Sofyan Basuki, ST, MT Teknik Elektro – Universitas Jenderal Ahmad Yani Bandung – Cimahi 2011

 Secara umum merupakan suatu proses penjalaran/ penyaluran suatu bentuk energi dari satu titik ke titik yang lainnya.  Dalam telekomunikasi merupakan suatu proses pengiriman atau pemindahan informasi antar satu titik ke titik lainnya dalam suatu sistem atau jaringan telekomunikasi yang dibatasi oleh suatu jarak end-to-end sangat jauh.  Dalam jaringan telekomunikasi, transmisi digunakan untuk menghubungi pelanggan dengan sentral atau sentral dengan sentral.

Faktor yang mempengaruhi keberhasilan dari suatu transmisi data yaitu:  Kualitas sinyal yang ditransmisikan  Karakteristik atau jenis media transmisi Media transmisi merupakan suatu penghubung fisik antara TX & RX dalam sistem transmisi.

Transmisi Analog  Sinyal Analog ditransmisikan tanpa mengetahui isinya  Bisa berupa data analog atau digital  Terjadi atenuasi jika melebihi jarak yang ditentukan  Untuk memperkuat sinyal dipergunakan amplifier, tetapi bisa menguatkan “noise” Transmisi Digital  Sangat memperhatikan isi  Integritas sinyal sangat dipengaruhi oleh noise, atenuasi dll.  Menggunakan repeater  Repeater menerima sinyal  Meng-”extract” bit pattern  Mengirim ulang  Atenuasi bisa ditanggulangi  Noise tidak diperkuatkan

 Hubungan langsung (direct link) → tanpa perantara  Point-to-point  Multipoint Jenis komunikasi  Simplex → komunikasi satu arah  Half duplex → komunikasi dua arah, tetapi saling bergantian  Full duplex → komunikasi dua arah pada waktu yang bersamaan.

Tahapan transmisi:  Perubahan bentuk informasi  Multiplexing  Pentransmisian melalui media  Proses depacking/demultiplexing Parameter yang mempengaruhi transmisi  Signal power level (tingkat kekuatan sinyal)  Attenuation distortion (cacat redaman)  Delay distortion (cacat kelambatan)  Noise (derau)  S/N ratio atau SNR  BER

Relative power level. Jika yang diperbandingkan adalah daya yang besarnya berubah atau tidak tetap. Absolute power level Jika yang diperbandinglan adalah daya yang besarnya tetap dengan suatu level acuan yaitu 1 W atau 1 mW

 log a (x) = log b (x) / log b (a)  log 2 (x) = log 10 (x)/log 10 (2) = log 10 (x)/0.3 = log 10 (x)  Example: log 2 (100) = (2) = Some Examples The ratio of 16 times = 2 x 2 x 2 x 2 which is +3 dB + 3 dB + 3 dB + 3 dB = + 12 dB. A gain of 500 is simply 1000 divided by 2 or +30 dB - 3 dB = 27 dB. 1/2000 is - 30 dB – 3 dB = - 33 dB. -14 dB = -20 dB + 3 dB + 3 dB or -20 dB + 6 dB which is 1/100 x 4 = 1/25th. Make up some of your own and test it with a calculator.

(4,77) (7,77)(9,54) Num  40 dB 36 = 6 x 6 atau 9 x 4 num 37 = dB num 72 = 18,54 dB num 37 = 15,6 dB num 73 = 18,62 dB What is the numerik of 47 dB = x - 53 dB = x  x  x P ower D density =– 100 dB w/Hz or pd= w/ Hz if bandwdith = H z What is the power? ans : P = dB w/Hz + 40 dB Hz = - 60 dB w Num11,622, dB ,599,510

Signal corruption during transmission Attenuation  the strength of a signal falls off with distance  varies as a function of frequency Delay distortion - the velocity of propagation of a signal through a guided medium varies with frequency Noise  Thermal noise  white noise  Intermodulation noise when two signals at different frequencies are mixed in the same medium, sum or difference of original frequencies or multiples of those frequencies can be produced, which can interfere with the intended signal occurs when there is some nonlinearity in the System  Crosstalk - when there is an unwanted coupling between signal paths  Impulse noise

 Cacat yang disebabkan oleh terjadinya redaman karena rugi- rugi energi (energy losses) ketika sinyal ditransmisikan dari pengirim ke penerima melalui media transmisi.  Nilai redaman sama untuk seluruh lebar frekuensi sinyal tersebut → ideal  Kenyataan → nilai redaman tidak merata pada seluruh lebar frekuensi.  Redaman yang terjadi mempengaruhi amplitudo & frekuensi dari sinyal tersebut.  Cacat redaman diukur dengan suatu frekuensi referensi tertentu.

