GMD (GELOMBANG MEDAN MAGNETIK)

Diktat Kuliah Gelombang Mikro Digital

Alfin Hikmaturokhman,ST 1

1. PENDAHULUAN

Tujuan dari sistem yang menggunakan microwave adalah unutk

mentransmisikan info dari suatu tempat ke tempat lain tanpa adanya interupsi dan

sampai ke penerima dengan jelas.

Baseband, yaitu standarisasi sinyal digital dengan kecepatan 2,8,34,140 atau

155 MBps,dimodulasi pada sebuah frekuensi carrier (sinyal frekuensi gelombang

mikro) dan dipancarkan oleh antenna ke suatu tujuan.

Gambar 1

Komponen dasar dari radio point to point (PTP) link adalah sebagai berikut:

Pemancar

Pemancar

Gambar 2



Pada dasarnya pemancar terdiri dari 3 blok :

Local Oscillator

Membangkitkan gelombang pembawa (carrier) yang menentukan

frekuensi output sinyal RF. Untuk itu diperlukan oscillator yang benar-

benar stabil.

Up Converter

Berfungsi untuk mengubah sinyal IF dari modulator menjadi band RF.

Penguat RF

Menguatkan sinyal Output Up – converter ke level transmisi yang

diperlukan

Penerima (Receiver)

Penerima

Gambar 3

Local oscillator

Membangkitkan frekuensi untuk mengubah atau menurunkan sinyal

terima RF.

Down Convertor



Mengubah sinyal terima dari antenna menjadi sinyal IF dengan

memakai frekuensi LO.

Penguat IF

Menguatkan sinyal IF menjadi suatu level yang konstan,untuk

dicatukan ke demodulator berikutnya.

Sistem komunikasi gelombang-mikro (microwave ) secara umum dapat

dibedakan menjadi tiga :

1. gelombang-mikro teresterial,

2. gelombang-mikro satelit, dan

3. gelombang-mikro komunikasi bergerak.

Kecenderungan beralih dari sistem analog ke sistem digital mulai terasa dengan

alasan sebagai berikut:

a. Penguat-ulang pada sistem transmisi gelombang-mikro digital bersifat

regeneratif, sehingga dapat memperbaiki kesalahan yang terjadi tanpa

terjadi penambahan derau.

b. Kecenderungan teknologi penyambungan dan komunikasi data mengarah

pada penggunaan sistem digital, sehingga pada penyambungan peralatan

lebih kecil tanpa memerlukan ruangan khusus dan pada komunikasi data

menjadi lebih handal.

c. Sumber informasi analog (seperti suara dan gambar) dikembangkan

menggunakan sistem modulasi digital, sehingga memerlukan transimisi

digital.

Pada pembangunan sistem transmisi gelombang-mikro digital memerlukan

suatu perencanaan sistem yang meliputi :

- Pemilihan spesifikasi dan kapasitas sistem,

- Pemilihan route transmisi,

- Perencanaan setiap hop radio,

- Prediksi unjuk-kerja sistem, dan

- Perencanaaan gedung, dan prasarana lain



Frekuensi yang digunakan antara 2- 24 GHz (Sesuai dengan rekomendasi dari

CCIR). Faktor-faktor yang mempengaruhi transmisi microwave point to point antara

lain :

1. Antenna

2. Pengaruh Atmosphere

3. Terrain Effects

4. Fading

5. Availability

6. Diversity

7. Link Analysis

1. Antenna

Antena adalah perangkat yang berfungsi untuk memindahkan energi

gelombang elektromagnetik dari media kabel ke udara atau sebaliknya dari udara ke

media kabel. Antenna memegang peranan yang penting dalam komunikasi

microwave. Sistem telekomunikasi hampir selelu mengunakan yang bertipe parabola

dan kadang-kadang bertipe horn (terompet). Karena antena yang demikian

mempunyai sifat pengarahan yang baik untuk memancarkan gelombang

elektromagnetik

Untuk sekedar mengingatkan belajar kembali tentang UNIT Decibel Decibel (dB) adalah satuan (unit) yang menyatakan perbandingan (ratio)

dalam bentuk logaritma basis 10. Unit ini sering digunakan untuk menyatakan

penguatan (gain) atau redaman (losses) level sinyal, daya dan tegangan.

