MODUL PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI ENEE 600026 untuk Program Sarjana Reguler dan Paralel LABORATORIUM TELEKOMUNIKASI Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia Kampus UI Depok, Jawa Barat 16424 Telepon : (021) 7270077, 7270078 ext. 131 EDISI 2016 BAHASA INDONESIA
107
Embed
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 2016 Fix Bangetlah
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
M O D U L P R A K T I K U M
TEKNIK TELEKOMUNIKASI
E N E E 6 0 0 0 2 6
untuk Program Sarjana Reguler dan Paralel
LABORATORIUM TELEKOMUNIKASI Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia Kampus UI Depok, Jawa Barat 16424 Telepon : (021) 7270077, 7270078 ext. 131
EDISI 2016 BAHASA INDONESIA
1
MODUL PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI (ENEE 600026) Untuk Program Sarjana Reguler dan Paralel
Dipublikasikan oleh Laboratorium Telekomunikasi Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia 2016
Penanggung Jawab : Dr. Fitri Yuli Zulkifli, S.T., M.Sc. Kepala Laboratorium Telekomunikasi DTE FTUI
Ubay Muhammad Noor Angga Hilman Hizrian Muhammad Erfinza Muhammad Haekal Rian Gilang Prabowo Irfan Kurniawan Fariz Azhar Abdillah Mursid Abidiarso Yonathan Raka Pradana
Hanya untuk kalangan internal Universitas Indonesia. Dilarang mereproduksi atau menggandakan sebagian atau seluruh bagian tanpa izin.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 2
PETUNJUK KESELAMATAN
SETIAP PENGOPERASIAN PERALATAN PRAKTIKUM WAJIB DIDAMPINGI ASISTEN LABORATORIUM. BACALAH BAIK-BAIK PETUNJUK KESELAMATAN UMUM INI DAN PETUNJUK KESELAMATAN PADA SETIAP MODUL SERTA BERDOA SEBELUM MELAKUKAN PRAKTIKUM.
Praktikan wajib membaca buku panduan praktikum dan memperhatikan petunjuk keamanan pada setiap modul sebelum melakukan praktikum.Kerusakan peralatan akibat kecerobohan praktikan harus dipertanggungjawabkan.
Harap menyimpan telepon selular atau perangkat elektronik komunikasi lainnya agar dapat fokus berpraktikum. Dilarang bermain telepon selular atau perangkat elektronik komunikasi lainnya selama praktikum.
Selalu berhati-hati pada saat menggunakan perangkat listrik. Matikan peralatan terlebih dahulu sebelum mencabut kabel atau mengubah konfigurasi peralatan praktikum. Hati-hati bahaya listrik statis.
Dilarang makan dan minum selama mengoperasikan peralatan praktikum.
Praktikan wajib mengenakan sepatu yang memadai (menutupi kaki) agar terhindar dari bahaya tersengat listrik dan tertimpa benda-benda dalam praktikum. Praktikan yang tidak bersepatu dilarang mengikuti praktikum, kecuali sakit yang tidak memungkinkan mengenakan sepatu dan atas izin asisten.
JIka terjadi kebakaran, tabung pemadam api terletak di sebelah kiri pintu masuk. Jika terjadi hal-hal yang tidak diharapkan, lakukan prosedur darurat dengan tenang.
Beberapa peralatan praktikum menggunakan frekuensi radio yang tinggi. Hindari kontak radiasi dengan tubuh langsung. Dilarang mengintip waveguide pada praktikum. Selalu berhati-hati dalam percobaan.
Dilarang merokok di setiap tempat pada lingkungan Departemen Teknik Elektro.
Dlarang bercanda dan berkelahi di Laboratorium Telekomunikasi selama kegiatan berlangsung. Perhatikan langkah dan gerak ketika sedang bergerak agar tidak menyenggol peralatan.
ASISTEN LABORATORIUM BERHAK MENEGUR ATAU MENINDAK PRAKTIKAN YANG DIANGGAP MEMBAHAYAKAN ATAU MELAKUKAN HAL-
HAL YANG TIDAK SEPATUTNYA SELAMA PRAKTIKUM.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 3
KATA PENGANTAR
Modul praktikum ini telah banyak disesuaikan dari tahun ke
tahun untuk memenuhi kebutuhan mahasiswa, khususnya dalam
mempelajari tentang Teknik Telekomunikasi di Departemen Teknik
Elektro FTUI ini. Maksud dari penyusunan modul ini adalah untuk
menyediakan mahasiswa suatu modul manual yang user-friendly
untuk membantu mahasiswa memahami aspek praktis dari Teknik
Telekomunikasi dengan melakukan kegiatan percobaan di laboratorium.
Setiap modul praktikum berisi petunjuk manual yang lengkap tentang prinsip dan
teknis kegiatan praktikum di laboratorium. Pada modul ini, terdapat sepuluh modul yang akan
dilakukan percobaan pada praktikum Teknik Telekomunikasi untuk Mahasiswa S1 Reguler
dan Paralel Tahun Ajaran 2015/2016. Setiap modul terdiri dari tujuan, teori dasar, peralatan
yang digunakan, dan langkah-langkah percobaan yang diharapkan dapat memenuhi
kebutuhan mahasiswa dalam memahami praktikum ini.
Saya mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam
penyusunan modul praktikum ini. Saya dan segenap tim asisten juga menerima kritik dan
saran untuk perbaikan modul praktikum ini menuju arah yang lebih baik ke depannya.
Saya berharap agar mahasiswa dapat menggunakan modul praktikum ini dengan
sebaik-baiknya dan dapat membantu mahasiswa dalam memahami lebih jauh tentang Teknik
Telekomunikasi.
Depok, 11 Februari 2016
Kepala Laboratorium Telekomunikasi
Departemen Teknik Elektro FTUI
Dr. Fitri Yuli Zulkifli, S.T., M.Sc.
NIP. 19740719 199802 2 001
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 4
PERATURAN PRAKTIKUM
1. Praktikan wajib mengikuti seluruh rangkaian Praktikum Teknik Telekomunikasi yang terdiri
atas 10 (sepuluh) Modul Praktikum.
2. Praktikan wajib membaca Petunjuk Keselamatan Umum dan Petunjuk Keselamatan pada
setiap modul praktikum untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.
3. Selama rangkaian kegiatan praktikum (termasuk saat Tes Pendahuluan), setiap praktikan
wajib berpakaian sopan, memakai baju berkerah dan sepatu. Apabila praktikan tidak
berpakaian sesuai peraturan, maka tidak boleh mengikuti rangkaian kegiatan praktikum
tersebut.
4. Praktikan wajib melakukan persiapan materi praktikum, melalui modul praktikum, materi-
materi kuliah, serta sumber lain yang berhubungan.
5. Praktikan harus membawa kartu praktikum dan Tugas pendahuluan dan dikumpulkan
kepada asisten ketika akan praktikum dimulai.
6. Praktikan yang lupa membawa kartu praktikum akan kena pengurangan nilai praktikum
pada modul tersebut sebesar 5 poin.
7. Setiap praktikan wajib mengikuti Tes Pendahuluan. Apabila praktikan tidak mengikuti
Tes Pendahuluan tanpa alasan yang jelas, praktikan bersangkutan diharuskan
mengikuti Tes Remedial dan jika tidak mengikuti tes remedial lagi maka akan diberikan
nilai 0.
8. Apabila Tes Pendahuluan dari anggota kelompok tidak mencapai 55 pada modul tersebut,
kelompok yang bersangkutan diharuskan mengikuti Tes Remedial. Nilai akhir Tes
Pendahuluan diambil dari nilai rata-rata Tes Pendahuluan dan Tes Remedial.
9. Apabila salah seorang praktikan dalam kelompok tidak lulus Tes Remedial, maka
kelompok tersebut dan pasangan kelompoknya tetap dapat mengikuti praktikum pada
modul tersebut.
10. Alasan yang dapat diterima adalah sakit (disertakan Surat Keterangan Dokter/Rumah
Sakit), musibah mendadak, dan force major (banjir, kebakaran, dan lainnya).
11. Setiap praktikan wajib mengerjakan dan mengumpulkan Tugas Pendahuluan
sebelum mengikuti praktikum.
12. Setiap praktikan wajib mengisi daftar kehadiran Tes Pendahuluan, Praktikum, dan
Pengumpulan Tugas Tambahan (optional).
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 5
13. Toleransi keterlambatan untuk setiap Modul Praktikum adalah 15 menit. Jika lewat waktu
yang telah ditentukan tanpa memberikan alasan yang jelas, maka praktikan masih dapat
mengikuti praktikum pada modul tersebut tetapi tidak memperoleh nilai borang.
14. Praktikan diizinkan bertukar jadwal dengan praktikan kelompok lain pada modul yang
sama (dengan syarat kedua kelompok tersebut telah lulus Tes Pendahuluan), dengan
pemberitahuan paling lambat sebelum H-1 ke koordinator praktikum.
15. Apabila praktikan tidak mengikuti praktikum, maka nilai praktikum modul tersebut adalah
nol.
16. Nilai praktikum ditentukan oleh tingkah laku dan keaktifan praktikan selama mengikuti
praktikum, termasuk saat tes lisan sebelum praktikum dimulai. Tingkah laku yang
dilarang adalah segala bentuk tindakan yang dapat mengganggu jalannya praktikum
dan ketertiban lab seperti bercanda, mengganggu kelompok lain, kerapihan alat
setelah praktikum, dan main gadget.
17. Tugas Tambahan dikerjakan di kertas bebas dan dikumpulkan paling lambat pukul 23.59
keesokan harinya dan diunggah melalui scele.
18. Seluruh perizinan dan pengaduan terkait teknis pelaksanaan modul praktikum harap
disampaikan ke Koordinator Praktikum Ubay Muhammad Noor (087877300496).
19. Pengaduan terkait pelaksanaan praktikum secara umum dapat disampaikan ke Bu Yuli
(081210339810)
Mengetahui,
Kepala Laboratorium Telekomunikasi
Dr. Fitri Yuli Zulkifli, S.T., M.Sc.
NIP. 19740719 199802 2 001
Koordinator Praktikum
Ubay Muhammad Noor
NPM 1206260854
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 6
ASISTEN LABORATORIUM PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2015/2016
PENGANTAR TEKNIK TELEKOMUNIKASI ...................................................................... 10
Tujuan ............................................................................................................................................... 10
Era Klasik : Jaringan Telekomunikasi Berkabel ................................................................................. 10
Era Baru : Jaringan Telekomunikasi Nirkabel .................................................................................... 12
Ledakan Teknologi : Komunikasi Selular ........................................................................................... 13
Kebutuhan Baru : Komunikasi Multimedia Pita Lebar ...................................................................... 18
SALURAN TRANSMISI ...................................................................................................... 21
Tujuan ............................................................................................................................................... 21
Dasar Teori ........................................................................................................................................ 21
Dasar Saluran Transmisi ................................................................................................................ 21
Parameter Dasar Saluran Transmisi .............................................................................................. 23
Saluran Transmisi yang Diterminasi .............................................................................................. 24
Diagram Smith ............................................................................................................................... 28
Tujuan ............................................................................................................................................... 34
Dasar Teori ........................................................................................................................................ 34
Pengantar Teknik Modulasi .......................................................................................................... 34
Proses Modulasi Amplitudo .......................................................................................................... 35
Tujuan ............................................................................................................................................... 47
Dasar Teori ........................................................................................................................................ 47
SISTEM TELEPONI ............................................................................................................ 56
Tujuan ............................................................................................................................................... 56
Dasar Teori ........................................................................................................................................ 56
Prosedur Umum Percobaan .......................................................................................................... 63
Percobaan Sistem Teleponi ........................................................................................................... 64
PULSE CODE MODULATION DAN TIME DIVISION MULTIPLEXING ............................. 65
Tujuan ............................................................................................................................................... 65
Dasar Teori ........................................................................................................................................ 65
Pengubahan Sinyal Analog Menjadi Sinyal Digital ........................................................................ 65
Teknik Jalur Jamak ........................................................................................................................ 67
Teknik Jalur Jamak Berdasarkan Waktu (TDM) ............................................................................. 71
MODULASI DIGITAL .......................................................................................................... 72
Tujuan ............................................................................................................................................... 72
Dasar Teori ........................................................................................................................................ 72
Pendahuluan Komunikasi Digital .................................................................................................. 72
Sistem Transmisi Bandpass ........................................................................................................... 74
Prosedur Umum Percobaan .......................................................................................................... 77
Digital Line Coding ........................................................................................................... 80
Tujuan ............................................................................................................................................... 80
Dasar Teori ........................................................................................................................................ 80
Gambaran Umum Transmisi Baseband ........................................................................................ 80
Line Coding .................................................................................................................................... 80
Tipe-tipe Line Coding .................................................................................................................... 81
Line Decoding ................................................................................................................................ 82
Tujuan ............................................................................................................................................... 85
Dasar Teori ........................................................................................................................................ 85
Filter Digital ................................................................................................................................... 85
PARAMETER ANTENA DAN SIMULASI JALUR KOMUNIKASI NIRKABEL
MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK RADIO MOBILE ............................................... 97
Tujuan ............................................................................................................................................... 97
Dasar Teori ........................................................................................................................................ 97
Dengan mempelajari modul Pendahuluan ini, diharapkan Saudara mampu mengenal
secara umum tentang Teknik Telekomunikasi. Topik yang akan diperkenalkan adalah tentang
Perkembangan Teknologi Telekomunikasi Seluler dan aplikasinya di kehidupan sehari-hari.
