BAB II SISTEM KOMUNIKASI

Transkripsi

1 BAB II SISTEM KOMUNIKASI 2.1 Sistem Komunikasi Digital Dalam mentransmisikan data dari sumber ke tujuan, satu hal yang harus dihubungkan dengan sifat data, arti fisik yang hakiki di pergunakan untuk menyebarkan data, dan pemprosesan atau penyetelan apa yang perlu dilakukan sepanjang jalan untuk memastikan bahwa data yang diterima dapat dimengerti dengan baik. Sistem komunikasi ditunjukkan pada Gambar 2.1[2]. Gambar 2.1 Sistem Komunikasi Sistem komunikasi mempunyai sumber dan tujuan. Pada bagian pengirim terdapat source system yang terbagi atas source dan transmitter. Source berfungsi untuk menentukan data untuk dikirim sedangkan transmitter dalam hal ini berfungsi untuk mengubah data menjadi sinyal yang dapat dikirim. Untuk mengirim data dikerjakan oleh transmissision system. Bagian penerima disebut destination system yang terdiri dari receiver dan destination. Receiver berfungsi 4

2 untuk mengubah sinyal yang diterima menjadi data. Pengguna data yang diterima adalah bagian destination[2] Arah Informasi Arah informasi pada sistem komunikasi terbagi atas : 1. Simpleks Simpleks merupakan komunikasi satu arah dimana informasi berjalan hanya satu arah. 2. Dupleks Dupleks merupakan komunikasi dua arah dimana informasi berjalan dua arah yang berlawanan. Arah informasi secara dupleks terdiri dari : A. Full dupleks Full dupleks yaitu kedua tempat yang berkomunikasi dapat mengirim dan menerima informasi secara bersamaan. B. Half dupleks Half dupleks yaitu kedua tempat yang berkomunikasi, mengirim dan menerima informasi secara bergantian[1] Keaslian Sinyal Pada sinyal baseband sinyal informasinya menampakkan spektrum frekuensi asalnya. Pada sinyal hasil modulasi sinyal asalnya (baseband) ditumpangkan kepada suatu sinyal pembawa yang mempunyai frekuensi yang 5

3 jauh lebih tinggi. Prosesnya disebut modulasi, digunakan untuk mengatasi ketidaksesuaian karakter sinyal dengan media (kanal) yang digunakan[1]. Contoh : A. Sinyal AM (Amplitude Modulation), merupakan modulasi analog. B. Sinyal ASK (Amplitude Sift Keying), merupakan modulasi digital Terminologi dan Transmisi Transmisi data terjadi di antara transmitter dan receiver melalui beberapa media transmisi. Media transmisi dapat digolongkan sebagai guided atau unguided. Dengan guided media, gelombang dikendalikan sepanjang jalur fisik. Contoh dari guided media adalah twisted pair, coaxial cabel, serta fiber optik. Unguided media menyediakan alat untuk mentransmisikan gelombang-gelombang elektromagnetik namun tidak mengendalikannya, contohnya adalah perambatan (propagation) di udara, dan dilaut[1]. Media transmisi guided adalah ujung ke ujung bila ia menyediakan suatu hubungan langsung di antara dua perangkat dan membagi media yang sama. Pada sebuah bentuk multipoint guided, lebih dari dua perangkat membagi media yang sama. Sebuah transmisi dapat berupa simplex, half duplex, atau full duplex[1]. Pada transmisi simplex, sinyal ditransmisikan hanya pada satu direction (arah), satu station sebagai transmitter dan lainnya sebagai receiver. Pada operasi half duplex, kedua station dapat mentransmisikan, namun hanya satu station pada saat yang sama. Sedangkan pada operasi full duplex, kedua station bisa mentransmisikan secara bersamaan[1]. 6

4 2.1.4 Frekuensi, Spektrum, dan Bandwidth Sinyal merupakan suatu fungsi waktu, namun juga dapat diekspresikan sebagai suatu fungsi frekuensi. Dimana, sinyal terdiri dari komponen-komponen frekuensi yang berbeda. Pandangan frekuensi domain dari suatu sinyal lebih penting bagi suatu pemahaman mengenai transmisi data dibanding pandangan waktu domainnya[1] Transmisi data Digital dan Analog Dalam mentransmisikan data dari sumber ke tujuan, satu hal yang harus dihubungkan dengan sifat data, arti fisik yang hakiki di pergunakan untuk menyebarkan (propagate) data, dan pemrosesan atau penyetelan apa yang perlu dilakukan sepanjang jalan untuk memastikan bahwa data yang diterima dapat dimengerti dengan baik[1]. Secara kasar, istilah analog dapat disamakan dengan kontinu, sedangkan digital dengan diskrit. Dua istilah ini sering dipergunakan dalam komunikasi data dan sedikitnya dalam tiga konteks[1]. Sebagai entiti yang menyampaikan arti atau informasi. Konsep-konsep mengenai data analog dan digital adalah: 1. Analog data (Data analog) a. Menerima nilai yang terulang secara terus menerus dan kontinu dalam beberapa interval. b. Contoh yang paling dikenal dari analog data adalah audio, dimana bentuk gelombang suara akustik, dapat dirasakan manusia secara langsung. 7

