kawat. Tersusun atas dua keadaan yang disebut bit, yaitu keadaan 1 yang berarti aktif dan 0 non aktif.

Konfigurasi Jalur Komunikasi.

Merupakan bagaimana cara perangkat-perangkat yang hendak berkomunikasi dihubungkan.

a. Point-to point.

Menghubungkan hanya dua buah perangkat computer yang hendak berkomunikasi.

b. Multipoint.

Menghubungkan lebih dari dari dua buah perangkat computer yang ingin berkomunikasi.

Sistem Transmisi.

Merurut ANSI (America National Standard Information) terdapat 3 perbedaan arah transmisi,yaitu :

a.Simplex, hanya mentransmisikan signal dalam satu arah saja, dimana pemancar signal yang satu bertindak sebagai pemgirim (transmitter) yang yang lainnya sebagai penerima (receiver).

b.Half-duplex, kedua pemancar dapat bertindak sebagai transmitter ataupun receiver, tetapi tidak dapat dilakukan secara bersamaan (bergantian). Dengan kata lain saat pemancar yang satu sedang melakukan pengiriman, pemancar yang lain hanya dapat menerima, tidak dapat melakukan pengiriman pula.

c.Full-duplex, hampir sama dengan half-duplex, namun kedua pemancar dapat melakukan pengiriman ataupun penerimaan secara bersamaan, tanpa harus bergantian.

1.Transmisi Analog.

Adalah cara pentransmisian signal-signal analog tanpa harus memperhaikan muatannya, apakah berupa data analog atau digital. Agar hasilnya maximal untuk jarak yang jauh digunakan amplifier yang akan menambah kekuatan signal, sehingga kemungkinan terjadinya kegagalan atau penyimpangan sangat kecil.

2.Transmisi Digital.

Adalah kebalikan dari transmisi analog, yaitu cara pentransmisikan signal-signal digital dengan memperhatikan muatannya, apakah berupa data digital atau analog. Untuk jarak yang jauh digunakan repeater yang akan memulihkan signal yang lemah, sehingga tidak terjadi kegagalan atau penyimpangan.

Multiplexing.

Adalah Proses pengiriman sejumlah isyarat melalui suatu media transmisi.

Keuntungan Multiplexing :

- Komputer host hanya butuh satu port 1/0 untuk banyak terminal.

- Hanya dibutuhkan satu line transmisi.

1. Frequency-Devision Multiplexing (FDM).

Digunakan pada media komunikasi jalur lebar (broadband), yaitu sebuah media komunikasi yang memungkinkan sejumlah saluran dibentuk.

Contoh : Radio, TV.

2. Time-Devision Multiplexing (TDM).

Kebalikan dari FDM, digunakan untuk media komunikasi jaluur sempit (baseband), yaitu media yang hanya memiliki satu jalur.

Contoh : Digital voice.

Untuk meningkatkan efisiensi TDM dilakukan variasi :

a. Statistical TDM

b. Asynchronous TDM

c. Intelligent TDM.

B. Jaringan Komputer.

Jaringan komputer adalah suatu himpunan interkoneksi sejumlah komputer. Dua buah computer atau lebih dikatakan terhubung apabila keduanya dapat saling bertukar informasi.

Manfaat penggunaan jaringan komputer:

- Berbagi perangkat keras

- Berbagi program maupun data

- Mendukung kecepatan berkomunikasi

- Memudahkan pengaksesan informasi.

Klasifikasi Jaringan Komputer.

a. Local Area Network (LAN).

Jaringan komputer yang hanya mencakup area yang sempit, sperti gedung, atau beberapa gedung yang berdekatan.

- Client / Server.

Client sebagai pengakses data, sedangkan server yang memberikan data.

- Peer to peer.

Pengaksesan data hanya dapat dilakukan pada satu komputer saja.

b. Metropolitan Area Network (MAN).

Jaringan komputer yang mencakup geografis sebuah kota. Merupakan pembesaran dari LAN. Dapat mencakup area sekitar 10-45 km.

c. Wide Area Network (WAN).

Mencakup geografis yang luas, misalnya sebuah negara ataupun benua.

