Pengantar Teknologi Telematika PTT S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM PURWOKERTO 2015

Pengantar Teknologi Telematika

PTT

S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

PURWOKERTO

Pendahuluan Jaringan

Telekomunikasi

Referensi

•

Tarmo Anttalainen, “Introduction to

Telecommunication Network Engineering”,

Artech House

•

Alberto Leon-Garcia & Indra Widjaja,

“Communication Networks, Fundamental

Concepts and Key Architectures”, Mc Graw Hill

•

Some other books, references and the

Internet

What is Telecommunication ?

Telekomunikasi adalah teknologi yang

digunakan untuk berkomunikasi jarak jauh dengan memanfaatkan energi listrik

Sejarah

Standardisasi

• Jaringan telekomunikasi dirancang untuk melayani beragam

pengguna yang menggunakan berbagai macam perangkat yang berasal dari vendor yang berbeda

• Untuk merencanakan dan membangun suatu jaringan secara

efektif, diperlukan suatu standard yang menjamin

interoperability, compatibility, dan kinerja yang dipersyaratkan secara ekonomis

• Suatu standard yang terbuka (open standard) diperlukan

Organisasi-organisasi Standard

•

Otoritas standard nasional

–

Menetapkan standard resmi suatu negara tertentu

• Indonesia : Menkominfo (Ditjen POSTEL)

– BRTI : Badan Regulasi Telekomunikasi Indonesia

• Inggris : British Standard Institute (BSI)

• Jerman : Deutsche Industrie-Normen (DIN)

• Amerika : American National Standard Institute (ANSI)

Badan Standard Eropa

• ETSI: European Telecommunications Standards Institute

• Suatu badan independent yang menetapkan standard untuk komunitas Eropa

• Contoh : standard GSM

• CEN/CENELEC: European Committee for Electrotechnical Standardization/European Committee for Standardization

Badan Standard Amerika

11

• IEEE : Institute of Electrical and Electronics Engineers • Asosiasi engineer elektro internasional

• Contoh standard : LAN

• EIA: Electronic Industries Association

• Organisasi pabrik perangkat elektronika Amerika • Contoh standar: RS232

• FCC: Federal Communications Commission • Badan regulasi pemerintah Amerika

• TIA: Telecommunications Industry Association

• Bertugas mengadaptasi standard dunia ke dalam lingkungan Amerika

Organisasi Global

• ITU : International Telecommunication Union

– Badan khusus PBB yang bertanggung jawab di dalam bidang

telekomunikasi

– Dibagi ke dalam dua badan standard:

• ITU-T (huruf T berasal dari kata telekomunikasi)

– Berasal dari CCITT (Comité Consultatif International de Télégraphique et Téléphonique, atau International Telegraph and Telephone Consultative Committee)

– Mempublikasikan rekomendasi untuk jaringan telekomunikasi publik

• ITU-R (huruf R berasal dari kata radio)

•

ISO/IEC : The International Standards

Organization/International Electrotechnical

Commission

–

Organisasi standard bidang teknologi informasi

–

ISO berperan dalam standard dan protokol

komunikasi data

–

IEC berperan di dalam standard yang meliputi

aspek electromechanical (seperti konektor),

lingkungan dan keselamatan

Organisasi Standard yang lain

•

IETF: Internet Engineering Task Force

–

Bertanggung jawab terhadap arsitektur Internet

–

Mengatur standardisasi protokol TCP/IP untuk

Internet

•

Tujuan dasar dari adanya suatu jaringan

telekomunikasi adalah untuk mengirimkan

informasi dari suatu user ke user lain yang ada di

dalam jaringan

–

User dari suatu jaringan publik disebut

subscriber

•

Informasi yang berasal dari user dapat beragam

(bisa voice, data maupun gambar)

•

Subscriber dapat mengakses jaringan

menggunakan jaringan akses yang beragam

(cellular, fixed dsb.)

