03 besaran transmisi

Johanis [email protected]

Elektro FSTElektro, FSTUndana

http://www.bowakh.co.cc

Dasar Teknik Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh1

Sistem Transmisi DasarSistem Transmisi DasarSistem Transmisi DasarSistem Transmisi Dasar

Kanal Transmisi Penerima/Receiver

Pengirim/Transmitter ReceiverTransmitter

Input TransducerE d

Udara, antariksaAi K b l k t

Output TransducerD dEncoder

ModulatorAmplifier

Air, Kabel kawatSerat optik

DecoderDemodulator

Amplifier


Sistem Transmisi Gel MicroSistem Transmisi Gel MicroSistem Transmisi Gel.MicroSistem Transmisi Gel.Micro

InformasiBaseband MUX AmpUp

ConverterMOD

MediaTransmisi

InformasiBaseband DEMUX AmpDown

ConverterDEMOD


Sistem TransmisiSistem TransmisiSistem TransmisiSistem TransmisiTransducer: mentransformasikan suatu bentuk energi menjadi ke bentuk energi yang lain.g y gContoh: Suara ListrikPengirim (Transmitter): memperkuat dan memproses isyarat elektris suatu pesan untuk kepentingan transmisielektris suatu pesan untuk kepentingan transmisiPenerima (Receiver): memperkuat dan memproses isyarat elektris yang diterima untuk kemudian dikembalikan menjadi

bpesan sebenarnyaKanal Transmisi: jalur yang menghubungkan Transmitter[Tx] ke Receiver [Rx][ ] [ ]


Gangguan TransmisiGangguan TransmisiGangguan TransmisiGangguan TransmisiDalam penyaluran informasi sinyal mengalami:o Pelemahan/ Loss/ Attenuationo Pelemahan/ Loss/ Attenuationo Penguatan/ Gaino Noiseo Crosstalko Cacat dan Gangguan (Impairment)

U t k li i di l k f i t k kUntuk menganalisis diperlukan referensi untuk mengukurbesaran sinyal sebelum dan sesudah media transmisi


BandwidthBandwidthBandwidthBandwidthBandwidth ditentukan sebagai lebar bidang frekuensi antara titik-titik penurunan sinyal hingga setengah daya (3dB point)Bandwidth nominal untuk kanal daya: 4 kHzITU-T menetapkan standar bandwidth sinyal telepon 300 Hz – 3400 Hz (lebar 3100 Hz). Dengan kriteria: Dapat dimengerti dan dapat dikenali( ) g p g po Sebagian besar energi suara berada pada frekuensi rendah dengan puncak 500-

600-700 Hzo Sebagian besar artikulasi suara berada di luar band energi tersebut > 500

Hz - 600 Hz (dengan puncak pada ± 2000 Hz ~ 3000 Hz)


Transmisi Kanal SuaraTransmisi Kanal SuaraTransmisi Kanal SuaraTransmisi Kanal SuaraTelinga manusia mampu mendengar suara 30 Hz ~ 30 kHzSuara manusia mempunyai lebar frekuensi 300 Hz 3400 HzSuara manusia mempunyai lebar frekuensi 300 Hz ~ 3400 HzDengan beberapa pertimbangan, kanal suara 0 ~ 4 kHzBiasanya lebar kanal pada telekomunikasi diukur denganBiasanya lebar kanal pada telekomunikasi diukur denganlebar kanal suara

Ada 4 parameter utama yang berpengaruh pada kanal suarayaitu:o Signal power levelo Signal power levelo Attenuation distortiono Delay distortion


o Noise dan Signal to Noise ratio (S/N)

Signal Power LevelSignal Power LevelSignal Power LevelSignal Power LevelSatuan power (daya) dalam telekomunikasi mempunyai batas yang sangat lebaryang sangat lebarSelain itu dalam sistem tersebut sering ada penguatan maupun redaman yang hasilnya merupakan perkalian maupun pembagian.Untuk mempermudah maka dipakai satuan logaritmis yaitu decibel (dB)decibel (dB)


Pemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBdB (decibel) adalah satuan yang menggambarkan suatu perbandinganperbandingano Merupakan suatu log dengan bilangan dasar 10

“suatu perbandingan antara dua besaran tenaga (daya)dengan skala logaritma”

D l d i d dik t kDalam domain daya dikatakan

1 Watt 2 WattJaringan


Pemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBPemahaman dB

P1 P2BlackBox

Jika P2 > P1

o Ini disebut penguatan (Gain)p g ( )o G = 10 log (P2/P1) dB

Jika P2 < P1

o Ini disebut redaman (Loss atau Attenuation)o L = 10 log (P1/P2) dB atau G = -10 log (P2/P1) dB


Pemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBAda 2 macam power level1 Relative power level1. Relative power level

Jika yang dibandingan adalah daya yang besarnya berubah (tidaktetap)dB 10 l (P /P )dB 10 log (P2/P1)

2. Absolut power levelJika yang dibandingkan adalah daya yang besarnya tetapdBw atau dBm10 log [P(watt)/1watt] dBw10 log [P(mw)/1mw] dBm10 log [P(mw)/1mw] dBm


Pemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBContoh: daya 1 watt

= 10 log [1 watt/1 watt] = 10 log 1 = 0 dBwg [ ] gAtau = 10 log [103 mw/1 mw] = 10 log 103 = 30 dBm

Contoh:

P1 P2

G = 10 ×P1 = 1 watt = 30 dBmP = 30 dBm + 10 dB

o Jika P1 = 1 watt P2 = 10 watto Dalam bentuk logaritmis:

P2 = 30 dBm + 10 dB= 40 dBm

o Dalam bentuk logaritmis:G = 10 log [P2/P1] dB

= 10 log [10P1/P1] dB= 10 dB

Kalau dikembalikan ke bentuk watt40 dBm 40 = 10 log P2/1 mw

P2 = 104 mw= 10 watt


= 10 dB = 10 watt

Pemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBKarena suatu sistem transmisi terdiri dari sejumlah penguatan (amplifier) dan redaman (saluran dsb) suatu sinyal akan(amplifier) dan redaman (saluran, dsb), suatu sinyal akanmempunyai level yang berlainan pada setiap titik yang berbeda dari sistem tersebutOleh karena itu diperlukan suatu referensiIni yang disebut dengan “Zero Reference Point”


Pemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBRelative power levelo dBo dBo dBr

Absolut power levelo dBmo dBwo dBm0

dBm0 = dBm - dBr


Pemahaman dBPemahaman dBPemahaman dBPemahaman dB


Attenuation DistortionAttenuation DistortionAttenuation DistortionAttenuation DistortionCacat redamanDisebabkan karena kehilangan energi (energy losses) pada salurang g ( gy ) ptransmisi

dist

orsi

Attenuation bervariasi timbul distorsi tekanan mengganggu


Attenuation bervariasi timbul distorsi tekanan mengganggupemahaman bicara

Neper (Np)Neper (Np)Neper (Np)Neper (Np)Neper dipakai di negara-negara eropa utara sebagai alternative dBdBo 1 Np = 8,686 dBo 1 dB = 0,1151 Np

1

2ln21

PPNp = Higher

Lower12 P Lower


Attenuation DistortionAttenuation DistortionAttenuation DistortionAttenuation Distortion

F k i T F k i T

pengirim penerima

Frekuensi Tegangan Frekuensi Teganganf1 b1 f1 c1 b1 ≠ c1 c1 <b1f2 b2 f2 c2 b2 ≠ c2 c2 < b2f3 b3 f3 c3 b3 ≠ c3 c3 < b3f4 b4 f4 c4 b4 ≠ c4 c4 < b4

