MAKALAH SISTEM TELEKOMUNIKASI MODERN FAKULTAS TEKNIK -PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO SEMARANG TAHUN 2017 PDF

Preview

Summary

MAKALAH SISTEM TELEKOMUNIKASI MODERN Disusun dan diajukan sebagai pengganti UAS Mata Kuliah Sistem Telekomunikasi Dosen : DR. Eng Yuliman Purwanto, M.Eng Disusun Oleh : Nama : Imam Subekti NIM : E11.2016.00822 FAKULTAS TEKNIK - PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO SEMARANG TAHUN ...

Description

Accelerat ing t he world's research.

MAKALAH SISTEM TELEKOMUNIKASI MODERN FAKULTAS TEKNIK -PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO S... ira sofa

Related papers Laporan Kerja Prakt ek I ket ut abimanyu

T EKNIK T ELEKOMUNIKASI oleh Silvia Budi Rat nasari Kupdf.net modul jaringan nirkabel t kj kelas xii Muhamad Chairul Aziz

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

MAKALAH SISTEM TELEKOMUNIKASI MODERN

Disusun dan diajukan sebagai pengganti UAS Mata Kuliah Sistem Telekomunikasi Dosen : DR. Eng Yuliman Purwanto, M.Eng Disusun Oleh : Nama : Imam Subekti NIM : E11.2016.00822

FAKULTAS TEKNIK - PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO SEMARANG TAHUN 2017

0

DAFTAR ISI Daftar

Isi

COVER........................................................................................................................ .............................0

BAB I ............................................................................................................................................... 2 PENDAHULUAN............................................................................................................................ 2 1.1 Latar Belakang................................................................................................................. 2 1.2 Rumusan Masalah............................................................................................................ 2 1.3 Tujuan Penulisan ............................................................................................................. 3 BAB II.............................................................................................................................................. 4 ISI .................................................................................................................................................... 4 1. DERAU (NOISE)................................................................................................................... 4 2. SISTEM ANTENA................................................................................................................. 9 3. SISTEM PEMANCAR DAN PENERIMA ................................................................................ 14 4. SISTEM MODULASI........................................................................................................... 16 5. PERAMBATAN GELOMBANG PADA RUANG BEBAS........................................................ 22 6. GLOBAL POSITIONING SYSTEM ...................................................................................... 25 BAB III .....................................................................................................................................30 PENUTUP...................................................................................................................................... 30

1

BAB I PENDAHULUAN A.

LATAR BELAKANG

Pada dasarnya setiap orang dapat berkomunikasi satusamalainya karena yang lainnya karena manusia selain mahluk individu juga sekaligus mahluk sosial yang memiliki kebutuhan untuk berkomunikasi dengan sesama. Teknologi adalah pengembangan dan aplikasi dari alat, mesin, material dan proses yang menolong manusia menyelesaikan masalahnya.Teknologi informasi dan komunikasi adalah alat-alat hasil perkembangan teknologi yang dipergunakan dalam pengumpulan, pengolahan, dan penyaluran informasi sebagai salah satu proses komunikasi. Teknologi informasi dan komunikasi terus berkembang sesuai zamannya. Teknologi informasi serta Komunikasi dewasa ini berkembang cepat menurut deretukur. Dari tahun ke bulan, dari bulan ke minggu, dari minggu ke hari, dari hari ke jam, dan dari jam ke detik.Oleh karena itulah para cerdik-cendekia sepakat pada suatu argumen, bahwa: informasi memudahkan kehidupan manusia tanpa harus kehilangan kehumanisannya. Karena kebutuhan komunikasi dan transfer data yang sedemikian dibutuhkan manusia, teknologi komunikasi ikut berkembang sejalan dengan kebutuhan tersebut. dewasa ini dibutuhkan komunikasi yang stabil untuk mendukung aktivitas manusia. Gelombang radio merupakan karunia yang sangat besar dari tuhan kepada manusia untuk menunjang komunikasi antar sesamanya. Gelombang radio mempunyai karakteristik yang unik sesuai dengan sifat alamiahnya. untuk itu manusia dengan kemmpuan akal dan pikiran yang dikaruniakan tuhan harus mampu memanfaatkannya. B.

RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan pada pemikiran diatas, makalah ini berupaya untuk mempelajari permasalahan yang muncul dari Radio sebagai sistem telekomunikasi modern. Secara khusus hal-hal yang akan dikaji yaitu : 1. Apa yang dimaksud dengan Derau (Noise) beserta cara kerja dan penanggulangnnya? 2. Bagaimana cara kerja sistem antena dalam komunikasi gelombang radio? 3. Bagaimana cara kerja sistem pemancar dan penerima radio? 4. Bagaimana prinsip kerja sistem modulasi? 5. Bagaimana perambatan gelombang radio? 2

6. Bagaimana sistem kerja GPS dan aplikasinya?

C.

