SINGUDA ENSIKOM VOL. 7 NO. 3/ Juni ANALISIS BANDWIDTH KANAL CATV MENGGUNAKAN MODULATOR TELEVES 5857 DAN ZINWEL C1000 Mulia Raja Harahap, Maksum Pinem Konsentrasi Teknik Telekomunikasi, Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (USU) Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 INDONESIA e-mail: muliarajaharahap@gmail.com, maksum_pinem@usu.ca.id Abstrak Dalam jaringan community antenna television, modulator memegang peranan penting untuk merubah sinyal audio video dari receiver satellite menjadi sinyal radio frekuensi. Sistem modulasi dari modulator tersebut adalah amplitudo modulasi. Modulasi yang digunakan adalah double-sideband atau vestigial-sideband. Untuk mencapai kualitas jaringan community antenna television yang memenuhi standar, perlu diperhatikan tipe modulator yang digunakan. Paper ini menganalisa bandwidth kanal community antenna television dan perbandingan carrier to noise (C/N) menggunakan modulator Televes 5857 dan modulator Zinwel C1000-UVM. Dari hasil pengukuran dan perhitungan diketahui bahwa modulator Zinwell C1000-UVM menggunakan modulasi vestigial-sideband, bandwidth kanal 7 MHz dan ratio carrier to noise 62,2 db. Televes 5857 menggunakan modulasi dual-sideband, bandwidth kanal 12 MHz dan ratio carrier to noise 62,2 db. Besarnya bandwidth berbanding lurus dengan noise yang ditimbulkan. Zinwell C1000-UVM cocok digunakan untuk jaringan community antenna television yang lebih luas. Sedangkan modulator Televes 5857 cocok digunakan untuk jaringan yang lebih kecil. Kata kunci : Jaringan CATV, Bandwith dan C/N 1. Pendahuluan Untuk dapat menyaksikan layanan siaran televisi melalui satelit, maka perlu dibangun jaringan televisi yang biasanya disebut Community Antenna Television (CATV). Dalam perancangan jaringan Community Antenna Television, modulator memegang peranan penting untuk merubah sinyal suara dan gambar dari receiver satellite menjadi sinyal Radio Frekuensi (RF) dalam pengaturan alokasi frekuensi dari siaran. Umumnya dalam penyiaran sinyal televisi menggunakan modulasi amplitudo. Di dalam paper ini akan dianalisa bandwidth kanal CATV dan perbandingan carrier to noise menggunakan modulator televes 5857 dan modulator zinwel C1000-UVM. 2. Metode Penelitian Sistem distribusi televisi kabel dibangun untuk melayani suatu komunitas yang sebagian besar tidak dapat menerima program over the air karena gangguan secara geografi. Berlangganan pada sistem ini umumnya membayar biaya bulanan untuk pelayanannya. Gambar 1 berikut menunjukkan sistem distribusi televisi kabel.[1] Gambar 1 Sistem Distribusi Televisi Kabel Sistem distribusi televisi kabel terdiri dari: 1. Headend Headend adalah sumber dari semua sinyal yang akan didistribusi melalui sistem seperti titik pengumpulan dari semua sumber sinyal. Headend ini terdiri dari receiver satelite, modulator, combiner dan amplifier. copyright DTE FT USU 113
SINGUDA ENSIKOM VOL. 7 NO. 3/ Juni 2. Trunk Line Pemancaran dari headend adalah jalur utama yang membawa sinyal CATV untuk didistribusi. 3. Cable Termination Kabel koaksial 75 ohm digunakan untuk distribusi sinyal. Redaman dari kabel adalah hambatan kawat tembaga dan frekuensi bergantung redaman disebabkan radiasi dan kapasitansi dielektik. 4. Trunk Amplifires Amplifier sepanjang jalur utama menjaga daya sinyal dengan distorsi rendah, noise rendah dan penguatan yang sesuai. Distorsi disebabkan oleh amplifier akan meningkat oleh amplifier berikutnya. 2.1 Pengukuran Frekuensi Pembawa Gambar, Warna dan Suara Pada Televes 5857 Modulasi double-sideband adalah bentuk sederhana modulasi amplitudo. Hal yang penting aplikasi double-sideband adalah digunakan dalam pemancar televisi untuk transmisi dua saluran sinyal stereo dan untuk transmisi informasi warna pada gambar televisi. Gambar 2 menampilkan spektrum frekuensi sinyal doublesideband dari modulator televes 5857.