ET2080 JARINGAN TELEKOMUNIKASI

ET2080 JARINGAN TELEKOMUNIKASI • MengenalSinyal yang DitransmisikandalamJaringan Telekomunikasi TutunJuhana – Program StudiTeknik Telekomunikasi STEI - ITB

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 • Nilai maksimum sinyal disebut amplituda ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Setiap sinyal telekomunikasi dapat dinyatakan oleh penjumlahan gelombang fundamental cosinus sebagai berikut v(t) =Acos(ωt+φ) = Acos(2πft +φ) f = frekuensi sinyal t = waktu dalam satuan detik φ = pergeseran fasa ω = frekuensi sudut (angular) dalam satuan radian per detik • Perioda satu siklus gelombang disebut T • T = 1/f dan f = 1/T • l menyatakan jarak yang ditempuh oleh satu siklus gelombang • l = 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 ET2080 Jaringan Telekomunikasi

ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Frequency-Domain Concepts (Stalling’s) • An electromagnetic signal can be made up of many frequencies. • Example: s(t) = (4/p)x(sin(2pft) + (1/3)xsin(2p(3f)t)) • Fig. 2.4(a) + Fig. 2.4(b) = Fig. 2.4(c) • There are two component frequencies: f and 3f. • Based on Fourier analysis, any signal is made up of components at various frequencies, • in which each component is a sinusoid wave, at different amplitudes, frequencies, and phases. ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Spectrum - range of frequencies that a signal contains • In Fig. 2.4(c), spectrum extends from f to 3f. • Fundamental frequency – • when all frequency components of a signal are integer multiples of one frequency, it’s referred to as the fundamental frequency • (earlier example) f and 3f  fund. freq = f • The period of the total signal is equal to the period of the fundamental frequency. • refer to Fig. 2.4 again! ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Absolute bandwidth - width of the spectrum of a signal • In Fig. 2.4(c), it is 3f – f = 2f. • Effective bandwidth – • A signal may contain many frequencies. • But most of the energy may concentrate in a narrow band of frequencies. • These frequencies are effective bandwidth. ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Effective Bandwidth Calculation • Effective Bandwidth sebuah sinyal diukur dari titik dimana daya sinyal turun menjadi setengah dari daya sinyal maksimum • Bandwidth ini biasa disebut bandwidth 3dB (10 log [(1/2Pmax)/Pmax]  -3dB) ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Approximating Square Wave by Signals • adding a frequency of 5f to Fig. 2.4(c)  Fig. 2.5(a) • adding a frequency of 7f to Fig. 2.4(c)  Fig. 2.5(b) • adding all frequencies of 9f, 11f, 13f, ...  Fig. 2.5(c), a square wave • This square wave has an infinite number of frequency components, and thus infinite bandwidth. ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Cacat yang dialami sinyal ketika ditransmisikan • Distorsi akibat redaman • Distorsi fasa • Distorsi akibat noise ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Distorsi akibat redaman • Setiap kanal komunikasi bersifat meredam sinyal • Sinyal-sinyal berfrekuensi tinggi akan lebih teredam dibandingkan sinyal-sinyal berfrekuensi rendah • Distorsiakibatredamandapatdicegahapabilasemuafrekuensimengalamitingkatredaman yang sama ET2080 Jaringan Telekomunikasi

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 ET2080 Jaringan Telekomunikasi

A delay (phase) equalizer tends to flatten the delay characteristic of a voice channel ET2080 Jaringan Telekomunikasi

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 ET2080 Jaringan Telekomunikasi

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 ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Contoh: • 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 • 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 104 + 10 log 107 = -228,6 + 40 + 70 = -118,6 dBW • Suatu receiver mempunyai noise figure 4 dB dan beroperasi pada suhu ruangan (290 K). Bandwidth receiver tersebut adalah 20 MHz, berapa thermal noisethreshold? • Jawab: Pn = -228,6 dBW + 10 log 290 + NFdB +10 log BHz = -204 dBW + 4 dB + 73 dB = -127 dBW ET2080 Jaringan Telekomunikasi

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 F1 Second-order products: 2F1,2F2,F1F2 Medium/perangkat non-linier Third-order products: 2F1F2 , 2F2F1 F2 Fourth-order products: 2F12F2 , 3F1F2 • Penyebab intermodulation noise a.l.: • Level input terlalu tinggi sehingga perangkat berkerja daerah non-linier • Kesalahan penalaan perangkat sehingga perangkat bekerja secara non-linier ET2080 Jaringan Telekomunikasi

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 ET2080 Jaringan Telekomunikasi

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 ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Signal-to-noise ratio (S/N) • (S/N) = Level signal/Level noise (S/N)dB = Level signal (dBm) – Level noise (dBm) ET2080 Jaringan Telekomunikasi

Noise Figure • NF = (S/N)in/(S/N)out • NFdB = (S/N)dBinput - (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)dBinput - (S/N)dB output 10 dB = (S/N)dBinput – 50 dB (S/N)dBinput = 60 dB ET2080 Jaringan Telekomunikasi

ET2080 JARINGAN TELEKOMUNIKASI