TUJUAN PENULISAN

Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Derau (Noise) Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Sistem antena Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Sistem pemancar & penerima Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Sistem modulasi Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Perambatan Gelombang Pada Ruang Bebas Untuk Mengetahui Pengertian Fungsi dan penerapan Global Positioning System

3

BAB II ISI 1. Derau (Noise) a. Pengertian Derau Dalam sistem komunikasi, keberhasilan penyampaian informasi dari pengirim (transmitter) kepada penerima (receiver) tergantung pada seberapa akurat penerima dapat menerima sinyal yang ditransmisikan dengan baik dan benar. Pada kenyataannya, acapkali sinyal informasi yang diterima oleh receiver mengalami kerusakan atau kesalahan. Sebagian besar kesalahan pengiriman informasi dalam sistem komunikasi disebabkan oleh noise. Noise (derau) merupakan sinyal lain yang tidak diharapkan dalam sistem telekomunikasi karena bersifat mengganggu terhadap sinyal asli serta kehadirannya tidak bisa ditentukan (acak). Banyaknya noise tidak dapat ditentukan secara pasti, hanya dapat dirumuskan probabilitas ataupun kisaran nilai (range) nya saja. Gangguan yang diakibatkan oleh noise dapat mengubah sinyal informasi, yang menyebabkan gelombang sinus mempunyai sinyal derau yang kecil yang bergabung didalam nya. Sehingga penerima tidak dapat membedakan sinyal informasi yang sebenarnya dari derau yang ditambahkan seperti terlihat pada Gambar 1

Gambar 1 NOISE pada gelombang sinus Noise juga dapat merusak bentuk sinyal asli, menambah atau mengurangi amplituda nya, memperlambat waktu dan bentuk – bentuk perubahan lainnya. Noise tidak hanya merusak sinyal analog, tetapi juga menyebabkan sistem modulasi digital tidak berfungsi seperti tampak pada Gambar 2

4

a) Pulsa digital asli

b) Pulsa digital karena pengaruh NOISE

Secara garis besar ada dua jenis sumber noise. Yang pertama disebut external noise (derau yang berasal dari luar perangkat) dan internal noise (derau yang timbul dari perangkat itu sendiri) b. Jenis Sumber Derau i.

External Noise Eksternal Noise Adalah noise yang dihasilkan dari luar alat atau sirkuit. Noise tidak disebabkan oleh komponen alat dalam sistem komunikasi tersebut. Ada 3 sumber utama noise eksternal: 1) Atmospheric noise: Gangguan elektris yang terjadi secara alami, disebabkan oleh hal – hal yang berkaitan dengan atmosfir bumi. Noise atmosfir biasanya disebut juga static electricity. Noise jenis ini bersumber dari kondisi elektris yang bersifat alami, seperti kilat dan halilintar. Static electricity berbentuk impuls yang menyebar ke dalam energi sepanjang lebar frekuensi 2) Ekstraterrestrial noise: Noise ini terdiri dari sinyal elektris yang dihasilkan dari luar atmosfir bumi. Terkadang disebut juga deepspace noise. Noise ekstraterrestrial bisa disebabkan oleh Milky Way, galaksi yang lain, dan matahari.

ii.

Internal Noise Beberapa jenis internal noise yang terdapat dalam sistem komunikasi digital diantaranya adalah thermal noise, shot noise, flicker noise, white noise, dan noise kuantisasi. 1) Thermal noise

5

Thermal noise atau sering juga disebut dengan Johnson Noise merupakan suatu fenomena noise yang berhubungan dengan suhu material. Semakin tinggi suhu komponen, daya noise akan semakin besar. Thermal Noise tidak terjadi pada suhu 0oK (-273oC). Contoh nya adalah white noise. White noise (derau putih) merupakan suatu noise dengan kerapatan spektral daya yang merata pada seluruh komponen frekuensinya. Dikatakan white noise karena berpedoman pada kenyataan bahwa sebenarnya cahaya putih merupakan kumpulan dari berbagai warna yang dapat diuraikan secara merata melalui suatu spektrum. Demikian pula dengan white noise yang juga terdiri dari berbagai sumber derau, serta lebar daerah energi elektron dan molekul-molekul yang merupakan pembangkit derau tersebut. Perpindahan random elektron pertama kali dikenal tahun 1927 oleh JB. Johnson di Bell Telephone Laboratories. Johnson membuktikan bahwa kekuatan thermal noise proporsional dengan bandwidth dan temperature

absolute.