[2] tapi tidak sama dengan efisiensi spektrum pada Single Sideband. Jika pembawa yang besar juga dikirim, sinyal pesan bisa didemodulasi dengan detector envelope. Jika tidak ada pembawa yang dikirim, maka penerimaan memerlukan detector synchronous. Gambar 3 menunjukkan transmisi vestigial sideband sinyal gambar televisi pada modulator zinwell C1000. Gambar 3 Spektrum Frekuensi VSB 2.3 Diagram Blok Sinyal yang perlu diatur diambil sebagai masukan. Ampliefier dengan noise yang rendah menguatkan amplitudo dari sinyal masukan. Output dari ampliefier dengan noise rendah dan gelombang frekuensi radio dicampur dalam mixer, untuk menghasilkan sinyal termodulasi. Gelombang radio yang dihasilkan oleh osilator, yang mengubah arus searah menjadi frekuensi tinggi berosilasi saat ini. Sinyal audio yang dihasilkan oleh input audio lainnya, diperkuat oleh penguat audio, dan kemudian dicampur dengan gelombang frekuensi radio oleh modulator. Gambar 4 adalah diagram blok modulator zinwell C1000.[4] Gambar 2 Spektrum Frekuensi DSB 2.2 Pengukuran Frekuensi Pembawa Gambar, Warna dan Suara Pada Zinwel C1000 Modulasi vestigial sideband digunakan untuk mentransmisikan sinyal pesan dengan bandwidth sangat lebar dan mempunyai kandungan informasi pada frekuensi rendah. Penekanan sebagian dari satu sideband mengurangi bandwidth yang diperlukan dibandingkan dengan modulasi dual side band copyright DTE FT USU 114
SINGUDA ENSIKOM VOL. 7 NO. 3/ Juni Gambar 4 Diagram Blok 2.4 Noise Noise merugikan sistem community antenna television karena mendistorsi atau melenyapkan sinyal yang diinginkan. Ketika diperkuat, noise meningkat sebanding dengan gain penguat. Penambahan noise berasal dari penguat itu sendiri. Dalam cable antenna television, ini disebut carrier to noise ratio. Karena perbandingan level pembawa video terhadap level pembawa noise. Thermal noise adalah tegangan resistansi yang berfluktuasi karena gerak acak muatan bebas disebabkan agitasi thermal. Daya dikirim oleh sumber thermal ke dalam impedansi beban seimbang adalah ktb watts, Persamaan 1.[1] Dimana : k = Konstanta Boltzman ( T = Temperatur dalam Kelvin B = Bandwidth j/k (1) Thermal noise dihasilkan oleh komponen pasif atau aktif yang melalui sinyal RF. Perbandingan carrier to noise penting untuk diketahui, hal ini menentukan kualitas tayangan televisi yang ditampilkan. Gambar 5 dan Gambar 6 menampilkan pengukuran level carrier dan level noise dari modulator Zinwel dan modulator Televes. Gambar 5 Pengukuran Noise Zinwell Gambar 6 Pengukuran Noise Televes 3. Hasil dan Analisa Dari hasil pengukuran yang telah dilakukan dengan menggunakan spectrum anlyzer terhadap kanal bandwith CATV dan Carrier to Noise (C/N). Kedua parameter ini penting diketahui untuk mamastikan kualitas siaran televisi yang dihasilkan. 3.1 Hasil Pengukuran Frekuensi Pembawa Menggunakan Zinwel dan Televes Proses pengukuran modulator ini menggunakan spectrum analizer merek Televes. yang diukur adalah zinwel C1000 dan modulator Televes. Tabel 1 menunjukkan spesifikasi modulator hasil pengukuran. Tabel 1 Spesifikasi modulator hasil pengukuran Spesifikasi Zinwel Televes Channel Bandwidth 7 MHz 12 MHz Colour Subcarrier 4,43 MHz 4,43 MHz Sound Carrier 5.5 MHz 5,5 MHz Modulasi VSB DSB Dari pengukuran diatas dapat diperhatikan bahwa ada perbedaan pemakaian bandwidth kanal pada rentang daerah VHF-UHF dengan menggunakan modulator Televes dan modulator Zinwel. Rentang frekuensi VHF-UHF untuk alokasi frekuensi kanal televisi 47 MHz sampai 870 MHz. Kapasitas kanal dengan menggunakan modulator Zinwell adalah 90 kanal sedangkan menggunakan modulator Televes adalah 55 kanal. Semakin besar bandwidth kanal yang dipakai maka semakin kecil kapasitas kanal siaran yang dapat didistribusi melalui jaringan CATV. Lebar bandwidth dari modulator dipengaruhi sistem modulasi yang digunakan. Untuk modulator zinwel menggunakan sistem modulasi vestigial side band. Sistem pemancarannya adalah sistem PAL (B) memakai bandwidth 7 MHz. Sedangkan modulator televes menggunakan sistem modulasi dual side band. Sistem pemancarannya adalah PAL (B) dengan bandwidth 12 MHz. Hasil pengukuran sinyal televisi komposit terdiri dari bandwitdh gambar copyright DTE FT USU 115