Penguatan atau redaman suatu sistem yang diberikan pada sinyal yang

melalui sistem, dinyatakan dengan :

( )

1

2

PP

log10dBP =

dimana :

P = unit perbandingan (ratio), dB



P1 = daya input ke sistem

P2 = daya output dari sistem.

(P1 dan P2 harus mempunyai unit yang sama)

atau dapat juga dinyatakan dengan,

( )

1

2

VV

log20dBP =

dimana :

P = unit perbandingan (ratio), dB

V1 = tegangan input ke sistem

V2 = tegangan output dari sistem.

(V1 dan V2 harus mempunyai unit yang sama)

Bila P2 > P1 atau V2 > V1, maka harga P (dB) adalah positip. Hal ini dapat diartikan

sistem memberikan penguatan pada sinyal yang dilewatkan. Dan sebaliknya, bila P2

< P1 atau V2 < V1, maka harga P (dB) adalah negatip, dan hal ini dapat diartikan

bahwa sistem memberikan redaman pada sinyal yang lewatkan.

Untuk menyatakan level daya mutlak dalam unit decibel, dapat

dinyatakan dengan unit dBW (dB terhadap referensi 1 watt (W)) dan dBm (dB

terhadap referensi 1 milliwatt (mW)).

Dinyatakan :

( ) ( )

W1WPlog10dBWP =

dan

( ) ( )

mW1mWPlog10dBmP =

Contoh 1

Level daya yang masuk suatu penguat adalah 10 W. Berapa dBW-kah daya tersebut.

( ) dBW10

W1W10log10dBWP ==

Seperti contoh 1 , berapa dBm-kah daya tersebut.



( ) dBm40

mW110log10dBmP

4==

Dengan demikian, hubungan antara unit dBW dan dBm adalah sebagai berikut.

P(dBW) = P(dBm) - 30 dB dan, sebaliknya

P(dBm) = P (dBW) + 30 dB

Contoh 2

Diketahui daya yang keluar dari suatu function generator sebesar 12 dBm. Berapa

dBW-kah daya tersebut.

P(dBW) = P(dBm) - 30 dB

= 12 dBm - 30 dB

= - 18 dBW.

1.1 Bentuk Antenna

- Antenna Terompet

- Antenna parabola.

1.2 Antenna Gain

Antenna gain merupakan karakteristik yang paling penting. Antenna gain

mengukur kemampuan antenna untuk mengirimkan gelombang yg diinginkan

ke arah yg dituju.

Untuk antenna parabola efficiency tidak akan 100% karena beberapa

power hilang oleh “spilover” dan juga bisa karena pabrikasi antenna. Secara

commercial antenna parabola mempunyai efesiensi sekitar 50-70%,

Jika antenna mempunyai efficiency yang lain maka gain bisa dicari

dengan persamaan sbb :

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

=

=

=

2

2

4log10

.4

λπ

π

λ

AeG

AeAe

DA

fc

……………………………….(1.1)



e = effeciency

Ae = luas effective

A = luas fisik

persamaan gain yang lainnya :

2

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

cfDG πτ ……………………………………………….(1.2)

Maka nilai penguatan antena dalam dB dengan frekuensi dalam GHz

adalah:

G = 20 log f + 20 log D + 10 log τ + 20,4 ……………… (1.3)

G = 20 log 6 + 20 log 2+ 10 log 0.7 + 20,4

= 15.56 +6.02 –1.5+20.4 = 40.43

G : penguatan antena (dB)

f : frekuensi radio dalam GHz

D : diameter antena dalam meter

c : kecepatan cahaya (3 x 108 m/dt)

τ : efisiensi antena.

Contoh Soal :

Hitung luas effective dan gain sebuah antenna reflector paraboloid yang

diameter reflektornya adalah 6 meter dan efisiensi penyinaranya adalah 0.65.

Frekuensi nya 10Ghz

dBAeG

mxAeAe

mxDA

cmxx

1,5410.9

4,18.14,3.4log104log10

4.1826.2865.0.

26.284

614.34

3101010300

42

2

222

9

6

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

===

===

==

−λπ

π

λ



Contoh yang lain :

- Sebuah antenna mempunyai perolehan (gain) sebesar 35 dB pada

frekuensi 300 Mhz. Hitunglah luas effective nya !