Topologi Jaringan Komputer.

Merupakan bentuk jaringan dimana komputer terhubung. Topologi menrangkan layout dari perangkat keras sebuah jaringan.

1. Linier Bus.

Semua simpul-simpul komputer dihubungkan melalui kabel yang disebut dengan Bus ke dalam sebuah jaringan.

2. Ring.

Informasi dikirimkan oleh sebuah komputer, akan melewati satu komputer ke komputer berikutnya secara melingkar searah jarum jam.

Topologi ring umumnya digunakan didalam jaringan token ring dan fiber Distributed Data Interface (FDDI) yang banyak digunakan di kampus-kampus atau gabungan gedung-gedung untuk menciptakan sebuah jaringan tulang punggung(backbone) berkecepatan tinggi.

3. Star.

Memiliki komponen yang bertindak sebagai pusat pengontrol komunikasi yang disebut dengan Konsentrator.

Ada dua buah jenis Konsentrator :

a. HUB, dipecah sebanyak jalur yang terhubung.

b. Switch, dikirimkan secara utuh.

Protokol Komunikasi.

Adlah sebuah aturan yang mendefinisikan fungsi-funsi yang terdapat dalam jaringan komputer, misalnya mengirim pesan, data, informasi, agar komunikasi dapat berlangsung dengan baik, walaupun sistem pada kedua buah jaringan berbeda.

Standar protokol yang terpopuler sampai saat ini yaitu OSI (Open System Interconnecting) yang telah ditentukan oleh ISO (International Standart Organization).

Komponen Protokol.

1. Aturan dan prosedur.

- Mengatur pembentukan / pemutusan hubungan.

- Mengatur proses pengiriman data.

2. Format atau bentuk.

- Representasi pesan.

3. Kosakata.

- Jenis pesan dan makna masing-masing pesan.

Fungsi Protokol.

Secara umum protokol mempunyai fungsi untuk menghubungkan penerima dan pengirim dalam berkomunikasi serta agar komunikasi yang terjadi dapat berjalan dengan baik.

1. Fragmentasi dan reassembly.

Berfungsi membagi informasi yang dikirim menjadi beberapa paket data pada saat pengirim mengirimkan informasi, dan pada saat diterima oleh penerima akan digabungkan lagi menjadi paket informasi yang lengkp.

2. Encaptulatio.

Berfungsi melengkapi informasi yang dikirimkan dengan addres (alamat pengirim), serta kode-ode koreksi lainnya.

3. Connection Control.

Berfungsi membangun hubungan komunikasi antara pengirim dan penerima termasuk hl pengiriman data dan pengakhiran hubungan (connecting).

4. Flow Control.

Berfungsi sebagai pngatur berjalannya data atu informasi yang dikirimkan dari pengirim ke penerima.

5. Error Control.

Berfungsi mengontrol terjadinya kesalahan yang terjadi pada saat pengiriman data, baik saat data dikirimkan maupun saat data diterima.

6. Transmission Service.

Berfungsi memberikan pelayanan komunikasi data, terutama yang berkaitan dengan prioritas dan keamanan serta perlindungan data.

Standarisasi Protokol (ISO 7498)

Terdiri dari 7 lapisan (layer) yang mendefinisikan fungsi-fungsinya. Tiap-tiap layer terdiri atas beberapa protokol yang berbeda, dan masing-masingnya menyediakan pelayanan yang sesuai dengan fungsi layer tersebut.

1. Fisik.

Karakteristik perangkat keras yang mentransmisikan signal data. Menjamin pengiriman data dalam bentuk deretan bit melalui media transmisi dari satu simpul ke simpul lainnya.

2. Datalink.

Pengiriman data melalui jaringan fisik. Menjamin blok data yang mengalir ke lapisan jaringan benar-benar bebas dari kesalahan.

- Sinkronisasi frame : data dikirim dalam blok-blok yang disebut frame, awal dan akhirnya harus diidentifikasi secara jelas.

- Transparansi data

- Kontrol kesalahan (error-detection) : bit-bit error yang dihasilkan oleh sistem transmisi harus diperbaiki.