Era Klasik : Jaringan Telekomunikasi Berkabel
Saat ini kita melihat bagaimana perkembangan pesat telepon selular yang menjadi
salah satu gadget yang paling popular di dunia. Diperkirakan pada tahun 2008, terdapat 1,4
milyar unit televisi di dunia dan jumlah telepon selular telah mencapai tiga kali lipatnya.
Institute of Engineering and Technology memperkirakan pada akhir tahun 2012 terdapat lebih
banyak jumlah telepon selular dibandingkan populasi manusia di bumi ini.
Telekomunikasi artinya adalah komunikasi jarak jauh dengan menggunakan suatu
media tertentu. Komunikasi dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu :
1. Komunikasi Satu Arah (simplex). Contohnya : pager, televisi, radio.
2. Komunikasi Dua Arah (duplex). Contohnya : telepon
3. Komunikasi Semi Dua Arah (Half Duplex). Contohnya : handy talkie
Telekomunikasi sendiri mulai berkembang sejak Alexander Graham Bell menemukan
telepon. Telekomunikasi akhirnya terus berkembang sampai memasuki era telekomunikasi
seluler. Teleponi seluler atau teknologi telekomunikasi seluler memungkinkan terjadinya
komunikasi tanpa kabel untuk menerima atau membuat panggilan telepon. Telekomunikasi
seluler menganggap setiap daerah geografis terdiri atas sel-sel kecil yang dapat saling
terhubung. Setiap selnya diselubungi oleh transmitter radio lokal dan receiver yang cukup kuat
untuk berhubungan dengan cellular phone itu sendiri, dalam hal ini dengan menggunakan
1 PENGANTAR TEKNIK
TELEKOMUNIKASI
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 11
mobile terminal. Kumpulan dari sel-sel tersebut membentuk radio access network dan
frekuensi radio digunakan untuk transmisi panggilan dan data yang digunakan di antara sel
sel tersebut. Suara dan data yang ditukarkan ditransmisikan melalui jaringan mobile yang
terdiri dari radio access network dan core network dari operator selular.
Sistem teleponi mulai berkembang pada tahun 1838 ketika Samuel Morse
menemukan sistem persinyalan titik dan garis untuk alfabet sehingga pesan-pesan yang
kompleks dapat dikirimkan dan diterima dengan lebih mudah. Baru enam tahun kemudian,
sistem tersebut didukung oleh Kongres Amerika Serikat hingga terpasang sistem jalur telegraf
pertama di dunia dengan kabel tembaga antara Washington dan Baltimore sejauh sekitar 40
mil.
Pada titik tersebut, kabel tembaga mulai menghubungkan berbagai kota besar di
Amerika Serikat yang dibangun dan dioperasikan oleh Western Union, yang mana masih aktif
hingga saat ini sebagai agen transfer uang antarnegara. Sistem kabel tembaga tersebut juga
dikembangkan di Eropa dan dimulailah era pertukaran informasi melalui sistem kabel
tembaga.
Gambar 1.1. Kabel Trans Atlantik yang dioperasikan oleh Great Eastern.
Pada tahun 1851, kabel tembaga bawah laut mulai beroperasi antara Perancis dan
Inggris kemudian menyusul kabel bawah laut Trans Atlantik pada tahun 1858. Tingkat
kompleksitas kabel bawah laut yang cukup tinggi membuat proyek kerja sama Eropa-Amerika
Serikat ini menjadi salah satu proyek keteknikan utama pada masanya. Diperlukan lima kali
percobaan sampai kabel bawah laut yang kompak diselesaikan. Sayangnya, kabel ini
digunakan oleh para insinyur dengan sangat antusias yang mengirimkan tegangan yang
terlalu tinggi melalui kabel ini hingga terjadi kegagalan sistem hanya tiga minggu setelah
dioperasikan. Pada tahun 1865, pembangunan kabel bawah laut Trans Atlantik yang kedua
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 12
dimulai sejauh 1200 mil, namun tetap mengalami kegagalan. Proyek ketiga pun dimulai pada
1886 oleh Brunel’s Great Eastern sejauh 1686 mil laut antara Irlandia dan Newfoundland dan
berlangsung tanpa hambatan yang berarti. Setelah itu, Great Eastern mulai mengelola
jaringan ini dan membaginya menjadi dua hingga terdapat dua kabel Trans Atlantik yang
beroperasi.
Perkembangan besar selanjutnya adalah pada tahun 1876, Alexander Graham Bell
melakukan percobaan dengan suatu diafragma yang menggetarkan sebuah jarum pada air
untuk memvariasikan arus pada rangkaian, yang dikenal sebagai transmitter cair. Dengan
divais ini, percakapan suara melalui kabel tembaga terjadi pertama di dunia walaupun hanya
antar dua ruangan yang berdekatan dengan alat bernama telepon. Bell kemudian
memperbaiki penemuannya tersebut selama lima bulan dan akhirnya dapat menghantarkan
percakapan suara sejauh lima mil. Western Union kemudian mengembangkan sistem telegrafi
Morse mereka melalui jaringan telepon ini.
Era Baru : Jaringan Telekomunikasi Nirkabel
Pada tahun 1880, Bell juga membuat komunikasi nirkabel pertama dengan
menggunakan divais fotofon. Fotofon menggunakan pancaran cahaya untuk menghantarkan
sinyal suara antara dua gedung yang berjarak 215 meter. Penggunaan atmosfer sebagai
media propagasi gelombang yang belum banyak dikembangkan saat itu menyebabkan
teknologi komunikasi nirkabel saat itu tidak berkembang hingga dikembangkan teknologi
kabel serat optik pada tahun 1920an oleh militer Amerika Serikat. Teori tentang laser pun baru
dikembangkan oleh Einstein pada tahun 1917 dan membutuhkan waktu yang cukup lama
hingga model laser yang beroperasi dengan baik diproduksi.
Gambar 1.2. Mikrofon Pertama
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 13
Pasca Perang Dunia Kedua, telepon nirkabel mulai dikembangkan oleh AT&T,
Amerika Serikat. Pada awalnya, telepon selular mirip seperti walkie talkie dimana komunikasi
hanya terjadi satu arah bergantian (simpleks). Penggunanya pun harus mencari frekuensi
yang tersedia antara 35 MHz – 150 MHz untuk mengadakan suatu percakapan telepon. Untuk
memungkinkan percakapan telepon, pengguna telepon selular tersebut harus membawa
baterai yang sangat besar hingga berbobot 35 kg.
Di Inggris pada tahun 1912, General Post Office merupakan perusahaan pertama
yang membangun dan mengoperasikan infrastruktur telegrafi dan teleponi untuk panggilan
komersial menggunakan kabel tembaga. Pada tahun 1981, General Post Office dipecah
menjadi dua, yaitu Post Office dan British Telecom. British Telecom merupakan perusahaan
induk Cellnet yang memberikannya akses masuk menuju pasar telepon selular yang sangat
menguntungkan. Cellnet sendiri kemudian berubah menjadi O2.
Gambar 1.3. Kabel Serat Optik
Pada tahun 1970, kabel serat optik ditemukan oleh Corning Glass Works dan telah
terbukti dapat menghantarkan sinyal dengan kecepatan 45 Mbps dengan menggunakan
penguat sinyal setiap 10 km. Pada tahun 1981, kabel serat optik single-mode ditemukan dan
memberikan terobosan baru dalam transmisi sinyal kabel serat optik. Pada tahun 1987,
generasi kedua kabel serat optik beroperasi pada kecepatan 1,5 Gbps dengan penguat pada
setiap 50 km. Pada tahun 1988, kabel serat optik Trans Atlantik pun dikembangkan. Teknologi
generasi ketiga kabel serat optik mampu beroperasi pada kecepatan sekitar 2,5 Gbps dengan
penguat pada setiap 100 km.
Ledakan Teknologi : Komunikasi Selular
Telepon genggam pertama kali diluncurkan pada tahun 1985 di Inggris oleh
Vodaphone dan Cellnet, yang kemudian kedua perusahaan bergabung menjadi O2. Namun
demikian, telepon genggam ini sangat tidak praktis karena berbobot 20 kg dengan sistem
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 14
baterai yang sangat besar. Pada masa itu, kita bisa melihat para pengusaha menjinjing dua
tas sekaligus, yaitu tas berkas dan perlengkapan telepon.
Pada tahun 1992, teknologi generasi keempat kabel serat optik dikembangkan dengan
prinsip Wavelength Division Multiplexing yang membuatnya mampu menggandakan
kecepatannya dua kali setiap enam bulan hingga pada tahun 2006 telah mencapai kecepatan
14 Tbps dengan penguat setiap 160 km. Teknologi kabel serat optik ini yang membuat kita
dapat menikmati TV kabel dan layanan pita lebar (broadband) ke berbagai wilayah. Namun
demikian, biaya untuk menggelar teknologi pita lebar berbasis kabel serat optik sangat besar
dan resikonya pun tinggi. Hal ini menyebabkan kebutuhan akan komunikasi nirkabel pita lebar
sangat tinggi hingga kini.
Gambar 1.4. Perkembangan Teleponi Selular Bergerak (Mobile Cellular Phone)
Pada uraian sebelumnya, kita telah membahas tentang kelahiran dan proses
perkembangan secara singkat komunikasi dengan jaringan kabel sejak penemuan kode
Morse pada tahun 1800an hingga pengembangan sistem komunikasi serat optik yang dimulai
pada akhir abad ke-20. Ketika kabel serat optik mampu menghantarkan percakapan dengan
jumlah sangat besar secara simultan, kita juga perlu melihat langkah-langkah pertama
komunikasi personal secara nirkabel yang kemudian akan menjadi ledakan teknologi yang
sangat pesat hingga kini.
Pada prinsipnya, terdapat perbedaan yang sangat penting antara sistem komunikasi
selular generasi pertama dengan perkembangan berikutnya. Pada generasi pertama (1G),
komunikasi nirkabel masih menggunakan sistem analog. Suara dikirimkan secara langsung
sebagaimana diucapkan oleh manusia. Perkembangan 2G dan generasi berikutnya, jaringan
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 15
bertransformasi menjadi sistem digital, dimana suara dicuplik dan dipecah-pecah menjadi
data sebelum ditransmisikan. Sisi pengirim kemudian akan menyusun ulang paket-paket data
tersebut menjadi suara utuh yang dapat kita dengar. Era ini merupakan awal dari komunikasi
digital yang berkembang sangat pesat ini.
Generasi pertama sistem telekomunikasi nirkabel diluncurkan di Jepang pada tahun
1979 oleh NTT dan mampu mencakup 20 juta penduduk Tokyo dengan 23 Base Transmission
Station (BTS) dan akhirnya pada tahun 1984 telah mampu mencakup seluruh pelosok negeri
Jepang. Jaringan 1G dimulai di Eropa oleh Nordic Mobile Telephone dan pada tahun 1981
telah mencakup wilayan Swedia, Finlandia, dan Denmark. Pada tahun 1983, Motorola
memulai pengembangan jaringan selular di Amerika dan pada 1 Januari 1985, Vodaphone
memulai era telepon selular di Inggris.
Gambar 1.5. Telepon Selular yang Dikembangkan oleh Motorola
Generasi awal 1G berkembang pada tahun 80-an dan masih menggunakan sistem
analog. Sistem analognya menggunakan FDMA (Frequency Division Multiple Access), yang
mana memungkinkan membagikan alokasi penggunaan frekuensi pada masing masing
pelanggan di sel tersebut. Teknologi yang digunakan pada sistem analog ini biasa dikenal
dengan AMPS (Advance Mobile Phone Service) yang dioperasikan pada band 800 MHz.
Kekurangan dari generasi 1G adalah ukurannya yang terlalu besar untuk dipegang,
performa baterai yang kurang baik, kapasitas trafik yang kecil, dan suara tidak jernih. Pada
saat itu handphone yang digunakan masih berukuran cukup besar dan beterainya relatif
boros.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 16
Generasi kedua dari telekomunikasi mobile ini adalah saat memasuki era digital
dimana Eropa mulai menemukan GSM (Global System for Mobile Communication) dan US
mulai mengembangkan CDMAone (Code Division Multiple Access). GSM adalah sistem
TDMA (Time Divison Multiple Access) dengan menggunakan carrier band sebesar 200 KHz.
Dengan GSM, frekuensi radio yang digunakan untuk carrier bands dapat digunakan kembali
selama transmitter radio dengan frekuensi yang sama tidak berada dalam sel yang
berdekatan. Sedangkan CDMAone menggunakan teknologi yang berbeda yaitu spread
spectrum, dimana spektrum radio dibagi menjadi beberapa pembawa yang lebar pitanya
mencapai 1.23MHz. Dalam CDMA, user menggunakan frekuensi yang sama dalam waktu
yang bersamaan sehingga lebih efisien.
Teknologi GSM saat ini adalah yang paling banyak digunakan di dunia karena memiliki
kemampuan roaming yang sangat luas. Keunggulan CDMA dibandingkan dengan GSM
adalah suaranya lebih jernih, kapasitas lebih besar, dan kemampuan akses data yang lebih
tinggi.