Jawab :

4.1826.2865.0.

26.284

614.34

34log1035

31030010300

2

222

2

6

6

===

===

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

==

mxAeAe

mxDA

Ae

mxx

π

π

λ

(Klarifikasi dg Software OK)

Dari persamman-persamman diatas bisa disimpulkan bahwa gain akan

menigkat jika frekuensi bertambah tinggi dan diameter juga bertambah

lebar.

1.3 Beamwidth (Lebar sinar)

Besarnya sudut pada lobe utama (main lobe) diagram pancaran antenna

yang terbentuk antara dua titik 3 dB dibawah puncak main lobe tersebut,

dimana satu titik terletak disebelah kiri boresight dan satu titik terletak dikanan

boresight main lobe tersebut.

Lobe utama (main lobe) adalah lobe yang mempunyai arah dengan pola

radiasi maksimum. Biasanya juga ada lobe-lobe yang lebih kecil dibandingkan

dengan main lobe yang disebut dengan minor lobe. Lobe sisi (side lobe) adalah

lobe-lobe selain yang dimaksud.

Beamwidth disebut juga “half power beamwidth” atau 3 dB beamwidth.



Pancaran Antenna Parabola

Gambar

Penjelasan

Besarnya Beamwidth = besarnya sudut AOB

Dimana CD berjarak 3 dB dengan D adalah titik puncak main lobe dan titik A

serta titik B merupakan 3 titik dB down pada main lobe. Garis CD adalah

“boresight: atau as dari main lobe.

Persamman beamwidth antenna parabol adalah sebagai berikut :

DfBW

.1,21

=

f = frekuensi kerja dalam GHz

D = diameter antenna dalam satuan meter.

Dari persamaan diatas dapat diambil kesimpulan :

Makin besar diameter antenna dan frekuensi akan berakibat semakin

kecil beamwidth dari antenna dan makin panjang bentuk main lobenya.Hal ini

berarti semakin tajam direktivitasnya sehingga harus lebih cermat dalam

pengarahan antenna. Apabila menyimpang sedikit saja boresightnya dari LOS

akan besar sekali kemorosotan gain antenna tersebut.

…………………………….(1.4)



Contoh :

Hitunglah Beamwidth dari antenna parabola yang berdiameter 5 m pada

frekuensi kerja 6 Ghz !

703.06.51,21==BW

1.4 Antenna Noise

Penampilan (performance) suatu sistem komunikasi diukur dari

kesamaan antara sinyal yang diterima dan sinyal yang dikirimkan, serta

ketidak tergantungan penerimaan dari faktor-faktor lain.

Noise yang memasuki sistem bisa mengurangi performance . Derau

(noise) dalam sistem komunikasi dapat digambarkan sebagai sinyal yang

tidak diharapkan. Secara umum, kehadirannya dalam sistem komunikasi ada

yang berasal dari dalam sistem, yang disebut internal noise dan yang berasal

dari luar sistem, yang disebut external noise.

Contoh dari internal noise yaitu noise yang dibangkitkan dari dalam

komponen-komponen elektronik, seperti resistor,transistor,diode yang

digunakan dalam penguat (amplifier), mixer, detector dan perangkat

elektronik lain dalam sistem komunikasi. Salah satu jenis dari internal noise

adalah thermal noise, yang diakibatkan adalah panas konduktor karana

adanya aliran arus listrik.

1.4.1 External noise

Terjadi diakibatkan sumber-sumber lain di luar rangkaian elektroinik

sistem pemancar dan penerima sinyal. Contoh dari external noise

adalah suara pengapian (busi) automotif, suara motor, light dimmer,

dan relay contact. Cahaya juga merupakan sumber extenal noise

yang utama.

1.4.2 Thermal Noise

Thermal noise dibangkitkan karena adanya aliran listrik, karena

elektron-elektron menumbuk molekul-molekul dalam konduktor. Jika



temperatur konduktor tersebut naik, noise juga akan naik karena

molekul-molekul tersebut bergerak lebih cepat yang mengakibatkan

lebih banyaknya tumbukan yang terjadi. Besar daya noise yang

dibangkitkan sebanding dengan temperatur konduktor, yang

dinyatakan dengan

Pn = kTB (1.3)

Pn = daya termal noise (W)

k = konstanta Boltzman = 1,38 x 10-23 J/oK

B = lebar bidang frekuensi /bandwidth (Hz)

T = temperatur absolut (derajat Kelvin = oK), yaitu der Cel + 273o.