- Kontrol aliran (flow) : pengirim harus tidak mengirimkan blok-blok pada rate / kecepatan yang melebihi kecepatan penerima.

3. Jaringan.

Mengatur rute paket data dari simpul pengirim ke simpul penerima dengan memilihkan jalur-jalur koneksi.

- Routing

- Pengalaman secara lojik

- Setup dan Clearing (pembentukan dan pemutusan).

4. Transport.

Menyediaka hubungan yang handal antara dua buah simpul yang berkomunikasi.

- Transfer pesan

- Manajemen koneksi

- Kontrol kesalahan

- Fragmentasi

- Kontrol aliran.

5. Sesi.

Membagi presentasi data ke dalam babak-babak. Membentuk, memelihara, dan menghentikan koneksi antara dua buah aplikasi yang sedang berjalan pada simpul-simpul yang berkomunikasi.

- Kontrol dialog dan sinkronisasi

- Hubungan antara aplikasi yang berkomunikasi.

6. Presentasi.

Rutin mempresentasikan data.

- Negosisi sintaksis untuk transfer

- Transformasi representasi data (pengkonversian pesan).

7. Aplikasi.

Menyediakan layanan komunikasi dalam bentuk program aplikasi.

- File transfer dan metode akses

- Pertukaran pekerjaan dan manipulasi

- Pertukaran pesan.

Read More

BELAJAR ILMU TELEKOMUNIKASI DAN JARINGAN

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

I. Definisi & Prinsip Dasar Telekomunikasi

I.1 Definisi Telekomunikasi

Pengertian dari kata Telekomunikasi dapat dilihat sebagai berikut :

Tele : jauh

Komunikasi : penyampaian informasi atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya.

Telekomunikasi : penyampaian informasi atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya yang berjarak jauh.

Berdasarkan pengertian tersebut bagaimanakah jika ada hubungan komunikasi namun berjarak dekat, apakah dapat disebut dengan telekomunikasi. Juga apakah jika ada komunikasi jarak jauh seperti orang yang berteriak disebut telekomunikasi?

Sehingga definisi sesungguhnya dari telekomunikasi adalah :

Telekomunikasi : penyampaian informasi atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya dengan mempergunakan bantuan peralatan khusus.

Contoh: Telepon, TV dsb

Disini terlihat bahwa hubungan itu tidak harus jauh (meskipun ada perkataan TELE) dekatpun bisa. Tidak harus berupa peralatan khusus (listrik) lainnyapun bisa. Contoh: asap, bendera, genderang, dsb.

Selain itu, harus pula dapat dibedakan antara telekomunikasi dengan komunikasi walaupun keduanya saling berhubungan. Perbedaannya dapat dilihat dari ilmu pengetahuan yang mempelajarinya.

Ilmu Pengetahuan tentang Telekomunikasi : ilmu yang mempelajari tentang penyampaian informasi dengan bantuan peralatan listrik.

Ilmu Pengetahuan tentang Komunikasi : ilmu yang mempelajari seluruh aspek penyampaian informasi.

I.2 Konsep Dasar Telekomunikasi

One Way System : dimana kedua belah pihak salah satu dapat saling berbicara atau mendengar.

Contoh : baby alarm

Two Way System : dimana kedua belah pihak dapat saling berbicara dan mendengar.

Contoh : intercom

Cara Kerja : Suara diubah menjadi sinyal listrik oleh micropon, sinyal-sinyal ini disalurkan melalui kabel, diperkuat oleh amplifier dan diubah kembali menjadi suara yang dipancarkan oleh loudspeaker.

Masalah-masalah yang timbul pada telekomunikasi :

1. Masalah terminal

2. Masalah transmisi

3. Bagaimana menyambungkan terminal-terminal tersebut dan bagaimana mengontrol atau mengendalikan penyambungan dari terminal-terminal tersebut.

Prinsip Dasar dari Telekomunikasi : dua buah terminal yang dihubungkan oleh saluran transmisi.