•

Tiga teknologi yang yang diperlukan untuk

berkomunikasi melalui jaringan

telekomunikasi:

–

Transmisi

–

Switching

–

Signaling

- Node Jaringan (switch/router) - Melakukan proses switching - Switching: menghubungkan inlet dengan outlet pada switch - Links

- Fasilitas transmisi

Inlets

- Incoming information (voice, data, video etc.)

Outlets

- Outgoing information

switching

Jaringan Akses (Access Network)

- Link antar switch merupakan backbone - Backbone mengumpulkan (aggregate) aliran informasi yang berasal dari jaringan akses - Backbone mengangkut alitan informasi yang lebih banyak daripada jaringan akses

Jaringan Telekomunikasi

Teknologi Transmisi

• Transmisi adalah proses membawa informasi antar end points

di dalam sistem atau jaringan

• Sistem transmisi yang sekarang menggunakan empat buah

medium transmisi berikut :

– Kabel tembaga

– Kabel serat optik

– Gelombang radio

– Cahaya pada ruang bebas (misalnya infra merah)

• Dalam suatu jaringan telekomunikasi, sistem transmisi

digunakan untuk saling menghubungkan sentral (router)

– Keseluruhan sistem transmisi ini disebut jaringan transmisi atau jaringan transport (transport network)

Teknologi Switching

•

Suatu teknologi yang digunakan pada switch

untuk menghubungkan (men-switch)

panggilan (pada jaringan telepon) atau

•

Mengarahkan/memforward paket dari suatu

link ke link yang lain

Teknologi Signaling

• Signaling adalah mekanisme yang memungkinkan entitas yang

berada di dalam jaringan (misalnya perangkat di pelanggan, switch dsb.) untuk membentuk, mempertahankan, dan

memutuskan suatu sesi di dalam jaringan

• Proses signaling dilaksanakan menggunakan suatu sinyal atau

pesan tertentu

– Contoh: ketika kita mengangkat handset telepon untuk melakukan panggilan akan terdengar nada panggil (dial tone)

• Dial tone mengindikasikan bahwa sentral telepon siap menerima informasi nomor yang dituju

• Signaling akan kita pelajari lebih detail lagi

Tipe-tipe Media Transmisi

• Guided transmission media

–

Kabel tembaga

• Open Wires

• Coaxial

• Twisted Pair

–

Kabel serat optik

• Unguided transmission media

–

infra merah

–

gelombang radio

–

microwave: terrestrial maupun satellite

Guided

Kabel Tembaga

 Paling lama dan sudah biasa digunakan

 Kelemahan: redaman tinggi dan sensitif terhadap interferensi

 Redaman pada suatu kabel tembaga akan meningkat bila frekuensi dinaikkan

 Kecepatan rambat sinyal di dalam kabel tembaga mendekati 200.000 km/detik

 Tiga jenis kabel tembaga yang biasa digunakan:

27



Open wire



Sudah jarang digunakan



Kelemahan:

• Terpengaruh kondisi cuaca dan lingkungan

• Kapasitas terbatas (hanya sekitar 12 kanal voice)



Coaxial

(A) (B) (C) (D)

Bandwidth tinggi dan lebih kebal terhadap interferensi

Contoh penggunaan : pada antena TV, LAN dsb.

29



Twisted pair

Kabel dipilin untuk mengeliminasi crosstalk

Menggunakan “balance signaling” untuk mengeliminasi pengaruh interferensi (noise)

• Twist length kabel telepon: - cm

• Twist length Cat- UTP : . - cm

• Twist length Cat- : - cm

• Pada suatu bundel twisted pair (lebih dari satu pasang), twist length masing-masing pasangan dibedakan untuk mencegah crosstalk antar

•

About crosstalk

31 NEXT: Near-end crosstalk

FEXT: Far-end crosstalk Sumber

Sinyal

Penerima Sinyal

• Category Unshielded Twisted Pair (UTP) digunakan sebagai kabel standard untuk local area computer

