Sistem Telekomunikasi I TET 2525

1. Sistem Telekomunikasi ITET 2525 Dosen : FitriAmillia, S.T, M.T.

2. Identitas • Sistem Telekomunikasi I (TET 2525) • Semester 5 • Bobot 3 sks • Konsentrasi TET • Prasyarat : PengolahanSinyal Digital

3. Referensi • Yoshifumi Shimoso, NonotSuharsono, RangkaiandanSistemKomunikasi, PENS ITS, Surabaya, 1994. • Nassar, Carl, Telecommunications Demystified, LLH Technology Publishing, 2001. • Wayne Tomasi, Electronic Communications Systems, Prentice-Hall, 2001 • Bernard Sklar, Digital Communication Fundamental and Application, Second Edition, Prentice Hall.

4. StandarKompetensi • Memberikanpemahamanmengenaisistemkomunikasi, fungsidanjenismodulasi yang digunakanpadasistemkomunikasi analog, pengaruhderaukepadakinerjasistemkomunikasi analog.

5. Materi • Pengantarsistemkomunikasidansinyal (pertemuan 1) • AM (domain waktudanfrekuensi), modulator dan demodulator, Single Side Band (pertemuan 2,3,4) • FM (domain waktudanfrekuensi), modulator dan demodulator (pertemuan 5, 6) • Modulasi Baseband (pertemuan 7) • Modulasi Passband ASK,FSK ,PSK modulator dan demodulator (pertemuan 9,10,11, 12,13) • Multiplexing (pertemuan 14) • Noise dalamsistemKomunikasi (pertemuan 15)

6. PembagianKelompokMateriDiskusi • AM (domain waktudanfrekuensi), modulator dandemodulator (pertemuan 4) • Modulasi Single Side Band, modulator dandemodulator (5) • FM (domain waktudanfrekuensi), modulator dan demodulator (6) • ModulasiBaseband (7) • ModulasiPulsa ( PAM dan PCM) (9) • Modulasi Passband ASK modulator dan demodulator (10) • Modulasi Passband FSK modulator dandemodulator (11) • Modulasi Passband PSK modulator dandemodulator (12) • Multiplexing (13) SetiapKelompokmembuatmakalahdanpresentasi power point untukdiskusidikelas

7. Penilaian • Tugas = 15 % • Quis = 15 %  pertemuan 4 & 12 • UTS = 35 % • UAS = 35 % • Kehadiran 80 % • Tidakadaquisdanujiansusulan • Tugasdikumpulkantepatwaktu • Tidakbolehplagiat

8. Elemen-ElemenSistem Telekomunikasi • KomponenDasarSistemKomunikasi Output (Tujuan) Input (SumberInformasi) Kanal atau Medium Komunikasi Rx Tx Noise

9. Elemen-Elemen Sistem Telekomunikasi • Input : pesan manusia (suara, kode , gambar atau data) • Transmitter (Tx) : sekumpulan komponen elektronik untuk mengubah informasi menjadi sinyal sesuai dengan medium transmisi • Medium komunikasi : medium yang dilalui sinyal elektronik terkirim dari satu tempat ke tempat lain. Berupa kabel atau non kabel • Receiver (Rx): sekumpulan komponen elektronik yang menerima informasi terkirim dari kanal dan mengubah kembali menjadi sinyal informasi menjadi sinyal sesuai dengan medium transmisi yang dibutuhkan manusia

10. Artiistilahanalog • Suatubentukdarikomunikasielektronik yang merupakanprosespengirimaninformasipadagelombangelektromaknetik, danbersifatvariabeldanberkelanjutanataudisebutjugadengansinyal analog. Contohnyasinyalgambarpadatelevisi, atausuarapada radio yang dikirimkanberkesinambungan. • Analog merupakanprosespengirimansinyaldalambentukgelombang. Misalnyaketikaseseorangberkomunikasidenganmenggunakantelepon, makasuara yang dikirimkanmelaluijaringantelepontersebutdilewatkanmelaluigelombang. Dan kemudian, ketikagelombanginiditerima, makagelombangtersebutlah yang diterjemahkankembalikedalambentuksuara, sehinggasipenerimadapatmendengarkanapa yang disampaikanolehpembicaralainnyadarikomunikasitersebut.