Sebagai contoh, jika temperatur 300oK, bandwidth 40 MHz, dan

tahanan R = RL = 50 Ω , maka

Pn = kTB

= (1,38 x 10-23)(300)(40 x 106)

= 0,166 pW.= -127,8dBW

Asumsi ini menunjukkan, dengan sumber noise pada temperatur

300oK, bandwidth 40 MHz, dan konduktor bernoise dengan resistansi

50 Ω, dapat membangkitakan daya noise maksimum sebesar 0,166

pW.

Bila kita analisa rumus di atas, k tidak berubah (konstan). Sehingga

daya noise untuk suatu bandwidth tertentu hanya tergantung pada

temperatur sumber noise (noise berbanding lurus dengan temperatur).

Jadi bila antena parabola dengan pengarahan (directivity) yang baik

dihubungkan dengan penerima (receiver) dengan bandwidth 1 MHz

diarahkan ke suatu obyek temperatur matahari (temperatur

permukaan matahari kira-kira 6000oK), maka daya noise sebesar

8,28 x 10-14 watt atau -101 dBm akan diterima.

1.4.3 Noise Figure

Noise Figure merupakan salah satu cara untuk menyatakan internal

noise yang ditimbulkan suatu sistem. Sebelum kita membicarakan



tentang Noise Figure, ada baiknya kita mengetahui tentang Signal to

Noise Ratio (SNR atau S/N). SNR atau S/N merupakan besarnya

perbandingan antara daya sinyal dengan daya noise pada suatu titik

tertentu dalam sistem komunikasi.

Dinyatakan

n

sPP

log10SNR = (3.12)

dimana : SNR = signal to noise ratio (dB)

Ps = daya sinyal (W)

Pn = daya noise (W)

Contoh, pada titik tertentu pada sistem penerima diketahui daya sinyal

20 mW, dan daya noise-nya 0,5 W.

Sedangkan Noise Figure (NF) didefinisikan sebagai perbandingan

antara signal to noise ratio input (SNR)i dengan signal to noise

ratio output (SNR)o. Dinyatakan

o

i)SNR()SNR(

NF = (3.13a)

atau

NF (dB) = (SNR)i (dB) - (SNR)o (dB) (3.13b)

Dari persamaan-persamaan sebelumnya maka didapatkan Thermal

Noise theshold (Pt) (Ref Radio System Design, Page 48)

Pt =10 log k+10 log T+10logB+10 log NF

Contoh :

Hitunglah ambang dari thermal noise pada receiver dengan noise

figure sebesar 12dB, IF Bandwidth 4.2 MHz, dengan suhu kamar

sebesar 2900 K

Jawab :

dB4610x5,0

10x20log10SNR 6

3

== −

−



Pt = 10 log 1,38 x 10-23 J/oK +10 log 290+10 log 4.2x106+12

= -228,6 dB + 24,6 dB+ 66,23 +12

= -125.77dBW

Soal Latihan

Hitunglah ambang dari thermal noise pada receiver dengan noise

figure sebesar 3.1dB, IF Bandwidth 740, dengan suhu kamar sebesar

2900 K

2. Atmospheric Effects

Pada komunikasi microwave teresterial banyak faktor-faktor yang sangat

mempengaruhi performance system yang berkaitan dengan Effek dari atmosphere

antara lain :

2.1 Absorption (lihat di buku makasar untuk lebih lengkap tentang hujan

hal 72 belakang)

Dari penelitian yang telah dilakukan, oksigen di atmosphere menyerap

beberapa energi dari gelombang microwave dan untungnya pelemahan yang

diberikan kecil pengaruhnya. Pelemahan yang didapat sekitar 0.01 dB/Km

pada frekuensi 2 Ghz dan naik ke 0.02 dB/km pada frekuensi 26 Ghz.