Sinyal tambahan yang masuk di antara transmitter dan receiver.  Thermal (suhu), Akibat dari “ thermal agitation” dari elektron. Tersebar secara uniform disebut White noise  Intermodulation → Sinyal yang merupakan penjumlahan dan pengurangan dari frekuensi aslinya yang menggunakan media bersama  Crosstalk → Suatu sinyal dari satu jalur yang diambil oleh jalur lain  Impulse → Pulsa yang tidak beraturan atau spike (lonjakan)  Contoh; Interferensi elektromagnetik eksternal

 Terjadi sebagai akibat kecepatan sinyal yang dikirimkan melalui suatu media berbeda-beda, sehingga pada saat tiba di penerima dengan waktu yang berbeda.  Keterlambatan ini berakibat terjadinya perubahan atau pergeseran fasa sebagai akibat penundaan waktu untuk bermacam-macam frekuensi.

Suatu nilai perbandingan antara sinyal dengan noise pada suatu lebar pita tertentu. S/N (dB) = Level daya sinyal (dBm) – Level daya noise (dBm) Semakin tinggi nilai S/N, maka semakin baik kualitas komunikasinya. Terdapat beberapa ukuran batas minimal nilai S/N:  - Sinyal suara : 30 dB  - Sinyal video : 45 dB  - Sinyal data : 15 dB

Berdasarkan bentuk:  Fisik ( Guided transmission) → wireline: open-wire/kawat, kabel tembaga (multipair & coaxial) & serat optik (SM & MM).  Non-fisik ( Unguided transmission) → wireless: radio (atmosphere, ionophere, troposfer), gelombang mikro/LoS & satelit Jenis media fisik  Twisted pair  Coaxial  Serat-optik  Open-wire

GUIDED MEDIA

Frequency Range Typical Attenuation Typical Delay Repeater Spacing Twisted pair (with loading) 0 to 3.5 kHz0.2 1 kHz 50 µs/km2 km Twisted pairs (multi-pair cables) 0 to 1 MHz0.7 1 kHz 5 µs/km2 km Coaxial cable0 to 500 MHz7 10 MHz 4 µs/km1 to 9 km Optical fiber186 to 370 THz 0.2 to 0.5 dB/km 5 µs/km40 km

Open-wire: Kabel terbuka tanpa pelindung atau pembungkus. Tidak bisa digunakan untuk transmisi data Mudah terkena gangguan noise & interferensi Digunakan untuk komunikasi frekuensi rendah.

Twisted-pair  Kabel dililit secara berpasangan  Ada pelindung (shield) berupa foil (anyaman kawat)  Jarak jangkau optimal untuk transmisi data sejauh maksimal 100m Max Data Rate AttenuationNEXT Category-3 UTP 16 Mbps Category-4 UTP 20 Mbps10.1 Category-5 UTP100 Category-5e UTP200

 Noise yang timbul pada satu kawat akan timbul juga pada kawat yang lainnya dengan fasa yang berlawanan, sehingga akan saling menghilangkan  Tingkat pengurangan noise ditentukan oleh jumlah lilitan per satuan panjang ( turns per foot ).  Untuk lebih melindungi terhadap noise dipasang pelindung (shield) berupa foil atau anyaman kawat.  Untuk transmisi data twisted pair dapat digunakan untuk jarak sampai 100 meter

Koaksial: Terdiri atas inner conductor & outer conductor Outer conduktor berfungsi untuk melindung inner conductor dari gangguan EMI (Electromagnetic Interference dan RFI (Radio Frequency Interference) Impedansi: 75 ohm (TV) & 50 ohm (LAN) Coax digunakan pada LAN, termasuk ethernet: - Thick coax (0.4 in, RG8) - Thin coax (0.4cm, RG58) - Impedansinya 50 ohm