11. Elemen-Elemen Sistem Telekomunikasi • Noise : energi elektrik yang mengganggu informasi yang dikirimkan • External Noise : noise yang disebabkan oleh sesuatu di luar rangkaian atau diluar suatu peralatan. • Atmospheric Noise • Noise yang secara natural disebabkan atmosfir bumi, misal terjadi kilat. • Extraterrestrial Noise • Sinyal elektris berasal dari luar atmosfir bumi : matahari • Man-Made Noise • Dibuat oleh manusia, contoh : suara motor listrik, penghasil daya ac dan lampu fluorescent

12. Elemen-Elemen Sistem Telekomunikasi • Internal Noise : interferensi elektrik disebabkan oleh sesuatu di dalam rangkaian atau diluar suatu peralatan. • Shot Noise • Disebabkan oleh kedatangan acak carrier pada elemen output dari piranti elektronika seperti dioda, FET atau BJT • Transit-Time Noise • Disebabkan oleh modifikasi aliran arus saat lewat dari input ke output piranti (seperti dari emiter ke kolektor pada transistor) menghasilkan irregular, variasi random yang dikategorikan transit-time noise.

13. Elemen-Elemen Sistem Telekomunikasi • Thermal Noise • Digambarkan sebagai pergerakan random dan cepat elektron di dalam konduktor yang disebabkan oleh thermal agitation. • Output : Aplikasi yang digunakan manusia

14. Jenis-JenisSinyal • Sinyal analog sinyalteganganatauaruskontinyu, berupagelombang sinus. contoh : tegangansuaradan video • Sinyal digital Sinyaldalambentuk digital digunakanpadakomputerkomputerberupakodebinermempresentasikanangka, hurufdansimbol yang ditransmisikanlewatkabel.

15. Sinyal analog • Sinyal analog adalah suatu sinyal dimana salah satu besaran karakteristiknya mengikuti secara kontinyu perubahan dari besaran fisik lainnya yang melambangkan informasi, secara fisik sinyal analog berarti selalu mempunyai nilai di sepanjang waktu. Karakteristik yang dimiliki oleh sinyal analog antara lain : Amplitudo, frekuensi dan fasenya

16. Pendahuluan • Modulasi adalah proses perubahan sinyal informasi yang dilakukan oleh sinyal carrier yang memiliki frekuensi lebih tinggi. • Fungsi : • Agar sinyal informasi yang akan dilewatkan pada sebuah medium mempunyai sifat yang sama dengan medium yang akan dilaluinya. • Sinyal Baseband sinyal dalam bentuk asli (suara, gambar dan data). misal : sinyal yang ditransmisikan melalui saluran telepon satu sentral atau pengiriman data antar komputer dalam satu LAN. Sinyal Baseband tidak dapat ditransmisikan secara praktis melalui medium tertentu harus melalui proses modulasi.

17. em(t) MODULATOR eMD(t) Ec(t) = Ec sin (ct+ ) Isyarat pembawa Modulasi =pengubahan parameter suatu isyarat (isyaratpembawa/ carrier signal) oleh isyarat lain (isyarat pemodulasi/ modulating signal) = penumpangan isyarat pemodulasi/ informasi ke isyarat pembawa

18. Tujuan Modulasi • Memudahkan pemancaran (radiasi) • Penggeseran spektrum frekuensi sinyal dari domain frekuensi rendah ke radio frequency (RF) untuk dapat dipancarkan (apabila communication channel berupa sistem radio) • Modulasi untuk multiplexing • Mentranslasikan sinyal ke spektrum frekuensi atau time slot yang berbeda-beda untuk memungkinkan beberapa sinyal ditransmisikan melalui channel yang sama • Mengatasi keterbatasan perangkat • Perangkat untuk sinyal processing (filter, amplifier) bekerja optimal pada frekuensi dan bandwidth tertentu • Modulasi dapat digunakan untuk mentranslasikan sinyal ke frekuensi yang sesuai dengan kemampuan perangkat • Frequency assignment • Menentukan frekuensi kerja dari pemancar (radio, televisi dsb) • Mengurangi noise dan interferensi • Efek dari noise dan interferensi dapat diminimalisir dengan menggunakan type modulasi tertentu dengan bandwidth yang lebih lebar dari bandwidth sinyal • Ada “trade-off” antara pengurangan noise dengan penambahan bandwidth

