DASAR TELEKOMUNIKASIBAB 1SISTEM RADIO

KOMUNIKASI RADIOMerupakan suatu bentuk komunikasi modern yang memanfaatkan gelombang radio sebagai sarana untuk membawa suatu pesan sampai ke tempat tujuannya.

Keuntungannya:Bisa menjangkau daerah yang cukup luasTidak diperlukan pemasangan kabel yang rumit

Kerugiannya:Bisa terjadi gangguan komunikasi bila terdapat suatu interferensi.

Untuk mencegah suatu interferensi maka dibutuhkan pengaturan alokasi frekuensi yang digunakan oleh setiap daerah.

Komunikasi radio menggunakan gelombang elektromagnetis yang dipancarkan lewat atmosfer bumi atau ruang bebas untuk membawa informasi melalui jarak-jarak yang panjang tanpa menggunakan kawat. Gelombang radio dengan frekuensi yang berkisar dari kira-kira 100 HzSistem-sistem Gelombang MikroSistem-sistem radio gelombang mikro yang bekerja pada frekuensi-frekuensi di atas 1 GHz merambat terutama dalam ragam garis pandangan (line of sight) atau ruang bebas, baik bila mereka berada di atas tanah, maupun pada sistem-sistem satelit

Frekuensi RadioFrekuensi radio menunjuk ke spektrum elektromagnetik di mana gelombang elektromagnetik dapat dihasilkan oleh pemberian arus bolak-balik ke sebuah antena.

Nama bandSingkatan Frekuensi Panjang gelombang Extremely low frequencyELF330 Hz100,000 km 10,000 kmSuper low frequencySLF30300 Hz10,000 km 1000 kmUltra low frequencyULF3003000 Hz1000 km 100 kmVery low frequencyVLF330 kHz100 km 10 kmLow frequencyLF30300 kHz10 km 1 kmMedium frequencyMF3003000 kHz 1 km 100 mHigh frequencyHF330MHz100 m 10 m Very high frequencyVVHF30300 MHz 10 m 1 m Ultra high frequencyUHF300-3000 MHz1 m 100 mmSuper high frequencySHF330 GHz100 mm 10 mm Extremely high frequencyEHF30300 GHz 10 mm 1 mm

Ekstremely Low Frekuensi ELF digunakan oleh Angkatan Laut Amerika Serikat untuk berkomunikasi dengan kapal selam di bawah permukaan air. Karena konduktivitas listrik air garam, kapal selam dilindungi dari sebagian besar komunikasi elektromagnetik. Namun sinyal pada ELF bisa menembus lebih dalam. Tingkat transmisi data yang rendah setingkat beberapa karakter per menit, membatasi penggunaannya sebagai saluran komunikasi. Umumnya sinyal ELF dipakai untuk memerintahkan kapal selam agar pergi ke kedalaman periskop dan mengawali beberapa bentuk kontak lainnya. Lihat pula: komunikasi dengan kapal selam.

Salah satu kesulitan yang ditunjukkan saat penyiaran pada jarak frekuensi ELF ialah ukuran antena. Untuk mengirimkan pesan internasional menggunakan frekuensi ELF, antena yang amat besar diperlukan. AS memelihara 2 tempat, di Hutan Nasional Chequamegon, Wisconsin dan Hutan Negeri Escanaba, Michigan, sampai semuanya dibongkar di akhir September 2004. Kedua tempat itu menggunakan kawat listrik panjang sebagai antena, dalam banyak untaian sepanjang dari 14 sampai 28 mil (22,5 sampai 45 kilometer). Karena antena yang tidak efisien, dibutuhkan sejumlah besar tenaga listrik untuk mengoperasikan sistem ELF.

Super Low FrequencySuper Low Frequency (SLF) ialah jarak frekuensi antara 30 hertz dan 300 hertz. Jarak frekuensi ini termasuk frekuensi jaringan daya arus searah (50 hertz dan 60 hertz).PC dengan kartu suara terpadu banyak digunakan sebagai pengganti receiver radio untuk kisaran frekuensi ini, karena ukurannya yang kecil dan biaya yang rendah. Sinyal yang diterima kartu suara dengan kumparan atau kabel antena dianalisis oleh perangkat lunak algoritma Fast Fourier Transform dan diubah ke dalam suara yang dapat didengar.

