4/4/2014

1

JARINGAN TELEKOMUNIKASI

2

Konsep Frekuensi

Sinyal telekomunikasi merupakan kombinasi dari banyak gelombang cosinus atau sinus dengan kekuatan dan frekuensi yang berbeda

Frekuensi adalah jumlah siklus gelombang sinyal di dalam satu detik

Satuan frekuensi adalah Hertz Jika suatu sinyal memiliki 1000 siklus gelombang per detik

maka frekuensinya 1000 Hz

Rentang frekuensi yang dikandung sebuah sinyal disebut spektrum

Nilai maksimum sinyal disebut amplituda

Setiap sinyal telekomunikasi dapat dinyatakan oleh penjumlahan gelombang fundamental cosinus sebagai berikut

v(t) =Acos(t+) = Acos(2ft +)

f = frekuensi sinyal t = waktu dalam satuan detik

= pergeseran fasa

= frekuensi sudut (angular) dalam satuan radian per detik

Perioda satu siklus gelombang disebut T

T = 1/f dan f = 1/T

menyatakan jarak yang ditempuh oleh satu siklus gelombang

= c/f = cT c = kecepatan rambat sinyal

Kecepatan suara di udara mendekati c = 346 m/s; kecepatan cahaya atau gelombang radio di udara mendekati c = 300.000 km/s

3

4

5

Bandwidth

Bandwidth sebuah sinyal diukur dari titik dimana

daya sinyal turun menjadi setengah dari daya sinyal maksimum

Bandwidth ini biasa disebut bandwidth 3dB /

bandwidth effective (10 log [(1/2Pmax)/Pmax] -3dB)

6

4/4/2014

2

7

Bandwidth bisa dihitung juga dengan cara

mengurangi frekuensi maksimum sinyal dengan frekuensi minimum sinyal

Misalnya, spektrum sinyal voice adalah 300 3400 Hz, maka bandwidth sinyal voice adalah 3100 Hz

Cacat yang dialami sinyal ketika ditransmisikan

Distorsi akibat redaman

Distorsi fasa

Distorsi akibat noise

8

9

Distorsi akibat redaman

Setiap kanal komunikasi bersifat meredam sinyal

Sinyal-sinyal berfrekuensi tinggi akan lebih teredam dibandingkan sinyal-sinyal berfrekuensi rendah

Distorsi akibat redaman dapat dicegah apabila semua frekuensi mengalami tingkat redaman yang sama

Distorsi fasa

Waktu yang diperlukan oleh sinyal untuk melewati kanal komunikasi disebut delay

Delay absolut adalah adalah delay yang dialami sinyal ketika melewati kanal pada suatu frekuensi referensi

Di lain pihak, waktu propagasi sinyal yang frekuensinya berbeda akan berbeda pula Kondisi ini ekivalen dengan pergeseran fasa Jika pergeseran fasa terjadi pada seluruh frekuensi yang terkandung

pada sinyal komunikasi, maka sinyal output akan sama dengan sinyal input

Sebaliknya apabila pergeseran fasa tidak linier dengan frekuensi maka sinyal output akan terdistorsi

Distorsi delay disebut juga distorsi fasa Distorsi akibat delay ini biasanya dinyatakan dalam milisecond

atau microsecond di sekitar frekuensi referensi

10

11

A delay (phase) equalizer tends to flatten the delay characteristic of a voice channel

12

Noise

Noise merupakan setiap sinyal yang tidak diinginkan di dalam sirkit telekomunikasi

Noise merupakan pembatas kinerja telekomunikasi yang utama

Noise dapat dibagi ke dalam empat katagori:

Thermal noise

Intermodulation noise

Crosstalk

Impulse noise

4/4/2014

3

Thermal Noise

Thermal noise merupakan noise yang muncul pada seluruh media transmisi dan perangkat komunikasi akibat pergerakan elektron

