BAB 5 Transmisi Analog

5.1 Tipe-tipe Modulasi Digital-ke-Analog Konversi Digital-ke-Analog Amplitude Shift Keying (ASK) Frequency Shift Keying (FSK) Phase Shift Keying (PSK) Quadrature Amplitude Modulation Terminologi Bit dan Baud

Gambar 5.1 Modulation Digital-ke-analog

Gambar 5.2 Tipe-tipe modulation digital-ke-analog

Catatan: Bit rate adalah jumlah bit per detik, dalam satuan : bits per second (bps). Baud rate adalah jumlah satuan sinyal per detik, dalam satuan (Baud per second) Nilai Baud rate selalu lebih kecil dibanding bit rate-nya, atau sama dengan (tergantung dari jenis modulasinya).

Contoh 1 Suatu sinyal analog membawa 4 bit dalam tiap satuan sinyal (unit). Jika 1000 unit dikirimkan per detik (second),berapa baud rate dan bit rate -nya Penyelesaian Baud rate = 1000 bauds per second (baud/s) Bit rate = 1000 x 4 = 4000 bps

Contoh 2 Penyelesaian Baud rate = 3000 / 6 = 500 baud/s Bit rate suatu sinyal adalah 3000 (bps). Jika tiap unit sinyal membawa /memuat 6 bit, berapakah baud rate -nya? Penyelesaian Baud rate = 3000 / 6 = 500 baud/s

Gambar 5.3 ASK

Gambar 5.4 Relasi antara baud rate dan bandwidth dalam ASK

Contoh 3 Berapakah bandwidth yang minimum untuk transmisi sinyal ASK pada laju transmisi 2000 bps. Transmisi dengan mode half-duplex. Penyelesaian Pada ASK baud rate dan bit rate adalah selalu sama. Maka baud rate untuk sinyal tersebut adalah 2000. Bandwidth sinyal ASK yang dipemerlukan minimum sama dengan baud rate-nya. Oleh karena ini memerlukan bandwidth minimum adalah 2000 Hz.

Contoh 4 Disediakan suatu bandwidth 5000 Hz untuk mentransmisikan sinyal ASK, berapakah nilai baud rate dan bit rate-nya? Penyelesaian Dalam ASK baud rate adalah sama dengan bandwidth-nya, berarti untuk baud rate adalah 5000. Karena baud rate dan bit rate juga sama untuk ASK, maka bit rate-nya juga 5000 bps.

Contoh 5 Disediakan bandwidth 10,000 Hz (1000 hingga 11,000 Hz), draw the full-duplex ASK diagram of the system. Berapakah penempatan band untuk masing-masing arah pada sinyal pembawa dan lebar bandnya. Anggap tidak ada celah (gap) diantara band untuk kedua arah. Penyelesaian Untuk ASK full-duplex , bandwidth untuk tiap-tiap arah adalah BW = 10000 / 2 = 5000 Hz Frekuensi pembawa (carrier frequencies) dapat dipilih pada sumbu tengah untuk tiap-tiap band (lihat Gambar 5.5). fc (forward) = 1000 + 5000/2 = 3500 Hz fc (backward) = 11000 – 5000/2 = 8500 Hz

Gambar 5.5 Penyelesaian Contoh 5

Gambar 5.6 FSK

Gambar 5.7 Relasi antara baud rate dan bandwidth pada FSK

Contoh 6 Berapa kebutuhan bandwidth minimum untuk mentransmisikan sinyal FSK pada laju bit 2000 bps. Mode transmisi dalam half-duplex, dan sinyal carriers terpisah 3000 Hz. Penyelesaian Untuk FSK BW = baud rate + fc1 - fc0 BW = bit rate + fc1 - fc0 = 2000 + 3000 = 5000 Hz

Contoh 7 Berapakah bit rates maksimum yang dapat dicapai untuk suatu sinyal FSK, jika frekuensi pembawa 12,000 Hz pada tengah BW-nya dan perbedaan kedua sinyal pembawa adalah 2000 Hz. Transmisi dalam mode full-duplex. Penyelesaian Oleh karena mode transmisinya full duplex, hanya 6000 Hz dialokasikan untuk tiap arah. BW = baud rate + fc1 - fc0 Baud rate = BW - (fc1 - fc0 ) = 6000 - 2000 = 4000 Tetapi oleh karena baud rate sama dengan bit rate-nya, maka bit rate-nya adalah 4000 bps.

Gambar 5.8 PBentuk sinyal PSK

Gambar 5.9 Konstelasi pada PSK (PSK constellation)

Gambar 5.10 Metode 4-PSK

Gambar 5.11 Karakteristik 4-PSK

Gambar 5.12 Karakteristik 8-PSK

Gambar 5.13 Relasi antara baud rate dan bandwidth pada PSK

Contoh 8 Berapakah bandwidth untuk sinyal 4-PSK yang ditransmisikan dengan laju bit 2000 bps. Transmisi dalam mode half-duplex. Penyelesaian Baud rate untuk PSK adalah sama dengan bandwidth-nya, yang berarti baud rate-nya adalah 5000. Tetapi untuk 8-PSK, bit rate-nya 3 kali dari baud rate, maka bit rate-nya adalah 15,000 bps.