Jaringan 2G ini memulai layanan SMS pada tahun 1993 dan dikembangkan menjadi
sistem prabayar mulai akhir tahun 1990an. Nordic Mobile Telepone mulai memperkenalkan
sistem pembayaran melalui telepon selular dengan sistem parkir kendaraan dan mesin
penjual otomatis Coca-Cola sehingga teknologi ini menjanjikan metode pembayaran yang
baru pada tahun 1998. Sistem komersial pertama yang bekerja seperti kartu kredit ini mulai
tahun 1999 di Filipina oleh dua operator, yaitu Globe dan Smart.
Layanan iklan pada telepon selular pertama kali muncul di Finlandia pada tahun 2000
yang memungkinkan pengguna telepon selular menerima kabar terbaru dari suatu merek
yang ingin diikutinya. Layanan ini juga membuka peluang penjualan ringtone untuk konsumen
individual. Ringtone ini pun berkembang dari monoponik hingga menjadi poliponik. Ringtone
poliponik kemudian mulai tergeser dengan teknologi MP3 yang berkembang kemudian. Pada
tahun 1999, NTT DoCoMo Jepang menghadirkan layanan internet mobile pertama di dunia,
namun kecepatan layanan ini masih terbatas karena faktor keterbatasan teknologi 2G.
Karena sangat kecilnya kemampuan akses data GSM yang hanya mencapai 9,6 Kbps,
mulai berkembang GPRS (General Packet Data Radio Services). Kemudian diperkenalkanlah
teknologi Wireless Application Protocol (WAP), namun hasilnya tidak begitu memuaskan.
Sampai akhirnya GPRS dikembangkan sampai mampu mengakses data dengan kecepatan
sampai 115 Kbps dan throughput hanya 20-30 Kbps. GPRS juga memungkinkan akses
internet dimana saja dan real time. GPRS kurang diminati karena harganya yang cukup mahal
saat itu. Teknologi yang berkembang lagi adalah EDGE (Enhanced Data for Global Evolusion)
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 17
yang hanya sempat diimplementasikan sebentar, kecepatannya mencapai 3-4 kali dari
kecepatan GPRS.
Perkembangan layanan 3G, dimulai oleh NTT DoCoMo pada awal tahun 2001 dan
jaringan 3G komersial pertama diluncurkan pada Oktober 2001 dengan teknologi WCDMA
(Wideband Code Division Multiple Access). Pada tahun 2002, jaringan 3G diluncurkan di
Korea Selatan dan di Amerika Serikat yang bernama Monet. Keduanya menggunakan standar
CDMA/EV-DO yang merupakan Betamax dari 3G dan Monet pun telah kolaps. Jaringan kedua
dengan standar WCDMA diluncurkan oleh Vodaphone KK (saat ini dikenal sebagai Softbank)
di Jepang. Pada waktu yang sama di Eropa dikembangkan pula oleh Three/Grup Hutchison
di Italia dan Inggris.
Generasi ketiga ini merupakan kelanjutan dari GSM, GPRS, EDGE, dan CDMA pada
generasi sebelum-sebelumnya. Teknologi lanjutan ini disebut dengan Universal Mobile
Telecommunication Service (UMTS). Tujuannya adalah memberikan kecepatan akses data
yang lebih tinggi mencapai 385 kbps pada frekuensi 5 KHz. Teknik modulasi yang dipilih
UMTS adalah Wide-CDMA. Pada WCDMA digunakan frekuensi radio sebesar 5 MHz pada
band 1900 Mhz. HSDPA (High Speed Packet Downlink Access) merupakan kelanjutan dari
UMTS dimana menggunakan frekuensi radio sebesar 5 MHz dengan mencapai kecepatan 2
Mbps. Untuk mengaplikasikan UMTS dibutuhkan biaya yang lebih besar karena perlu
membayar lisensi ke pemerintah dan vendor 3G, penambahan base station, dan biaya capex
(capital expenditure) dan opex (operational expenditure) lainnya. Penerapan 3G ini antara lain
untuk video call, live streaming, dan layanan multimedia pita lebar lainnya.
Pada tahun 2003, 4 layanan 3G diluncurkan kembali di Eropa, dua di antaranya
menggunakan teknologi WCDMA dan dua lainnya menggunakan CDMA/EV-DO. WCDMA
lebih banyak berkembang dibandingkan CDMA/EV-DO karena hampir dua pertiga pasar
telekomunikasi selular mengadopsi teknologi ini dan telah menjadi standar teknologi industri
untuk layanan 3G. Penemuan teknologi HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)
memungkinkan layanan internet mobile yang lebih cepat dengan kecepatan 1,8 Mbps hingga
14,4 Mbps. Layanan HSDPA ini kemudian terus berkembang hingga telah menjadi gaya hidup
tersendiri bagi sebagian orang.
Kemudian generasi ketiga ini diperkaya lagi dengan keluarnya generasi 3.5G.
Kecepatannya mencapai 3,6 Mbps sehingga dapat melayani komunikasi multimedia lebih
cepat, seperti akses internet dan video sharing.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 18
Kebutuhan Baru : Komunikasi Multimedia Pita Lebar
Layanan internet pita lebar dimulai dengan penggunaan dongles atau yang kita kenal
sebagai modem sehingga kita dapat menikmati layanan internet berkecepatan tinggi pada
laptop yang fleksibel. Kemudian perkembangan teknologi membuat telepon selular mampu
menjalankan fungsi sebagai “kantor” dengan layanan surat elektronik dan organizer. Saat ini,
layanan aliran video waktu nyata pun dapat kita nikmati dalam genggaman tangan dengan
mudah. Bahkan , percakapan video pun sempat berkembang walaupun perkembangannya
kurang diterima dengan baik. Pada masa ini lah, kita akhirnya mengenal telepon selular
sebagai smartphone, telepon pintar.
Gambar 1.6. Telepon Pintar
Saat ini kita mulai beranjak menuju layanan 4G di dekade kedua milenium ini. Standar
4G memiliki kecepatan data yang sangat tinggi hingga 100 Mbps pada kondisi mobilitas tinggi
(di dalam mobil atau kereta api) dan hingga 1 Gbps pada kondisi mobilitas rendah (misalnya
lingkungan pedestrian atau pengguna stasioner). Teknologi kecepatan tinggi ini
menggunakan prinsip OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) dengan
berbagai algoritma pengkodean hingga kecepatan tinggi pun tercapai. Beberapa keunggulan
pada teknologi 4G selain kecepatan tinggi antara lain adalah struktur arsitektur yang flat untuk
semua teknologi dan tingkat latensi yang rendah.
Teknologi 4G yang dikenal pertama adalah WiMAX (Worldwide Interoperability for
Microwave Access) pada tahun 2006 yang menawarkan layanan berkecepatan hingga 128
Mbps pada aliran unduh dan 56 Mbps pada aliran unggah. WiMAX perlahan ditinggalkan
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 19
karena ketidakefisienannya serta kurang mendukung layanan dengan mobilitas tinggi. LTE
kemudian hadir pada tahun 2009 yang menawarkan layanan berkecepatan hingga 100 Mbps
pada aliran unduh dan 50 Mbps pada aliran unggah. Dikenal pula teknologi HSPA+ (High
Speed Packet Access) yang beroperasi pada kecepatan hingga 84 Mbps pada aliran unduh
dan 22 Mbps pada aliran unggah. Perkembangan LTE pun semakin ditunjang dengan
berkembangnya sistem antena MIMO (multi input multi output) dan smart antenna yang dapat
meningkatkan performa layanan berkecepatan tinggi.
Di Amerika Serikat, AT&T, Verizon, dan Sprint telah memulai jaringan berbasis LTE
dan beroperasi secara optimal pada tahun 2013. Kemudian terdapat Rencana Lightsquared
yang akan menggunakan satelit untuk menjangkau 92% populasi Amerika Serikat dengan
layanan LTE pada tahun 2015, walaupun dengan teknologi ini kecepatan akan menjadi
konsiderasi tersendiri.
Di Indonesia, layanan 4G komersial dimulai pada tahun 2010 oleh PT. FirstMedia, Tbk
dengan merek dagang Sitra. Sitra WiMAX menyediakan layanan pita lebar kecepatan tinggi
nirkabel pertama di Indonesia di daerah-daerah padat seperti Jabodetabek, Sumatera Utara,
dan Aceh. Sitra sendiri merupakan pemegang izin BWA termahal di wilayah Jabodetabek.
Namun seiring perkembangan teknologi, WiMAX mulai ditinggalkan karena biayanya yang
besar dan kendala teknologi lainnya hingga digantikan oleh LTE.
Telkomsel kemudian menjadi operator pertama yang mengadakan percobaan jaringan
4G LTE pada konferensi APEC di Bali pada Oktober 2013. Jaringan ini dioperasikan pada
frekuensi 1800 MHz dengan lebar pita sekitar 5 MHz.
Di akhir tahun 2013, PT. Internux kemudian meluncurkan layanan 4G LTE komersial
pertama sejak 14 November 2013 pada cakupan wilayah Jabodetabek. Potensi pasar yang
diharapkan dapat mencapai 30 juta orang. Teknologi 4G LTE yang digunakan menggunakan
prinsip TDD-LTE (Time Division Duplex-LTE) pada frekuensi 2300 MHz.
Perkembangan 4G di Indonesia saat itu masih terkesan jalan di tempat saja. Persoalan
utama yang mengganjal adalah masalah regulasi dari pemerintah yang tidak juga kunjung
selesai. Selain itu penempatan frekuensi yang sesuai untuk layanan 4G pada saat itu masih
belum jelas. Pada pita frekuensi di atas 1800 MHz masih perlu dilakukan pengaturan ulang
frekuensi atau frequency refarming, sedangkan pada pita frekuensi 700 MHz masih
terkendala sistem televisi analog yang belum berpindah ke televisi digital.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 20
Pada akhir tahun 2015 merupakan momentum besar bagi dunia pertelekomunikasian
di Indonesia dimana beberapa operator seluler sudah berhasil menghadirkan layanan 4G di
seluruh Indonesia seperti Telkomsel, XL, Indosat Ooredoo, dan Hutchison 3 Indonesia yang
sedang mengomersialisasikan layanan 4G secara bertahap di sejumlah kota. Sebelumnya
sejumlah operator seluler telah melalui rangkaian penataan frekuensi (frequency refarming,)
di 1.800 MHz selama beberapa bulan terakhir. Pemerintah pun mengapresiasi kerja sama
operator seluler yang melakukan refarming (Telkomsel, Indosat Ooredoo, XL, dan Tri) demi
menggelar layanan 4G secara nasional.
Gambar 1.7. Skenario Layanan 5G
Dewasa ini pula mulai dikembangkan layanan 5G yang jauh lebih canggih. Berbeda
dengan layanan 2G hingga 4G, 5G merupakan teknologi radio akses tunggal yang akan
menggantikan makrosel. Layanan 5G merupakan kombinasi antara teknologi akses yang
terlisensi dan tidak berlisensi ataupun optimasi akses radio. 5G menjanjikan layanan
berkecepatan tinggi dengan latensi hingga nol. Teknologi ini didukung dengan
berkembangnya teknologi antena MIMO dan penggunakan gelombang milimeter untuk
aplikasi komunikasi.
Ditulis berdasarkan beberapa sumber.
Adhitya Satria Pratama, S.T., M.T.
---o0o---
21
Tujuan
Dalam praktikum pengukuran Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) dari komponen
waveguide dilakukan menggunakan waveguide slotted-line dan probe detector. Voltage
Standing Wave Ratio, atau biasa disingkat VSWR, adalah salah satu parameter dasar yang
digunakan dalam menentukan kinerja komponen. Dalam hal ini VSWR akan mengukur tingkat
ketidakcocokan komponen impedansi input dengan saluran feeder pada waveguide.
Konsep impedansi di waveguide dan penggunaan Smith Chart dalam perhitungan
impedansi dan kondisi matching juga akan ditunjukkan. Pengukuran impedansi dari
komponen waveguide dilakukan dan hasilnya digunakan untuk menentukan posisi probe
kapasitif agar hasilnya matching.
Setelah mengikuti praktikum ini, Saudara diharapkan dapat :
1. Memahami konsep Voltage Standing Wave Ratio pada saluran transmisi;
2. Memahami konsep impedansi dan admitansi pada saluran transmisi;
3. Memahami penggunaan Smith Chart pada penentuan nilai impedansi dan admitansi
pada saluran transmisi.
Dasar Teori
Dasar Saluran Transmisi
Tiga jenis saluran transmisi dual-conductor yang jamak ditemui adalah twin lead,
coaxial, dan mikrostrip seperti terlihat pada Gambar 2.1. Saluran transmisi twin lead cukup
familiar digunakan untuk menghubungkan antena aerial dengan televisi, sedangkan coaxial
biasanya digunakan untuk menghubungkan peralatan-peralatan dengan frekuensi tinggi.
Pada saluran coaxial, kabel terdiri dari tiga lapisan, yaitu bagian konduktor terdalam dengan
jejari a, lapisan dielektrik berjejari b, dan lapisan konduktor pada bagian terluarnya. Mikrostrip
2 SALURAN TRANSMISI
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 22
banyak digunakan pada tingkat papan sirkuit. Pada Gambar 2.1, saluran mikrostrip terdiri dari
tembaga yang melapisi substrat alumina (Al2O3).
