TRANSMISI & MEDIA TRANSMISI

Transkripsi

1 TRANSMISI & MEDIA TRANSMISI Ir. Roedi Goernida, MT. Program Studi Sistem Informasi Fakultas Rekayasa Industri Institut Teknologi Telkom Bandung Transmisi 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. Jaringan telekomunikasi menghubungi pelanggan dengan sentral atau sentral dengan sentral. Jaringan komputer menghubungi komputer dengan komputer, atau komputer dengan perangkat komunikasi data lain seperti hub, switch, router atau bridge. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 1 / 42 2

2 Konsep dasar sistem transmisi Input signal Transmitted signal Received signal Output signal Source Transmitter (Tx) Transmission channel Receiver (Rx) Destination Noise, distortion & interference 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. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 2 / 42 3 Jenis Transmisi (1/2) 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 Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 3 / 42 4

3 Jenis Transmisi (2/2) 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 Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 4 / 42 5 Terminologi transmisi 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. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 5 / 42 6

4 Tahapan pentransmisian 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. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 6 / 42 7 Signal power level (1/2) P in G atau L P out P out V out I out g = P = = in V in I in Jika P out > P in Penguatan P V I G = 10 log out = 20 log out = 20 log out P V I in in in Jika P out < P in Redaman P V I in in in L = 10 log = 20 log = 20 log P V I out out out Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 7 / 42 8

5 Signal power level (2/2) Relative power level. Jika yang diperbandingkan adalah daya yang besarnya berubah atau tidak tetap. db = 10 log P out P in Absolute power level Jika yang diperbandinglan adalah daya yang besarnya tetap dengan suatu level acuan yaitu 1 W atau 1 mw dbm = 10 log P (mw) 1 mw dbw = 10 log P (W) 1 W Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 7 / 42 9 Logaritma & perhitungan db Logaritma = 1 log = = 10 log = = 100 log = = 1000 log = = log = = 0.1 log = = 0.01 log = = log = = log = -4 Desibel 10 0 = 1 log = 0 db = 10 log 1 = 10 x 0 = 0 db 10 1 = 10 log = 1 db = 10 log 10 = 10 x 1 = 10 db 10 2 = 100 log = 2 db = 10 log 100 = 10 x 2 = 20 db 10 3 = 1000 log = 3 db = 10 log 1000 = 10 x 3 = 30 db 10 4 = log = 4 db = 10 log = 10 x 4 = 40 db 10-1 = 0.1 log = -1 db = 10 log 0.1 = 10 x -1 = -10 db 10-2 = 0.01 log = -2 db = 10 log 0.01 = 10 x -2 = -20 db 10-3 = log = -3 db = 10 log = 10 x -3 = -30 db 10-4 = log = -4 db = 10 log = 10 x -4 = -40 db Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 9 / 42 10

6 Cacat Redaman 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. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 10 / Noise (derau) Sinyal tambahan yang masuk di antara transmitter dan receiver. Thermal (suhu): Akibat dari thermal agitation dari elektron. Tersebar secara uniform. 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. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 11 / 42 12

7 Delay Distortion 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. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal.12 / Signal to Noise Ratio Suatu nilai perbandingan antara sinyal dengan noise pada suatu lebar pita tertentu. S/N (db) = Level daya sinyal (dbm) Level daya noise (dbm) P V I S S S S/N = 10 log = 20 log = 20 log P V I N N N 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 Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 13 / 42 14

8 Contoh soal mw? db 0.65 mw P out 0.65 db = 10 log =10 log = db P 0.43 in mw +1,23 db? mw db = 10 log P out P out 10 log = db P 0.8 in P = 1.06 mw out Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 14 / Media Transmisi 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 Open wire Twisted pair Coaxial Serat-optik Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 15 / 42 16

9 Media fisik (1/5) Open-wire: Kabel terbuka tanpa pelindung atau pembungkus Tidak bisa digunakan untuk transmisi data Mudah terkena gangguan noise & interferensi Digunakan untuk komunikasi frekuensi rendah Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 16 / Media fisik (2/5) Twisted-pair Kabel dililit secara berpasangan Ada pelindung (shield) berupa foil (anyaman kawat) Jarak jangkau optimal untuk transmisi data sejauh maksimal 100m Unshielded twisted pair Shielded twisted pair 18 Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 17 / 42