 Medium banyak berubah-ubah  Distribusi Televisi  Ariel to TV  TV kabel  Transmisi telepon jarak jauh  Dapat membawa 10,000 panggilan suara simultan  Menjadi pengganti dari fiber optic  Sistem links komputer jarak dekat  Local area networks(LAN)

Serat optik:  Terdiri dari silika (serat gelas) yang merupakan core dan cladding sebagai lapisan gelas yang mengelilingi core yang berfungsi sebagai reflector.  Mempergunakan gelombang cahaya untuk menyalurkan sinyal informasi melalui silika.  Bekerja pada gelombang infra-red dengan LED atau LASER.  LED membangkitkan sinyal sampai dengan 300 Mbps & dipergunakan untuk koneksi jarak pendek.  LASER membangkitkan sinyal sampai dengan orde Gbps untuk koneksi jarak jauh.

 c = critical angle 4 4 n2n2 n1n1 For n 1 > n 2 ii tt n 1 sin  i = n 2 sin  t  i = sin -1 n 2 /n 1 =  c n1n1 n2n2 Cahaya yang menerpa permukaan dengan sudut yang lebih besar daripada sudut kritis akan dipantulkan Inilah yang menyebabkan cahaya tetap ada di dalam serat optik Media 2 Media 1

 Serial cable: point-to-point connection at rates up to 39.2 kbps, feet.  Parallel (printer) cable: point-to-point connection at rates up to 2 Mbps over 8 meters.  Telephone lines (WAN): currently 1.5 Mbps using ADSL at distances up to 5.5 km  Telephone lines (LAN): 10Mbps home LANs using IEEE home network (e.g. Intel AnyPoint)  Power Lines: possible use for WAN at rates up to several hundred Mbps... many technical problems.

UNGUIDED MEDIA

 2GHz sampai 40GHz  Microwave  Highly directional  Point to point  Satelit  30MHz sampai 1GHz  Omnidirectional  Pemancar radio  3 x sampai 2 x  Infrared  Local

 Terrestrial Microwave 1. Parabolic dish 2. Focused beam 3. Line of sight 4. Long haul telecommunications 5. Ferkuensi tinggi memberikan data rate tinggi  Satellite Microwave 1. Satellite adalah stasiun relay 2. Satellite menerima dalam satu frekuensi, amplifies atau mengulang sinyal dan mengirim pada frekuensi yg lain 3. Requires geo-stationary orbit. Height of 35,784km 4. Television 5. Long distance telephone 6. Private business networks

 Sinyal berjalan melalui tiga rute  Ground wave  Follows contour of earth  Up to 2MHz  AM radio  Sky wave  Amateur radio, BBC world service, Voice of America  Sinyal dipantulkan oleh lapisan ionosfer dari atmosfer tertinggi  (Actually refracted)  Line of sight  Above 30Mhz  May be further than optical line of sight due to refraction  More later…

Sinyal ditransmisikan memanfaatkan gelombang radio (radio frequency – RF) yang dipancarkan melalui udara (propagasi). Macam propagasi: Ground wave :  merambat mengikuti permukaan bumi.  Pada frekuensi rendah (s/d 2 MHz) → pemancar AM/MW  Jangkauan terbatas

Ionosphere:  Dipantulkan oleh lapisan ionosphere  Frekuensi rendah 20 MHz s/d 85 MHz → pemancar AM/SW & radio amatir  Tingkat penerimaan tidak tetap disebakan ketinggaian ionosphere yang selalu berubah  Jarak jangkauan jauh

Line of sight /space-wave  Tx & Rx tidak ada halangan/rintangan  Frekuensi 3 GHz s/d 30 GHz → pemancar gelombang mikro  Jarak jangkau terbatas oleh lengkung bumi (40 – 50 km)

Satelit  Perangat repeater yang diletak di ruang angkasa.  Memliki cakupan luas, tetapi delay besar.  Terdiri dari beberapa tipe orbit: 1. GEO : km 2. MEO : km – km 3. LEO : 300 km – 2000 km

44  Satelit yang mengorbit pada ketinggian km di atas bumi memiliki angular orbital velocity yang sama dengan orbital velocity bumi. Hal ini menyebabkan posisi satelit akan relatif stasioner terhadap bumi ( geostationary ), apabila satelit tersebut mengorbit di atas khatulistiwa Arthur C. Clarke Earth Satellite  Pada prinsipnya, dengan menempatkan tiga buah satelit geostationary pada posisi yang tepat dapat mengcover seluruh permukaan bumi.

