Sistem Telekomunikasi I TET 2525

Sistem Telekomunikasi ITET 2525Dosen : Fitri Amillia, S.T, M.T.

Identitas

Sistem Telekomunikasi I (TET 2525)

Semester 5Bobot 3 sksKonsentrasi TETPrasyarat : Pengolahan Sinyal

Digital

ReferensiYoshifumi Shimoso, Nonot Suharsono,

Rangkaian dan Sistem Komunikasi, PENS ITS, Surabaya, 1994.

Nassar, Carl, Telecommunications Demystified, LLH Technology Publishing, 2001.

Wayne Tomasi, Electronic Communications Systems, Prentice-Hall, 2001

Bernard Sklar, Digital Communication Fundamental and Application, Second Edition, Prentice Hall.

Standar KompetensiMemberikan pemahaman

mengenai sistem komunikasi, fungsi dan jenis modulasi yang digunakan pada sistem komunikasi analog, pengaruh derau kepada kinerja sistem komunikasi analog.

Materi1. Pengantar sistem komunikasi dan sinyal

(pertemuan 1)2. AM (domain waktu dan frekuensi), modulator

dan demodulator, Single Side Band (pertemuan 2,3,4)

3. FM (domain waktu dan frekuensi), modulator dan demodulator (pertemuan 5, 6)

4. Modulasi Baseband (pertemuan 7)5. Modulasi Passband ASK,FSK ,PSK modulator dan

demodulator (pertemuan 9,10,11, 12,13)6. Multiplexing (pertemuan 14)7. Noise dalam sistem Komunikasi (pertemuan 15)

Pembagian Kelompok Materi Diskusi1. AM (domain waktu dan frekuensi), modulator dan

demodulator (pertemuan 4)2. Modulasi Single Side Band, modulator dan demodulator (5)3. FM (domain waktu dan frekuensi), modulator dan

demodulator (6)4. Modulasi Baseband (7)5. Modulasi Pulsa ( PAM dan PCM) (9)6. Modulasi Passband ASK modulator dan demodulator (10)7. Modulasi Passband FSK modulator dan demodulator (11)8. Modulasi Passband PSK modulator dan demodulator (12)9. Multiplexing (13)

Setiap Kelompok membuat makalah dan presentasi power point untuk diskusi di kelas

PenilaianTugas = 15 %Quis = 15 % pertemuan 4 & 12UTS = 35 %UAS = 35 %Kehadiran 80 % Tidak ada quis dan ujian susulanTugas dikumpulkan tepat waktuTidak boleh plagiat

Elemen-Elemen Sistem TelekomunikasiKomponen Dasar Sistem Komunikasi

Input (Sumber Informasi)

TxKanal atau Medium

KomunikasiRx

Output (Tujuan)

Noise

Elemen-Elemen Sistem Telekomunikasi Input : pesan manusia (suara, kode , gambar

atau data)Transmitter (Tx) : sekumpulan komponen

elektronik untuk mengubah informasi menjadi sinyal sesuai dengan medium transmisi

Medium komunikasi : medium yang dilalui sinyal elektronik terkirim dari satu tempat ke tempat lain. Berupa kabel atau non kabel

Receiver (Rx): sekumpulan komponen elektronik yang menerima informasi terkirim dari kanal dan mengubah kembali menjadi sinyal informasi menjadi sinyal sesuai dengan medium transmisi yang dibutuhkan manusia

Arti istilah analog Suatu bentuk dari komunikasi elektronik yang merupakan

proses pengiriman informasi pada gelombang elektromaknetik, dan bersifat variabel dan berkelanjutan atau disebut juga dengan sinyal analog. Contohnya sinyal gambar pada televisi, atau suara pada radio yang dikirimkan berkesinambungan.

Analog merupakan proses pengiriman sinyal dalam bentuk gelombang. Misalnya ketika seseorang berkomunikasi dengan menggunakan telepon, maka suara yang dikirimkan melalui jaringan telepon tersebut dilewatkan melalui gelombang. Dan kemudian, ketika gelombang ini diterima, maka gelombang tersebutlah yang diterjemahkan kembali ke dalam bentuk suara, sehingga si penerima dapat mendengarkan apa yang disampaikan oleh pembicara lainnya dari komunikasi tersebut.

Elemen-Elemen Sistem TelekomunikasiNoise : energi elektrik yang

mengganggu informasi yang dikirimkan◦External Noise : noise yang disebabkan

oleh sesuatu di luar rangkaian atau diluar suatu peralatan. Atmospheric Noise

Noise yang secara natural disebabkan atmosfir bumi, misal terjadi kilat.