19. Jenis-jenis Modulasi Ec(t) = Ec sin (ct+ ) Modulasi sudut (angle modulation) Modulasi amplitude (amplitude modulation,AM) (ct+ ) Modulasi fase (phase modulation, PhM) Modulasi frekuensi (frequency modulation, FM)

20. Data Analog, Sinyal Analog • Modulasi analog • Amplitude Modulation (AM) • Amplitudo gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi • Frequency Modulation (FM) • Frekuensi gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi • Phase Modulation (PM) • Phase gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi • Dipandang sebagai “special case” dari frequency modulation SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2008-2009

21. Modulasi Analog SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2008-2009

22. Amplitudo, Frekuensi, Phase cycle (T) +900 voltage A B C B A 1800 00 π 2π 0 time (t) C Amplitude (V) -900 Amplitudo Nilai maksimum dari besaran elektrik (mis voltage) dari gelombang Frekuensi Jumlah cycle yang dihasilkan dalam satu detik (cycles per second atau Hertz) Phase Gelombang A dengan phase 00 Gelombang B dengan selisih phase -900 (lebih lambat) terhadap A Gelombang C dengan selisih phase +900 (lebih cepat) terhadap A SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2006-2007

23. Modulation voltage voltage time time Message signal voltage Modulated signal time Carrier waveform Amplitude Modulation (AM) • Modulasijenisiniadalahmodulasi yang paling sederhana • Gelombangpembawa (carrier wave) diubahamplitudonyasesuaidengan signal informasi yang akandikirimkan • Modulasiinidisebutjuga linear modulation, artinyabahwapergeseranfrekwensinyabersifat linier mengikuti signal informasi yang akanditransmisikan carrier Digambarkan dalam spektrum frekuensi frekuensi 0 4 KHz fc Modulated signal Message signal SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2006-2007

24. Modulation voltage voltage time time Message signal voltage Modulated signal time Carrier waveform Frequency Modulation (FM) • Frekwensidarigelombangpembawa (carrier wave) diubah-ubahmenurutbesarnyaamplitudodarisinyalinformasi • Karena noise padaumumnyaterjadidalambentukperubahanamplitudo, FM lebihtahanterhadap noise dibandingkandengan AM SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2006-2007

25. Modulasi Digital • Teknik modulasi digital pada prinsipnya merupakan variant dari metode modulasi analog • Teknik modulasi digital : • Teknik dasar : • Amplitude shift keying (ASK) • Frequency shift keying (FSK) • Phase shift keying (PSK) • Variant dari teknik dasar di atas : • 4 Pulse Amplitude Modulation (4-PAM) • Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) • Quadrature Amplitude Modulation (QAM) SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2006-2007

26. BASK, BFSK dan BPSK Binary Amplitude Shift Keying (BASK) • Sinyal direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa • Sinyal “1”  direpresentasikan dengan status “ON” (ada gelombang pembawa) • Sinyal “0”  direpresentasikan dengan status “OFF” (tidak ada gelombang pembawa) Binary Frequency Shift Keying (BFSK) • Sinyal direpresentasikan dalam perubahan frekuensi gelombang pembawa • Sinyal “1”  direpresentasikan dengan frekuensi tinggi • Sinyal “0”  direpresentasikan dengan frekuensi rendah Binary Phase Shift Keying (BPSK) • Sinyal direpresentasikan dalam perubahan phase gelombang pembawa • Sinyal “1”  Phase gelombang pembawa tidak bergeser (pergeseran phase 00) • Sinyal “0”  Phase gelombang pembawa bergeser 1800 (berlawanan) SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2006-2007

27. Modulasi Digital SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2008-2009

28. PERAMBATAN GELOMBANG RADIO Bidang-bidang frekuensi radio :

29. Perbandinganmodulasiamplitudodanmodulasifrekuensi. Keuntungan FM terhadap AM : • 1. Amplitudo FM tidaktergantungdarikedalamanmodulasisedang Am • tergantungdarikedalamanmodulasi. Hal inimenguntungkanpadasistem FM • karena noise (derau) yang mengganggupadaamplitudosinyal FM dapat • dihilangkandengan limiter sedangpada AM tidakdapatdilakukankarena • sinyalinformasiberadadalamamplitudosinyal AM. • 2. S/N (perbandingandayasinyalterhadapdaya noise) dapatdiperbesardengan • menaikkandeviasifrekuensisedang AM tidakdapat.