Curah hujan juga berpengaruh pada transmisi GM terutama diatas

frekuensi 10 Ghz. Sebagai contoh pada 12 Ghz pelemahan yang dicapai

hampir 10 dB/km. Dan hujan yang sangat deras juga bisa mengakibatkan

jatuhnya link (break transmition )



2.2 Refraction (Pembiasan)

Refraction adalah pembengkokan atau pembelokan gelombang radio karena

perubahan karakteristik atmosfer (karena perubahan

temperatur,kerapatan,kelembaban). Perubahan kerapatan atmosfer

berpengaruh terhadap cepat rambat gelombang.Refraksi pada gelombang yang

merambat pada atmosfer menyebabkan timbulnya Horison Radio (Kaki

Langit), sehingga jarak Tx-Rx pada sistem Line Of Sight (LOS) terbatas

padahal dalam komunikasi yang diinginkan adalah propagasi garis pandang .

Karena lintasan gelombang radio pada kenyataanya melengkung maka untuk

memudahkan analisis,lintasan gelombang radio dimanipulasi jari-jari bumi

menjadi seprti pada gambar

Rata-rata kondisi atmosphere menyebabkan jalur propagasi

mempunyai radius lengkungan / belokan sebesar ± 1.33 kali radius bumi yang

sebenarnya. Secara praktisnya menyebabkan panjang dari jalur propagasi

bertambah rata-rata 15% lebih panjang dibanding jalur LOS nya.



Perubahan dari belokan bumi yang disebabkan oleh refraction

dinyatakan dengan k-factor, yang didefinisikan sebagai perbandingan antara

radius effective dari bumi dengan radius bumi yang sebenarnya. Radius Bumi

yang sebenarnya adalah (Ref 6370 km dalam RADIO PROPAGATION

TUTORIAL Copyright : © 1997 TALTEL SISTEMI Via Tempesta 2,

Milano, Italy, Luigi Moreno

Radio Engineering Services)

k = effective earth radius/ true earth radius

Pada kondisi atmosfir normal, dalam perhitungan radius bumi ekuivalen

biasanya digunakan k = 4/3

Kondisi k-faktor lainnya :

k < 4/ 3 Sub- refractive Atm. Jalur dari gelombang radio teralu dekat dengan

permukaan bumi. Nilai k yang terlalu rendah berhubungan dengan tingginya

probabilitas gelombang radio terhalangi oleh permukaan tanah.

k > 4/ 3 Super- refractive Atm. Jalur dari gelombang radio teralu jauh dari

permukaan bumi dan bisa memperluas interferensi yang tidak diinginkan.

Cuaca Ciri-cirinya K

Perfect Standart

Atm

Panas,tidak (berkabut+lapis

udara)+malam dan siang tidak berbeda

banyak

1,33



Ideal Tak ada lap

udara

Kering gunung tanpa kabut 1-1,33

Rata-

rata

Kabut Rata,panas,kabut tipis 0,66-1

Sulit Kabut dan

lap udara

Pantai,berair,lembab 0.66-0,5

Buruk Lembab dan

atas air

Pantai 0,5-0,4

Tabel 2.1

Perubahan harga k (Ref. Antenna and Propagation)

Clearance (CL) adalah jarak gelombang radio dari permukaan tanah.

Negative Clearance berarti ada sebuah halangan yang lebih tinggi dibanding

gelombang radionya.

2.3 Ducting

Ducting adalah peristiwa dimana terperangkapnya gelombang mikro

dalam sebuah atmosphere waveguide.Ini biasa terjadi pada ketinggian yang

rendah dengan lapisan atmosphere yang sangat padat dan terjadi didekat atau

diatas permukaan air.(GBR TTS HAL 157 dan Radio System Design hal

23)

Ada 2 macam ducting :

1. Surface Ducts : jika batas terendah dari duct adalah permukaan

bumi.

2. Elevated Ducts : jika batas terendah dari duct adalah diatas

permukaan bumi.

