0
MAKALAH
SISTEM TELEKOMUNIKASI MODERN
Disusun dan diajukan sebagai pengganti UAS Mata Kuliah Sistem Telekomunikasi
Dosen :
DR. Eng Yuliman Purwanto, M.Eng Disusun Oleh :
Nama : Imam Subekti NIM : E11.2016.00822
FAKULTAS TEKNIK - PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO
1 DAFTAR ISI
Daftar Isi
COVER... ...0
BAB I ... 2
PENDAHULUAN... 2
1.1 Latar Belakang... 2
1.2 Rumusan Masalah... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 3
BAB II... 4
ISI ... 4
1. DERAU (NOISE)... 4
2. SISTEM ANTENA... 9
3. SISTEM PEMANCAR DAN PENERIMA ... 14
4. SISTEM MODULASI... 16
5. PERAMBATAN GELOMBANG PADA RUANG BEBAS... 22
6. GLOBAL POSITIONING SYSTEM ... 25
BAB III ...30
2
BAB I PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Pada dasarnya setiap orang dapat berkomunikasi satusamalainya karena yang lainnya karena manusia selain mahluk individu juga sekaligus mahluk sosial yang memiliki kebutuhan untuk berkomunikasi dengan sesama. Teknologi adalah pengembangan dan aplikasi dari alat, mesin, material dan proses yang menolong manusia menyelesaikan masalahnya.Teknologi informasi dan komunikasi adalah alat-alat hasil perkembangan teknologi yang dipergunakan dalam pengumpulan, pengolahan, dan penyaluran informasi sebagai salah satu proses komunikasi. Teknologi informasi dan komunikasi terus berkembang sesuai zamannya.
Teknologi informasi serta Komunikasi dewasa ini berkembang cepat menurut deretukur. Dari tahun ke bulan, dari bulan ke minggu, dari minggu ke hari, dari hari ke jam, dan dari jam ke detik.Oleh karena itulah para cerdik-cendekia sepakat pada suatu argumen, bahwa: informasi memudahkan kehidupan manusia tanpa harus kehilangan kehumanisannya.
Karena kebutuhan komunikasi dan transfer data yang sedemikian dibutuhkan manusia, teknologi komunikasi ikut berkembang sejalan dengan kebutuhan tersebut. dewasa ini dibutuhkan komunikasi yang stabil untuk mendukung aktivitas manusia.
Gelombang radio merupakan karunia yang sangat besar dari tuhan kepada manusia untuk menunjang komunikasi antar sesamanya. Gelombang radio mempunyai karakteristik yang unik sesuai dengan sifat alamiahnya. untuk itu manusia dengan kemmpuan akal dan pikiran yang dikaruniakan tuhan harus mampu memanfaatkannya.
B. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan pada pemikiran diatas, makalah ini berupaya untuk mempelajari permasalahan yang
muncul dari Radio sebagai sistem telekomunikasi modern. Secara khusus hal-hal yang akan dikaji
yaitu :
1. Apa yang dimaksud dengan Derau (Noise) beserta cara kerja dan penanggulangnnya?
2. Bagaimana cara kerja sistem antena dalam komunikasi gelombang radio?
3. Bagaimana cara kerja sistem pemancar dan penerima radio?
4. Bagaimana prinsip kerja sistem modulasi?
3
6. Bagaimana sistem kerja GPS dan aplikasinya?
C. TUJUAN PENULISAN
Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Derau (Noise)
Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Sistem antena
Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Sistem pemancar & penerima
Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Sistem modulasi
Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Perambatan Gelombang Pada Ruang Bebas
4 BAB II ISI
1. Derau (Noise)
a. Pengertian Derau
Dalam sistem komunikasi, keberhasilan penyampaian informasi dari pengirim (transmitter) kepada penerima (receiver) tergantung pada seberapa akurat penerima dapat menerima sinyal yang ditransmisikan dengan baik dan benar. Pada kenyataannya, acapkali sinyal informasi yang diterima oleh receiver mengalami kerusakan atau kesalahan. Sebagian besar kesalahan pengiriman informasi dalam sistem komunikasi disebabkan oleh noise.
Noise (derau) merupakan sinyal lain yang tidak diharapkan dalam sistem telekomunikasi karena bersifat mengganggu terhadap sinyal asli serta kehadirannya tidak bisa ditentukan (acak). Banyaknya noise tidak dapat ditentukan secara pasti, hanya dapat dirumuskan probabilitas ataupun kisaran nilai (range) nya saja.