30. Perbandinganmodulasiamplitudodanmodulasifrekuensi. Kerugian 1. Sinyal FM memerlukanlebar ban frekuensi BFM yang jauhlebihbesardarilebar ban frekuensisinyal AM. 2. Perangkatpemancardanpenerima FM lebihkompleksdaripadaperangkatpemancardanpenerima AM.

31. Cobakitalihatsedikitaplikasidimana analog sulitataubahkanmustahiluntukdigantikan. 1. PemrosesanSinyaldariAlam • secaraalamiah, sinyal yang dihasilkanalamituadalahberbentuk analog. misalnyasinyalsuaradarimikrofon, seismograph dsb • walaupunkemudianbisadiprosesdalam domain digital, sehinggabanyakalat yang mempunyaibagian ADC dan DAC. nah • pembuatan ADC dan DAC denganpresisidankecepatantinggi, konsumsidayarendahitusangatsulit, inimemerlukanorang-orang analog

32. Cobakitalihatsedikitaplikasidimana analog sulitataubahkanmustahiluntukdigantikan. 2. Komunikasi Digital • Untukmengirimsinyalmelaluikabel yang panjangbiasanyajugaharusdiubahdulumenjadisinyal analog, memerlukanjugaperancangan ADC dan DAC. 3. Penerimanir-kabel (wireless) • Sinyal yang diambil/diterimaoleh antenna penerima RF adalah ANALOG (few milli volt, high noise)

33. SINYAL SINUS, TRANSFORMASI FOURIER DAN BANDWIDTH Dosen : FitriAmillia, S.T, M.T

34. Pendahuluan • Untukmempelajarisistemkomunikasimakakitajugamembutuhkanalat bantu yang akanmempermudahkitauntukmengertimateripelajaransistemkomunikasi. • Alat bantu yang pentinguntukmempelajarisistemkomunikasiadalahpengertiantentangmatematikasinyal sinus dantransformasifourier.

35. matematikasinyal sinus ? • karenadalammempelajariprosespengolahansinyaldibagianpengirimdanpenerimakitaakanbanyakmenggunakansinyal sinus sebagaisinyalinformasi. • sinyal sinus adalahsinyal yang cukupsederhanasehinggakitalebihdimudahkanuntukmemahamiproseskomunikasi.

36. Transformasi Fourier • Dalamsistemkomunikasi, representasisinyaldalam domain frekuensiseringkalimemberikaninformasi yang lebihbergunadibandingkanjikakitamerepresentasikansinyaldalam domain waktu. • Transformasi Fourier sangatdiperlukanuntukmendapatkanspektrumfrekuensidarisinyal yang dipakai (bandwidth) padasebuahsistemkomunikasi. • Transformasifourierdigunakanuntukmengubahsinyalaperiodikkontinyu domain waktuke domain frekuensi.

37. BentukGelombangSinyal Sinus • Parameter-parameter diatasdisusunmenjadisebuahpersamaanumumsinyal sinus sebagaiberikut: V(t) = Vm sin(2πft + θ )

38. Parameter Sinyal Sinus • Vm = Amplitudamaksimum • Vp-p= Amplitudapuncakkepuncak • Frekuensi (f) = Jumlahsinyal sinus dalamsatudetik • Periode (T) = Panjangwaktu yang dibutuhkanolehsatugelombang Sinus • Fasa (θ) = prubahanfasa (sudut) • V(t) = Sinyal sinus yang merupakanfungsiwaktu (berubah-ubahterhadapwaktu)

39. Transformasi Fourier • Transformasi Fourier digunakanuntukmelihatspektrumfrekuensidarisebuahsinyal, ataukadangkaladikatakanuntukmengubahrepresentasisebuahsinyaldari domain waktuke domain frekuensi. • Transformasi Fourier dirumuskansebagaiberikut: • Artipersamaanadalah: • Sinyal x(t) dalam domain frekuensi X(f) dapatdiperolehdengancaramelakukan integral terhadapperkalianantarasinyal x(t) dengansepanjangwaktudari -sampai.