10 Media fisik (3/5) Koaksial: Terdiri atas inner conductor & outer conductor Outer conductor berfungsi untuk melindungi inner conductor dari gangguan sinyal elektrik Impedansi: 75 ohm (TV) & 50 ohm (LAN) Insulating jacket Outer conductor Dielectric core Center conductor Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 18 / Media fisik (4/5) 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 s/d 300 Mbps & dipergunakan untuk koneksi jarak pendek. LASER membangkitkan sinyal sampai dengan orde Gbps untuk koneksi jarak jauh. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 19 / 42 20

11 Media fisik (5/5) Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 20 / Media transmisi vs Bandwidth Cable Type Lebar pita Penggunaan Open Wire 0-5 MHz Sambungan antar modul dalam perangkat Twisted Pair MHz Jaringan lokal telepon Media transmisi Local Area Network (LAN) pada jaringan komputer Coaxial Cable MHz Media transmisi LAN Jaringan TV kabel Optical Fiber 0-1 GHz Jaringan transmisi jarak jauh Jaringan komputer Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 21 / 42 22

12 Tipe ethernet (1/2) Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 22 / Tipe ethernet (2/2) Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 23 / 42 24

13 Jenis UTP cable Kategori Categori 1 Categori 2 Categori 3 Categori 4 Categori 5 Categori 6 Aplikasi Dipakai untuk komunikasi suara (voice), dan digunakan untuk kabel telepon di rumah-rumah. Terdiri dari 4 pasang kabel twisted pair dan bisa digunakan untuk komunikasi data sampai kecepatan 4 Mbps. Bisa digunakan untuk transmisi data dengan kecepatan sampai 10 Mbps dan digunakan untuk Ethernet atau TokenRing. Sama dengan category 3 tetapi dengan kecepatan transmisi sampai 16 Mbps. Bisa digunakan sampai kecepatan transmisi 100 Mbps, biasanya digunakan untuk FastEthernet (100Base) atau network ATM. Bisa digunakan sampai kecepatan 1000 Mbps, biasanya digunakan untuk GigaEthernet (1000Base) dan dipergunakan pada Data Center untuk menghubungan antar server atau server dengan switch.. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 24 / Media non fisik Gelombang Mikro (1/2) Sinyal ditransmisikan memanfaatkan gelombang radio / RF yang dipancarkan melalui udara (propagasi). Bekerja pada frekuensi antara 300 MHz 30 GHz / VHF SHF. Kemampuan pemancaran sinyal dari satu pemancar ke pemancar lain km. Kecepatan membawa informasi digital antara 8 Mbps 144 Mbps. Antena berbentuk parabola. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 25 / 42 26

14 Media non fisik Gelombang Mikro (2/2) Keuntungan: Lebih mudah dalam pembangunan & pemeliharaannya Efesien dalam hal daya pancar Pita frekuensi lebar Kualitas sinyal informasi yang tinggi Tidak terpengaruh oleh noise luar dalam pita frekuensi gelombang mikro.` Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 26 / Metoda propagasi gelombang (1/2) Ground wave untuk frekuensi rendah s/d 2 MHz Sky wave Gelombang langsung Pantulan tanah Permukaan tanah Direct wave ionosfer, Scattering wave troposfer Satellite transmission. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 27 / 42 28

15 Metoda propagasi gelombang (2/2) Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 28 / 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) Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 29 / 42 30

16 Propagasi Gelombang Tanah (1/2) Gelombang Langsung Gelombang Pantulan Tanah Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 30 / Propagasi Gelombang Tanah (2/2) Gelombang Permukaan Tanah Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 31 / 42 32

