ET2080 JARINGAN TELEKOMUNIKASI Mengenal Sinyal yang Ditransmisikan dalam Jaringan Telekomunikasi STEI - ITB Tutun Juhana – Program Studi Teknik Telekomunikasi

Konsep Frekuensi Sinyal telekomunikasi merupakan kombinasi dari banyak gelombang cosinus atau sinus dengan kekuatan dan frekuensi yang berbeda Frekuensi adalah jumlah siklus gelombang sinyal di dalam satu detik Satuan frekuensi adalah Hertz Jika suatu sinyal memiliki 1000 siklus gelombang per detik maka frekuensinya 1000 Hz Nilai maksimum sinyal disebut amplituda ET2080 Jaringan Telekomunikasi

v(t) =Acos(ωt+φ) = Acos(2πft +φ) f = frekuensi sinyal Setiap sinyal telekomunikasi dapat dinyatakan oleh penjumlahan gelombang fundamental cosinus sebagai berikut v(t) =Acos(ωt+φ) = Acos(2πft +φ) f = frekuensi sinyal t = waktu dalam satuan detik φ = pergeseran fasa ω = frekuensi sudut (angular) dalam satuan radian per detik Perioda satu siklus gelombang disebut T T = 1/f dan f = 1/T l menyatakan jarak yang ditempuh oleh satu siklus gelombang l = c/f = cT c = kecepatan rambat sinyal Kecepatan suara di udara mendekati c = 346 m/s; kecepatan cahaya atau gelombang radio di udara mendekati c = 300.000 km/s ET2080 Jaringan Telekomunikasi

ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Frequency-Domain Concepts (Stalling’s) An electromagnetic signal can be made up of many frequencies. Example: s(t) = (4/p)x(sin(2pft) + (1/3)xsin(2p(3f)t)) Fig. 2.4(a) + Fig. 2.4(b) = Fig. 2.4(c) There are two component frequencies: f and 3f. Based on Fourier analysis, any signal is made up of components at various frequencies, in which each component is a sinusoid wave, at different amplitudes, frequencies, and phases. ET2080 Jaringan Telekomunikasi

ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Fundamental frequency – Spectrum - range of frequencies that a signal contains In Fig. 2.4(c), spectrum extends from f to 3f. Fundamental frequency – when all frequency components of a signal are integer multiples of one frequency, it’s referred to as the fundamental frequency (earlier example) f and 3f  fund. freq = f The period of the total signal is equal to the period of the fundamental frequency. refer to Fig. 2.4 again! ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Absolute bandwidth - width of the spectrum of a signal In Fig. 2.4(c), it is 3f – f = 2f. Effective bandwidth – A signal may contain many frequencies. But most of the energy may concentrate in a narrow band of frequencies. These frequencies are effective bandwidth. ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Effective Bandwidth Calculation Effective Bandwidth sebuah sinyal diukur dari titik dimana daya sinyal turun menjadi setengah dari daya sinyal maksimum Bandwidth ini biasa disebut bandwidth 3dB (10 log [(1/2Pmax)/Pmax]  -3dB) ET2080 Jaringan Telekomunikasi

ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Approximating Square Wave by Signals adding a frequency of 5f to Fig. 2.4(c)  Fig. 2.5(a) adding a frequency of 7f to Fig. 2.4(c)  Fig. 2.5(b) adding all frequencies of 9f, 11f, 13f, ...  Fig. 2.5(c), a square wave This square wave has an infinite number of frequency components, and thus infinite bandwidth. ET2080 Jaringan Telekomunikasi

ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Cacat yang dialami sinyal ketika ditransmisikan Distorsi akibat redaman Distorsi fasa Distorsi akibat noise ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Distorsi akibat redaman Setiap kanal komunikasi bersifat meredam sinyal Sinyal-sinyal berfrekuensi tinggi akan lebih teredam dibandingkan sinyal-sinyal berfrekuensi rendah Distorsi akibat redaman dapat dicegah apabila semua frekuensi mengalami tingkat redaman yang sama ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Distorsi fasa Waktu yang diperlukan oleh sinyal untuk melewati kanal komunikasi disebut delay Delay absolut adalah adalah delay yang dialami sinyal ketika melewati kanal pada suatu frekuensi referensi Di lain pihak, waktu propagasi sinyal yang frekuensinya berbeda akan berbeda pula Kondisi ini ekivalen dengan pergeseran fasa Jika pergeseran fasa terjadi pada seluruh frekuensi yang terkandung pada sinyal komunikasi, maka sinyal output akan sama dengan sinyal input Sebaliknya apabila pergeseran fasa tidak linier dengan frekuensi maka sinyal output akan terdistorsi Distorsi delay disebut juga distorsi fasa Distorsi akibat delay ini biasanya dinyatakan dalam milisecond atau microsecond di sekitar frekuensi referensi ET2080 Jaringan Telekomunikasi