Max Data Rate Attenuation

NEXT Category- UTP Mbps . db/ m db @ MHz . db/ m db @ MHz Category- UTP Mbps . db/ m db @ MHz Category- UTP Mbps db/ m db @ MHz Category- e UTP Mbps db/ m db @ MHz

Twisted Pair Connectors

• Kabel twisted pair untuk komputer menggunakan konektor RJ (8 pin)

• Kabel twisted pair untuk telepon menggunakan konektor RJ11

Serat Optik

Kabel serat optik terdiri dari :

• Silinder dalam berbahan gelas yang disebut inti atau core

• Silinder luar terbuat dari bahan gelas atau plastik yang disebut cladding atau pembungkus inti

Mengapa cahaya bisa bergerak

sepanjang serat optik?

• Karena ada proses yang disebut Total Internal

Reflection (TIR)

• TIR dimungkinkan dengan membedakan

indeks bias (n) antara core dan clading

– Dalam hal ini n_core > n_cladding

– Memanfaatkan hukum Snellius

Pantulan terjadi Bila sudut jatuh

> sudut kritis

Pembiasan

37

Cahaya yang dapat dimasukkan ke dalam serat optik harus disuntikkan pada sudut yang lebih kecil daripada

θ_NA. Ini dipersyaratkan sebagai

Numerical Apperture (NA) θNA

• Salah satu cara untuk

mengidenifikasi konstruksi kabel optik adalah dengan menggunakan perbandingan antara diameter core dan cladding. Sebagai contoh adalah tipe kabel 62.5/125. Artinya diamater core 62,5 micron dan diameter cladding 125 micron

• Contoh lain tipe kabel:50/125, 62.5/125 dan 8.3/125

• Jumlah core di dalam satu kabel bisa antara 4 s.d. 144

Klasifikasi Serat Optik

•

Berdasarkan mode gelombang

cahaya yang berpropagasi pada

serat optik

–

Multimode Fibre

–

Singlemode Fibre

•

Berdasarkan perubahan indeks

bias bahan

–

Step index fibre

–

Gradded index fibre

Step Index Fiber vs Gradded Index

Fiber

•

Pada step index fiber, perbedaan

antara index bias inti dengan

• Pada gradded index fiber, perbedaan index bias bahan dari inti sampai cladding berlangsung secara gradual

• Contoh profile gradded index:

– Untuk 0 ≤r ≤ a

– r = jari-jari di dalam inti serat

– a = jari-jari maksimum inti serat

Jenis-jenis kabel serat optik

45

Step-index multimode. Used with nm, nm source.

Graded-index multimode. Used with nm, nm source.

Available Bandwidth

and Range

Media Bandwidth

Range

Voice quality twisted pair to MHz

km

Coax cable (broadband) k

-GHz - km

Category twisted pair k

Unguided

Microwave

• Range frekuensi: 1 – 40 GHz

• Transmisi dilakukan secara line of sight (LOS)

• Tidak dapat menembus dinding (solid

objects; contoh: bangunan

• Digunakan untuk komunikasi terrestrial

(earth-to-earth) dan satelit

• Di atas 8 GHz, diserap oleh partikel air

Satellite Microwave

• Range frekuensi optimal

yang digunakan adalah: -GHz

– Dibawah GHz akan

terpengaruh dari alam dan man-made sources

– Di atas GHz akan

teredam atmosfir

49

Band (GHz) Name Uplink Download Use

4/6 C 5.9 - 6.4 3.7 - 4.2 commercial

7/8 X 7.9 - 8.4 7.9 - 8.4 military

11/14 Ku 14.0 - 14.5 11.7 - 12.2 commercial

20/30 Ka 27.5 - 30.5 17.7 - 21.2 military

Satellite Systems

•

Sistem orbit Low dan medium

memiliki delay yang lebih rendah

–

Menawarkan kecepatan Mbps

System Orbit (km) No. satellites Freq. Band

Geosynchronous 35,784 90 4/6 (C)