Gangguan yang diakibatkan oleh noise dapat mengubah sinyal informasi, yang menyebabkan gelombang sinus mempunyai sinyal derau yang kecil yang bergabung didalam nya. Sehingga penerima tidak dapat membedakan sinyal informasi yang sebenarnya dari derau yang ditambahkan seperti terlihat pada Gambar 1
Gambar 1 NOISE pada gelombang sinus
5
a) Pulsa digital asli b) Pulsa digital karena pengaruh NOISE
Secara garis besar ada dua jenis sumber noise. Yang pertama disebut external noise (derau yang berasal dari luar perangkat) dan internal noise (derau yang timbul dari perangkat itu sendiri)
b. Jenis Sumber Derau i. External Noise
Eksternal Noise Adalah noise yang dihasilkan dari luar alat atau sirkuit. Noise tidak disebabkan oleh komponen alat dalam sistem komunikasi tersebut. Ada 3 sumber utama noise eksternal:
1) Atmospheric noise: Gangguan elektris yang terjadi secara alami, disebabkan oleh hal – hal yang berkaitan dengan atmosfir bumi. Noise atmosfir biasanya disebut juga static electricity. Noise jenis ini bersumber dari kondisi elektris yang bersifat alami, seperti kilat dan halilintar. Static electricity berbentuk impuls yang menyebar ke dalam energi sepanjang lebar frekuensi
2) Ekstraterrestrial noise: Noise ini terdiri dari sinyal elektris yang dihasilkan dari luar atmosfir bumi. Terkadang disebut juga deep-space noise. Noise ekstraterrestrial bisa disebabkan oleh Milky Way, galaksi yang lain, dan matahari.
ii. Internal Noise
Beberapa jenis internal noise yang terdapat dalam sistem komunikasi digital diantaranya adalah thermal noise, shot noise, flicker noise, white noise, dan noise kuantisasi.
6
Thermal noise atau sering juga disebut dengan Johnson Noise merupakan suatu fenomena noise yang berhubungan dengan suhu material. Semakin tinggi suhu komponen, daya noise akan semakin besar. Thermal Noise tidak terjadi pada suhu 0oK (-273oC). Contoh nya adalah white noise.
White noise (derau putih) merupakan suatu noise dengan kerapatan spektral daya yang merata pada seluruh komponen frekuensinya. Dikatakan white noise karena berpedoman pada kenyataan bahwa sebenarnya cahaya putih merupakan kumpulan dari berbagai warna yang dapat diuraikan secara merata melalui suatu spektrum. Demikian pula dengan white noise yang juga terdiri dari berbagai sumber derau, serta lebar daerah energi elektron dan molekul-molekul yang merupakan pembangkit derau tersebut. Perpindahan random elektron pertama kali dikenal tahun 1927 oleh JB. Johnson di Bell Telephone Laboratories. Johnson membuktikan bahwa kekuatan thermal noise proporsional dengan bandwidth dan temperature absolute. Secara matematis, kekuatan noise adalah:
N = K x T x B
N = kekuatan noise (noise power)
K = Boltzmann’s proportionality constant (1.38 × 10-23
7
fluktuasi pada arus elektrik konduktor. Shot noise juga bisa terjadi pada alat optik, akibat keterbatasan foton pada alat optik. Pada shot noise, penyampaian sinyal tidak bergerak secara kontinu dan beraturan, tapi bergerak berdasarkan garis edar yang acak. Karena itu, gangguan yang dihasilkan acak dan berlapis pada sinyal yang ada. Ketika shot noise semakin kuat, suara yang ditimbulkan noise ini mirip dengan butir logam yang jatuh di atas genteng timah. Shot noise tidak berlaku pada kawat logam, karena hubungan antar elektron pada kawat logam dapat menghilangkan fluktuasi acak. Shot noise disebut juga transistor noise dan saling melengkapi dengan thermal noise.
Penelitian shot noise pertama kali dilakukan pada kutub positif dan kutub negatif tabung pesawat vakum (vacuum-tube amplifier) dan dideskripsikan secara matematis oleh W. Schottky tahun 1918.
3) Flicker noise
Flicker noise berkaitan dengan ketidakteraturan hubungan dan permukaan pada katoda semikonduktor. Kehadiran noise ini disebabkan oleh terjadinya fluktuasi konduktivitas medium. Flicker noise memperbesar daya noise sebanding dengan panjang gelombang. Noise ini terjadi pada komponen yang memiliki frekuensi dibawah 100 Hz.
4) Noise kuantisasi
Noise kuantisasi timbul pada saat proses pengubahan sinyal analog menjadi sinyal digital akibat pembulatan level sinyal kontinyu ke harga-harga yang diskrit dan terutama dirasakan pada sinyal yang memiliki level rendah. Noise kuantisasi menyebabkan timbulnya kesalahan dalam regenerasi sinyal.