SINGUDA ENSIKOM VOL. 7 NO. 3/ Juni adalah 4,75 MHz. Bandwidth warna 1,3 MHz. Bandwidth suara 1 MHz. 3.2 Pengukuran C/N Zinwel C1000 dan Televes 5857 Tabel 2 menunjukkan hasil pengukuran C/N modulator Zinwel C1000 dan Televes 5857 Tabel 2 Perbandingan level carrier to noise Zinwel C1000 Televes 5857 Bandwidth Video (MHz) Carrier (dbmv) Pengukuran Noise rms (dbmv) 4,75 32,7-29,9 4,75 22,3-39,9 Hasil pengukuran carrier to noise ratio modulator Zinwel adalah 62,6 db dan modulator Televes 62,2 db. Perbandingan carrier to noise modulator Zinwel dan modulator Televes adalah sama. Hal ini dapat dijelaskan karena dalam sinyal komposit televisi, ada komponen bandwitdh gambar 4,75 MHz, bandwidth warna 1,3 MHz dan bandwidth suara 1 MHz. Berdasarkan persamaan 1, noise thermal muncul karena pengaruh frekuensi. Hasil pengukuran yang diperoleh dalam Tabel 2 adalah nilai C/N total termasuk pengaruh dari spektrum analizer yang digunakan. Dimana resolusi bandwidth yang digunakan dalam pengukuran adalah 300 khz, maka faktor koreksi pembacaan adalah 11,99. Nilai C/N yang benar adalah 50,61 db. Semakin besar bandwidth informasi yang ditumpangkan pada rentang RF maka semakin besar noise thermal yang dihasilkan. Noise thermal berbanding lurus dengan bandwidth. Jika semakin besar bandwidth informasi yang ditumpangkan pada rentang RF, maka semakin kecil perbandingan carrier to noise yang dihasilkan. Bandwidth video dari modulator zinwel adalah 4,75 MHz. Ini menimbulkan thermal noise -58,46 dbmv. Bandwidth modulator televes 4,75 MHz yang menimbulkan thermal noise -58,46 dbmv. Maka diperoleh perbandingan level carrier to noise yang sama nilainya. Hal ini disebabkan dalam sinyal video komposit, frekuensi yang paling tinggi adalah frekuensi gambar yaitu 4,75 MHz. Untuk keperluan pemakaian komersial, modulator zinwel lebih baik digunakan, karena menggunakan kanal dengan bandwidth 7 MHz untuk setiap kanal. Sehingga tujuan pemakaian jalur VHF/UHF jauh lebih efisiensi. Selain bentuk fisiknya juga mendukung untuk perancangan pada sistem community antenna television yang lebih luas. Sedangkan modulator televes lebih baik digunakan pada jaringan antenna television yang lebih kecil. 4. Kesimpulan Dari hasil pengukuran yang dilakukan dapat ditarik kesimpulan diantaranya adalah: 1. Zinwel C1000 menggunakan modulasi VSB, sistem pemancaran PAL (B), bandwidth 7 MHz. Maksimal kapasitas kanal yang dapat didistribusi 90 kanal. Sedangkan modulator Televes 5857 menggunakan modulasi DSB, sistem pemancaran PAL (B), bandwidth 12 MHz. Maksimal kapasitas kanal yang dapat didistribusi 55 kanal. 2. Carrier to Noise Ratio (C/N) hasil pengukuran modulator Zinwel C1000 dan modulator Televes adalah 62,2 db. Jika dikurang dengan faktor alat ukur, diperoleh C/N 50,61 db. 3. Hasil perhitungan daya noise thermal modulator Zinwel C1000 dan modulator Televes 5857 adalah -58,46 dbmv. Berdasarkan bandwidth frekuensi gambar televisi 4,75 MHz. 4. Zinwel C1000 cocok untuk perancangan jaringan CATV yang luas sedangkan modulator Televes 5857 cocok untuk perancangan jaringan antenna television yang lebih kecil. 5. Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terima kasih kepada keluarga yang telah memberikan dukungan. Maksum Pinem, ST.MT selaku dosen pembimbing, yang sudah membimbing penulis dalam menyelesaikan paper ini. Serta semua pihak yang tidak penulis sebutkan satu persatu. copyright DTE FT USU 116
SINGUDA ENSIKOM VOL. 7 NO. 3/ Juni 6. Daftar Pustaka 1. Jeff Thomas and Roy Mac Naughton. Cable Television System Measurements Handbook. Hewlett Packard. 1994. 2. Ir. Reka Rio. Teknik Televisi Berwarna. Edisi Keempat. PT Pradnya Paramita. Jakarta. 1988. Hal 17-48. 3. Schaum s Outlines. Komunikasi Analog dan Digital. Edisi Kedua. Erlangga. 2004. 4. Yuan Shan Rd. Head End System. Zinwell Corporation. 2007. copyright DTE FT USU 117