Teledesic 1,350 288 Ka

Terrestrial Wireless

• Digunakan untuk keperluan telekomunikasi komersial, telepon seluler, serta LAN jarak pendek dan menengah

• Contoh: wireless LAN IEEE yang bekerja pada band

51 Freq. Band Use Range Data Rate

824 - 894 MHz Analog cell phones (AMPS) 20 km per cell 13 kbps/channel 902-928 MHz License free in North America

1.7 - 2.3 GHz PCS digital cell phones < 1 km per cell

1.8 GHz GSM digital cell phones 16 kbps/channel 2.400-2.484 GHz global license free band

2.4 GHz 802.11, Lucent WaveLAN 100 m - 25 km 2 - 11 Mbps 2.45 GHz Bluetooth about 10 m 1 Mbps 4 - 6 GHz commercial (telecomm.) 40 - 80 km 100 Mbps Infrared short distance line of sight 5 - 100 m 1 Mbps

•

Terrestrial communication

(microwave)

So..you’ve heard about dB..

What is it?

Decibel, Gain, dan Loss

• Power loss : penurunan daya sinyal

• Power gain : penguatan daya sinyal

• Decibel : “satuan” untuk menyatakan power

loss/gain

– Decibel merupakan satuan ukuran daya yang logaritmis

– Pertama kali digunakan oleh Alexander Graham

Decibel in Action

Gain g = P_out/P_in Gain in dB g_dB= 10 log (P_out/P_in) Loss L = P_in/P_out Loss in dB L_dB= 10 log (P_in/P_out) Overall Gain g = g₁*g₂ Overall Gain in dB g_dB= g_1(dB) + g_2(dB) Contoh:

- Bila daya output 10 Watt dan daya input 1 Watt,

maka Gain = 10 dB

- Bila daya input 10 Watt dan daya output 1 Watt,

maka Loss = 10 dB (atau Gain = -10 dB)

•

Rumus dB menyatakan ukuran daya

•

Jika kita lebih tertarik akan

perubahan pada tegangan maka

faktor impedansi harus dimasukkan

pada perhitungan dB

Z

Z

log

10

V

V

log

20

P

P

log

10

out in in out in out dB

g

Power Levels in dB

•

Sampai titik ini kita masih melihat

penerapan dB untuk menyatakan

perbandingan daya

•

Bagaimana cara menyatakan level

daya absolut menggunakan dB?

57

• Daya referensi yang banyak digunakan adalah 1 mW

• Satuan dB yang

dihasilkan adalah dBm

• Contoh: suatu level daya 10 mW bila

dinyatakan di dalam dB adalah 10 dBm

• Daya referensi lain

yang dapat digunakan: 1 Watt (satuan dB yang digunakan dBW)

W

P

P

mW

P

P

dBW dBm

1

log

10

1

log

10

•

Contoh penggunaan dB

59 Daya pancar P₁ = 1W atau +30 dBm

Gain antena = 30 dB Redaman link = 110 dB

Daya diterima terima P_2,dBm = +30 dBm + 30 dB –110 dB +30 dB = –20 dBm Bila dinyatakan di dalam Watt P₂ = 10 μW.

Redaman

serat optik 0,5 dB/km

Daya pancar P_1,dBm = 0 dBm

Redaman serat optik = 0,5 dB/km, maka redaman total serat optik = 0,5*40 =20 dB Daya terima P_2,dBm = 0 dBm – 20 dB = –20 dBm

•

Satuan lain yang biasa

digunakan untuk

menyatakan suatu

perbadingan adalah Neper

•

1 Neper (Np) =

8,685889638 dB

•

1 dB = 0,115129254 Np

61 John Napier or Neper

nicknamed Marvellous Merchiston (1550, 1617) Penemu Logaritma