8
- Meningkatkan sensitifitas rangkaian untuk mendeteksi sinyal yang diinginkan dalam sebuah penerima (receiver),
- Mengurangi konten harmonis dan fasa derau dalam pemancar (transmitter),
9 2. Sistem antena
a. Pengertian Sistem Antena
Di bidang elektronika, definisi antena adalah transformator/struktur transmisi antara gelombang terbimbing (saluran transmisi) dengan gelombang ruang bebas atau sebaliknya. Antena adalah salah satu elemen penting yang harus ada pada sebuah teleskop radio, TV, radar, dan semua alat komunikasi nirkabel lainnya. Sebuah antena adalah bagian vital dari suatu pemancar atau penerima yang berfungsi untuk menyalurkan sinyal radio ke udara.Bentuk antena bermacam macam sesuai dengan desain, pola penyebaran dan frekuensi dan gain. Panjang antena secara efektif adalah panjang gelombang frekuensi radio yang dipancarkannya. Antena dipol setengah gelombang adalah sangat populer karena mudah dibuat dan mampu memancarkan gelombang radio secara efektif.
Fungsi antena adalah untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal elektromagnetik, lalu meradiasikannya (pelepasan energi elektromagnetik ke udara/ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik (penerima energy elektromagnetik dari ruang bebas) dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Pada radar atau sistem komunikasi satelit, sering dijumpai sebuah antena yang melakukan kedua fungsi (peradiasi dan penerima) sekaligus. Namun, pada sebuah teleskop radio, antena hanya menjalankan fungsi penerima saja.
Ada beberapa karakter penting antena yang perlu dipertimbangkan dalam memilih jenis antena untuk suatu aplikasi (termasuk untuk digunakan pada sebuah teleskop radio), yaitu pola radiasi, direktivitas, gain, dan polarisasi. Karakter-karakter ini umumnya sama pada sebuah antena, baik ketika antena tersebut menjadi peradiasi atau menjadi penerima, untuk suatu frekuensi, polarisasi, dan bidang irisan tertentu.
10
Sebuah antena yang meradiasikan sinyalnya sama besar ke segala arah disebut sebagai antena isotropis. Antena seperti ini akan memiliki pola radiasi berbentuk bola. Namun, jika sebuah antena memiliki arah tertentu, di mana pada arah tersebut distribusi sinyalnya lebih besar dibandingkan pada arah lain, maka antena ini akan memiliki directivity. Semakin spesifik arah distribusi sinyal oleh sebuah antena, maka semakin directivity antena tersebut.
Antena dipol termasuk non-directive antenna. Dengan karakter seperti ini, antena dipol banyak dimanfaatkan untuk sistem komunikasi dengan wilayah cakupan yang luas. Pada astronomi radio, antena dipol digunakan pada teleskop radio untuk melakukan pengamatan pada rentang High Frekuensi (HF). Bentuk data yang dapat diperoleh adalah variabilitas intensitas sinyal yang dipancarkan oleh sebuah objek astronomi. Namun, karena antena dipol tidak memiliki
directivity pada arah tertentu, teleskop radio elemen tunggal yang menggunakan antena jenis ini tidak dapat digunakan untuk melakukan pencitraan.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pola radiasi, yang pertama adalah Half-power Beamwidth (HPBW), atau yang biasa dikenal sebagai beamwidth suatu antena. Dalam astronomi radio, beamwidth adalah resolusi spasial dari sebuah teleskop radio, yaitu diameter sudut minimum dari dua buah titik yang mampu dipisahkan oleh teleskop radio tersebut. Secara teori, beamwidth untuk antena yang berbentuk parabola dapat ditentukan.
Gain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena mengarahkan radiasi sinyalnya, atau penerimaan sinyal dari arah tertentu. Gain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada umumnya seperti watt, ohm, atau lainnya, melainkan suatu bentuk perbandingan. Oleh karena itu, satuan yang digunakan untuk gain adalah desibel.
11
Antena dengan gain rendah mempunyai pola radiasi yang berbeda dengan antena sejenis yang punya gain besar. Pola radiasi antena dengan gain rendah bersifat melebar sehingga energi yang dipancarkan terdistribusi luas secara sektoral (sudut). Sedangkan antena dengan gain besar memiliki pola pancar yang sempit, energi yang dipancarkan tidak melebar, tetapi pada arah pancaran utamanya, energi ini bisa menjangkau tempat yang lebih jauh.
Besar gain dari suatu antena menentukan kemampuan antena tersebut untuk memfokuskan energi yang dipancarkannya kesuatu arah. Contoh: antena dengan gain 20 dB lebih fokus dibandingkan antena dengan gain 10 dB.