Cacat redaman tidak ada bila:

c4b4

c3b3

c2b2

c1b1

===cc3cc


Delay DistortionDelay DistortionDelay DistortionDelay DistortionCacat waktu tundaDisebabkan karena jarak saluran transmisij

dela

y


NoiseNoiseNoiseNoiseNoise atau derau adalah sinyal tak dikehendaki yang muncul pada saat transmisi sinyal antara pengirim dan penerimapada saat transmisi sinyal antara pengirim dan penerimaPengaruh derau yang tergabung pada sinyal informasi adalah faktor yang harus diperhatikan dalam upaya menyedialan sistem telekomunikasi yang handalSifat derau adalah meng-korupsi sinyal informasio Sinyal informasi yang diterima pada sisi penerima tidak samao Sinyal informasi yang diterima pada sisi penerima tidak sama

dengan sinyal aslio Hal terburuk adalah sinyal informasi tidak dapat direkonstruksi

kembali dan komunikasi menjadi gagal


Pengaruh NoisePengaruh NoisePengaruh NoisePengaruh Noise


Pengukuran NoisePengukuran NoisePengukuran NoisePengukuran NoiseBeberapa perhitungan matematis dipakai untuk mengevaluasi pengaruh besarnya derau relatif terhadap besarnya sinyalpengaruh besarnya derau relatif terhadap besarnya sinyalo SNR (Signal to Noise Ratio)o Noise Factor dan Noise Figureo BER (Bit Error Rate)o Kapasitas Kanal


SNR atau S/NSNR atau S/NSNR atau S/NSNR atau S/NPerbandingan dalam dB yang menyatakan berapa dB level sinyal berada di atas level noisesinyal berada di atas level noise

dBSNR sinyal dayalog10

dBSSNR

dBSNR

log10

derau dayalog10

=

=

dBN

SNR log10=


SNR atau S/NSNR atau S/NSNR atau S/NSNR atau S/NPada prakteknya diperlukan S/N minimum yang masih memberikan hasil yang memuaskanPerbandingan S/N untuk suara, video dan data berdasarkan kepuasan pelanggan;o Suara: S/N ≥ 30 dBo Suara: S/N ≥ 30 dBo Video: S/N ≥ 45 dBo Data: S/N ≥ 15 dB

Contoh:Sinyal 1000 Hz mempunyai S/N = 20 dB, maka bila level daya noise adalah 5 dBm, maka level daya sinyal adalah 25 dBm. Yang dimaksud dengan Noise Figure = NF = (S/N)in/(S/N)out atau dalam dB = NF = (S/N)dB input – (S/N)dB output


Noise Factor dan Noise FigureNoise Factor dan Noise FigureNoise Factor dan Noise FigureNoise Factor dan Noise FigureSNR tidak menunjukkan besarnya derau tambahanyang ditimbulkan oleh komponen dalam sistem telekomunikasiditimbulkan oleh komponen dalam sistem telekomunikasiParameter yang digunakan untuk keperluan ini adalah Noise Factoro Noise Factor merupakan ukuran tingkat kebisingan suatu

peralatan tertentu, misalnya amplifier

SNR

output

input

SNRSNR

=Factor Noise

Bila Noise Factor dinyatakan dalan satuan dB maka disebut Noise Figure


Noise Factor dan Noise FigureNoise Factor dan Noise FigureNoise Factor dan Noise FigureNoise Factor dan Noise Figure

inputSNR== FFactorNoise

ii

output

NS

SNR

=

== FFactor Noise

Dan Noise Figure dapat dinyatakanoo NS

=

Flog10NFFigure Noise ==

dBNSNS

oo

iilog10 =


BERBERBERBERMenyatakan jumlah bit yang rusak saat data ditransmisikan dari sumber hingga ke penerimadari sumber hingga ke penerimao BER 5×10-6 menyatakan ada 5 bit yang rusak dalam setiap 1

juta bit yang ditransmisikanBeberapa faktor yang mempengaruhi BERo Lebar bando SNRo SNRo Kec. Transmisio Media transmisio Lingkungano Jarak transmisio Kinerja pemancar dan penerimao Kinerja pemancar dan penerima