Twin Lead
Coaxial
Mikrostrip
Gambar 2.1. Tiga Jenis Saluran Transmisi
Ketiga saluran transmisi tersebut dapat dimodelkan sebagai suatu konfigurasi dua
kutub sederhana. Pada Gambar 2.2, terlihat parameter saluran transmisi yang terdistribusi
secara seri, yaitu R’ (resistansi per meter) dan L’ (induktansi per meter) serta secara paralel,
yaitu G’ (konduktansi per meter) dan C’ (kapasitansi per meter). Tanda apostrof menunjukkan
nilai terdistribusi terhadap satuan panjang (meter). Parameter terdistribusi ini semakin berlipat
ganda terhadap panjang segmen diferensial Δz dalam meter dan menghasilkan nilai elemen
“murni” R, L, G, dan C.
Gambar 2.2. Parameter Terdistribusi pada Saluran Transmisi dengan Panjang Segmen Diferensial Tertentu. (a) Saluran Transmisi, (b) Pemodelan Saluran Transmisi
Fundamentals of Electromagnetics With Engineering Applications by Stuart M. Wentworth
Transmission line examples along with schematic cross sections. A quarter is
shown for scale.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 23
Ketika suatu sinyal merambat sepanjang suatu konduktor, maka secara alamiah akan
muncul resistansi. Resistansi ini terhubung secara seri dan nilainya sangat kecil untuk
konduktor yang sangat baik. Namun demikian, nilai resistansi ini tetap ada dan patut
diperhitungkan. Selain itu berdasarkan teori hukum Ampere dan Biot-Savart, terdapat
induktansi seri sepanjang saluran transmisi.
Kedua kabel pada pemodelan dua kutub saluran transmisi pada Gambar 2.2.a,
terpisahkan oleh material dielektrik (misalnya udara) yang bertindak sebagai insulator ideal.
Dielektrik yang sebenarnya sesungguhnya mengkonduksikan sejumlah kecil arus shunt.
Parameter yang digunakan untuk mengidentifikasi sejumlah kecil arus shunt ini adalah
konduktansi (kebalikan dari resistansi). Saudara dapat membedakan antara konduktansi ini
muncul akibat sifat dielektrik dan tidak ada hubungannya dengan resistansi seri pada saluran
transmisi. Kemudian pada dua konduktor, terdapat kapasitansi shunt di antara keduanya.
Untuk geometri dan komposisi material tertentu, parameter terdistribusi pada saluran
transmisi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
abG d
ln
2'
(2.1)
abC
ln
2'
(2.2)
abL ln2
'
(2.3)
c
f
baR
11
2
1'
(2.4)
Parameter Dasar Saluran Transmisi
Pada Gambar 2.2.b diperhitungkan tegangan dan arus sesaat pada setiap ujung
segmen. Perhatikan bahwa v (z, t) menunjukkan tegangan sebagai fungsi waktu t dan jarak
z. Notasi Δz menunjukkan perbedaan jarak antara titik awal dan titik akhir. Demikian pula pada
arus.
Persamaan Telegrafis merupakan persamaan dasar pada saluran transmisi yang
memperhitungkan arus dan tegangan sesaat pada segmen saluran transmisi sehingga
saluran transmisi dapat dilihat sebagai model dua kutub. Persamaan ini menggambarkan
karakteristik dasar pada saluran transmisi, yaitu :
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 24
1. Konstanta propagasi, yang menggambarkan karakteristik propagasi gelombang pada
saluran transmisi tersebut.
j
CjGLjR
'''' (2.5)
dimana α adalah komponen riel, yaitu konstanta atenuasi dan β adalah komponen
imajiner, yaitu konstanta fasa.
2. Impedansi karakteristik, yaitu perbandingan antara amplitudo gelombang tegangan
yang merambat pada arah positif terhadap amplitudo gelombang arus yang merambat
pada arah positif.
CjG
LjRZ
'
''0
(2.6)
3. Impedansi karakteristik pada saluran tanpa rugi (lossless line). Suatu saluran dapat
diasumsikan sebagai saluran tanpa rugi jika nilai R’ jauh lebih kecil daripada ωL' dan
G’ jauh lebih kecil daripada ωC' sehingga nilai R’ = G’ = 0.
'
'0
C
LZ (2.7)
Saluran Transmisi yang Diterminasi
Gambar 2.3. Saluran Transmisi yang Diterminasi oleh Sebuah Beban. Arah Positif Menunjukkan Arah Menuju Sisi Beban. Arah Negatif Menunjukkan Arah yang Berlawanan
Beberapa fenomena menarik muncul ketika suatu saluran transmisi diterminasi
dengan suatu beban yang diletakkan pada z = 0. Impedansi beban adalah perbandingan
antara tegangan terhadap arus pada sisi beban. Hubungan impedansi dan tegangan pada
saluran transmisi adalah :
00
000
VV
VVZZL
(2.8)
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 25
dimana Z0 adalah impedansi karakteristik dari saluran transmisi. Persamaan 2.8 dapat
disusun ulang menjadi :
0
0
0
0 VZZ
ZZV
L
L
(2.9)
dan dari persamaan 2.9. terlihat bahwa jika nilai impedansi beban ZL sama dengan impedansi
karakteristik saluran Z0, maka tidak ada gelombang yang dipantulkan kembali ke sisi sumber.
Kondisi demikian ini disebut sebagai keadaan bersesuaian (matching).
Pada kasus dimana impedansi beban tidak sama dengan impedansi saluran atau tidak
sesuai (mismatched), terdapat gelombang yang memantul balik ke arah sumber dan ini
dianggap merugikan. Tingkat ketidaksesuaian impedansi terhadap saluran dinyatakan dalam
parameter koefisien pantul (refflection coefficient) pada sisi beban, yaitu :
0
0
0
0
ZZ
ZZ
V
V
L
LL
(2.10)
Pada beban terhubung singkat (ZL = 0), beban bersesuaian (ZL = Z0), dan beban hubung
terbuka (ZL = ∞) nilai koefisien pantul masing-masing adalah –1, 0, dan +1.
Gelombang pantul akan bersuperposisi dengan gelombang datang dan membentuk
suatu pola saling menguatkan pada suatu titik dan saling melemahkan pada titik lainnya di
saluran transmisi. Superposisi gelombang ini membentuk gelombang berdiri (standing wave),
dimana perbandingan antara nilai amplitudo maksimum superposisi gelombang terhadap
amplitudo minimum superposisi gelombang dinyatakan dalam parameter VSWR (Voltage
Standing Wave Ratio).
L
LVSWR
1
1
(2.11)
yang memiliki rentang 1 sampai tak hingga.
Pada setiap titik sepanjang saluran transmisi, Saudara dapat mengetahui
perbandingan tegangan total terhadap arus total, yang dikenal sebagai impedansi input.
lZZ
lZZZZ
L
Lin
tanh
tanh
0
00
(2.12)
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 26
Pada kasus saluran tanpa rugi, impedansi input dapat dihitung sebagai :
ljZZ
ljZZZZ
L
Lin
tan
tan
0
00
(2.13)
Gambar 2.4. Impedansi Input Saluran Transmisi
Terdapat dua cara pada penentuan nilai VSWR, yaitu:
1. Metode Langsung
Metode langsung dilakukan dengan mengukur nilai arus di sepanjang saluran
transmisi. Hasil pengukuran tersebut akan didapatkan nilai arus pada setiap titik di
saluran transmisi. Grafik VSWR didapatkan dengan memplot setiap nilai arus pada
setiap titik di saluran transmisi.
2. Metode Tidak Langsung (Double minimum method)
Metode tidak langsung digunakan untuk memperbaiki metoda langsung jika nilai
VSWR > 10. Detector mendeteksi sinyal minimum. Kemudian detector digerakkan
pada dua tempat dimana sinyal memiliki ampitudo dua kali amplitudo sinyal minimum.
Jarak kedua tempat tersebut, d, dapat digunakan untuk menentukan VSWR dengan :
gdE
EVSWR
/sin
11
2min
max (2.14)
Fundamentals of Electromagnetics With Engineering Applications by Stuart M. Wentworth
The terminated T-line can be replaced by an equivalent lumped-element input
impedance.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 27
Gambar 2.5. Metode Tidak Langsung
Pada percobaan ini, Saudara akan melakukan pengukuran VSWR dengan teknik
slotted coaxial air line, seperti terlihat pada Gambar 2.6. Suatu probe dapat digeser-geser
sepanjang saluran untuk mengukur ampltudo medan listrik yang terjadi. Pada pengukuran
VSWR yang menggunakan slotted line detector, terdapat karakteristik hukum kuadrat yang
dimiliki detector :
2kei (2.15)
2
2min
2max
min
max VSWRke
ke
i
i
(2.16)
min
max
i
iVSWR
(2.17)
dengan i adalah arus keluaran DC, k adalah konstanta, dan e adalah tegangan.
Gambar 2.6. Teknik Slotted Coaxial Air Line
Besar medan elektrik sepanjang pandu gelombang (waveguide) dapat dideteksi
menggunakan slotted-line. Medan listrik ditangkap oleh detektor dioda pada probe. Dengan
menggeser-geser probe sepanjang saluran, nilai medan listrik tercuplik. Kedalaman probe
pada saluran slotted-line perlu diperhatikan, karena semakin dalam probe dimasukkan maka
nilai keluaran yang dihasilkan akan semakin besar. Kedalaman yang baik adalah tidak terlalu
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 28
dalam ataupun tidak terlalu dangkal, karena jika terlalu dalam maka akan menimbulkan
perturbasi (gangguan) yang mengkopling medan dalam saluran sehingga nilainya akan
semakin membesar dan tidak akurat. Pada detektor juga diberikan tahanan stub yang
digunakan untuk meminimalisasi efek pembebanan (kapasitansi dan resistansi shunt) pada
saluran transmisi.
Diagram Smith
Diagram Smith adalah diagram yang biasa digunakan untuk memahami karakteristik
saluran transmisi dan elemen rangkaian microwave. Diagram ini terdiri dari bilangan real dan
imajiner, dimana komponen riel ditunjukkan oleh bentuk lingkaran penuh, sedangkan
komponen imajiner ditunjukkan oleh bentuk lengkung. Beberapa karakteristik saluran
transmisi yang dapat dihitung dengan Diagram Smith antara lain adalah VSWR, impedansi
beban, admitansi beban, dan koefisien refleksi. Berdasarkan Diagram Smith dapat diketahui
kondisi saluran transmisi apakah matching atau tidak.
Peralatan
Praktikum modul ini menggunakan peralatan Microwave Trainer (MWT530) yang
diproduksi Feedback Instruments Ltd. Peralatan yang digunakan terdapat pada Tabel 2.1
berikut ini.
Tabel 2.1. Peralatan yang Digunakan pada Modul Saluran Transmisi
No Nama Alat Jumlah
1. Microwave Trainer Board 1
2. Variabel Attenuator 1
3. X-band CW Gunn Oscilator Source 1
4. Slotted line 1
5. Probe diode detector 1
6. Terminal hubung singkat 1
7. Terminal resistif 1
8. Waveguide Antena horn 1
9. H-plane tee 1
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 29
1. Microwave Trainer Board
Gambar 2.7. Microwave Trainer Board
2. Variabel Attenuator
Digunakan untuk mengatur tingkat atenuasi dan mengatur transmisi daya di
waveguide. Atenuasi pengaturan tertinggi adalah 0o atau sekitar 36 dB; terendah di
90ᵒ atau kurang dari 1 dB.
Gambar 2.8. Variabel Attenuator
3. X-Band CW Gun Oscilator Source
Frekuensi: (fixed) 10.687 Ghz.
Daya output: 10 mW typical; 5 mW minimum.
Gambar 2.9. X-Band CW Gun Oscilator Source
4. Slotted Line
Waveguide slotted line; untuk sampling pola medan listrik di waveguide;
digunakan dengan probe detector untuk mengukur panjang gelombang, VSWR dan
impedansi.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 30
Gambar 2.10. Slotted Line
5. Probe Diode Detector
Probe detector mempunyai dioda detektor yang dipasang di bagian koaksial
dengan konduktor dalam bertindak sebagai probe, yang dihubungkan dengan slotted
line dan directional coupler untuk mendeteksi sinyal microwave. Dioda detektor sendiri
digunakan untuk memperbaiki sinyal microwave untuk deteksinya; pada tingkat daya
rendah keluaran detektor diode saat ini berbanding lurus dengan kekuatan microwave
yang terdeteksi.
Gambar 2.11. Probe Diode Detector
6. Short Circuit Plate
Plat logam yang digunakan untuk bagian short-circuit waveguide; digunakan
dalam pengukuran impedansi untuk menentukan referensi, juga digunakan untuk
mengukur panjang gelombang.
Gambar 2.12. Short Circuit Plate
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 31
7. Resistive Termination
Adalah bagian waveguide yang mengandung bahan lancip untuk menyerap
sinyal microwave; idealnya harus menyerap sinyal masuk seluruhnya tanpa
pemantulan, hal itu kemudian bertindak sebagai beban matching.
Gambar 2.13. Resistive Termination
8. Waveguide Horn Antenna
Merupakan antena penting microwave yang banyak digunakan sebagai pakan
untuk microwave reflektor parabola di radio, satelit, dan sistem radar, dan juga sebagai
antena dalam dirinya sendiri.
Gambar 2.14. Waveguide Horn Antenna
9. E-Plane Tee
Bertindak sebagai pembagi daya pada bidang yang berisi peristiwa E (medan
listrik).