Sistem-sistem gelombang radio

Sistem-sistem radio gelombang mikro yang bekerja pada frekuensi-frekuensi di atas 1 GHz merambat.terutama dalam ragam garis pandangan (line of sight) atau ruang bebas, baik di atas permukaan tanah, maupun pada sistem-sistem satelit

Sistem-sistem ini menyediakan lebar Sistem-sistem jalur transmisi dan keterandalan yang diperlukan untuk memungkinkan transmisi dari beberapa ribu saluran telpon atau beberapa saluran televisi melalui jalan yang sama dan dengan menggunakan fasilitas yang sama pula.

Sistem Modulasi

Modulasi adalah pengaturan parameter dari sinyal pembawa (carrier) yang berfrequency tinggi sesuai sinyal informasi (pemodulasi) yang frequencynya lebih rendah, sehingga informasi tadi dapat disampaikan.Merupakan teknik-teknik yang dipakai untuk memasukkan informasi dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinusAlat yg digunakan untuk modulasi disebut Modulator, alat yg melakukan demodulasi disebut Demodulator, sedangkan alat yang bisa melakukan keduanya adalah Modem.

Modulasi secara garis besar dapat di bagi menjadi modulasi analog dan modulasi digital, seperti yang diperlihatkan pada tabel di bawah ini Dari banyak teknik modulasi, AM dan FM adalah modulasi yang banyak diterapkan pada siaranradio. Keduanya dipakai karena tekniknya relatif lebih mudah dibandingkan dengan teknik-teknik lain. Dengan begitu, rangkaian pemancar dan penerima radionya lebih sederhana dan mudah dibuat.

Sinyal informasiSinyal PembawaAnalogDigitalAnalogAMPPMFMPWMPMPAMDigitalASKFSKPCMPSK

Modulasi AM Adalah salah satu bentuk modulasi dimana amplitudo sinyal pembawa di variasikan secara proposional berdasarkan sinyal pemodulasi (sinyal informasi).Simulasi modulasi amplitudo diperlihatkan pada animasi di bawah ini :

m(t) = Msin(mt + ) c(t) = C sin(ct). y(t) = (C + Msin(mt + ))sin(ct) Index modulasi (h)

Diagram skema dari pemancar AM diperlihatkan pada gambar di bawah ini

Penerima AM

Simulasi Rekonstruksi sinyal informasi pada AM diperlihatkan pada animasi di bawah ini

Modulasi Frekuensisuatu bentuk modulasi dimana frekuensi sinyal pembawa divariasikan secara proposional berdasarkan amplitudo sinyal input.

Pemancar FMDi pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi. Amplitudo gelombang carrier relatif tetap. Setelah dilakukan penguatan daya sinyal (agar bisa dikirim jauh), gelombang yang telah tercampur tadi dipancarkan melalui antena.

Simulasi modulasi frekuensi diperlihatkan pada animasi di bawah ini

Band Width= 2(f + fm) menurut carson rule

sedangkan index modulasi (h)

Diagram blok dari sebuah pemancar FM diperlihatkan pada gambar di bawah ini:Diagram blok sistem pemancar FMOsilatorInti dari sebuah pemancar adalah osilator. Untuk dapat membangun sistem komunikasi yang baik harus dimulai dengan osilator yang dapat bekerja dengan sempurna. Pada sistem komunikasi, osilator menghasilkangelombang sinus yang dipakai sebagai sinyal pembawa. Sinyal informasi kemudian ditumpangkan pada sinyal pembawa dengan proses modulasi.

PenyanggaSemua jenis osilator membutuhkan penyangga. Penyangga berfungsi untuk menstabilkan frekuensi dan/atauamplitudo osilator akibat dari pembebanan tingkat selanjutnya. Biasanya penyangga terdiri dari 1 atau 2 tingkat penguat transistor yang dibias sebagai kelas A. Linearitas dan EffisiensiLinearitas dan effisiensi adalah hal yang bertolak belakang. Dengan linearitas penguat yang tinggi akan didapatkan effisiensi yang rendah. Dan dengan linearitas penguat yan rendah akan didapatkan effisiensi yang tinggi. Pada pemancar FM, linearitas dari sinyal tidak begitu berpengaruh karena informasi dari sinyalFM ada pada frekuensinya. Lain dengan pemancar AM yang memerlukan linearitas sinyal yang tinggi karena informasi dari sinyal AM terletak pada amplitudonya.