3. TERRAIN EFFECTS

Selain atmosfer, kondisi daerah yang dilintasi gelombang radio juga bisa

menyebabkan gelombang tersebut mengalami multipath / lintasan jamak. Dalam



propagasi gelombang mikro sangat diharapkan terjadinya suatu propagasi garis

pandang yang Line Of Sight (LOS) tanpa adanya penghalang. Untuk mengingat

kembali sebuah rumus yang sudah sangat terkenal tentang Free Space Propagations

(Propagasi ruang bebas), yaitu :

FSL (Free Space Loss) = 32,45 + 20 log f (MHz) + 20 log d (km)

Dimana R dalam Km dan f dalam MHz

FSL (Free Space Loss) = 92,5 + 20 log f (GHz) + 20 log d (km)

Dimana R dalam Km dan f dalam Ghz

Hubungan antara Frekuensi, jarak dan FSL

Tapi pada prakteknya akan sangat banyak penghalang pada sebuah

komunikasi gelombang mikro.Disini akan dibahas efek apa saja yang terjadi karena

adanya penghalang dalam propagasi gelombang mikro.

3.1 Fresnel Zone

Untuk menghindari pengaruh multipath (terutama pantulan tanah)

ditetapkan daerah “clereance” ( bebas dari obstacle / penghalang) yang salah

satu komponennya adalah Fresnel zone.



Gbr 3.1

Fresnel Zones

Daerah Fresnel pertama merupakan hal yang patut diperhatikan dalam

perencanaan lintasan gelombang radio line of sight. Daerah ini sebisa

mungkin harus bebas dari halangan pandangan (free of sight obstruction),

karena bila tidak akan menambah redaman lintasan.

Untuk memahami daerah Fresnel pertama, marilah diikuti keterangan

berikut ini. Gambar 3.1 menunjukkan 2 (dua) bekas lintasan propagasi

gelombang radio dari pemancar (Tx) ke penerima (Rx), yaitu berkas lintasan

langsung (direct ray) dan berkas lintasan pantulan (reflected ray), yang

mempunyai radius F1 dari garis lintasan langsung. Jika berkas lintasan

pantulan mempunyai panjang setengah kali lebih panjang dari berkas lintasan

langsung, dan dianggap bumi merupakan pemantul yang sempurna (koefisien

pantul = -1, artinya gelombang datang dan gelombang pantul berbeda fase 180

derajat), maka pada saat tiba di penerima akan mempunyai fase yang sama

dengan gelombang langsung. Akibatnya akan terjadi intensitas kedua

gelombang pada saat mencapai antena penerima akan saling melemahkan.

Berdasarkan keterangan di atas, F1 desebut sebagai radius daerah

Fresnel pertama.

Rumusan untuk daerah Fresnel pertama dapat dinyatakan sebagai

berikut.

D1 D2



( )21

211 ddf

dd3,17F

+=

(meter) ………………….(3.1)

dimana :

F1 = radius daerah Fresnel pertama (m)

f = frekuensi kerja (GHz)

d1 = jarak antara Tx dengan halangan (km)

d2 = jarak antara Rx dengan halangan (km)

d = d1+ d2 = jarak antara Tx dan Rx (km)

Untuk daerah Fresnel pertama di tengah lintasan d = d1+ d2, dan d1 =

d2 =1/2 d, sehingga

fd67,8F1 =

(meter) ……………………………(3.2)

Di daerah yang dekat dengan antena, misal d1 dari antena :

fd

3,17F 11 =

(meter) …………………………………..(3.3)

Zona Fresnel Kedua, panjang lintasannya max 2 x 21λ

Sedangkan untuk radius daerah Fresnel kedua (second Fresnel radius

region),dan seterusnya dapat dinyatakan dengan rumusan berikut.

( )( )21

21n ddf

ddn3,17F

+=

(meter) …………………………(3.4)

atau



1n FnF = ……………………………………………(3.5)

dimana :

Fn = radius daerah Fresnel pertama (m)

Contoh 3.1

Temukanlah radius Fresnel Pertama pada microwave link yang berjarak 25

km dan terdapat penghalang berupa sebuah pohon pada jarak 10 km jika

frekuensi yang digunakan 6Ghz.