Gambar 2.15. E-Plane Tee
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 32
Prosedur Percobaan
PERHATIAN!!! Dilarang melihat/mengintip saluran transmisi dan antena horn yang
digunakan pada saat percobaan ketika generator X-band dalam keadaan menyala! Hal
ini dapat menyebabkan iritasi pada mata, bahkan kebutaan. Selalu perhatikan instruksi
asisten dan berhati-hati dalam percobaan, mengingat percobaan ini menggunakan
frekuensi yang cukup tinggi!
Pengukuran VSWR
Pengukuran VSWR pada praktikum ini menggunakan metode langsung. Berikut ini
adalah prosedur percobaan pengukuran VSWR.
1. Susun peralatan seperti Gambar 2.16. Set tombol pada posisi "internal keying";
2. Atur sensitivitas pada posisi tengah. Atur sumber redaman pada posisi 20°;
3. Bila detektor digerakkan sepanjang saluran maka penunjukkan ampere meter akan
berubah-ubah. Atur sensitivitas dan bila perlu atur attenuator untuk mendapatkan
pembacaan yang mendekati skala maksimum;
4. Secara hati-hati gerakkan probe detector untuk mendapatkan pembacaan arus
minimum yang pertama. Catat sebagai imin1 dan posisinya sebagai x1;
5. Secara hati-hati gerakkan probe detector untuk mendapatkan pembacaan arus
maksimum yang pertama. Catat sebagai imax2 dan posisinya sebagai x2. Catat juga arus
minimun selanjutnya (imin3) dan posisinya sebagai x3 ;
6. Gunakan prosedur yang sama untuk beban yang lain.
Gambar 2.16. Rangkaian Percobaan Pengukuran VSWR
Resistive termination
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 33
Pengukuran Impedansi Beban Ternormalisasi
Berikut ini adalah cara menentukan impedansi beban dengan menggunakan Diagram Smith :
1. Tentukan besarnya VSWR dengan metode langsung;
2. Gambar lingkaran VSWR tersebut pada Smith Chart;
3. Titik Q dimana r = 1/VSWR merepresentasikan impedansi masukan beban pada
medan listrik minimum;
4. Hitung panjang gelombang waveguide (g) dengan rumus :
SCSCg xx 132 (2.18)
5. Jarak beban terhadap sumber ditentukan dengan :
SCSC xxxxd 3311 (2.19)
6. Dengan menggunakan Smith chart, temukan nilai impedansi beban ternormalisasi
yang letaknya sebesar 𝑑
g toward the load
---o0o---
34
Tujuan
Setelah mengikuti praktikum ini, Saudara diharapkan dapat :
1. Memahami jenis dan proses modulasi analog AM
2. Memahami proses demodulasi sinyal AM
Dasar Teori
Pengantar Teknik Modulasi
Modulasi adalah proses modifikasi sinyal pembawa terhadap sinyal informasi
sedemikian sehingga sinyal informasi dapat ditransmisikan dengan baik. Secara umum,
modulasi melibatkan proses modifikasi sinyal pembawa yang memiliki frekuensi yang lebih
tinggi (bandpass signal) terhadap perubahan-perubahan karakteristik sinyal pesan dari
sumber informasi (baseband signal), Sinyal pembawa disebut sebagai sinyal termodulasi
(modulated signal), sedangkan sinyal pesan disebut sebagai sinyal pemodulasi (modulating
signal). Demodulasi merupakan proses kebalikan dari modulasi, yaitu proses ekstraksi sinyal
informasi baseband dari sinyal pembawa sedemikian sehingga informasi dapat diterima,
diproses, dan diinterpretasikan pada sisi penerima (disebut juga sebagai sink).
Gambar 3.1. Ilustrasi Proses Modulasi dan Demodulasi Sinyal Informasi
3 MODULASI AMPLITUDO
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 35
Modulasi merupakan proses yang sangat penting pada suatu sistem komunikasi,
khususnya komunikasi nirkabel. Modulasi memegang kunci penting di antaranya karena :
1. Modulasi memungkinkan ukuran antena menjadi lebih kecil, karena frekuensi
sinyal menjadi lebih tinggi. Untuk radiasi yang efisien, ukuran antena sebaiknya
berukuran λ/10 atau lebih (idealnya λ/4), dimana λ adalah panjang gelombang dari
sinyal yang akan diradiasikan.
2. Modulasi memungkinkan adanya teknik jalur jamak atau multipleks sehingga dapat
menghemat sumber daya frekuensi yang ada.
3. Modulasi memungkinkan adanya channel assignment, misalnya pada radio FM
yang memisahkan kanal-kanal siaran radio berdasarkan frekuensi sinyal
pembawa. Sebagai contoh untuk RTC UI pada 107,9 MHz, Prambors pada 102,2
MHz, Elshinta 90,0 MHz, dan lainnya.
Suatu sinyal pembawa (carrier) secara umum dapat dinyatakan sebagai :
tfAAtc ccc 2coscos)( (3.1)
dimana c(t) adalah fungsi sesaat dari gelombang (instantaneous value), AC adalah nilai
amplitudo maksimum [Volt], dan cos θ adalah sudut yang terbagi menjadi komponen
frekuensi, yaitu fc [Hertz] dan komponen fasa, yaitu φ [derajat].
Berdasarkan jenis sinyal informasinya, modulasi dibagi menjadi modulasi analog
dimana sinyal informasi berupa sinyal analog dan modulasi digital dimana sinyal informasi
berupa bit-bit digital. Sinyal carrier selalu bersifat analog, karena secara alamiah sinyal yang
dapat ditransmisikan di udara adalah sinyal analog. Berdasarkan komponen persamaannya,
modulasi dibagi menjadi modulasi amplitudo (Amplitude Modulation, AM) dan modulasi sudut
(Angle Modulation). Modulasi sudut itu sendiri dibagi lagi berdasarkan komponen-
komponennya, yaitu modulasi frekuensi (Frequency Modulation, FM) dan modulasi fasa
(phase modulation, PM). Modulasi AM kemudian dikembangkan lagi menjadi AM double side
band full carrier (DSB-FC), double side band suppressed carrier (DSB-SC), single side band
(SSB), dan vestigial side band (VSB). Modulasi FM dan PM dibagi berdasarkan lebar
spektrum frekuensi yang dimiliki menjadi narrowband (NB) dan wideband (WB).
Proses Modulasi Amplitudo
Pada modulasi AM DSB-FC, sinyal pembawa adalah :
tfVtv ccc 2cos)( (3.2)
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 36
Sedangkan sinyal informasinya adalah :
tfVtv mmm 2cos)( (3.3)
Sinyal termodulasi AM dibangkitkan oleh persamaan :
tftfVVtV cmmcam 2cos2cos)( (3.4)
dimana tfVV mmc 2cos merupakan persamaan fungsi envelope dan tfc2cos adalah
persamaan gelombang sinusoidal. Jika nilai VC dikeluarkan, maka Persamaan 3.4 dapat
dituliskan ulang menjadi :
v tftfmVtV cmAMcam 2cos2cos1)( (3.5)
dimana mAM disebut sebagai indeks modulasi atau mAM = Vm/VC. Indeks modulasi akan
menentukan kualitas dari sinyal termodulasi AM. Dengan menggunakan identitas
trigonometri :
v )cos(2
1)cos(
2
1))(cos(cos YXYXYX (3.6)
maka sinyal termodulasi AM dapat dituliskan sebagai :
v tftfmVtfVtV mcAMcccam 2cos2cos2cos)( (3.7)
atau jika menggunakan indeks modulasi :
v tfftffmV
tfVtV mcmcAMc
ccam )(2cos)(2cos2
2cos)( (3.8)
Diagram blok alur proses pembangkitan sinyal termodulasi AM terlihat pada Gambar 3.2.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 37
Gambar 3.2. Diagram Blok Proses Modulasi AM
Gambar 3.3. Proses Modulasi AM dalam Domain Waktu secara Proporsional dan Jelas
Gambar 3.4. Bentuk Gelombang Sinyal Termodulasi AM secara Proporsional dan Jelas
Kualitas dari sinyal hasil modulasi AM dapat dilihat dari indikator indeks modulasi. Nilai
indeks modulasi mAM berkisar antara 0 – 1 atau 0% - 100 %, yaitu :
1. mAM < 1 yang disebut kondisi under-modulated.
2. mAM = 1 yang disebut kondisi fully-modulated.
3. mAM > 1 yang disebut kondisi over-modulated.
Pada kondisi over-modulated, terjadi tumpang tindih fasa pada envelope sehingga
penerima tidak dapat mengekstraksi sinyal informasi dari sinyal pembawa akibat distorsi
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 38
sinyal. Bentuk gelombang sinyal termodulasi AM untuk nilai indeks modulasi yang berbeda
terlihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Bentuk Gelombang Sinyal Termodulasi AM dengan Nilai Indeks Modulasi yang Berbeda-beda
Kualitas dari sinyal termodulasi AM juga dapat dilihat dari sisi daya yang mana harus
dilihat dari domain frekuensi. Untuk mengubah sinyal dari domain waktu ke domain frekuensi,
seperti telah Saudara ketahui pada perkuliahan sebelumnya, digunakan metode Transformasi
Fourier. Transformasi Fourier digunakan karena sinyal termodulasi AM dianggap sebagai
sinyal yang kontinu dan memiliki periode tertentu.
Persamaan gelombang pada Persamaan 3.5. dapat dinyatakan dalam ekspresi
bilangan kompleks (eksponensial) menjadi :
v tfjtgetgtv c
tfjAM
c 2exp)(Re)(Re)(
2 (3.9)
dimana g (t) adalah persamaan fungsi envelope kompleks, yaitu :
v tfmVtg mAMc 2cos1)( (3.10)
Kemudian dengan transformasi Fourier, spektrum frekuensi sinyal AM adalah :
v cccccAM ffMffffMffAfS 2
1)( (3.11)
dimana δ (f + fc) adalah fungsi unit impuls dan M (f) adalah spektrum sinyal pesan. Gambar
3.6. menunjukkan spektrum sinyal termodulasi AM dimana magnitudo spektrum merupakan
fungsi segitiga. Seperti yang terlihat, spektrum sinyal AM terdiri dari sebuah impuls pada
frekuensi sinyal carrier dengan dua sideband yang menggandakan spektrum sinyal pesan.
Sideband pada frekuensi yang lebih rendah disebut sebagai lower sideband (LSB) dan pada
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 39
frekuensi yang lebih tinggi disebut upper sideband (USB). Panjang pita bandwidth (BW) dari
sinyal AM adalah :
v mAM fB 2 (3.12)
Gambar 3.6. Bentuk Spektrum Sinyal Termodulasi AM. (a) Spektrum Sinyal Pesan, (b) Spektrum Ainyal AM
Total daya pada sinyal AM dapat dihitung dengan menggunakan prinsip penjumlahan
rata-rata kuadrat dan berdasarkan Teorema Parseval. Total daya pada sinyal AM adalah :
v )()(212
1 22tmtmAP cAM (3.13)
dimana notasi menunjukkan nilai rata-rata. Jika sinyal pemodulasi m (t) = k cos (2πfmt),
maka persamaan 3.13. dapat ditulis ulang menjadi :
v
211
2
1 22 k
PPAP cmcAM (3.14)
dimana 2
2
1cc AP adalah daya sinyal carrier, Pm adalah daya sinyal pemodulasi m (t), dan
k adalah indeks modulasi.
Total daya pada sinyal AM dapat dihitung pula dengan pendekatan daya yang
terdisipasi pada tahanan beban R. Daya yang terdisipasi pada sinyal pembawa adalah :
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 40
v
R
V
R
V
R
VP cccRMS
c2
2222
(3.15)
Daya pada masing-masing sideband dengan amplitudo maksimum2
cAMUSBLSB
VmVV :
v
cAMcAM
cAM
USBLSB Pm
R
Vm
R
Vm
R
VPP
482
2
2
22
2
2
(3.16)
Daya keseluruhan pada sinyal AM DSB-FC adalah
v cAM
ccAM
cAM
cUSBLSBcTotal Pm
PPm
Pm
PPPPP244
222
(3.17)
21
2
AMcTotal
mPP (3.18)
Pada persamaan 3.8, terlihat ada 3 komponen frekuensi yang berbeda, yaitu :
1. tfV cc 2cos sebagai carrier yang tidak membawa sinyal informasi apapun.
2. tffmV
mcAMc
)(2cos2
sebagai lower sideband yang membawa sinyal informasi.
3. tffmV
mcAMc
)(2cos2
sebagai upper sideband yang tidak membawa sinyal
informasi.
Adanya tiga komponen frekuensi tersebut memotivasi adanya evolusi pada teknik
modulasi AM. Sinyal carrier yang tidak membawa sinyal informasi apapun memiliki daya yang
paling besar berdasarkan persamaan 3.14. dan 3.18 sehingga keberadaannya dapat ditekan.