I.3 Jaringan Telekomunikasi

Jaringan telekomunikasi terdiri dari bermacam-macam bentuk tergantung dari :

- Terminalnya

- Macam informasinya

Jaringan telekomunikasi terbesar didunia adalah Telepon, karena memerlukan banyak switching dan terminal.

Bentuk dasar dari jaringan telekomunikasi :

- Jaringan mata jala

- Jaringan bintang

Jaringan Mata Jala

Terbagi atas dua jenis :

- Jaringan sebuah mata jala (single mesh network)

Suatu bentuk jaringan dimana jumlah salurannya diantara terminal dikurangi seminimal mungkin, hingga menjadi8 satu mata jala saja.

Jumlah seluruh saluran (b) pada jaringan bentuk ini :

- Jaringan mata jala penuh (fully mesh network)

Setiap terminal disambungkan langsung dengan terminal lainnya.

Jumlah seluruh saluran pada jaringan bentuk ini :

b = ½ n (n – 1)

- Jaringan bintang (star network)

Disini jumlah saluran berkurang menjadi sama dengan:

b = n – 1

BAB II Informasi

Sistem telekomunikasi dibatasi kemampuannya oleh:

1. Power dari signal yang tersedia

2. Latar belakang noise yang tidak dapat dielakkan

3. Keharusan membatasi bandwidth

Sebelum tahun 1940 penelitian mengenai telegrafi dilakukan oleh Nyquist dan Hartley.

Setelah Perang Dunia II dilakukan oleh :

1. Nobert Wiener (1949)

Telah mengembangkan konsep baru yang sampai sekarang masih tetap dipakai.

Wiener meneliti dengan cara : Jika diketahui suatu signal kemudian ditambahkan dengan noise yang ada, lalu bagaimanakah kita memperkirakan keadaan signal tersebut pada waktu sebelum dan sesudah diterima.

Penelitian ini dilakukan pada ujung penerima saja. Teori ini disebut sebagai “Detection Theory”.

2. Claude Shannon (1948)

Bekerja sesuai dengan prinsip dari komunikasi, dimana signal processing dapat terjadi baik pada penerima maupun pada pengirim.

Shannon meneliti dengan cara : Jika diketahui suatu berita, lalu diteliti bagaimana berita tersebutdapat terwakilkan sedemikian rupa sehingga dapat membawa informasi melalui suatu sistem yang diberikan dengan keterbatasan-keterbatasannya.

Dengan cara ini yang dipentingkan bukan signalnya, melainkan informasinya yang terkandung didalam signal tersebut.

Pendekatan ini disebut sebagai “Teori Informasi”.

Teori informasi adalah suatu pelajaran matematik yang terbagi menjadi 3 bagian konsep dasar, yaitu:

1. Pengukuran dari informasi

2. Kapasitas saluran komunikasi untuk menyalurkan informasi

3. Penyandian (coding) sebagai cara untuk mendayagunakan saluran agar dapat berkapasitas penuh.

2.1 Simbol dan Nilai Informasinya

Teori informasi mendapatkan penghargaan yang layak setelah diterbitkannya makalah dari E.C Shannon yang berjudul “A Mathematical Theory Of Communication” pada tahun 1948 yang memberikan standard performansi yang absolut serta faktor-faktor yang membatasi performansi tersebut.

Usaha untuk mengukur kwantitas yang terkandung dalam suatu informasi/berita dikemukakan oleh R.V Hartley pada tahun 1928 yang menyarankan agar kwantitas ini dikaitkan dengan kemungkinan terjadinya berita. Berita yang sudah pasti akan terjadi, pasti bukan merupakan berita lagi, sehingga nilai informasinya sama dengan nol.

Informasi diwakili oleh simbol-simbol, dimana jika “p” adalah kemungkinan terjadinya suatu simbol maka nilai informasinya didefinisikan sebagai berikut:

Menurut Hartley:

- log p [Hartley]

Menurut Shannon:

-log2 p [bit]

2.2 Entropy Sumber Berita

Jika suatu sumber berita menghasilkan dua simbol dengan kemungkinan masing-masing p1 dan p2 .