Jawab

( )21

211 ddf

dd3,17F

+=

d1 = 10 km

d2 = 25 km – 10 km = 15 km

f = 6 Ghz

3,1725615103,171 ==

XxF meter

3.2 Clearance

Lintasan sinyal yang ditransmisikan pada sistem line of sight harus

mempunyai daerah bebas hambatan yang disebut clearance. Daerah clearance

ditentukan untuk menghindari pengaruh jalur-jamak terutama karena pantulan

tanah. Clearance minimum dapat dihitung dengan rumus berikut:

Clearance = 0,6 F1 ……………………. (3.5)

Oleh karena dalam analisa profil lintasan digunakan peta permukaan

bumi datar atau asumsi bahwa bumi datar, maka diperlukan faktor koreksi

terhadap ketinggian titik obstacle (penghalang) yang nilainya sama dengan

earth bulge (kelengkungan bumi) yang dengan memasukkan nilai Ro = 6370

maka nilai faktor koreksi tersebut menjadi:



kdd

hkoreksi21..079,0

= ……………………… (3.6)

sehingga nilai clearance dengan pengaruh faktor koreksi menjadi:

Clearance = 0,6 F1 + hkoreksi ………………….. (3.7)

Keterangan:

hkoreksi : faktor koreksi ketinggian titik penghalang (m)

F1 : daerah fresnel pertama (m)

d1,d2 : jarak antara pengirim dan penerima ke titik penghalang (km)

Dalam merencanakan lintasan bebas pandang dalam sebuah

komunikasi gelombang mikro kita harus juga memperhatikan kelengkungan

bumi Ceb (earth bulge) dalam. Pada perjalanan propagasi gelombang.radio,

karena lintasan bebas pandang akan didapatkan jika jalur line of sight tidak

terhalang oleh penghalang.

Lintasan yang bebas-pandang dapat diperoleh dari parameter-

parameter sebagai berikut:

a. Kelengkungan bumi Ceb (earth bulge) dalam meter, yang dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan :

kdd

Ceb21..078.0

=

b. Elevasi titik-titik lokasi sepanjang lintasan Cel, diperoleh dari peta

topografi dan pengukuran lapangan.

c. Tinggi pepohonan/bangunan sepanjang lintasan Cpb.

d. Kedalaman daerah fresnel pertama, dihitung dengan persamaan (3.2).

e. Clearance yaitu jarak antara sumbu Fresnel ke titik ketinggian lokasi

(elevasi/bangunan).



Dari profil lintasan ini dapat ditentukan tinggi antena yang memenuhi

syarat lintasan bebas-pandang dengan menggunakan persamaan berikut:

Tentukan titik lokasi tertinggi pada lintasan.

C = Ceb + Cel + Cpb + F1 ……………………….. (3.3)

P = C – a

Q = C – b

X = (P + Q.d1/d2) – Y.d1/d2 ………………………. (3.4)

Gambar 3.2 Profil lintasan

Keterangan Ceb = tinggi lengkungan bumi

Ro = jari jari bumi (6370 km)

Cel = tinggi lokasi penghalang (m)

Cpb = tinggi bangunan/pepohonan (m)

F1 = Fresnel pertama (m)

X = tinggi antena lokasi 1 (m)

Y = tinggi antena lokasi 2 (m)

a = tinggi lokasi 1 terhadap permukaan air laut (m)

d

d2 d1 Ceb

Cel

Cpb

a b

F1 R

Y X

T



b = tinggi lokasi 2 terhadap permukaan air laut (m)

d1, d2 = jarak dari penghalang ke lokasi 1 dan lokasi 2.

Setelah didapat nilai X dan Y, kemudian dihitung clearance setiap

titik lokasi sepanjang lintasan. Clearance disetiap lokasi harus lebih besar

atau sama dengan jari-jari Fresnel dilokasi tersebut.

Contoh 3.2

Berapakah nilai Clearence apabila nilai k-factor = 0,9 dan menggunakan

nilai-nilai pada contoh 3.1 dan analisalah apakah lintasan bebas pandang ?

Jawab

Pada contoh 3.1 telah ditemukan nilai F = 17,3 meter

Dengan persamaan Heb = k

dd 21078,0 =

9,01510078,0 xx =11,7/0,9=13 meter

Clearance = 0,6 F + Heb = (0,6 x 17,3) + 13 =23,38 meter .

Dari jawaban diatas maka sangat jelas kalau lintasan adalah bebas

pandang karena nilai Cl > F.