Polarisasi didefinisikan sebagai arah orientasi dari medan listrik. Antena dipol memiliki polarisasi linear (vertikal atau horisontal). Mengenali polarisasi antena amat berguna dalam sistem komunikasi, khususnya untuk mendapatkan efisiensi maksimum pada transmisi sinyal. Pada aplikasi radio, WLAN dan radio seluler, polarisasi yang digunakan adalah polarisasi linier vertikal. Antena pemancar dan penerima harus diorientasikan vertikal. Sedangkan pada aplikasi TV broadcast, polarisasi yang digunakan adalah polarisasi linier horisontal. Sedangkan pada aplikasi RFID (radio frequency identification), polarisasi yang digunakan adalah polarisasi sirkuler.
b. Penggunaan Antena
i. Penggunaan antena pada radio
Antena adalah salah satu elemen penting yang harus ada pada sebuah teleskop radio. Fungsinya adalah untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal elektromagnetik, lalu meradiasikannya. Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sehingga sinyal radio yang dipancarkan oleh stasiun radio dapat ditangkap oleh radio.
ii. Penggunaan antena pada televisi
12
frekuensi VHF dan UHF. Sejarah pertelevisian di Indonesia diawali pada tahun 1962 oleh TVRI di Jakarta dengan menggunakan pemancar televisi VHF. Pembangunan pemancar TVRI berjalan dengan cepat terutama setelah diluncurkannya satelit palapa pada tahun 1975. Pada tahun 1987, yaitu lahirnya stasiun penyiaran televisi swasta pertama di Indonesia, stasiun pemancar TVRI telah mencapai jumlah kurang lebih 200 stasiun pemancar yang keseluruhannya menggunakan frekuensi VHF, dan pemancar TV swasta pertama tersebut diberikan alokasi frekuensi pada pita UHF. Kebijaksanaan penggunaan pita frekuensi VHF untuk TVRI dan UHF untuk swasta. Sehingga untuk menagkap siaran TV digunakan antena VHF dan UHF.
iii. Penggunaan antena pada radar
Radar atau Radio Detection and Ranging adalah suatu alat yang sistemnya memancarkan gelombang elektromagnetik berupa gelombang radio dan gelombang mikro. Pantulan dari gelombang yang dipancarkan tadi digunakan untuk mendeteksi obyek. Radar menggunakan spektrum gelombang elektromagnetik pada rentang frekuensi 300 MHz hingga 30 GHz atau panjang gelombang 1 cm hingga 1 meter. Komponen sistem radar :
- Transmiter untuk membangkitkan sinyal radio dari osilator. - Waveguide adalah penghubung antara Transmiter dan Antena. - Receiver adalah penerima pantulan sinyal radio
- Signal processor adalah peralatan yang mengubah sinyal analog ke sinyal digital.
- Radar Controller adalah penghubung yang akan mengantarkan informasi ke user
c. Jenis Antena
13
Semakin tinggi daya pancar semakin besar level kuat medan penerimaan siaran televisi. Namun besarnya penerimaan siaran televisi tidak hanya dipengaruhi oleh besarnya daya pancar. Untuk memperbesar daya pancar pada stasiun TV dan daya terima pada TV maka perlu digunakan antena.
Besarnya gain antena dipengaruhi oleh jumlah dan susunan antena serta frekuensi yang digunakan. Antena pemancar UHF tidak mungkin digunakan untuk pemancar TV VHF dan sebaliknya, karena akan menimbulkan VSWR yang tinggi. Sedangkan antena penerima VHF dapat saja untuk menerima signal UHF dan sebaliknya, namun gain antenanya akan sangat mengecil dari yang seharusnya. Kualitas hasil pencaran dari pemancar VHF dibandingkan dengan kualitas hasil pancaran dari pemancar UHF adalah sama asalkan keduanya memenuhi persyaratan dan spesifikasi yang telah ditentukan.
Berdasarkan polarisasinya, antena dibedakan menjadi 2 yaitu antena dipol dan monopol. Antena dipol memiliki polarisasi linear vertikal, sedangkan antena monopol polarisasinya hanya pada satu arah. Dengan karakter seperti ini, antena dipol banyak dimanfaatkan untuk sistem komunikasi dengan wilayah cakupan yang luas.
Antena directional adalah antena yang pola radiasi pancarannya terarah sehingga efektifitas pancaran radio hanya ke satu arah saja, sedangkan antena
14 3. Sistem pemancar & penerima
a. Pengertian Sistem Pemancar & Penerima
Pemancar radio adalah teknologi yang digunakan untuk pengiriman sinyal dengan cara modulasi dan gelombang elektromagnetik. Gelombang ini melintas dan merambat lewat udara dan bisa juga merambat lewat ruang angkasa yang hampa udara ,karena gelombang ini tidak memerlukan medium pengangkut. Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dan terbentuk ketika obyek bermuatan listrik dimodulasi pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu spektrum elektromagnetik.