(dimana p1 + p2 = 1), maka nilai informasinya rata-rata per simbol dapat dihitung dengan mengambil suatu berita yang panjangnya “N” simbol dan menghitung seluruh nilai informasinya yang dikandungnya sebagai berikut:

Simbol Jumlah Simbol Dalam Berita Nilai Informasi Setiap Simbol Jumlah Nilai Informasi

I Np1 – log2 p1 – Np1 log2 p1

II Np2 – log2 p2 – Np2 log2 p2

Dengan demikian, jumlah nilai informasi untuk keseluruhan (N) simbol adalah :

- Np1 log2 p1 – Np2 log2 p2

Entropy sumber berita didapatkan:

H = – p1 log2 p1 – p2 log2 p2 [Bit/simbol]

Jika sumber berita menghasilkan ‘n’ simbol yang berbeda dengan kemungkinan masing-masing p1, p2,……. pn

H =  – p1 log2 p1

2.3 Kapasitas Saluran

Kalau H adalah entropy sumber berita dan B adalah jumlah simbol yang dihasilkan setiap detik maka ‘source rate’ atau laju volume informasi adalah HB bit/detik.

Kalau C merupakan kapasitas saluran, yaitu laju informasi maksimum yang dapat ditransmisikan melalui saluran tersebut, maka teori Shannon dapat dirumuskan sebagai berikut :

“ Apabila HB lebih kecil dari C maka dapat dicari suatu cara penyandian sedemikian rupa sehingga informasi dapat ditransmisikan dengan kesalahan yang berarti “.

Shannon dapat merumuskan C jika bandwidth dan S/N saluran diketahui. ( S/N = Signal to noise ratio yang menentukan kwalitas dari telekomunikasi.

Dalam teori pencuplikan (sampling) disebutkan bahwa saluran yang memiliki bandwidth W Hz sanggup mentransmisikan cuplikan-cuplikan yang frekuensinya 2W cuplikan per detik. Misalkan bahwa setiap cuplikan dapat mengambil salah satu dari m tingkat (level) yang sama kemungkinannya. Saluran tadi, dengan demikian akan sanggup mentransmisikan informasi dengan laju:

C = 2W log2 m bit/detik

Keterbatasan dalam saluran komunikasi biasanya secara dominan dipengaruhi oleh hadirnya derau. Untuk derau yang yang bersifat putih (white noise) dengan distribusi normal, Shannon telah menurunkan bahwa kapasitas saluran menjadi:

C = W log2 (1 + S/N) bit/detik

Dimana W adalah bandwidth saluran dan S/N adalah signal to noise ratio. Secara formal rumus diatas diikat oleh syarat-syarat sebagai berikut ini :

- Kecepatan maksimum tadi (C) akan menghasilkan kesalahan transmisi yang tak berarti apabila dipakai cara penyandian yang tepat.

- Teknik penyandian menghendaki agar informasi dikirim dalam blok-blok yang panjang memakai gelombang yang menyerupai derau.

- Derau dalam saluran bersifat putih dengan distribusi normal.

BAB III Terminal

Terminal adalah suatu electrical interface antara suatu saluran dengan sumber berita, meskipun interface ini tidak memproduksi signal-signal itu sendiri.

Terminal yang tergantung dari signal yang akan disalurkan untuk dikirimkan adalah sebagai berikut:

1. Terminal untul penyaluran signal-signal suara, yaitu:

- Radio penerima

- Telepon

2. Terminal untuk penyaluran signal-signal tulisan, yaitu:

- Telegrafi

- Teleprinter

3. Terminal untuk penyaluran signal-signal gambar, yaitu:

- Facsimile

- Televisi

4. Terminal untuk penyaluran signal-signal data, yaitu:

- Modem

3.1 Terminal untuk Suara

3.1.1 Radio Penerima

Radio penerima adalah suatu terminal untuk menerima signal-signal suara. Namun dapat juga untuk menerima signal-signal yang berbentuk tulisan, gambar maupun data. Jadi radio penerima juga menerima penyaluran segala macam bentuk signal, karena radio penerima ini dalah suatu peralatan untuk menerima segala macam signal yang dikirimkan melalui udara.