17 Ionosphere: Propagasi sky wave (1/3) Dipantulkan oleh lapisan ionosphere. Terletak km di atas permukaan bumi & terbentuk karena adanya radiasi sinar matahari. Frekuensi rendah 20 MHz s/d 85 MHz pemancar AM/SW & radio amatir Tingkat penerimaan tidak tetap. Jarak jangkauan jauh. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 32 / Propagasi sky wave (2/3) Lapisan D. Ketinggian km Lapisan paling bawah dari ionosfer Menyerap gelombang frekuensi rendah & melewatkan gelombang frekuensi tinggi Ionisasi maks pada siang dan menghilang pada malam hari Lapisan E Ketinggian km, Memantulkan gelombang dengan frekuensi sekitar 20 MHz. Tergantung pada frekuensi & kekuatan lapisan E, suatu sinyal dapat dibiaskan ataupun dapat diteruskan ke lapisan F Pada malam hari lsinyal dapat melewati lap ini, karena pada malam hari lapisan ini menyusut. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 33 / 42 34

18 Propagasi sky wave (3/3) Lapisan F. Ketinggian km Dibagi menjadi lapisan F1 & F2 untuk siang hari Pada malam hari kedua lapisan akan bersatu Memantulkan gelombang dengan fekuensi tinggi (HF) Gelombang dengan frekuensi lebih tinggi (VHF, UHF...) akan dilewatkan. Dimanfaatkan untuk pemancaran gelombang AM jarak jauh. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 34 / Rugi-rugi propagasi Adanya Fading. Groundwave & skywave sampai di antena penerima tetapi berlawanan fase sehingga saling melemahkan. Dua skywave yang dipantulkan dari daerah ionosfer diterima di antena penerima dengan fase yang tidak sama. Direct-wave & ground-wave sampai pada penerima dengan fase berbeda. Interferensi dengan gelombang lain. Hilangnya daya saat transmisi. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 35 / 42 36

19 Komunikasi Satelit (1/2) Komunikasi Satelit penyaluran informasi menggunakan satelit. Satelit suatu stasiun relay / repeater gelombang mikro yang diletakkan di ruang angkasa. Berfungsi untuk: Menerima sinyal yang dikirim dari stasiun bumi, Memperkuat & mengubah sinyal yang diterima, Memancarkan / meneruskan kembali ke stasiun bumi. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 36 / Komunikasi Satelit (2/2) Space segment Uplink TT & C Downlink Ground segment Jaringan terestrial SB Tx Master station SB Rx Jaringan terestrial Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 37 / 42 38

20 Kelebihan & Kekurangan Komunikasi Satelit Kelebihan: Cakupannya luas Bandwidth yang cukup lebar Independen dari infrastruktur teresterial Biaya relatif rendah per site Karakteristik layanan yang beragam Layanan total hanya dari satu provider Layanan mobile/wirelss yang independen terhadap lokasi Kekurangan: Delay propagasi besar Rentan terhadap pengaruh atmosfir Biaya yg besar utk up-ront Biaya yang sama untuk komunikasi jarak pendek atau jauh Ekonomis jika jumlah user banyak & kapsitas digunakan optimal Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 38 / Jenis & layanan Satelit Layanan: Fixed satellite service Broadcasting satellite service Mobile satellite service Navigational satellite service Meteorological satellite service Jenis: Satelit komunikasi Satelit astronomi Satelit pengamat bumi Satelit navigasi Satelit mata-mata Satelit cuaca Satelit broadcasting Satelit militer Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 39 / 42 40

21 Frekuensi kerja (1/2) Band frequency: MHz commercial downlink frequency MHz commercial uplink frequency MHz military downlink frequency MHz military uplink frequency Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 40 / Frekuensi kerja (2/2) Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 41 / 42 42

22 Orbit satelit GEO (Geostationary Earth Orbit) Ketinggian km. Mencakup 1/3 permukaan bumi. Periode rotasi 24 jam (sama dengan rotasi bumi) MEO (Medium Earth Orbit): Ketinggian km km Periode rotasi 5-12 jam LEO (Low Earth Orbit): Ketinggian km 2000 km Periode rotasi 1.5 jam Digunakan untuk pemetaan, riset, geologi, SAR & telekomunikasi. Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS Hal. 42 / End of slide 44