Extraterrestrial Noise Sinyal elektris berasal dari luar atmosfir bumi :

matahari Man-Made Noise

Dibuat oleh manusia, contoh : suara motor listrik, penghasil daya ac dan lampu fluorescent

Elemen-Elemen Sistem Telekomunikasi◦Internal Noise : interferensi elektrik

disebabkan oleh sesuatu di dalam rangkaian atau diluar suatu peralatan. Shot Noise

Disebabkan oleh kedatangan acak carrier pada elemen output dari piranti elektronika seperti dioda, FET atau BJT

Transit-Time Noise Disebabkan oleh modifikasi aliran arus saat lewat dari

input ke output piranti (seperti dari emiter ke kolektor pada transistor) menghasilkan irregular, variasi random yang dikategorikan transit-time noise.

Elemen-Elemen Sistem Telekomunikasi Thermal Noise

Digambarkan sebagai pergerakan random dan cepat elektron di dalam konduktor yang disebabkan oleh thermal agitation.

Output : Aplikasi yang digunakan manusia

Jenis-Jenis SinyalSinyal analog

sinyal tegangan atau arus kontinyu, berupa gelombang sinus.contoh : tegangan suara dan video

Sinyal digitalSinyal dalam bentuk digital digunakan pada komputer komputer berupa kode biner mempresentasikan angka, huruf dan simbol yang ditransmisikan lewat kabel.

Sinyal analogSinyal analog adalah suatu sinyal

dimana salah satu besaran karakteristiknya mengikuti secara kontinyu perubahan dari besaran fisik lainnya yang melambangkan informasi, secara fisik sinyal analog berarti selalu mempunyai nilai di sepanjang waktu. Karakteristik yang dimiliki oleh sinyal analog antara lain : Amplitudo, frekuensi dan fasenya 

Pendahuluan Modulasi adalah proses perubahan sinyal informasi

yang dilakukan oleh sinyal carrier yang memiliki frekuensi lebih tinggi.

Fungsi :◦ Agar sinyal informasi yang akan dilewatkan pada

sebuah medium mempunyai sifat yang sama dengan medium yang akan dilaluinya.

Sinyal Basebandsinyal dalam bentuk asli (suara, gambar dan data).misal : sinyal yang ditransmisikan melalui saluran telepon satu sentral atau pengiriman data antar komputer dalam satu LAN. Sinyal Baseband tidak dapat ditransmisikan secara praktis melalui medium tertentu harus melalui proses modulasi.

Modulasi= pengubahan parameter suatu isyarat (isyarat

pembawa/ carrier signal) oleh isyarat lain (isyarat pemodulasi/ modulating signal)

= penumpangan isyarat pemodulasi/ informasi ke isyarat pembawa

MODULATORem(t) eMD(t)

Ec(t) = Ec sin ( ct + )

Isyarat pembawa

Tujuan Modulasi Memudahkan pemancaran (radiasi)

◦ Penggeseran spektrum frekuensi sinyal dari domain frekuensi rendah ke radio frequency (RF) untuk dapat dipancarkan (apabila communication channel berupa sistem radio)

Modulasi untuk multiplexing◦ Mentranslasikan sinyal ke spektrum frekuensi atau time slot yang

berbeda-beda untuk memungkinkan beberapa sinyal ditransmisikan melalui channel yang sama

Mengatasi keterbatasan perangkat◦ Perangkat untuk sinyal processing (filter, amplifier) bekerja optimal

pada frekuensi dan bandwidth tertentu◦ Modulasi dapat digunakan untuk mentranslasikan sinyal ke frekuensi

yang sesuai dengan kemampuan perangkat Frequency assignment

◦ Menentukan frekuensi kerja dari pemancar (radio, televisi dsb) Mengurangi noise dan interferensi

◦ Efek dari noise dan interferensi dapat diminimalisir dengan menggunakan type modulasi tertentu dengan bandwidth yang lebih lebar dari bandwidth sinyal

◦ Ada “trade-off” antara pengurangan noise dengan penambahan bandwidth

Jenis-jenis ModulasiEc(t) = Ec sin ( ct + )

Modulasi amplitude

(amplitude modulation,AM)

Modulasi sudut

(angle modulation)

Modulasi frekuensi

(frequency modulation, FM)

Modulasi fase

(phase modulation, PhM)

( ct + )