Pemancar radio FM digunakan sebagai perangkat yang dapat mengirim sinyal modulasi yang ditransmisikan melalui media udara. Sinyal modulasi yang dipancarkan Radio Frequency FM di bagian transmitter ke udara kemudian diterima oleh Radio Frequency FM di bagian receiver. Kemudian sinyal modulasi yang sudah diterima Radio Frequency FM di bagian penerima disalurkan ke input demodulator untuk melalui proses selanjutnya sampai sinyal termodulasi tersebut menjadi sinyal informasi. Perbedaan umum antara pemancar FM biasa dengan pemancar FM portable antara lain:
15
Biasanya besarnya indeks modulasi ini akan dimaksimalkan dengan cara mengatur besarnya deviasi frekuensi maksimal yang diijinkan.
c. Badwidth
Bandwidth FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi dimana tersedia bandwidth yang lebih lebar daripada band siar AM dengan panjang gelombang medium (MW = Medium Wave). Bandwidth yang lebar pada saluran siar FM juga memungkinkan untuk memuat dua saluran data atau audio tambahan yang disebut SCA (Subsidiary Communication Authorization). Bandwidth yang dibutuhkan untuk mentransmisikan sinyal FM adalah :
16 4. Sistem modulasi
a. Sejarah & Latar Belakang
Bentuk komunikasi antar makhluk hidup yang paling awal adalah suara,yang dibangkitkan oleh mulut,dan diterima oleh telinga.Apabila jarak antar makhluk yang berkomunikasi tersebut jauh,diperlukan alat bantu berupa sesuatuyang dapat dilihat.Sebagai contoh, pada abad ke dua sebelum Masehi,orang Yunani menggunakan sinyal obor untuk berkomunikasi. Kombinasi dan posisi yang berbeda dari obor tersebut menghasilkan kombinasi huruf -huruf Yunani.Bentuk komunikasi menggunakan obor ini merupakan bentuk awal dari sistim komunikasi data. Suara drum,juga dapat digunakan untuk berkomunikasi dalam jarak jauh.
Pada abad 18,mulai diperkenalkan bendera semaphore untuk menyampaikan komunikasi. Bendera semaphore ini prinsipnya sama dengan nyala obor pada jaman Yunani,yang mengandalkan kemampuan penglihatan.Setiap kombinasi dari bendera semaphore yang dikibarkan menghasilkan kombinasi huruf-huruf Latin.Pemakaian bendera semaphore ini terhalang kendala jarak,dimana semakin jauh jarak antar orang yang berkomunikasi,semakin tidak efisien pemakaian bendera ini.
Pada tahun 1753, Charles Morrison,seorang penemu dari Scotlandia,memperkenalkan sistem transmisi listrik menggunakan satu kabel (plus ground) untuk masing-masing huruf. Pada sistem ini diperlukan sebuah pithball dankertas di sisi terima untuk mencetak hasilnya.
Pada tahun 1835, Samuel Morse memulai bereksperimen dengan Utelegraph, seperti yang kita kenal sekarang. Dua tahun kemudian, pada 1837,telegraph mulai dikenalkan oleh Morse di USA, dan oleh Sir Charles Wheatstonedi Inggris. Telegraph pertama kali dipublikasikan pada tahun 1844, dan mulailah masa komunikasi listrik yang kelak akan menguasai kehidupan manusia.
17
dari mulut manusia.Setelah penemuan ini, sistim analog mulai menggantikan sistem “digital” yang telah ada.Bahkan Western UnionTelegraph Company, perusahaan yang tadinya bergerak di bidang telegraph,mulai beralih ke bisnis telepon.
Dibutuhkan waktu beberapa abad lamanya, sebelum teknologi berbalik arah, yaitu sistem digital menggantikan sistem analog. Sejak tahun 1976, sistem komunikasi digital secara perlahan mulai menggantikan dominasi sistem komunikasi analog. Pergantian sistem ini berlangsung cukup pesat sejak ditemukannya komputer dan piranti elektronik solid state.Aplikasi komersial digital dimulai pada tahun 1962, Saat Bell Sistem memperkenalkan sistem transmisi TI, yang menandai awal kebangkitan revolusidigital komersial. Di akhir tahun ini, sekitar 250 rangkaian komunikasi digital telah di-instal.
Pada pertengahan tahun 1976, angka ini melonjak mencapai 3 juta.Suatu perkembangan yang cukup fantastis !.Pada pertengahan 1980 an, ketika sistem komputer merayakan 40tahun keberadaannya, sementara teknologi solid state masih cukup muda, jaringan digital dengan kontrol komputer telah dikomersialkan. Masyarakat informasi telah mencapai level kematangan dalam fase kehidupannya. Akses komunikasi instan, baik dari mobil, pesawat udara, atau dari gelanggang olahraga sekalipun, akan menjadi suatu kenyataan.Dibutuhkan waktu 20 abad lamanya untuk berpindah dari sistim nyala obor ke sistem komunikasi sinyal listrik, untuk mengkomunikasikan data yang sama. Dibutuhkan waktu 20 tahun untuk berpindah dari sistem transmisi data listrik primitif ke sistem komunikasi data lanjutan berkecepatan tinggi. Dan hingga saat ini, perkembangan teknologi masih belum berakhir.
b. Modulasi
18
Modulation (FM) dan Amplitude Modulation (AM).Sementara modulasi sinyal digital antara lain Amplitude Shift Keying (ASK),Phase Shift Keying (PSK),dan Frequency Shift Keying (FSK).