4. Diffraction

Difrraction adalah karakteristik gelombang elektromagnetik yang

terjadi ketika beam menyentuh sebuah penghalang. Gelombang yang

berfrekuensi tinggi cenderung untuk mengikuti LOS dan tidak mengalami

difraksi ke daerah dibelakang bayangan. Sedangkan untuk frekuensi yang



lebih rendah difraksi lebih sering terjadi, menghasilkan loss bayangan yang

lebih banyak.

5. Fading

: Fluktuasi yang terjadi pada propgasi gelombang radio, mengakibatkan

turunya daya yang diterima dan rusaknya kwalitas transmisi.

5.1 Macam Fading

a. Scintillation Fading

Fluktuasi yang berulang dengan waktu pendek dan besarnya tidak lebih

dari 1 dB, sehingga harga rata-ratanya tidak berubah.

b. Fading Type K

Disebabkan oleh refleksi dan obstruksi yang disebabkan oleh perubahan

faktor K.

c. Fading karena Duct

Disebabkan karena pembelokan gelombang keatas atau kebawah,

mengakibatkan terjadinya daerah kantong dimana gelombang tidak dapat

diterima.

d. Multipath Fading

Diterimanya gelombang yang merambat melalui jalan yang

berbeda,sehingga terjadi saling interferensi. Tergantung pada frekuensi,

jarak dan keadaan.

e. Absorption Fading

Disebabkan oleh absorpsi atau scattering oleh hujan,salju dan kabut. Pada

frekuensi lebih dari 10 Ghz dapat menyebabkan putus hubungan (Ref

TTS)

5.2 Penangulangan Fading

Penanggulangan fading bisa dilakukan dengan teknik diversity. Diversity

adalah operasi yang dilakukan oleh 2 atau lebih pada sistem secara



bersamaan. Ini bisa dijelaskan sebagai peralatan (equipment) yang bersifat

redundancy.

Macam- Macam Teknik Diversity :

1. Space Diversity

Penerima dari radio gelombang mikro menerima signals dari 2 atau lebih

antenna yang terpisah secara vertical. Setelah sinyal diterima oleh masing-

masing antenna kemudian secara simultan dihubungkan ke diversity

combiner.

Latar Belakang dari metode space diversity adalah :

Signal RF yang dipancarkan, mugkin dipantulkan oleh obstacle atau

kondisi dari lapisan atmosfer bumi dalam radio hop. Hal ini dapat berarti

bahwa sebagian sinyal mencapai antenna penerima secara langsung, dan

sebagian yang lain secara tidak langsung, yaitu melalui sebuah pantulan

dalam hop radio. Jika fase dari kedua sinyal sesampainya di penerima

berlawanan disebabkan oleh beda panjang lintasan (multipath

propagation) maka hal ini akan menyebabkan terjadinya fading

(melemahnya sinyal).

Ada 2 pilihan dalam pemrosesan signal.

Secara Teknik ada yang menggunakan switch dan combiner ,tujuan dari

menggunakan switch adalah untuk mendapatkan signal yang paling baik

powernya. Sedangkan tujuan dari penggunaan combiner adalah

menggabungkan kedua signal untuk meminimalkan distorsi.



Gambar

Space Diversitydengan Teknik Switch

Gambar 3

Space Diversitydengan Teknik Combiner

2. Frequency Diversity

System yang mengoperasikan 2 frekuensi gelombang mikro pada satu antenna

baik itu di pemancar maupun penerima. Informasi yang dikirimkan secara

simultan dikirimkan ke 2 transmitter yang beroperasi pada frekuensi yang

berbeda kemudian diteruskan ke satu antenna pemancar. Pada antenna

penerima akan dikumpulka informasi dan memisahkan nya menjadi 2 signal.



Gambar 3

Frequency Diversity

Perbedaan frekuensi antara kedua frekuensi cukup 2% dan akan lebih bagus jika

6 %. Ini artinya jika menggunakan frequency 6 GHz maka frequency berikutnya

adalah ± 120 Mhz

Pada saat ini,space diversity lebih murah dibanding dengan menggunakan

frequency diversity. Karena space diversity tidak memerlukan extra bandwidth.

Pada daerah-daerah yang frekuensinyya sudah sangat padat akan sangt sulit

tersedia channel yang bebas.

GMD (GELOMBANG MEDAN MAGNETIK)

Documents