Hal ini memunculkan adanya teknik DSB Suppressed Carrier (DSB-SC) untuk mengurangi
daya yang terbuang percuma. Kedua komponen sideband membawa sinyal informasi yang
sama, namun keduanya menempati bandwidth yang lebar. Hal ini memotivasi munculnya
teknik SSB, dimana hanya salah satu sideband yang mentransmisikan informasi sehingga
dapat mengurangi daya yang terbuang percuma dan juga mengurangi penggunaan
bandwidhth yang terlalu lebar. SSB memunculkan masalah baru tatkala sideband yang
tunggal tersebut diserang noise atau distorsi sepanjang perjalanan transmisinya. Tidak ada
back-up atas informasi yang ditransmisikan oleh SSB sehingga munculah teknik VSB, dimana
salah satu singleband memiliki daya penuh dan yang lainnya memiliki daya yang lebih rendah
sebagai back-up informasi.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 41
Gambar 3.7. Pembangkitan Sinyal AM SSB Menggunakan (a) Filter SSB dan (b) Modulator Terseimbangkan (Balanced Modulator) yang Merupakan Rangkaian Center-Tapped Transformers.
Balanced Modulator
Sebuah modulator terseimbangkan digunakan untuk menghasilkan sinyal DSBSC
dengan menekan carrier dan hanya menyisakan upper dan lower sidebands yang merupakan
penjumlahan dan pengurangan dari sinyal modulasi dan sinyal termodulasi. Bentuk paling
sederhana dari modulator terseimbangkan adalah diode ring atau lattice modulator seperti
yang ditunjukkan gambar dibawah. Perlu diperhatikan bahwa gambar 3.8 kedua koneksi (a)
dan (b) adalah identik.
Gambar 3.8 Sebuah Balanced Modulator- diode ring or lattice modulator
Pengoperasian modulator cincin cukup sederhana. Modulating signal diterapkan pada
transformator input, T1, sedangkan pembawa gelombang sinus diterapkan pada cemter taps
pada input dan output trafo. Pembawa berfungsi sebagai sumber forward bias dan reverse
bias untuk dioda yang berfungsi seperti switch untuk menghubungkan modulating signal untuk
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 42
output transformator, T2. Hasilnya adalah bahwa sinyal DSBSC akan dihasilkan pada
transformator output.
Untuk memudahkan dalam pemahaman, mari kita urutkan operasinya melalu sebuah
siklus dari gelombang pembawa sinus. Ketika polaritas pembawa seperti pada gambar 3.10
(a) dioda D1 dan D2 akan forward bias, sedangkan dioda D3 dan D4 reverse bias. Dioda
forward bias mengalirkan arus sedangkan dioda reverse bias bertindak seperti sirkuit terbuka.
Rangkaian dapat divisualisasikan sebagai yang pada gambar 3.10 (b). Dengan mengabaikan
modulating signal untuk saat ini dan jika posisi center tap dari osilator pembawanya tepat,
maka arus yang mengalir di bagian atas lilitan primer transformator di T2 dan arus yang
mengalir di bagian bawah trafo adalah sama besar namun arah medan magnet yang
berlawanan akan membatalkan satu sama lain dan oleh karena itu tidak ada arus yang
diinduksi dalam lilitan sekunder di T2, sehingga ada outputnya adalah 0. Ini adalah bagaimana
sinyal pembawa ditekan dalam balanced modulator. Sekarang dengan mempertimbangkan
kehadiran sinyal modulasi. Modulating signal akan muncul di lilitan sekunder dari
transformator T1 dan dikonduksikan oleh dioda D1 dan D2 ke lilitan primer dari transformator
T2 yang pada gilirannya menginduksi output di T2.
Gambar 3.9 Rangkaian Ekuivalen saat first half cycle dari carrier sine wave
Ketika polaritas pembawa berubah seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.10(a),
dioda D3 dan D4 akan forward bias sedangkan dioda D1 dan D2 reverse bias. Rangkaian
ekuivalen ditunjukkan pada gambar 3.10(b). Demikian pula, modulating signal dikonduksikan
ke lilitan primer transformator T2, tapi kali ini dalam arah sebaliknya sesuai koneksi dioda D3
dan D4. Oleh karena itu output yang diinduksi di T2 terbalik. Sinyal pembawa tetap ditekan
pada output.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 43
Gambar 3.10 Rangkaian Ekuivalen saat second half cycle dari carrier sine wave
Proses yang dijelaskan di atas terjadi berulang kali melalu berbagai osilasi sinyal
carrier. Hasilnya adalah sinyal DSBSC seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.11, Dapat
diamati bahwa sinyal DSBSC
• Berosilasi pada frekuensi carrier
• Envelopenya bukan merupakan bentuk dari modulating signal
• Pembalikan fasa terjadi pada saat di mana modulating signal melintasi garis nol
Gambar 3.11 DSBSC waveform yang dihasilkan ring modulator
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 44
Proses Demodulasi AM
Proses demodulasi AM dapat dibagi menjadi :
1. Demodulasi Envelope atau Non-Koheren
Pada demodulasi non-koheren, digunakan detektor selubung (envelope).
Detektor selubung terdiri dari transformator step-up untuk menaikkan level
tegangan, dioda untuk menyearahkan sinyal, dan filter RC.
Gambar 3.12. Detektor Selubung
Sinyal yang akan didemodulasikan harus sinyal dengan nilai indeks modulasi m <
1. Berikut ini adalah proses demodulasinya.
Gambar 3.13. Proses Demodulasi Non-Koheren dengan m < 1.
Jika m > 1, maka akan terjadi pertukaran fasa pada selubung dan menyebabkan
sinyal terdistorsi dan tidak bisa diinterpretasikan pada sisi penerima.
Gambar 3.14. Proses Demodulasi Non-Koheren dengan m > 1.
2. Demodulasi Sinkron atau Koheren
Pada demodulasi sinkron, digunakan rangkaian phase-locked loop (PLL)
sebagai local oscillator (LO). Sinyal termodulasi AM masuk ke rangkaian
demodulator, kemudian dibangkitkan sinyal dari LO yang sesuai dengan frekuensi
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 45
carrier yang diinginkan. Jika frekuensi carrier tersebut sesuai dengan frekuensi LO,
maka sinyal akan keluar dan difilter kemudian diinterpretasikan sebagai sinyal
informasi. Prinsip ini digunakan pada radio konvensional, dimana Saudara perlu
melakukan tuning atau mencari frekuensi carrier yang sesuai dengan memutar-
mutar knob LO pada radio.
Gambar 3.15. Proses Demodulasi Koheren dengan PLL
Peralatan
Pada praktikum modul ini digunakan perangkat keras dan perangkat lunak produksi
Feedback Teknikit. Peralatan yang digunakan pada modul ini terdapat pada Tabel 2.1 berikut
ini.
Tabel 2.1. Peralatan yang digunakan pada Modul Modulasi dan Demodulasi AM.
No Nama Alat Jumlah
1. 53-100 RAT Measuring system 1
2. Amplitude Modulation Workboard 53-130 1
3. Perangkat komputer 1
Prosedur Percobaan
PERHATIAN!!! Ikuti petunjuk asisten dalam setiap percobaan. Matikan RAT
Measurement System jika ingin mengganti board. Gambarlah terlebih dahulu
seluruh bentuk gelombang atau spektrum sinyal dan berikan tanda-tanda
seperlunya. Pengisian borang akan diberikan waktu tersendiri. Lakukan seluruh
prosedur percobaan dengan waktu yang se-efisien mungkin.
Prosedur Umum
Prosedur kerja umum dilakukan pada saat mulai menggunakan Feedback Software.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 46
1. Dari menu utama untuk mengetahui tugas yang akan dilakukan, klik icon perangkat
lunak pada desktop;
2. Pilih System;
3. Pilih Index;
4. Klik assignment sesuai dengan praktikum Saudara;
5. Klik toolbar Practical sesuai dengan practical yang sedang Saudara lakukan.
Jika akan melanjutkan ke Practical selanjutnya :
1. Klik toolbar System, lalu klik End practical;
2. Kemudian memulai kembali dengan mengklik toolbar Practical selanjutnya;
3. Untuk berhenti, klik toolbar System, lalu klik Quit.
Percobaan AM DSB-FC
1. Set carrier level maksimum, dan Modulation level minimum;
2. Amati sinyal di setiap titik menggunakan oscilloscope dan spectrum analyzer dan
catat hasil pengamatan;
3. Perbesar Modulation level sedikit demi sedikit hingga amplitudo carrier mendekati
nol;
4. Amati sinyal di setiap titik menggunakan oscilloscope dan spectrum analyzer dan
catat.
Percobaan AM DSB-SC
1. Ikuti petunjuk umum. Setelah mengklik toolbar Practical, lalu klik Amplitude
Modulation with No Carrier;
2. Amati sinyal di setiap titik dengan menggunakan oscilloscope dan spectrum
analyzer dan catat hasil pengamatan;
3. Set Carrier balance ke skala posisi tengah;
4. Amati sinyal di titik 6 dan catat hasil pengamatan;
5. Tingkatkan level Carrier Balance;
6. Tingkatkan level Modulation Level dan Carrier Level;
7. Amati sinyal dan tingkatkan level IIFO frequency, sehingga BFO berada pada fasa
yang sama (in phase) dengan carrier. Perhatikan bahwa hasil dari detector output
adalah sama dengan modulating signal.
---o0o---
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 47
Tujuan
Setelah mengikuti praktikum ini, Saudara diharapkan dapat :
1. Memahami jenis dan proses modulasi analog FM
2. Membedakan antara modulasi analog secara AM dan FM
Dasar Teori
Pendahuluan
Modulasi FM adalah teknik modulasi analog yang paling populer dibandingkan AM,
khususnya pada aplikasi sistem radio. Pada modulasi FM, amplitudo sinyal carrier dibuat
konstan, sedangkan frekuensi sinyal carrier divariasikan terhadap perubahan amplitudo sinyal
informasi. Dengan demikian, informasi pada modulasi FM dikandung pada komponen sudut
sinyal. Hal ini menyebabkan FM memiliki banyak keuntungan dibandingan AM, di antaranya
adalah :
1. Imunitas terhadap noise pada modulasi FM lebih baik daripada AM. Hal ini
disebabkan oleh sinyal informasi pada modulasi AM terdapat pada amplitudo dan
kualitas sinyal sangat dipengaruhi oleh level amplitudo. Amplitudo seperti diketahui
sangat rentan terhadap noise, sehingga sinyal kita terserang noise dan amplitudo
mengalami penurunan, maka bukan tidak mungkin sinyal informasi yang
ditransmisikan menjadi terdistorsi ataupun hilang sama sekali. Sinyal FM yang tidak
terpengaruh oleh variasi amplitudo hanya menggunakan threshold sebagai petunjuk
amplitudo sehingga FM lebih tahan terhadap noise atmosferik ataupun impuls yang
dapat menyebabkan fluktuasi yang besar pada amplitudo sinyal. Threshold sinyal FM
juga menyebabkan FM lebih tahan terhadap burst noise.
4 MODULASI FREKUENSI
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 48
2. FM memungkinkan nilai kualitas sinyal yang diukur sebagai signal-to-noise ratio
(SNR) menjadi lebih baik, walaupun FM menempati bandwidth yang lebih lebar
daripada AM.
3. Sinyal FM memiliki envelope yang konstan sehingga daya yang ditransmisikan lebih
efisien.
4. FM memiliki sifat capture effect, dimana jika ada dua atau lebih sinyal dengan
frekuensi yang sama masuk ke dalam receiver FM, maka hanya sinyal yang paling
kuat yang akan diterima dan sinyal lainnya akan ditolak. Hal ini menyebabkan FM
lebih tahan terhadap co-channel interference dibandingkan AM yang akan selalu
menerima semua sinyal termasuk sinyal interferensi yang lemah.
Dibandingkan dengan AM, sinyal FM juga memiliki kelemahan di antaranya :
1. Modulasi FM membutuhkan bandwidth yang lebih besar daripada AM untuk
menghasilkan capture effect dan mengurangi noise.
2. Peralatan pengirim dan penerima FM jauh lebih kompleks daripada AM.
3. Jangkauan sinyal FM lebih dekat daripada AM, karena frekuensi yang digunakan
oleh FM lebih tinggi sehingga panjang gelombangnya lebih pendek daripada sinyal
AM yang lebih panjang sehingga bisa dipantulkan melalui ionosfer ke tempat yang
lebih jauh.
Proses Modulasi FM
Misalkan sinyal carrier :
tωV=tv ccc cos (4.1)
Persamaan sinyal FM dasar adalah :
t+fπV=tv ccs frekuensideviasi 2cos (4.2)
dimana deviasi frekuensi bergantung pada m (t). Frekuensi sinyal carrier akan berubah-ubah,
sehingga persamaan sinyal carrier sesaat dapat dituliskan sebagai :
=tvs icicic φV=tπfV=tωV cos2coscos (4.3)
dimana φi adalah sudut sesaat tπf=tω ii 2 dan fi adalah frekuensi sesaat.