Penguatan tiap tingkat dan daya input output tiap tingkat Transistor dengan daya keluaran besar biasanya membutuhkan daya masukan yang besar pula. Karena itu penguat dengan daya keluaran besar biasanya dibuat beberapa tingkat agar didapatkan daya yang cukup untuk menggerakkan transistor tingkat akhir. Tiap transistor mempunyai penguatan. Untuk transistor dengan daya keluaran yang kecil biasanya mempunyai penguatan yang besar. Sebaliknya untuk transistor dengan daya keluaran yang besar penguatannya justru mengecil.

Impedansi input dan output tiap tingkatPada penguat daya frekuensi radio impedansi sumber dan impedansi beban tiap tingkat harus sama. Dengan demikian semua daya yang dihasilkan sumber akan diserap seluruhnya oleh beban (terjadi transfer daya maksimal). Keadaan dimana terjadi kesamaan impedansi dinamakan keadaan match. Jika impedansi yang ada belum sama maka impedansi tersebut harus disamakan dengan matching network.

Bandwidth dan faktor kualitasTiap kanal dari pemancar FM stereo membutuhkan bandwidth 75kHz. Sedangkan bandwidth frekuensi kerja radio FM adalah 20MHz. Frekuensi kerja dari rangkaian (f) dibandingkan dengan bandwidthnya (Bw) dapat dinyatakan dengan faktor kualitas (Q). Q = f / Bw . Biasanya penentuan faktor kualitas penguat didapatkan dari frekuensi tengah dari frekuensi kerja dibandingkan dengan bandwidth. Sebagai contoh diinginkan penguat yang bekerja pada frekuensi 88MHz sampai 108MHz. Berarti frekuensi tengahnya adalah 100MHz. Sedangkan bandwidthnya adalah 20MHz. Dengan demikian dibutuhkan penguat dengan faktor kualitas Q = 100MHz / 20MHz = 5

Dengan faktor kualitas penguat yang makin rendah memang akan didapatkan daya keluaran yang lebih kecil tetapi akan didapatkan kemudahan pada penalaan

Penerima FMSimulasi Rekonstruksi sinyal informasi pada FM diperlihatkan pada animasi di bawah ini

Apa sih bedanya frekuensi AM dan FM?

Kedua gelombang ini berbeda tempat dalam spektrum. Stasiun AM diberikan frekuensi antara 535 sampai 1705 kHz pada saluran Penyiaran Standar. Sedangkan stasiun FM berada di antara 88,1 hingga 107,9 MHz

Saluran FM memiliki penerimaan siaran yang lebih jelas (fine-tuning) karena memiliki sideband (15 kc) tiga kali lebih besar daripada AM (5 kc).

FM memancarluaskan siaran pada frekuensi yang jauh lebih tinggi (jutaan gelombang per detik) dibandingkan dengan AM (ribuan gelombang per detik). Dengan frekuensi setinggi ini,

FM kebal terhadap gangguan frekuensi rendah yang dialami AM.

Walau demikian, stasiun AM mampu menjangkau pendengar yang berjarak ratusan mil. Sesuatu yang tidak bisa dilakukan stasiun FM. Bahkan pada malam hari, dapat mencapai ribuan mil, karena sinyal AM dipantulkan oleh atmosfir (ionosfir) yang kemudian menciptakan gelombang udara. Gelombang udara merupakan daerah layanan kedua AM.

Sebaliknya, FM menyebarluaskan gelombang radionya dengan pola langsung (line-of-sight). Stasiun FM yang berkekuatan besar hanya mampu menjangkau pendengar yang berada di radius 80 hingga 100 mil karena sinyalnya melemah saat mencapai kaki langit (horison). Itu pula yang menyebabkan stasiun FM butuh antena yang tinggi. Umumnya, semakin tinggi antena semakin jauh jarak tempuh sinyal.

(diadaptasi dari internews)