Radio penerima ini harus mempunyai karakteristik-karakteristik tertentu yang menentukan kwalitas dari radio penerima tersebut. Karakteristik itu adalah :

1. Sensitivitas

Adalah kemampuan dari suatu radio penerima untuk menangkap signal-signal yang kuat maupun yang lemah sampai didapatkan daya output tertentu (standard) pada output penerima tersebut.

2. Selektivitas

Adalah kemampuan radio penerima untuk membedakan antara signal yang diinginkan dengan signal-signal lain yang berdekatan. Berarti hanya menerima signal dengan frekwensi band yang tertentu. Selektivitas ini dapat diperbaiki dengan Band Pass Filter.

3. Fidelitas

Adalah kemampuan radio penerima untuk menjaga keaslian informasi yang dikirimkan oleh pengirim signal.

Pesawat penerima radio siaran dapat digolongkan menjadi dua golongan besar yaitu:

1. Straight Amplification Receiver

2. Superheterodyne Receiver

• Straight Amplification Receiver

Gambar berikut adalah blok diagram dari radio penerima model straight amplification.

Cara kerja:

Gelombang elektromagnetik diterima oleh antena kemudian oleh tuning circuit gelombang yang diperlukan akan dipisahkan atau diseleksi dari gelombang-gelombang lainnya yang tidak diperlukan. TC merupakan suatu rangkaian filter yang frekwensi resonansinya sama dengan frekwensi yang diterima. Karena gelombang yang diterima ini besarnya hanya beberapa mV saja, maka perlu diperkuat oleh Radio Frequency Amplifier, yang tujuannya selain memperkuat juga meredam gelombang-gelombang lainnya yang datangnya dari pemancar lain yang masih tercampur dalam gelombang tadi. Kemudian gelombang yang masih termodulasi ini oleh Detector di demodulasikan, yaitu dipisahkan antara gelombang yang memodulasikan yaitu informasi yang dikirim dengan gelombang yang dimodulasikan yaitu gelombang pembawa. Setelah gelombang mempunyai frekwensi sebesar audio kemudian diperkuat dengan Audio Frequency Amplifier, yang disalurkan ke Loudspeaker untuk dirubah menjadi gelombang akustik.

Pada sistem ini banyak timbul gangguan-gangguan tidak stabil, sehinnga outputnya juga terdistorsi. Sebagai perbaikan dari sistem ini adalah jenis superheterodyne receiver.

• Superheterodyne Receiver

Cara Kerja:

Gelombang diterima oleh antena kemudian diperkuat dahulu oleh Radio-Frequency Amplifier kemudian dicampur dengan suatu frekwensi fo di dalam suatu Mixer, maka akan didapatkan superposisi dari fr dengan fo (oleh karena itu disebut superheterodyne). Hasilnya adalah gelombang dengan frekwensi baru yaitu fr + fo dan fr – fo disamping fr itu sendiri. Gelombang dengan frekwensi fr – fo ini disebut intermediate frekwensi. Pada IF akan mendapatkan suatu gelombang yang lebih stabil, yang merupakan modulated wave dengan frekwensi pembawa yang lebih kecil dari fr.

Sistem ini untuk radio penerima siaran yang mempunyai modulasi amplitudo (AM) sedangkan jika modulasinya adalah Frequency Modulation (FM) maka pada dasarnya hampir sama seperti pada blok diagram dibawah ini:

Dibandingkan dengan radio penerima siaran untuk AM, maka radio penerima siaran untuk FM mempunyai tambahan komponen yaitu limiter dan pemakaian discriminator frekwensi sebagai ganti dari discriminator amplitudo limiter untuk membatasi perubahan tegangan yang timbul oleh bermacam-macam hal misalnya interface dan internal receiver noise. Selain itu perbedaan-perbedaan yang lain adalah jumlah IF amplifier pada FM biasanya lebih banyak karena signalnya disini lebih lebar dibandingkan AM.