Tujuan dilakukannya proses modulasi antara lain :
i. Untuk memudahkan proses radiasi ii. Untuk memungkinkan multiplexing iii. Untuk mengatasi keterbatasan peralatan. iv. Untuk memungkinkan pembagian frekuensi
v. Untuk mengurangi pengaruh noise dan interferensi c. Modulasi Digital
Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi).Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio).
Pada dasarnya system modulasi digital ada 3 macam, yaitu amplitude shift keying (ASK), frequency shift keying (FSK), dan phase shift keying (PSK).Ketiga Tetapi dalam perkembangan selanjutnya muncul berbagai teknik kombinasi misalnya dengan mengkombinasikan antara modulasi amplitudo dan fase, maka munculah teknik amplitude phase keying (APK) yang selanjutnya lebih dikenal sebagai quadrature ampitude modulation (QAM)
i. Amplitude Shift Keying
19
Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya.
Oleh sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja.Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-bentuk gelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan tepat menjadi level ambangnya.
20
m = sinyal pemodulasi yang bernilai 1 atau 0 m = indek modulasi ωc = 2pf
c = frekuensi carrier dalam nilai radiant
ii. Frequency Shift Keying
Frequency-shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi. Merupakan bentuk modulasi frekuensi dimana sinyal modulasinya mengubah frekuensi output di antara nilai sebelum ditentukan. Biasanya, frekuensi instan diubah di antara dua nilai diskret yang dibatasi frekuensi tanda dan frekuensi ruang. Bentuk fase FSK yang kontinus yang ada merupakan tidak ada kelanjutan fase pada sinyal dimodulasi. Frequency shift keying (FSK) merupakan sistem modulasi digital yang relatif sederhana, dengan kinerja yang kurang begitu bagus dibandingkan system PSK atau QAM. FSK biner adalah sebuah bentuk modulasi sudut dengan envelope konstan yang mirip dengan FM konvensional, kecuali bahwa dalam modulasi FSK, sinyal pemodulasi berupa aliran pulsa biner yang bervariasi diantara dua level tegangan diskrit sehingga berbeda dengan bentuk perubahan yang kontinyu pada gelombang analog.
21
Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).
iii. Phase-shift Keying (PSK)
Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa. Metoda ini merupakan suatu bentukug modulasi fasa yang memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital.Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima.
Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fasa yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fasa yang ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi).Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih sistem modulasi PSK.
PSK digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.merupakan skema modulasi digital modulation yang memberikan data dengan mengubah, atau memodulasi, fase sinyal referensi (gelombang karier). Fase diubah mewakili sinyal data. Ada dua cara dasar menggunakan fase sinyal:
- Dengan melihat fase itu sendiri sebagai pengubah informasi, dimanan demodulator harus memiliki sinyal referensi untuk membandingkan perlawanan fase dari sinyal yang diterima; atau - Dengan melihat perubahan fase sebagai informasi pengubah skema
22 5. Perambatan Gelombang Pada Ruang Bebas
a. Pembiasan (Refraction) oleh Atmosfir Bumi
Pada atmosfir bumi terjadi pembiasan gelombang sekitar 18 km dari permukaan bumi di daerah khatulistiwa dan sampai sekitar 8 dan 11 km di daerah kutub selatan dan utara. Untuk itu radius bumi diubah disesuaikan demikian hingga kelengkungan relatif antara gelombang dan bumi tetap seperti yang ditunjukkan Gambar 6 Radius kelengkungan bumi yang telah disesuaikan dengan perbandingan antara radius efektif bumi dan radius bumi yang sesungguhnya disebut dengan faktor K. Pada kondisi atmosfir normal, dalam perhitungan radius bumi ekuivalen biasanya digunakan K = 4/3 (J, Herman, 1986: 3.2).
Gambar 6. Radius efektif bumi
Gambar 7. Profil lintasan (path profile) dengan faktor K = 4/3
23
Propagasi gelombang pada frekuensi diatas 30 MHz memanfaatkan gelombang langsung dan gelombang pantul oleh permukaan bumi. Pada Gambar 8 berikut ini adalah gambaran dari propagasi Line of Sight (LOS).