5 c. Contoh umum lainnya mengenai analog data adalah video. 2. Digital data a. Contoh yang paling dikenal dari digital data adalah teks atau karakterkarakter. b. Sementara tekstual data paling nyaman untuk manusia, tidak dapat dalam bentuk karakter, disimpan dengan mudah atau ditransmisikan melalui pengolahan data dan sistem komunikasi. Sistem semacam itu dirancang untuk data biner. Jadi sejumlah kode telah direncanakan dengan cara dimana karakter diwakili oleh sederatan bit. Sinyal merupakan tampilan data elektrik atau elektromagnetik. Pensinyalan berarti penyebaran sinyal secara fisik melalui suatu media yang sesuai. Dalam suatu sistem komunikasi, data disebarkan dari satu titik ke titik yang lain melalui sebuah alat sinyal-sinyal elektrik. Sinyal dibagi 2 yaitu : 1. Sinyal analog Merupakan anekaragam gelombang elektromagnetik yang berlangsung terus-menerus yang kemungkinan disebabkan lewat berbagai macam media, tergantung pada spektrum. Contohnya : media kabel (wire), kabel fiber optik dll. 2. Sinyal digital Adalah suatu rangkaian voltage pulsa yang bisa ditransmisikan melalui sebuah media kabel. Contohnya : suatu level voltage positif konstan ditunjukkan sebagai biner 1 sedangkan level voltage negatif konstan dengan biner 0. 8

6 Dalam hal akustik data (suara), data dapat ditampilkan secara langsung melalui sebuah sinyal elektromagnetik yang menempati spektrum yang sama. Standard spektrum untuk suatu channel suara adalah 300 sampai 3400 Hz. Transmitter telepon mengubah sinyal suara akustik yang datang menjadi menjadi sebuah sinyal elektromagnetik melewati range 300 sampai 3400 Hz. Sinyal ini kemudian ditransmisikan melalui sistem telepon menuju receiver, yang mereproduksinya sebagai suara akustik[1]. Transmisi merupakan komunikasi data melalui penyebaran dan pemrosesan sinyal-sinyal. Baik sinyal analog maupun sinyal digital dapat ditransmisikan melalui media transmisi yang sesuai. Caranya, sinyal-sinyal ini diperlakukan sebagai fungsi sistem transmisi. 1. Transmisi analog merupakan suatu alat untuk mentransmisikan sinyalsinyal analog tanpa memperhatikan isinya sinyal bisa menampilkan data analog (misalnya suara). 2. Transmisi digital berkaitan dengan muatan sinyal. Suatu sinyal digital dapat ditransmisikan hanya pada jarak tertentu sebelum atenuasi, derau, dan gangguan yang lain membahayakan integritas data[1]. 2.2 Modulasi Digital Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebenarnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya memiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1). Berarti dengan mengamati sinyal carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai 9

7 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)[3] Konsep Modulasi Dalam hal ini konsep modulasi digital ada dua yaitu, modulator dan demodulator. Modulator melakukan proses modulasi, ada ditransmitter. Demodulator melakukan proses demodulasi, yakni mengembalikan sinyal hasil modulasi ke bentuk semula, ada di receiver. Gambar 2.2 menunjukkan Proses Modulator[4]. Gambar 2.2 Proses Modulator Informasi dapat dipancarkan secara sederhana dengan penyaklaran on dan off dari carrier yang sesuai. Proses penyaklaran ini disebut dengan keying. 10