3.1.2 Telepon

Telepon adalah suatu bentuk terminal untuk menerima dan mengirimkan signal suara atau signal yang berbentuk gelombang akustik. Batas frekwensi suara manusia adalah dari 300 Hz – 3,4 KHz. Amplitudo menentukan kekerasan suara atau loudness. Kekerasan suara adalah besarnya kebisingan suara yang diakibatkan oleh amplitudo dari suara itu sendiri yang ditangkap oleh telinga manusia. Satuan unit untuk menentukan kekerasan suara ini adalah sone. Dimana 1 sone didefinisikan sebagai kekerasan suara dari tone dengan frekwensi 1000 Hz pada level intensitas suara 40 dB. Kekerasan suara sebesar 0,0001 sone atau 1msone adalah batas ambang pendengar manusia. Selain itu dipakai juga satuan Phon. Dimana 1 phon adalah level kekerasan suara untuk suatu tone dengan frekwensi 1000 Hz pada level intensitas suara 1 dB.

Level kekerasan suara (Loudness Level) :

LL = 10 log I /10-12 phon

Dimana I = intensitas suara dalam watts/m2.

• Tranducer

Tranducer adalah alat untuk mengubah suatu bentuk gelombang menjadi suatu bentuk lainnya yang tertentu yang sesuai dengan kebutuhan. Pada sistem telepon, tranducernya adalah electro-accoustical tranducer yaitu alat yang mengubah gelombang akustik menjadi gelombang listrik dan sebagainya. Tranducer pada sistem telepon dibagi dua yaitu :

- Mikropon : tranducer yang mengubah gelombang akustik menjadi gelombang listrik.

- Telepon : Tranduceryang mengubah gelombang listrik menjadi gelombang akustik.

• Mikropon

Dilihat dari prinsip kerjanya maka macam-macam mikropon misalnya :

- Mikropon arang

- Mikropon kondensator

• Telepon

Dilihat dari prinsip kerjanya, maka ada bermacam-macam telepon, misalnya:

- Elektro magnetis

Jika arus listrik dari mikropon mengalir ke magnet kumparan, medan magnet akan dibangkitkan yang menimbulkan gaya yang akan menarik membran. Getaran membran ini akan memproduksi gelombang suara.

- Elekro dinamis

Prinsip kerjanya yaitu dengan adanya arus listrik yang berubah menyebabkan perubahan medan listrik yang akan berinteraksi dengan magnet permanen. Sehingga membran keluar dan kedalam sesuai dengan frekwensi dari arus listrik yang diberikan dan akan menimbulkan getaran akustik dari membran.

3.2 Terminal untuk Tulisan

Terminal untuk tulisan informasi yang dikirimkan dan yang diterima berbentuk tulisan atau huruf-huruf. Tiap-tiap huruf-huruf diwakili oleh kombinasi dari simbol-simbol tertentu.

3.2.1 Telegrafi

Sistem telegrafi diwakili oleh kode-kode yang dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

• Kode Morse

Merupakan kombinasi dari kedua elemen-elemen titik-titik dan garis-garis.

• Kode Undulator

Kode ini dikembangkan untuk komunikasi yang menggunakan kabel laut. Kode ditentukan dengan plus, minus, dan nol sertamempunyai kombinasi yang sama dari arus-arus panjang dan pendek seperti kode morse.

• Kode Telegrap Printing

Kode ini digunakan oleh teleprinter.

• Kode Transmisi Data

Kode ini dipakai untuk transmisi data. Kode transmisi data seperti ASCII, BCD, EBCDIC.

Sistem pengiriman informasi yang dipakai di Amerika Serikat dan beberapa hasil industri adalah sebagai berikut:

• Full Duplex

Jika ada kemungkinan pengiriman kedua belah arah secara bersamaan.

• Half Duplex

Jika ada kemungkinan pengiriman kedua arah akan tetapi pada satu saat hanya dapat mengirim ke satu arah saja.

• Simplex

Jika hanya dapat mengirim kesatu arah saja.