Gambar 8. Daerah Freshnel di sekitar lintasan langsung
Pada propagasi LOS terdapat daerah yang harus dan wajib terhindar dari
halangan, daerah itu disebut dengan daerah fresnel (fresnel zone). Seperti yang
ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 9. Pemetaan daerah-daerah Freshnel
Berdasarkan Gambar 9 dan keterangan di atas, F1 disebut sebagai radius
daerah Freshnel pertama, yang dirumuskan dengan (Aswoyo, 2006: 101) :
24
Redaman LOS berharga rata-rata sama dengan redaman ruang bebas. Dalam perhitungan redaman lintasan dianggap tetap sehingga untuk LOS adalah (J, Herman, 1986: 3.29):
25 6. Global Positioning System
a. Definisi GPS
GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan dikelola oleh Amerika Serikat dengan bantuan penyelarasan sinyal satelit. Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan serta informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca, bagi banyak orang secara simultan dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter (orde nol) sampai dengan puluhan meter.
Sedangkan alat untuk menerima sinyal satelit yang dapat digunakan oleh pengguna secara umum dinamakan GPS Tracker atau GPS Tracking, dengan menggunakan alat ini maka dimungkinkan user dapat melacak posisi kendaraan, armada ataupun mobil dalam keadaan Real-Time.
Selain GPS, ada beberapa sistem navigasi satelit yang serupa yaitu seperti GLONASS milik Rusia, Galileo Uni Eropa dan IRNSS milik India. Sedangkan GPS adalah sistem navigasi satelit yang dikembangkan dan dioperasikan dibawah pemerintah Amerika Serikat, tepatnya dibawah tanggung jawab Angkatan Udara Amerika Serikat.
b. Kemampuan GPS
Beberapa kemampuan GPS antara lain dapat memberikan informasi tentang posisi, kecepatan, dan waktu secara cepat, akurat, dimana saja di bumi ini tanpa tergantung cuaca. Hal yang perlu dicatat bahwa GPS adalah satu-satunya sistem navigasi ataupun sistem penentuan posisi dalam beberapa abad ini yang memiliki kemampuan handal seperti itu.Ketelitian dari GPS dapat mencapai beberapa mm untuk ketelitian posisinya, beberapa cm/s untuk ketelitian kecepatannya dan beberapa nanodetik untuk ketelitian waktunya. Ketelitian posisi yang diperoleh akan tergantung pada beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi, geometri satelit, tingkat ketelitian data, dan metode pengolahan datanya
26
Dalam sistem navigasi GPS, Bagian yang paling penting adalah beberapa satelit yang berada di orbit bumi atau yang sering kita sebut di ruang angkasa. Satelit GPS saat ini berjumlah 24 unit yang semuanya dapat memancarkan sinyal ke bumi yang lalu dapat ditangkap oleh alat penerima sinyal tersebut. Selain satelit terdapat 2 sistem lain yang saling berhubungan, sehingga jadilah 3 bagian penting dalam sistem GPS.
Ketiga bagian tersebut terdiri dari:
· GPS Control Segment (Bagian Kontrol)
· GPS Space Segment (bagian angkasa)
· GPS User Segment (bagian pengguna)
GPS Control Segment
Control segment GPS terdiri dari lima stasiun yang berada di pangkalan Falcon Air Force, Colorado Springs, Ascension Island, Hawaii, Diego Garcia dan Kwajalein. Kelima stasiun ini adalah mata dan telinga bagi GPS. Sinyal-sinyal dari satelit diterima oleh bagian kontrol, kemudian dikoreksi, dan dikirimkan kembali ke satelit. Data koreksi lokasi yang tepat dari satelit ini disebut data ephemeris, yang kemudian nantinya dikirimkan ke alat navigasi yang kita miliki.
GPS Space Segment
Space Segment adalah terdiri dari sebuah jaringan satelit yang tediri dari beberapa satelit yang berada pada orbit lingkaran yang terdekat dengan tinggi sekitar 20 km di atas permukaan bumi. Sinyal yang dipancarkan oleh seluruh satelit tersebut dapat menembus awan, plastik dan kaca, namun tidak bisa menembus benda padat seperti tembok dan rapatnya pepohonan. Terdapat 2 jenis gelombang yang hingga saat ini digunakan sebagai alat navigasi berbasis satelit. Masing-masingnya adalah gelombang L1 dan L2, dimana L1 berjalan pada frequensi 1575.42 MHz yang bisa digunakan oleh masyarakat umum, dan L2 berjalan pada frequensi 1227.6 Mhz dimana jenis ini hanya untuk kebutuhan militer saja.
27
User segment terdiri dari antenna dan prosesor receiver yang menyediakan positioning, kecepatan dan ketepatan waktu ke pengguna. Bagian ini menerima data dari satelit-satelit melalui sinyal radio yang dikirimkan setelah mengalami koreksi oleh stasiun pengendali (GPS Control Segment).
d. Metode Penentuan Posisi dengan GPS
Secara garis besar, metode penentuan posisi dibagi menjadi 2 yaitu:
·Metode absolut
Metode ini menentukan posisi hanya berdasarkan pada 1 receiver saja. Ketelitian posisi dalam beberapa meter (tidak berketelitian tinggi) dan umumnya hanya digunakan dalam keperluan navigasi.