KEUNTUNGAN  Lebih murah dibandingkan dengan menggelar kabel antar benua  Dapat mengcover permukaan bumi yang luas, termasuk daerah terpencil dengan populasi rendah  Meningkatnya trafik telekomunikasi antar benua membuat sistem satelit cukup menarik secara komersial KETERBATASAN  Keterbatasan teknologi untuk penggunaan antena satelit dengan ukuran dan gain yang besar  Biaya investasi dan asuransi satelit yang masih mahal  Atmospheric losses yang besar untuk frekuensi di atas 30 GHz, membatasi penggunaan frekuensi carrier 45

 Satelit (Space Segment)  Fungsi utamanya adalah menerima sinyal dari stasiun bumi dan meneruskannya ke stasiun bumi lain  Komponen satelit  Fuel system  Satellite & telemetry controls  Transponder, termasuk antena, multiplexer dan frequency converter, yang digunakan untuk meneruskan sinyal yang diterima (up link) melalui high power amplifier ke stasiun bumi (down link)  Stasiun Bumi (Ground Station), dengan dua fungsi  Up link  Baseband signal  baseband processor  up converter  high power amplifier  parabolic dish antenna  satellite  Down link  Satellite  antenna  low noise amplifier  down converter  baseband processor  baseband 46

47  Traditional telecommunication  Jaringan untuk layanan telekomunikasi antar regional/negara  Layanan semacam ini biasanya dikelola oleh group seperti The International Satellite Consortium (INTELSAT)  Cellular  Memberikan layanan untuk jaringan seluler  Tidak ada pembatasan penggunaan bandwidth dan lokasi  Television signal  Tahun 1960-an telah digunakan untuk transmisi siaran televisi antara perusahaan penyiaran dengan jaringan afiliasinya  Tahun 1970-an memungkinkan bagi individu untuk dapat menerima siaran dengan antena penerima C-band  Direct-to-home, dengan diperkenalkannya layanan digital direct broadcast

48  Ketinggian orbit 22,282 miles (35,790 km) di atas khatulistiwa  terjadi latency/delay 0,24 detik  Posisi satelit relatif tetap terhadap permukaan bumi  Tiga satelit GEO dapat mengcover seluruh permukaan bumi, kecuali kutub  Transmisi dapat diterima dengan antena tetap  Posisi satelit di orbit harus berjarak minimal 2º satu dengan yang lain  hanya 180 buah satelit dapat menduduki orbit

49  Dua jenis LEO  Little LEO  Untuk layanan pager, cellular telephone dan location services.  Contoh: Motorola's Iridium  Big LEO  Untuk layanan voice and data broadband  Diharapkan menjadi “ internet in the sky ”  ,000 miles di atas permukaan bumi  latency millisecond  Konstelasi LEO mahal, dibutuhkan banyak satelit untuk mengcover permukaan bumi  Demand/market:  rural conventional telephone service,  global mobile service,  international broadband service

50  5000 – miles di atas permukaan bumi  latency 50 – 150 milliseconds  Dapat mengcover area yang lebih luas dali LEO, tapi latency lebih besar  Contoh: TELSTAR, satelit eksperimen yang pertama

51

52 Tiga hal yang menyebabkan satelit sulit untuk digabungkan dengan jaringan terrestrial  Latency (propagation delay)  Problem untuk high speed data  Bandwidth yang terbatas  Keterbatasan spektrum radio menyebabkan terbatasnya bandwidth yang dialokasikan untuk sistem satelit  Noise  Kuat sinyal yang diterima receiver makin kecil sebanding dengan kuadrat jarak  Jarak satelit yang sangat jauh menyebabkan sinyal yang diterima sangat lemah  S/N rendah

53

54  Range frekuensi optimal yang digunakan adalah: GHz  Dibawah 1 GHz akan terpengaruh dari alam dan man- made sources  Di atas 10 GHz akan teredam atmosfir

END OF SLIDE