8 Contoh sederhananya adalah pentransmisian pesan dengan menggunakan asap atau cahaya. Karakteristik dari metode ini adalah penerima pesan hanya dapat mendekodekan suatu pesan bila ia memiliki dan menggunakan kode yang sama dengan yang dipakai oleh si pengirim pesan[4]. Dalam modulasi digital, carriernya analog/harmonik sedangkan sinyal pemodulasinya digital. Suatu carrier harmonik terbentuk dari 3 parameter : Amplitudo (A), Frekuensi (f), dan Phase (φ). Ketiganya dapat menjadi obyek modulasi. Karena itu, terdapat 3 macam modulasi digital, Amplitudo Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying (PSK)[4]. Dalam hal ini digunakan sinyal analog persegi/kotak untuk mereprensentasikan nilai tegangan yang konstan pada unipolar code sebagai sinyal pemodulasi. Sedangkan sinyal carriernya berupa sinyal analog yang dihasilkan oleh generator internal pada modulator ASK/FSK/PSK. Keluaran dari modulator ASK/FSK/PSK adalah : ASK : Berubah diantara 2 nilai amplitudo carrier, misalnya dari 0 ke A. FSK : Berubah diantara 2 frekuensi carrier f 1 dan f 2. PSK : Menggeser phase carrier misalnya, dari 1 = 0 ke 0 = Pada Gambar 2.3 menunjukkan sinyal termodulasi ASK, FSK, dan PSK. Pada sinyal masukan terdapat bit 1 dan bit 0. Sinyal hasil modulasi ASK akan tampak dimana pada saat bit 1 data sinyal akan ada sedangkan pada saat bit 0 data sinyal tidak ada. Sinyal hasil modulasi FSK memiliki perubahan pada 2 frekuensi. Sinyal hasil modulasi PSK memiliki penguncian pergeseran pada phase[4]. 11

9 1 0 Start T ms Stop ASK FSK PSK Gambar 2.3 Sinyal termodulasi ASK, FSK, PSK ASK mempunyai kelemahan yaitu bila terjadi gangguan pada saluran transmisi atau adanya sedikit kesalahan pada saat pengiriman, kondisi biner 0 tidak akan dapat dibedakan oleh receiver Modulasi ASK (Amplitude Shift Keying) ASK (Amplitudo Shift Keying) adalah suatu bentuk modulasi yang mewakili data digital sebagai variasi amplitudo dari gelombang pembawa. Amplitudo dari sinyal carrier analog bervariasi sesuai dengan aliran bit (modulasi sinyal), menjaga frekuensi dan fase konstan. Tingkat amplitudo dapat digunakan untuk mewakili logika 0 dan 1. ASK (Amplitude Shift Keying) merupakan suatu modulasi di mana logika 1 diwakili dengan adanya sinyal dan logika 0 diwakili dengan adanya kondisi tanpa sinyal, seperti pada Gambar 2.4[4]. 12

10 Gambar 2.4 Modulasi ASK Pada system ASK, biner 1 direpresentasikan dengan mentransmisikan sinyal pembawa sinusoidal dengan amplitudo maksimum Ac dan frekuensi fc, dimana kedua besaran tersebut konstan, selama durasi bit Tb detik. Amplitudo frekuensi pembawa akan berubah sesuai dengan logik sinyal informasi. Sedangkan biner 0 direpresentasikan dengan tanpa mengirimkan sinyal pembawa tersebut selama durasi bit Tb detik atau disebut On Off Keying (OOK). Secara matematis dapat dituliskan[4]. s( t) Ac sin(2 fct) untuk bit 1....(2.1) s ( t) 0 untuk bit 0....(2.2) Untuk persamaan sinyal modulasi ASK dapat dituliskan. dimana : s( t) Ac / 2[1 m. vm( t)]sin 2 fct...(2.3) Ac = Amplitudo sinyal carrier vm = Sinyal pemodulasi yang bernilai 0 dan 1 m = Indeks modulasi, dimana m = 100% = v / 2 A 13

11 2 fct = Frekuensi carrier dalan nilai radiant Pembangkitan sinyal Binary ASK (BASK) dapat dilakukan dengan melalukan data biner dalam format unipolar dan sinyal pembawa sinusoidal ke suatu modulator pengali. Untuk m(t) merupakan bit-bit data masukan berupa bit 1 dan bit 0. Dalam modulator pengali terdapat sinyal pembawa berupa Acsin( 2 fct). Pada penerima sinyal ASK biner berupa s(t) yaitu gelombang sinusoidal, seperti tampak pada Gambar 2.5. Gambar 2.5 Pembangkitan Sinyal BASK Demodulasi ASK (Amplitude Shift Keying) Demodulasi dapat dilakukan secara coherent (koheren) dan incoherent (tidak koheren). Demodulator koheren maksudnya adalah demodulator yang memiliki timing (dalam hal ini lebih mudah dikenali sebagi fase) yang persis dengan sinyal carrier yang datang. Sedangkan demodulator tidak koheren tidak memerlukan fase yang sama persis dengan sinyal carrier yang datang. 14

12 Synchronous demodulator adalah suatu contoh demodulator koheren. Teknik ini secara sederhana dikatakan dapat mengubah kembali frekuensi sinyal yang datang turun ke frekuensi baseband. Ini dilakukan dengan perkalian atau lebih dikenal dengan heterodyning, antara gelombang ASK yang datang dengan suatu osilator lokal yang di-match-kan dengan frekuensi carrier. Demodulator sinkron dapat ditunjukkan pada Gambar 2.6. Gambar 2.6 Demodulator Sinkron 15