Kapasitas KanalKapasitas KanalKapasitas KanalKapasitas KanalSalah satu hukum dasar yang umum digunakan dalam telekomunikasi adalah aturan Shannontelekomunikasi adalah aturan ShannonDigunakan untuk menentukan kapasitas kanal atau kecepatan transmisi (bit per second)

bpsNSBWC )1(log2 +=

o BW: lebar band dalam hertzo S/N: perbandingan daya sinyal dan daya derauo S/N: perbandingan daya sinyal dan daya derauo C: kapasitas kanal (dalam bps)


Macam NoiseMacam NoiseMacam NoiseMacam NoiseBedanya noise dan distorsio NOISE atau DERAU Penyebabnyao NOISE atau DERAU Penyebabnyao DISTORSI atau CACAT Akibatnya

Macam-macam Noiseo Thermal noise alamiaho Intermodulation Noiseo Cross Talk

I l N iPeralatan

o Impulse Noise


Thermal NoiseThermal NoiseThermal NoiseThermal NoiseNoise ini disebabkan karena adanya pergeseran elektron bebasDistribusinya merata berupa distribusi Gaussian (distribusi normal)y p ( )Thermal noise berbanding lurus dengan bandwidth dan temperatur

( ) VnVnV 2 222

Ini juga disebut white noisef

P KTB tt

( )R

VnR

VnR

VPn4

2===

r.m.s noise voltage (Vn) besarnya:2 24Vn kTBR volt=

Pn KTB watt=

KalauK = 1 38 × 10-23

2VPnRL

=

S t i i k i

K = 1,38 × 10T = 2900KB = 4 kHzMaka


Supaya transmisinya maksimumRL = R

Pn = -138 dBm

Intermodulation NoiseIntermodulation NoiseIntermodulation NoiseIntermodulation NoiseDisebabkan karena modulasi antara 2 frekuensi sinyal padasaluran transmisi yang bersifat tidak linearsaluran transmisi yang bersifat tidak linearo Akan dihasilkan frekuensi-frekuensi lain termasuk harmonisa-

nya pada outputf1 ± f2, f1 ± 2f2,2f1 ± f2, 2f1 ± 2f2,3f1 ±2f2, dst


Impulse NoiseImpulse NoiseImpulse NoiseImpulse NoiseNoise yang tidak kontinyuBerupa pulsa pulsa pendek yang tidak menggangu padaBerupa pulsa-pulsa pendek yang tidak menggangu padahubungan telepon tapi dapat menggangu pada hubungan transmisi dataPenyebabnya bisa berupa: kontak listrik, pengapian pada kendaraan, lampu neon, dsb


CrosstalkCrosstalkCrosstalkCrosstalkSemua suara yang terdengar pada telepon receiver pada satu saluran tertentu yang ditimbulkan oleh pengiriman sinyal lainnya melalui saluran yang lainT j di k d h b tid k dii i k d tiTerjadi karena adanya hubungan yang tidak diinginkan; gandengan magnetisataupun elektris atau adanya kapasitansi atau induktansi gandeng antara jalur-jalur sinyal transmisi

Terjadi bila:o Redaman antara kedua saluran tidak besar (harus > 60,8 dB)o Adanya gandengan elektris atau magnetis antara kedua salurano Frekuensi response yang tidak baik karena filter tidak baik sehingga kanal

saluran 1 masuk ke saluran 2 dsto Kerja yang tidak linear pada sistem FDM

NEXT: Near-end crosstalk

PenerimSinyal


NEXT: Near end crosstalkFEXT: Far-end crosstalk

ma

03 besaran transmisi

Documents