Thermal noise merupakan faktor penentu batas bawah sensitivitas sistem penerima

Thermal noise berbanding lurus dengan bandwidth dan suhu Thermal noise untuk sistem dengan bandwidth B adalah: Pn = -228,6 dBW + 10 log T + 10 log B T = suhu kerja absolut (dalam satuan Kelvin)

Satuan Pn adalah dBW Note: Kelvin = Celsius + 273,15

Untuk penerima (receiver) yang bekerja pada suhu ruang (290 K), thermal noise pada receiver tersebut adalah:

Pn = -228,6 dBW + 10 log 290 + NFdB +10 log BHz Pn = -204 dBW + NFdB +10 log BHz NF adalah noise figure dalam satuan dB

13

Contoh: 1. Misalnya ada suatu receiver yang memiliki temperatur derau (noise)

100 K dengan bandwidth 10 MHz, berapa level thermal noise pada output receiver tersebut?

Jawab: Pn = -228,6 dBW + 10 log T + 10 log B = -228,6 dBW + 10 log 102 + 10 log 107 = -228,6 + 20 + 70 = -138,6 dBW

2. Misalnya ada suatu amplifier dengan temperatur derau 10.000 K dan bandwidth 10 MHz, hitung level thermal noise di output!

Jawab: Pn = -228,6 dBW + 10 log 10

4 + 10 log 107

= -228,6 + 40 + 70 = -118,6 dBW 3. Suatu receiver mempunyai noise figure 4 dB dan beroperasi pada

suhu ruangan (290 K). Bandwidth receiver tersebut adalah 20 MHz, berapa thermal noise threshold?

Jawab: Pn = -228,6 dBW + 10 log 290 + NFdB +10 log BHz = -204 dBW + 4 dB + 73 dB = -127 dBW

14

Intermodulation Noise

Intermodulation noise muncul akibat gejala intermodulasi

Bila kita melewatkan dua sinyal masing-masing dengan frekuensi F1 dan F2 melalui suatu medium atau perangkat non-linier, maka akan dihasilkan frekuensi-frekuensi spurious yang berasal dari frekuensi harmonisa sinyal

Frekuensi-frekuensi spurious ini bisa terletak di dalam atau di luar pita frekuensi kerja yang diinginkan

15

Medium/perangkat

non-linier

F1

F2

Second-order products: 2F1,2F2,F1F2

Third-order products: 2F1F2 , 2F2F1

Fourth-order products: 2F12F2 , 3F1F2

Penyebab intermodulation noise a.l.:

Level input terlalu tinggi sehingga perangkat berkerja daerah non-linier

Kesalahan penalaan perangkat sehingga perangkat bekerja secara non-linier

16

Crosstalk

Crosstalk terjadi akibat kopling antar dua jalur

sinyal yang tidak diinginkan

Ada dua tipe crosstalk:

Intelligible crosstalk

Bila crosstalk menyebabkan paling tidak ada empat kata yang dapat didengar (dari sumber yang tidak diinginkan) selama percakapan 7 detik

Unintelligible crosstalk

Setiap bentuk gangguan akibat crosstalk lainnya

17

Impulse noise

Impulse noise merupakan noise tidak kontinu yang

terdiri dari pulsa-pulsa tak beraturan atau noise spikes berdurasi pendek dengan amplituda yang

relatif tinggi

Spike-spike ini biasa disebut hits

Impulse noise sangat mengganggu transmisi data

18

Signal-to-noise ratio (S/N)

(S/N) = Level signal/Level noise

(S/N)dB = Level signal (dBm) Level noise (dBm)

4/4/2014

4

19

Noise Figure

NF = (S/N)in/(S/N)out

NFdB = (S/N)dB input - (S/N)dB output

Contoh

Suatu receiver memiliki noise figure 10 dB. S/N pada output adalah 50 dB, berapa S/N input?

Jawab:

NFdB = (S/N)dB input - (S/N)dB output

10 dB = (S/N)dB input 50 dB

(S/N)dB input = 60 dB