Dari kode morse yang dikirimkan, telegrafi dapat dibagi menjadi dua macam yaitu :

• Telegrafi arus searah

• Telegrafi arus bolak-balik

3.2 Terminal untuk Gambar

Terminal untuk gambar dapat dibagi menjadi dua bagian besar yaitu:

- Gambar diam

- Gambar bergerak

3.3.1 Facsimile

Prinsip kerja dari pengiriman gambar diam dari facsimile adalah:

Cara Kerja:

Gambar yang akan dikirim ditempelkan mengelilingi sebuah drum D. Sumber cahaya yang melewati lensa akan menyinari gambar tersebut.

Refleksi sinar ini akan diterima oleh PEC (Photo Electric Cell). Dengan berputarnya Drum, sinar direfleksikan akan berubah-ubah intensitasnya sesuai warna gambar yang disinari. Arus dari photocell akanberubah-ubah sesuai dengan perubahan intensitas yang diterima. Seluruh bagian gambar akan kena diraba (scanning).

3.2.2 Televisi

Prinsip dasar dari facsimile kemudian dikembangkan menjadi prinsip dasar dari sistem televisi. Bedanya ialah pada televisi gambar yang dikirimkan adalah gambar bergerak.

Untuk menimbulkan kesan “gambar hidup”, maka diperlukan pergantian gambar sebanyak 25 gambar perdetik detik. Jadi satu gambar mempunyai waktu diperlihatkan selama 1/25 detik. Pada televisi sinkronisasi juga sangat penting untuk mensinkronisasikan waktu kecepatan dan fasa dari perabaan.

Komponen dasar pemancar dan penerima televisi

Blok diagram dari pemancar televisi :

Pulsa-pulsa sinkronisasi yang diberikan ke sinyal gambar (video) juga diperlukan untuk dasar waktu bagi proses perabaan yang dipakai pada camera.

Dua buah gelombang pembawa berfrekwensi radio (radio frequency carrier), dipergunakan untuk dimodulasikan oleh sinyal suara dan untuk dimodulasikan oleh sinyal gambar. Kedua gelombang pembawa yang sudah dimodulasikan ini kemudian disatukan sebelum dipancarkan lewat antena pemancar.

Blok diagram dari penerima televisi :

Filter dan amplifier disambungkan dengan antena yang merupakan tuned circuityang gunanya untuk memilihchannel pemancar yang dibutuhkan.

Sinyal radio frekwensi diproses didalam demodulator yang terdiri dari tiga macam sinyal yaitu:

1. Sinyal suara yang kemudian diperkuat dan disalurkan ke loudspeaker.

2. Sinyal gambar, yang sesuai dengan output dari camera, yang dipergunakan untuk mengendalikan arus pada electron beam dari cathode ray tube (CRT)

3. Pulsa-pulsa sinkronisasi yang dipisahkan dari sinyal gambar dan dipergunakan untuk mengendalikan oscilator yang berhubungan dengan proses perabaan.

3.4 Terminal untuk Data

Sesuai dengan namanya maka informasi yang dikirimkan berupa data-data. Data-data ini dapat berupa tulisan, grafik maupun gambar-gambar. Pada terminal untuk data, informasi yang dikirimkan akan diproses atau diolah sehingga akan diterima oleh terminal yang dituju adalah hasil dari pengolahan atau pemrosesan informasi. Pusat pengolahan data dapat disebut juga dengan komputer. Konfigurasinya dapat terlihat sebagai berikut:

Blok diagram tersebut dapat diperinci lagi, dimana komputer itu terdiri dari bagian-bagian lainnya, seperti dibawah ini:

• Main Storage adalah suatu ingatan utama yaitu untuk menyimpan segala macam informasi yang diperlukan untuk mengolah data.

• Ingatan utama ini dapat dibantu oleh ingatan tambahan yang disebut dengan auxiliary storage, dan ini dapat berupa pita magnetik, piringan (disk) dan sebagainya.

• CPU adalah otak dari sistem komputer ini, yaitu suatu alat yang menghitung dan memproses informasi yang masuk maupun yang disimpan dalam storage yang disebut diatas.

• Control Unit adalah suatu unit untuk mengatur atau mengendalikan urutan tugas didalam sistem ini.

• Input/Output ini adalah yang disebut sebagai terminal dari data.

Read More