Karena tπf=φ ii 2 , maka :
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 49
dt
dφ
π=fπf=
dt
dφ iii
i
2
1 atau 2 (4.4)
Berdasarkan Persamaan 4.4 tersebut dapat dilihat bahwa frekuensi sebanding dengan laju
perubahan sudut. Jika fc adalah frekuensi sinyal carrier dan fm adalah frekuensi sinyal pesan,
maka dapat diambil :
dt
dφ
π=tωΔf+f=f i
mcci2
1cos (4.5)
dimana cΔf adalah deviasi puncak frekuensi carrier, yaitu mfc VkΔf dengan kf adalah
konstanta sensitivitas deviasi frekuensi (Hz/volt) dan Vm adalah amplitudo maksimum sinyal
pesan. Oleh karena itu, diperoleh :
tωΔf+f=dt
dφ
πmcc
i cos2
1 (4.6)
sehingga
tωπΔf+πf=dt
dφmcc
i cos22 (4.7)
Untuk memperoleh nilai sudut, maka dilakukan integrasi :
dttωπΔf+ω mcc cos2 (4.8)
Diperoleh :
m
mcci
ω
tωπΔf+tω=φ
sin2 (4.9)
tωf
Δf+tω=φ m
m
cci sin
(4.10)
Dengan mensubstitusikan Persamaan 4.9 ke Persamaan 4.3, diperoleh persamaan
sinyal termodulasi FM :
tω
f
Δf+tωV=tv m
m
cccs sincos
(4.11)
Perbandingan m
c
f
Δf disebut sebagai indeks modulasi FM, yaitu :
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 50
m
c
f
Δf=β
pesansinyal frekuensi
pembawasinyal frekuensi puncakDeviasi (4.12)
Bentuk gelombang sinyal termodulasi FM dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Bentuk Gelombang Sinyal FM dalam Domain Waktu
Persamaan 4.11. dapat dinyatakan dalam deret fungsi Bessel :
n=
mcncs tnω+ωβJV=tv cos
(4.13)
Gambar 4.2. Fungsi Bessel untuk Orde Tertentu terhadap Nilai .
dimana Jn () adalah fungsi Bessel jenis pertama. Dengan melakukan ekspansi, diperoleh :
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 51
tJVtJV
tJVtJVtJVtv
mcmc
mcmcc
ff
mcc
ff
mcc
ff
mcc
ff
mcc
f
ccs
2Amp
2
2Amp
2
Amp
1
Amp
1
Amp
0
)2(cos)()2(cos)(
)(cos)()(cos)()(cos)()(
(4.14)
Dengan menggunakan ekspansi fungsi Bessel, spektrum frekuensi dari sinyal FM
dapat diperoleh. Pada Gambar 4.3 terlihat ilustrasi spektrum frekuensi sinyal FM dan terlihat
bahwa sinyal FM menempati bandwidth yang cukup lebar dibandingkan dengan sinyal AM.
Gambar 4.3. Ilustrasi Spektrum Sinyal FM
Nilai magnitudo setiap sideband dapat dilihat pada tabel fungsi Bessel untuk tiap nilai
indeks modulasi tertentu seperti pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4. Tabel Fungsi Bessel untuk Setiap Nilai Indeks Modulasi Tertentu
Lebar bandwidth sinyal FM dapat dihitung dengan pendekatan Aturan Carson, yaitu :
mc ffBW 2 (4.15)
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 52
Dimana pendekatan ini dilakukan karena panjang bandwidth dari sinyal FM adalah tak
hingga. Pada FM lebih dikenal istilah pasangan sideband daripada LSB dan USB dan
bandwidth tidak dihitung dari LSB hingga ke USB.
Sinyal FM dengan nilai indeks modulasi yang cukup kecil (β < 0,3) disebut sebagai
narrowband FM yang hanya memiliki 2 significant sideband pairs. Sementara itu sinyal FM
dengan β > 0,3 akan memiliki lebih dari 2 significant sideband pairs dan disebut sebagai
wideband FM.
Proses-proses pada FM bersifat non linier sehingga prinsip superposisi tidak dapat
digunakan. Ketika sinyal pesan merupakan sinyal dengan banyak frekuensi seperti suara
manusia atau musik, analisanya menjadi sangat rumit. Dalam kalkulasi sinyal FM, selalu
diasumsikan sinyal pesan merupakan single tone dengan frekuensi yang digunakan adalah
frekuensi maksimum dari sinyal pesan.
Berdasarkan persamaan 4.13., dapat dilihat bahwa nilai maksimum dari seluruh
komponen adalah VcJn() untuk sejumlah n komponen. Perhatikan bahwa untuk sinyal
periodik sinusoidal, nilai daya rata-rata ternormalisasi atau RMS adalah 2
2
max )(2
RMSVV
,
sehingga daya untuk sejumlah n komponen adalah :
2
)(
2
)(22
ncnc JVJV
(4.16)
Dengan demikian, total daya pada spektrum sinyal FM adalah :
n
ncT
JVP
2
))(( 2
(4.17)
Proses Demodulasi FM (Pengayaan)
Proses demodulasi FM pada prinsipnya sama dengan pada proses demodulasi AM.
Beberapa metode demodulasi adalah rangkaian tertala (tuned circuit), Foster-Seeley
Discriminator, dan PLL.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 53
Gambar 4.5. Rangkaian Tertala
Gambar 4.6. Rangkaian Foster-Seeley Discriminator
Gambar 4.7. Rangkaian PLL (Phase-Locked Loop)
Gambar 4.8. Modulator FM Armstrong
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 54
Peralatan
Peralatan yang digunakan pada modul ini terdapat pada Tabel 3.1 berikut ini.
Tabel 3.1. Peralatan yang digunakan pada Modul Proses Modulasi FM.
No Nama Alat Jumlah
1. Arbitrary function generator AFG 3081 1
2. Digital Storage Oscilloscope GDS-820C 1
3. Spectrum Analyzer GSP827 1
Spectrum Analyzer adalah alat untuk meyelidiki distribusi energi sepanjang spektrum
frekuensi dari suatu sinyal listrik yang diketahui. Dari penyelidikan ini, diperoleh informasi yang
sangat berharga mengenai lebar bidang frekuensi (bandwidth), rapat daya sinyal, efek
berbagai jenis modulasi, pembangkitan sinyal interferensi dan begitu juga pada semua
manfaatnya dalam perencanaan dan pengujian rangkaian RF dan pulsa. Alat yang
ditampilkan dalam domain frekuensi ini biasa dipergunakan untuk analisis sinyal
elektromagnetik pada rentang frekuensi tertentu apabila ada sumber gangguan pada
perangkat nirkabel, seperti Wi-Fi dan wireless router.
Prosedur Percobaan
PERHATIAN!!! Ikuti petunjuk asisten dalam setiap percobaan. Matikan peralatan
jika ingin mengganti kabel. Jangan memaksakan kabel jika konektor tidak sesuai
atau tidak mau masuk! Perhatikan instruksi dan label pada peralatan agar tidak
terjadi bahaya tersengat listrik.
1. Buat sinyal carrier dengan cara : menekan tombol MOD, kemudian pilih FM. Tekan
tombol waveform, dan pilih bentuk sinyal sinusoidal.
2. Tentukan besar frekuensi carrier dengan menekan tombol FREQ/Rate dan masukkan
besar sinyal yang diinginkan.
3. Atur amplitudo sinyal dengan menekan AMPL.
4. Buat sinyal informasi dengan cara : menekan tombol MOD, kemudian pilih FM, dan
pilih FM freq dan masukkan besar sinyal informasi yang diinginkan. Kemudian klik
5. Atur besarnya Deviasi dengan cara : Pilih Freq Dev dan masukkan besarnya sesuai
yang diinginkan. (default: 100 Hz). Frekuensi deviasi adalah deviasi frekuensi puncak
dari gelombang pembawa dan gelombang termodulasi.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 55
6. Lihat tampilan sinyal informasi dan sinyal hasil modulasi pada osiloskop dengan
menghubungkan terminal MOD dan MAIN ke osiloskop.
7. Lihat tampilan sinyal hasil modulasi pada spectrum analyzer dengan menghubungkan
terminal MAIN ke spectrum analyzer.
---o0o---
56
Tujuan
Setelah mengikuti praktikum ini, Saudara diharapkan dapat :
1. Memahami sistem kerja telepon analog
2. Memahami prinsip kerja transduser
Dasar Teori
Pendahuluan
Ilmu telekomunikasi selalu berusaha untuk menyediakan layanan komunikasi jarak
jauh. Layanan ini dapat bersifat privat ataupun terbuka untuk akses publik. Layanan
telekomunikasi modern yang paling tua dan sangat umum digunakan adalah layanan telepon.
Layanan telepon dua kawat analog yang paling tua adalah public switched telephone network
(PSTN) atau plain old telephone service (POTS).
Sistem teleponi secara umum dibagi menjadi tiga elemen, yaitu telepon, handset dan
saluran yang terhubung ke switching center. Pada Gambar 5.1 ditampilkan sistem teleponi
secara umum.
Gambar 5.1. Diagram Blok Sistem Telepon Secara Umum
Untuk membangun sistem komunikasi yang berhasil, selain didukung topologi sentral
dan saluran transmisi yang baik, juga harus terdapat prosedur untuk mengendalikan
5 SISTEM TELEPONI
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 57
panggilan yang disebut sebagai persinyalan. Pada telepon terdapat bagian yang mengatur
fungsi persinyalan, yaitu switch hook, keypad dan allerter. Proses persinyalan pada switch
hook dimulai saat pertama kali gagang telepon diangkat. Fungsi rangkaian switch hook, yaitu:
1. Melakukan pensinyalan antara sentral dengan pesawat telepon yang digunakan;
2. Memutuskan alerter dan menyambungkan ke rangkaian telepon lainnya.
Gambar 5.2. Rangkaian pada Sistem Telepon
Telepon Persinyalan Putar
Gambar 5.3. Rangkaian pada Sistem Telepon Rotary Dial
Hook switch berfungsi menyambung dan memutuskan telepon dari jaringan. Pada
gagang telepon terdapat transduser audio, yaitu perangkat elektronik yang berfungsi untuk
mengubah energi suara menjadi energi listrik atau sebaliknya. Perangkat transduser audio
adalah mikrofon dan pelantang suara.
Mikrofon berfungsi mengubah sinyal suara akustik menjadi sinyal listrik melalui
diafragma yang terdapat padanya. Jenis mikrofon di antaranya adalah mikfofon dinamik,
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 58
electric condenser, ribbon, dan mikrofon kristal piezoelektrik. Berikut ini adalah konstruksi dari
mikrofon dinamik.
Gambar 5.4. Konstruksi Mikrofon Dinamik
Koil yang bergerak pada mikrofon menggunakan prinsip induksi elektromagnet yang
mengkonversikan gelombang suara menjadi sinyal elektrik. Ketika gelombang suara
menabrak diafragma fleksibel, diafragma akan mundur ke belakang dan berespon sesuai
dengan tekanan suara yang terjadi. Tekanan ini menyebabkan koil yang bergerak di dalam
medan magnet dari magnet permanen. Pergerakan koil dalam medan magnet ini
menyebabkan adanya induksi tegangan berdasarkan hukum Faraday. Nilai tegangan yang
keluar dari koil sebanding dengan tekanan gelombang suara yang menekan diafragma. Pada
prakteknya juga diletakkan amplifier untuk memperbesar level sinyal yang masuk sehingga
lebih mudah diproses. Impedansi koil yang umum digunakan adalah sekitar 8 – 16 ohm.
Gambar 5.5. Konstruksi Pelantang Suara
Prinsip kerja pelantang suara berkebalikan dari prinsip kerja mikrofon. Pelantang
suara digunakan untuk mengubah sinyal elektrik menjadi gelombang suara.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 59
Pada telepon jenis persinyalan putar (rotary dial) digunakan persinyalan dengan pulse
dialling. Pada persinyalan pulse dialling, hook switch ditekan untuk men-dial nomor telepon
yang dituju. Jika tombol 9 ditekan, maka hook switch akan membuka-tutup sebanyak 9 kali
serta mengirimkan sinyal pulsa. Keuntungan dari persinyalan ini adalah sistemnya yang
sederhana dan murah. Namun demikian, Saudara akan merasakan adanya sidetone (suara
sendiri melalui speaker ketika berbicara) dan echo (jeda waktu antara sinyal suara yang
dikirim dari mikrofon dengan suara pantulan yang masuk ke speaker, sehingga muncul seperti
gaung).
Gambar 5.6. Grafik persinyalan pulse dialling, dimana jumlah pulsa yang dikirimkan adalah seperti angka tombol yang ditekan. Pada setiap pergantian angka, disisipkan IDP (Inter-Dial
Pulse) untuk membatasi antar angka.
Telepon Touch Tone Dialling / Dual Tone Multi Frequency (DTMF)
Pada prinsipnya telepon jenis ini tidak terlalu berbeda pada rangkaian telepon rotary
dial, dengan perbedaan hanya pada sistem persinyalan yang digunakan. Pada sistem telepon
touch tone, digunakan persinyalan dengan dual tone multi-frequency (DTMF) dimana nomor
telepon yang ditekan akan dikirimkan sebagai gabungan dua frekuensi yang berbeda.
(a) (b)
Gambar 5.7. Sistem DTMF (a). Pengirim dan (b) Detektor DTMF pada penerima.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 60
Sinyal-sinyal pertama diamplifikasi dan dipisahkan berdasarkan kelompok frekuensi
tinggi dan rendah menggunakan filter lowpass (LP) dan filter highpass (HP). Pembatas (L)
digunakan untuk mengkonversikan tone yang terpisahkan tersebut menjadi gelombang kotak-
kotak. Tone individual diidentifikasikan menggunakan 7 filter bandpass(BP), dimana setiap
filter melewatkan satu tone dan menolak tone yang lain. Setiap filter diikuti dengan sebuah
detektor yang akan bekerja ketika tegangan input telah mencapai level tertentu. Output
detektor akan menghasilkan sinyal DC yang dibutuhkan oleh switching centre untuk
menghubungkan Saudara dengan pihak yang ditelepon.