Data Analog, Sinyal Analog

• Modulasi analog– Amplitude Modulation (AM)

• Amplitudo gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi

– Frequency Modulation (FM)• Frekuensi gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk

sinyal informasi–Phase Modulation (PM)

• Phase gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi• Dipandang sebagai “special case” dari frequency modulation

SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2008-2009

Modulasi Analog

SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2008-2009

22SM241013 - Pengantar Sistem

TelekomunikasiSemester genap 2006-2007

cycle (T)

Amplitude (V)

00

+900

1800

-900

time (t)A

BA B

Amplitudo, Frekuensi, Phase

Amplitudo Nilai maksimum dari besaran elektrik (mis voltage) dari gelombang

volta

ge

Frekuensi Jumlah cycle yang dihasilkan dalam satu detik (cycles per second atau Hertz) Phase Gelombang A dengan phase 00 Gelombang B dengan selisih phase -900 (lebih lambat) terhadap A Gelombang C dengan selisih phase +900 (lebih cepat) terhadap A

C

C

0 2ππ

23SM241013 - Pengantar Sistem

TelekomunikasiSemester genap 2006-2007

Amplitude Modulation (AM)• Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling sederhana• Gelombang pembawa (carrier wave) diubah amplitudonya sesuai dengan signal

informasi yang akan dikirimkan• Modulasi ini disebut juga linear modulation, artinya bahwa pergeseran frekwensinya

bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan

Modulation

Message signal

Carrier waveform

Modulated signal

timevolta

ge

timevolta

ge

time

volta

ge

0 4 KHzfrekuensi

fc

carrier

Messagesignal

Modulatedsignal

Digambarkan dalam spektrum frekuensi

24SM241013 - Pengantar Sistem

TelekomunikasiSemester genap 2006-2007

Frequency Modulation (FM)

Modulation

Message signal

Carrier waveform

Modulated signal

timevolta

ge

timevolta

getime

volta

ge

• Frekwensi dari gelombang pembawa (carrier wave) diubah-ubah menurut besarnya amplitudo dari sinyal informasi

• Karena noise pada umumnya terjadi dalam bentuk perubahan amplitudo, FM lebih tahan terhadap noise dibandingkan dengan AM

25SM241013 - Pengantar Sistem

TelekomunikasiSemester genap 2006-2007

Modulasi Digital

Teknik modulasi digital pada prinsipnya merupakan variant dari metode modulasi analog

Teknik modulasi digital :• Teknik dasar :

Amplitude shift keying (ASK) Frequency shift keying (FSK) Phase shift keying (PSK)

• Variant dari teknik dasar di atas : 4 Pulse Amplitude Modulation (4-PAM) Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

26SM241013 - Pengantar Sistem

TelekomunikasiSemester genap 2006-2007

Sinyal direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa

• Sinyal “1” direpresentasikan dengan status “ON” (ada gelombang pembawa)

• Sinyal “0” direpresentasikan dengan status “OFF” (tidak ada gelombang pembawa)

Sinyal direpresentasikan dalam perubahan frekuensi gelombang pembawa• Sinyal “1” direpresentasikan dengan frekuensi tinggi • Sinyal “0” direpresentasikan dengan frekuensi rendah

Sinyal direpresentasikan dalam perubahan phase gelombang pembawa• Sinyal “1” Phase gelombang pembawa tidak bergeser (pergeseran phase 00)• Sinyal “0” Phase gelombang pembawa bergeser 1800 (berlawanan)

Binary Amplitude Shift Keying (BASK)BASK, BFSK dan BPSK

Binary Frequency Shift Keying (BFSK)

Binary Phase Shift Keying (BPSK)

Modulasi Digital

SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2008-2009

PERAMBATAN GELOMBANG RADIO

Very Low Frequency ( VLF ) 3 - 30 KHz Gelombang tanah

Low Frequency ( LF ) 30 - 300 KHz Gelombang tanah

Medium Frequency ( MF ) 300 - 3 MHz Gelombang tanah

High Frequency ( HF ) 3 - 30 MHz Gelombang angkasa

Very High Frequency ( VHF ) 30 - 300 MHz Gelombang ruang

Ultra High Frequency ( UHF ) 300 - 3 GHz  

Super High Frequency ( SHF ) 3 - 30 GHz  

Extra High Frequency ( EHF ) 30 - 300 GHz  

Bidang-bidang frekuensi radio :

Perbandingan modulasi amplitudo dan modulasi frekuensi.