A delay (phase) equalizer tends to flatten the delay characteristic of a voice channel ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Noise Noise merupakan setiap sinyal yang tidak diinginkan di dalam sirkit telekomunikasi Noise merupakan pembatas kinerja telekomunikasi yang utama Noise dapat dibagi ke dalam empat katagori: Thermal noise Intermodulation noise Crosstalk Impulse noise ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Thermal Noise Thermal noise merupakan noise yang muncul pada seluruh media transmisi dan perangkat komunikasi akibat pergerakan elektron Thermal noise merupakan faktor penentu batas bawah sensitivitas sistem penerima Thermal noise berbanding lurus dengan bandwidth dan suhu Thermal noise untuk sistem dengan bandwidth B adalah: Pn = -228,6 dBW + 10 log T + 10 log B T = suhu kerja absolut (dalam satuan Kelvin) Satuan Pn adalah dBW Note: Kelvin = Celsius + 273,15 Untuk penerima (receiver) yang bekerja pada suhu ruang (290 K), thermal noise pada receiver tersebut adalah: Pn = -228,6 dBW + 10 log 290 + NFdB +10 log BHz Pn = -204 dBW + NFdB +10 log BHz NF adalah noise figure dalam satuan dB ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Contoh: Misalnya ada suatu receiver yang memiliki temperatur derau (noise) 100 K dengan bandwidth 10 MHz, berapa level thermal noise pada output receiver tersebut? Jawab: Pn = -228,6 dBW + 10 log T + 10 log B = -228,6 dBW + 10 log 102 + 10 log 107 = -228,6 + 20 + 70 = -138,6 dBW Misalnya ada suatu amplifier dengan temperatur derau 10.000 K dan bandwidth 10 MHz, hitung level thermal noise di output! Pn = -228,6 dBW + 10 log 104 + 10 log 107 = -228,6 + 40 + 70 = -118,6 dBW Suatu receiver mempunyai noise figure 4 dB dan beroperasi pada suhu ruangan (290 K). Bandwidth receiver tersebut adalah 20 MHz, berapa thermal noise threshold? Pn = -228,6 dBW + 10 log 290 + NFdB +10 log BHz = -204 dBW + 4 dB + 73 dB = -127 dBW ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Intermodulation Noise Intermodulation noise muncul akibat gejala intermodulasi Bila kita melewatkan dua sinyal masing-masing dengan frekuensi F1 dan F2 melalui suatu medium atau perangkat non-linier, maka akan dihasilkan frekuensi-frekuensi spurious yang berasal dari frekuensi harmonisa sinyal Frekuensi-frekuensi spurious ini bisa terletak di dalam atau di luar pita frekuensi kerja yang diinginkan F1 Medium/perangkat non-linier Second-order products: 2F1,2F2,F1F2 Third-order products: 2F1F2 , 2F2F1 F2 Fourth-order products: 2F12F2 , 3F1F2 Penyebab intermodulation noise a.l.: Level input terlalu tinggi sehingga perangkat berkerja daerah non-linier Kesalahan penalaan perangkat sehingga perangkat bekerja secara non-linier ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Crosstalk Crosstalk terjadi akibat kopling antar dua jalur sinyal yang tidak diinginkan Ada dua tipe crosstalk: Intelligible crosstalk Bila crosstalk menyebabkan paling tidak ada empat kata yang dapat didengar (dari sumber yang tidak diinginkan) selama percakapan 7 detik Unintelligible crosstalk Setiap bentuk gangguan akibat crosstalk lainnya ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Impulse noise Impulse noise merupakan noise tidak kontinu yang terdiri dari pulsa-pulsa tak beraturan atau noise spikes berdurasi pendek dengan amplituda yang relatif tinggi Spike-spike ini biasa disebut hits Impulse noise sangat mengganggu transmisi data ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Signal-to-noise ratio (S/N) (S/N) = Level signal/Level noise (S/N)dB = Level signal (dBm) – Level noise (dBm) ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Noise Figure NF = (S/N)in/(S/N)out NFdB = (S/N)dB input - (S/N)dB output Contoh Suatu receiver memiliki noise figure 10 dB. S/N pada output adalah 50 dB, berapa S/N input? Jawab: 10 dB = (S/N)dB input – 50 dB (S/N)dB input = 60 dB ET2080 Jaringan Telekomunikasi