Rangkaian Hibrid 2-Kawat-4-Kawat
Rangkaian hibrid telepon adalah komponen pada sisi pelanggan dari suatu sistem
PSTN yang berfungsi untuk mengkonversi antara sistem dua kawat dengan sistem empat
kawat sehingga membentuk jalur sinyal audio bidireksional. Pada hakikatnya, sifat alami dari
saluran telepon adalah dua sinyal audio bergerak pada dua arah yang berlawanan, yaitu suara
dari pengirim dan penerima yang bergerak secara bersama-sama. Dua sinyal yang bergerak
ini kemudian diproses secara terpisah pada sistem switching dan transmisi telepon yang
menggunakan sistem 4 kawat. Untuk mengubah sinyal telepon pada sistem dua kawat
menjadi empat kawat digunakanlah rangkaian hibrid ini untuk mencegah bercampurnya dua
sinyal suara yang berbeda. Saat ini, pada sistem telepon modern, digunakan line card untuk
melakukan antarmuka antar saluran analog sehingga konversi berlangsung lebih efisien.
Rangkaian hibrid ini juga berfungsi untuk mengamplifikasi sinyal dan sebagai echo cancelers.
Gambar 5.8. Rangkaian Hibrid pada Telepon
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 61
Alur Sambungan Telepon
Pada sambungan telepon dikenal beberapa jenis sinyal yang dapat dilihat pada Tabel
5.1. berikut ini.
Tabel 5.1. Jenis-jenis Sinyal pada Telepon
No. Nama Sinyal Kegunaan
1. Off-hook
Perangkat telepon pada pengguna A memberikan informasi kepada
central office bahwa pengguna saat ini sedang stand by ingin
melakukan panggilan.
2. Dial tone Central office memberikan informasi kepada pengguna A bahwa
saluran telepon sudah siap melayani hubungan telepon.
3. Ringback tone
Central office memberitahu pengguna bahwa telepon yang dituju
sedang dihubungi dan saat ini sedang berdering menunggu diangkat
oleh pengguna B.
4. Ringing Voltage Tegangan arus bolak balik yang dikirimkan oleh central office kepada
pengguna B agar telepon berdering.
5. Busy tone
Central office akan memberitahukan kepada pengguna lain yang
menelepon ke salah satu pengguna A atau B ketika pengguna A dan
B melakukan percakapan telepon bahwa pengguna A dan B sedang
melakukan percakapan telepon dan saat ini tidak dapat dihubungi.
6. On-hook
Salah satu pengguna A atau B menyudahi percakapan dan perangkat
teleponnya memberitahukan kepada Central Office bahwa gagang
telepon telah ditutup dan sambungan diputus. Central office akan
memutus sambungan antara A dan B serta saluran terbebaskan.
7. Flash Kombinasi antara on-hook dan off-hook.
Langkah percakapan melalui telepon adalah :
1. Setiap pelanggan terhubung ke central office melalui sepasang kabel local loop,
yang disebut tip (T) dan ring (R). Jika telepon sedang dalam keadaan on-hook,
switch hook pada cradle dalam kondisi hubung terbuka sehingga tidak ada arus
yang mengalir dari central office melalui T dan R ke perangkat telepon. Sebaliknya,
ketika perangkat dalam keadaan off-hook, maka ada aliran arus DC dari central
office ke pesawat pelanggan.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 62
Gambar 5.9. Keadaan Telepon saat On-Hook dan Off-Hook
2. Setelah pemanggil mendapatkan loop arus dari CO, maka CO akan mengirimkan
dial tone yang menyatakan bahwa CO telah siap menerima urutan nomor telepon.
3. Pelanggan akan mengirimkan nomor telepon yang dituju dengan memutar dial pada
sistem telepon rotary dial atau menekan tombol pada sistem touch tone. Sinyal
nomor telepon ini berupa sinyal AC.
4. CO akan merespon nomor telepon yang dikirimkan kemudian mengadakan jalur
sambungan ke nomor yang dituju. Jika nomor yang dituju sedang off-hook, maka
CO akan mengirimkan nada sibuk ke pemanggil. Jika nomor yang dipanggil sedang
on-hook, CO akan mengirim ringtone ke pelanggan yang dipanggil dan mengirim
ringback tone ke pemanggil.
5. Saat pelanggan yang dipanggil mengangkat gagang telepon, maka arus dari
pemanggil akan langsung diarahkan ke pelanggan yang dipanggil. CO akan
mematikan ringtone dan ringback tone. Pada saat ini saluran telepon antara
pemanggil dan yang dipanggil dikatakan sedang “diduduki”, sehingga pelanggan
lain yang berupaya menelepon keduanya akan menerima busy tone dari CO.
Saluran ini akan terus diduduki dan dipertahankan sampai salah satu pelanggan
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 63
meletakkan gagang telepon. Sistem persinyalan ini disebut sebagai circuit
switching, karena persinyalan diatur oleh rangkaian elektronik dan sifat circuit
switching ini adalah dedicated, yang berarti saluran antara penelepon dan yang
ditelepon hanya diperuntukkan untuk kedua belah pihak dan tidak ada pihak lain
yang dapat menyerobot saluran ini.
6. Ketika salah satu pelanggan meletakkan gagang telepon, sinyal on-hook dikirimkan
dari pelanggan ke CO. CO kemudian akan melepaskan saluran yang diduduki
tersebut dan aliran arus antara pemanggil dan yang dipanggil akan terputus. Kedua
belah pihak telah siap kembali menerima sambungan telepon.
Peralatan
Peralatan yang digunakan pada modul ini terdapat pada Tabel 5.2 berikut ini.
Tabel 5.2. Peralatan yang digunakan pada Modul Sistem Teleponi
No Nama Alat Jumlah
1. Telephone & Interface Workboard 58-110 1
2. 53-100 RAT Measuring system 2
3. Perangkat komputer 1
Prosedur Percobaan
PERHATIAN!!! Ikuti petunjuk asisten dalam setiap percobaan. Matikan peralatan
jika ingin mengganti kabel. Jangan memaksakan kabel jika konektor tidak sesuai
atau tidak mau masuk! Perhatikan instruksi dan label pada peralatan agar tidak
terjadi bahaya tersengat listrik.
Prosedur Umum Percobaan
Prosedur kerja umum dilakukan pada saat mulai menggunakan software Feedback.
1. Dari menu utama untuk mengetahui tugas yang akan dilakukan, klik icon
perangkat lunak pada desktop;
2. Pilih System;
3. Pilih Index;
4. Klik assignment sesuai dengan praktikum Saudara;
5. Klik toolbar Practical sesuai dengan practical yang sedang Saudara lakukan.
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 64
Jika akan melanjutkan ke Practical selanjutnya :
1. Klik toolbar System, lalu klik End practical;
2. Kemudian memulai kembali dengan mengklik toolbar Practical selanjutnya;
3. Untuk berhenti, klik toolbar System, lalu klik Quit.
Percobaan Sistem Teleponi
Switch Hook
1. Tekan tombol pada bagian handset
2. Lihat perubahan yang terjadi pada bagian switch dan baca nilai yang tertera pada
ammeter.
Operasi Papan Tombol
1. Set telepon pada posisi ‘TONE’
2. Jaga posisi off hook pada telepon, pastikan posisi line current control berada pada
tengah-tengah atau dalam posisi normal
3. Tekan tombol pada keypad. Perhatikan sinyal pada saluran yang tertera pada
osiloskop.
Pengkodean Papan Tombol
1. Tekan tombol keypad
2. Amati sinyal pada saluran
3. Amati frekuensi sinyal pada output masing-masing filter.
---o0o---
65
Tujuan
Setelah mengikuti praktikum ini, Saudara diharapkan dapat :
1. Mengenal prinsip pengkodean digital dan transmisi pada sistem audio digital.
2. Mengenal prinsip-prinsip pengubahan sinyal analog menjadi digital dalam PCM.
3. Mengenal teknik jalur jamak berdasarkan waktu (TDM).
Dasar Teori
Pengubahan Sinyal Analog Menjadi Sinyal Digital
Sinyal yang ditransmisikan akan mengalami penurunan kualitas. Penurunan kualitas
ini disebabkan oleh adanya hal-hal, antara lain redaman, derau (noise), dan interferensi.
Dampak penurunan kualitas sinyal dapat dikurangi dengan merubah sinyal analog ke bentuk
digital karena lebih tahan terhadap noise dan redaman. Pengubahan bentuk sinyal analog
menjadi digital dilakukan melalui tiga tahapan proses yaitu pencuplikan (sampling), kuantisasi,
dan pengkodean (coding).
Sampling adalah metode untuk mencacah/mencuplik gelombang analog dengan
menggunakan pulsa diskrit sebagai pencupliknya. Sampling merupakan metode yang
digunakan dalam mentransmisi sinyal analog dalam bentuk sinyal digital.
Frekuensi sampling yang biasanya digunakan pada proses digitalisasi sinyal suara
adalah 8 KHz untuk teleponi digital. Secara matematis sampling dapat dianalogikan sebagai
suatu hasil perkalian sinyal yang dicuplik dengan sinyal yang mencuplik. Pulse Amplitude
Modulation mengkonversi sinyal analog menjadi sekumpulan pulsa yang memiliki amplitudo
yang berbeda. Pada sistem transmisi telepon modern, amplitudo pulsa tersebut dikonversi
menjadi kode biner. Proses pengubahan tersebut dinamakan Pulse Code Modulation (PCM).
6 PULSE CODE MODULATION DAN
TIME DIVISION MULTIPLEXING
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 66
Setelah dilakukan sampling, sinyal kemudian dilakukan kuantisasi dan coding.
Kuantisasi adalah proses memetakan level amplitudo dari hasil sampling yang masih kontinu
ke dalam level amplitudo yang diskrit. Setelah melalui proses kuantisasi, maka sinyal
keluarannya merupakan sinyal yang memiliki waktu diskrit dan level amplitudo diskrit. Coding
adalah proses pengubahan amplitudo sinyal diskrit hasil kuantisasi ke dalam bit-bit biner
sehingga sinyal hasil PCM hanya diwakili oleh nilai 1 dan 0. Pada Gambar 6.1 sampai 6.3 di
bawah ini masing-masing ditampilkan contoh proses pencuplikan sinyal analog, hasil
pencuplikan sinyal analog, ukuran step quantization, dan hasil pengkodean.
(a)
(b)
Gambar 6.1. (a) Proses Pencuplikan Sinyal Analog, dan (b) Hasil Pencuplikan Sinyal Analog
Gambar 6.2. Ukuran Step Quantization
Gambar 6.3. Hasil Pengkodean PCM
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 67
Teknik Jalur Jamak
Gambar 6.4. Contoh Aplikasi Jalur Jamak Menggunakan Serat Optik
Teknik jalur jamak atau multiplexing adalah metode penggunaan suatu resource
komunikasi secara bersama. Multiplexing bertujuan untuk menghemat resource dari kanal
komunikasi. Pada teknik jalur jamak dikenal terminologi timeslot, yaitu sekumpulan bit-bit (8
bit) yang ditransmisikan pada waktu yang bersamaan dan frame yaitu sekumpulan timeslot
yang biasanya berjumlah 32 timeslot untuk sistem E-1.
Gambar 6.5. Konsep Dasar Teknik Jalur Jamak
Gambar 6.6. Konsep tentang Frame dan Timeslot pada Sistem Komunikasi GSM-TDMA
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 68
Teknik jalur jamak dapat dikategorikan menjadi :
1. Frequency Division Multiplexing (FDM). Teknik ini merupakan teknik yang paling
popular dan biasanya digunakan pada transmisi radio dan TV. Spektrum frekuensi
dibagi menjadi beberapa kanal berdasarkan frekuensi-frekuensi yang dimilikinya.
Gambar 6.7. Teknik FDM, (a). Sinyal dengan Frekuensi yang Berbeda-beda, (b) Sinyal Ditumpangkan pada Sinyal Pembawa dengan Frekuensi yang Lebih Tinggi, dan (c) Sinyal H asil
Multiplexing
2. Time Division Multiplexing (TDM). Pada teknik ini, sinyal ditransmisikan pada suatu
medium yang sama dengan frekuensi yang sama, namun pewaktuannya yang
berbeda-beda pada masing-masing timeslot.
Gambar 6.8. Teknik TDM
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 69
3. Code Division Multiplexing (CDM). Teknik ini membagi timeslot berdasarkan kode-
kode yang berbeda. Biasanya berupa kode Walsh.
Gambar 6.9. Teknik CDM
4. Wavelength Divison Multiplexing. Teknik ini digunakan pada komunikasi serat optik,
dimana setiap slot pengguna dipisahkan oleh panjang gelombang yang berbeda-
beda.
Gambar 6.10. Teknik WDM
Peralatan
Peralatan yang digunakan pada modul ini terdapat pada Tabel 6.1 berikut ini.
Tabel 6.1. Peralatan yang digunakan pada Modul Pengkodean Digital dan Teknik Jalur Jamak Berdasarkan Waktu
No Nama Alat Jumlah
1. TDM & PCM Principle Board 1
2. 53-100 RAT Measuring system 1
3. Perangkat komputer 1
Modul Praktikum Teknik Telekomunikasi 70
Prosedur Percobaan
PERHATIAN!!! Ikuti petunjuk asisten dalam setiap percobaan. Matikan peralatan
jika ingin mengganti kabel. Jangan memaksakan kabel jika konektor tidak sesuai
atau tidak mau masuk! Perhatikan instruksi dan label pada peralatan agar tidak