Keuntungan FM terhadap AM :1. Amplitudo FM tidak tergantung dari

kedalaman modulasi sedang Am tergantung dari kedalaman modulasi. Hal ini

menguntungkan pada sistem FMkarena noise (derau) yang mengganggu pada

amplitudo sinyal FM dapatdihilangkan dengan limiter sedang pada AM

tidak dapat dilakukan karenasinyal informasi berada dalam amplitudo sinyal

AM.2. S/N (perbandingan daya sinyal terhadap

daya noise) dapat diperbesar denganmenaikkan deviasi frekuensi sedang AM tidak

dapat.

Perbandingan modulasi amplitudo dan modulasi frekuensi.

Kerugian1. Sinyal FM memerlukan lebar ban

frekuensi BFM yang jauh lebih besar dari lebar ban frekuensi sinyal AM.

2. Perangkat pemancar dan penerima FM lebih kompleks dari pada perangkat pemancar dan penerima AM.

Coba kita lihat sedikit aplikasi dimana analog sulit atau bahkan mustahil untuk digantikan.

1. Pemrosesan Sinyal dari Alamsecara alamiah, sinyal yang dihasilkan alam

itu adalah berbentuk analog. misalnya sinyal suara dari mikrofon, seismograph dsb

walaupun kemudian bisa diproses dalam domain digital, sehingga banyak alat yang mempunyai bagian ADC dan DAC. nah

pembuatan ADC dan DAC dengan presisi dan kecepatan tinggi, konsumsi daya rendah itu sangat sulit, ini memerlukan orang-orang analog

Coba kita lihat sedikit aplikasi dimana analog sulit atau bahkan mustahil untuk digantikan.

2. Komunikasi DigitalUntuk mengirim sinyal melalui

kabel yang panjang biasanya juga harus diubah dulu menjadi sinyal analog, memerlukan juga perancangan ADC dan DAC.

3. Penerima nir-kabel (wireless)Sinyal yang diambil/diterima oleh

antenna penerima RF adalah ANALOG (few milli volt, high noise)

SINYAL SINUS, TRANSFORMASI FOURIER DAN BANDWIDTHDosen : Fitri Amillia, S.T, M.T

PendahuluanUntuk mempelajari sistem

komunikasi maka kita juga membutuhkan alat bantu yang akan mempermudah kita untuk mengerti materi pelajaran sistem komunikasi.

Alat bantu yang penting untuk mempelajari sistem komunikasi adalah pengertian tentang matematika sinyal sinus dan transformasi fourier.

matematika sinyal sinus ?karena dalam mempelajari

proses pengolahan sinyal di bagian pengirim dan penerima kita akan banyak menggunakan sinyal sinus sebagai sinyal informasi.

sinyal sinus adalah sinyal yang cukup sederhana sehingga kita lebih dimudahkan untuk memahami proses komunikasi.

Transformasi FourierDalam sistem komunikasi, representasi

sinyal dalam domain frekuensi seringkali memberikan informasi yang lebih berguna dibandingkan jika kita merepresentasikan sinyal dalam domain waktu.

Transformasi Fourier sangat diperlukan untuk mendapatkan spektrum frekuensi dari sinyal yang dipakai (bandwidth) pada sebuah sistem komunikasi.

Transformasi fourier digunakan untuk mengubah sinyal aperiodik kontinyu domain waktu ke domain frekuensi.

Bentuk Gelombang Sinyal SinusParameter-parameter diatas

disusun menjadi sebuah persamaan umum sinyal sinus sebagai berikut:

V(t) = Vm sin(2πft + θ )

Parameter Sinyal SinusVm = Amplituda maksimumVp-p = Amplituda puncak ke puncakFrekuensi (f) = Jumlah sinyal sinus

dalam satu detikPeriode (T) = Panjang waktu yang

dibutuhkan oleh satu gelombang SinusFasa (θ) = prubahan fasa (sudut)V(t) = Sinyal sinus yang merupakan

fungsi waktu (berubah-ubah terhadap waktu)

Transformasi FourierTransformasi Fourier digunakan untuk melihat

spektrum frekuensi dari sebuah sinyal, atau kadangkala dikatakan untuk mengubah representasi sebuah sinyal dari domain waktu ke domain frekuensi.

Transformasi Fourier dirumuskan sebagai berikut:

Arti persamaan adalah:Sinyal x(t) dalam domain frekuensi X(f) dapat

diperoleh dengan cara melakukan integral terhadap perkalian antara sinyal x(t) dengan sepanjang waktu dari - sampai .