Contoh 9 Disediakan suatu bandwidth 5000 Hz untuk mentransmisikan sinyal 8-PSK, berapakah baud rate dan bit rate-nya? Penyelesaian Untuk PSK,baud rate nya adalah samadengan bandwidth-nya, maka baud rate-nya adalah 5000. Tetapi dalam 8-PSK, bit rate-nya adalah 3 kali baud rate, maka bit rate-nya adalah 15,000 bps.

Catatan: Quadrature amplitude modulation adalah kombinasi ASK dengan PSK, maka dalam satuan (unit) sinyal dapat memuat (bit, dibit, tribit, dan seterusnya) dapat diperoleh.

Gambar 5.14 Konstelasi 4-QAM dan 8-QAM

Gambar 5.15 Time domain untuk suatu sinyal 8-QAM

Gambar 5.16 Konstelasi 16-QAM

Gambar 5.17 Bit dan baud

Tabel 5.1 Bit dan baud rate ASK, FSK, 2-PSK Bit 1 N 4-PSK, 4-QAM Dibit Modulation Units Bits/Baud Baud rate Bit Rate ASK, FSK, 2-PSK Bit 1 N 4-PSK, 4-QAM Dibit 2 2N 8-PSK, 8-QAM Tribit 3 3N 16-QAM Quadbit 4 4N 32-QAM Pentabit 5 5N 64-QAM Hexabit 6 6N 128-QAM Septabit 7 7N 256-QAM Octabit 8 8N

Contoh 10 Diagram konstelasi terdiri atas delapan titik pada suatu lingkaran dengan jarak yang sama. Jika bit rate nya 4800 bps, berapakah baud rate-nya? Penyelesaian Konstelasi diatas mengindikasikan sistem adalah 8-PSK yang masing-masing titik terpisah 45 derajat. Maka 23 = 8, 3 bit sekaligus ditransmisikan pada tiap satuan sinyalnya. Maka, baud rate –nya adalah : 4800 / 3 = 1600 baud

Contoh 11 Berapakah bit rate untuk suatu sinyal 16-QAM dengan 1000-baud. Penyelesaian Sinyal 16-QAM memiliki 4 bit per satuan sinyal (signal unit), untuk log216 = 4. sehingga, (1000)(4) = 4000 bps

Contoh 12 Berapakah baud rate suatu sinyal 64-QAM dengan bit rate 72,000-bps. Penyelesaian Sinyal 64-QAM memiliki 6 bit per unit sinyal untuk log2 64 = 6. sehingga, 72000 / 6 = 12,000 baud

5.2 Modem Telefon Standar Modem

Catatan: Saluran telefon memiliki tanggapan bandwidth mendekati 2400 Hz untuk transmisi data.

Gambar 5.18 Bandwidt saluran telefon

Standar Modem untuk modulator/demodulator. Catatan: Standar Modem untuk modulator/demodulator.

Gambar 5.19 Modulation/demodulation

Gambar 5.20 Konstelasi standar V.32 dan bandwidthnya

Gambar 5.21 Konstelasi standar V.32bis dan bandwidth-nya

Gambar 5.22 Modem Traditional

Gambar 5.23 Modem 56K

5.3 Modulation Sinyal Analog Amplitude Modulation (AM) Frequency Modulation (FM) Phase Modulation (PM)

Gambar 5.24 Modulasi Analog-ke-analog

Gambar 5.25 Tipe-tipe modulasi analog-ke-analog

Catatan: Bandwidth total yang diperlukan untuk AM dapat ditentukan oleh bandwidth sinyal audio: BWt = 2 x BWm

Gambar 5.26 Amplitude modulation

Gambar 5.27 AM bandwidth

Gambar 5.28 Alokasi band AM

Contoh 13 Suatu sinyal audio dengan lebar band (bandwidth) 4 KHz. Berapakah lebar band ( bandwidth) yang diperlukan untuk mentransmisikan jika digunakan modulasi AM? Abaikan regulasi FCC. Penyelesaian Lebar band yang diperlukan untuk AM adalah 2x bandwidth sinyal aslinya (baseband) yaitu: BW = 2 x 4 KHz = 8 KHz

Catatan: Bandwidth total yang diperlukan untuk FM dapat ditentukan dari bandwidth sinyal audio: BWt = 10 x BWm.

Gambar 5.29 Frequency modulation

Gambar 5.30 FM bandwidth

Catatan: Bandwidth suatu sinyal audio stereo biasanya 15 KHz. Oleh karena itu suatu stasiun FM memerlukan bandwidth paling minimum adalah 150 KHz. FCC mempersyaratkan bandwidth minimum 200 KHz (0.2 MHz).

Gambar 5.31 Alokasi band pada FM

Contoh 14 Suatu sinyal audio yang memiliki bandwidth 4 MHz. Berapakah kebutuhan bandwidth untuk mentransmisikannya, jika sinyal dimodulasi dengan FM. Sementara abaikan regulasi FCC. Penyelesaian Sinyal FM memerlukan 10 kali bandwidth sinyal aslinya (sinyal baseband): BW = 10 x 4 MHz = 40 MHz