·Metode relatif
Metode relatif menentukan posisi dengan menggunakan minimal 2 receiver atau lebih.Satu receiver dipasang pada lokasi tertentu yang telah diketahui koordinatnya dan terus menerus menerima sinyal dari satelit sebagai referensi bagi receiver yang lainnya.Sehingga metode ini memberikan ketelitian hasil yang lebih baik daripada metode absolute.
e. Koordinat Lokasi
Sebuah titik koordinat dapat ditampilkan dengan beberapa format. Masing-masing pengguna dapat mengatur format ini pada alat navigasi, program mapsource, ataupun program komputer lainnya. Format ini dapat diatur dari bagian setting dari masing-masing program/alat navigasi.
28
f. Fungsi dan Kegunaan GPS Pada Transportasi
Untuk apa tujuan Amerika Serikat membuat sistem GPS yang notabene telah memakan biaya sangat besar untuk biasa pembuatan, pengoperasian dan perawatan. Tentunya bukan tanpa manfaat, ada banyak manfaat yang bisa didapatkan dari sistem navigasi GPS bagi masyarakat seluruh dunia dan khususnya bagi pemerint Amerika Serikat itu sendiri.
Dalam kebutuhan berkendara sistem GPS pun sangat membantu manusia, dengan adanya GPS Tracker terpasang pada kendaraan maka akan membuat perjalanan semakin nyaman karena arah dan tujuan jalan bisa diketahui setelah GPS mengirim posisi kendaraan kita yang diterjemahkan ke dalam bentuk peta digital.
Fungsi ini hampir sama dengan navigasi, jika dalam navigasi menggunakan perangkat penerima sinyal GPS berikut penampil titik koordinatnya dalam satu perangkat, sedangkan untuk kebutuhan sistem pelacakan adalah alat penampil dan penerima sinyal berbeda lokasi. Contohnya kita bisa mengetahui lokasi kendaraan yang hilang dengan melihat titik kordinat yang dihasilkan dari alat yang terpasang dalam kendaraan tersebut, untuk melihatnya bisa melalui media smartphone atau alat khusus lainnya.
29
BAB III PENUTUP
KESIMPULAN
Derau (Noise)
Noise (derau) merupakan sinyal lain yang tidak diharapkan dalam sistem telekomunikasi karena bersifat mengganggu terhadap sinyal asli serta kehadirannya tidak bisa ditentukan (acak). Banyaknya noise tidak dapat ditentukan secara pasti, hanya dapat dirumuskan probabilitas ataupun kisaran nilai (range) nya saja.
Sistem antena
Fungsi antena adalah untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal elektromagnetik, lalu meradiasikannya (pelepasan energi elektromagnetik ke udara/ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik (penerima energy elektromagnetik dari ruang bebas) dan mengubahnya menjadi sinyal listrik
Sistem pemancar & penerima
Pemancar radio FM digunakan sebagai perangkat yang dapat mengirim sinyal modulasi yang ditransmisikan melalui media udara. Sinyal modulasi yang dipancarkan Radio Frequency FM di bagian transmitter ke udara kemudian diterima oleh Radio Frequency FM di bagian receiver
Sistem modulasi
Modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain.Parameter yang diubah tergantung pada besarnya modulasi yang diberikan.Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal yaitu sinyal pemodulasi yang berupa sinyal informasi yang dikirim, dan sinyal carrier dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan.
Perambatan Gelombang Pada Ruang Bebas
Dunia dan isinya diciptakan tuhan dengan kemmampuan untuk merambatkan gelombang yang dapat dimanfaatkan manusia untuk kemaslahatan bersama
Global Positioning System
30
DAFTAR PUSTAKA
https://ab3duh.wordpress.com/2010/05/03/propagasi-gelombang-radio/
http://puballattack.blogspot.co.id/2014/06/perambatan-gelombang-radio.html
http://azkarizkaocv.blogspot.co.id/2015/10/makalah-gps-global-positioning-system.html
http://digilib.itb.ac.id/files/disk1/455/jbptitbpp-gdl-fandifirst-22732-3-2012ta-2.pdf
http://telkompnl.blogspot.co.id/2012/02/teknik-modulasi.html
http://teknikelektronika.com/pengertian-modulasi-jenis-modulasi-analog-digital/
http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/647/jbptunikompp-gdl-robertoman-32322-10-unikom_r-i.pdf
http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/647/jbptunikompp-gdl-robertoman-32322-10-unikom_r-i.pdf