Secara matematis, kekuatan noise adalah: N=KxTxB N = kekuatan noise (noise power) K = Boltzmann’s proportionality constant (1.38 × 10-23 joules per Kelvin) T = Temperatur absolute B = bandwidth 2) Shot noise noise jenis ini muncul karena penyampaian sinyal yang tidak beraturan pada keluaran (output) alat elektronik yang digunakan, seperti pada transistor dua kutub. Pada alat elektronik, jumlah partikel pembawa energi (elektron) yang terbatas menghasilkan

6

fluktuasi pada arus elektrik konduktor. Shot noise juga bisa terjadi pada alat optik, akibat keterbatasan foton pada alat optik. Pada shot noise, penyampaian sinyal tidak bergerak secara kontinu dan beraturan, tapi bergerak berdasarkan garis edar yang acak. Karena itu, gangguan yang dihasilkan acak dan berlapis pada sinyal yang ada. Ketika shot noise semakin kuat, suara yang ditimbulkan noise ini mirip dengan butir logam yang jatuh di atas genteng timah. Shot noise tidak berlaku pada kawat logam, karena hubungan antar elektron pada kawat logam dapat menghilangkan fluktuasi acak. Shot noise disebut juga transistor noise dan saling melengkapi dengan thermal noise. Penelitian shot noise pertama kali dilakukan pada kutub positif dan kutub negatif tabung pesawat vakum (vacuum-tube amplifier) dan dideskripsikan secara matematis oleh W. Schottky tahun 1918. 3) Flicker noise Flicker noise berkaitan dengan ketidakteraturan hubungan dan permukaan pada katoda semikonduktor. Kehadiran noise ini disebabkan oleh terjadinya fluktuasi konduktivitas medium. Flicker noise memperbesar daya noise sebanding dengan panjang gelombang. Noise ini terjadi pada komponen yang memiliki frekuensi dibawah 100 Hz. 4) Noise kuantisasi Noise kuantisasi timbul pada saat proses pengubahan sinyal analog menjadi sinyal digital akibat pembulatan level sinyal kontinyu ke harga-harga yang diskrit dan terutama dirasakan pada sinyal yang memiliki level rendah. Noise kuantisasi menyebabkan timbulnya kesalahan dalam regenerasi sinyal. Alasan perlunya mengurangi derau dalam sistem komunikasi, antara lain :

7

-

Meningkatkan sensitifitas rangkaian untuk mendeteksi sinyal yang diinginkan dalam sebuah penerima (receiver),

-

Mengurangi konten harmonis dan fasa derau dalam pemancar (transmitter),

-

Meningkatkan perbandingan sinyal dengan derau (signal to noise ratio)

8

2. Sistem antena a. Pengertian Sistem Antena Di bidang elektronika, definisi antena adalah transformator/struktur transmisi antara gelombang terbimbing (saluran transmisi) dengan gelombang ruang bebas atau sebaliknya. Antena adalah salah satu elemen penting yang harus ada pada sebuah teleskop radio, TV, radar, dan semua alat komunikasi nirkabel lainnya. Sebuah antena adalah bagian vital dari suatu pemancar atau penerima yang berfungsi untuk menyalurkan sinyal radio ke udara.Bentuk antena bermacam macam sesuai dengan desain, pola penyebaran dan frekuensi dan gain. Panjang antena secara efektif adalah panjang gelombang frekuensi radio yang dipancarkannya. Antena dipol setengah gelombang adalah sangat populer karena mudah dibuat dan mampu memancarkan gelombang radio secara efektif. Fungsi antena adalah untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal elektromagnetik, lalu meradiasikannya (pelepasan energi elektromagnetik ke udara/ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik (penerima energy elektromagnetik dari ruang bebas) dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Pada radar atau sistem komunikasi satelit, sering dijumpai sebuah antena yang melakukan kedua fungsi (peradiasi dan penerima) sekaligus. Namun, pada sebuah teleskop radio, antena hanya menjalankan fungsi penerima saja. Ada beberapa karakter penting antena yang perlu dipertimbangkan dalam memilih jenis antena untuk suatu aplikasi (termasuk untuk digunakan pada sebuah teleskop radio), yaitu pola radiasi, direktivitas, gain, dan polarisasi. Karakterkarakter ini umumnya sama pada sebuah antena, baik ketika antena tersebut menjadi peradiasi atau menjadi penerima, untuk suatu frekuensi, polarisasi, dan bidang irisan tertentu. Pola radiasi antena adalah plot 13-dimensi distribusi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah antena, atau plot 3-dimensi tingkat penerimaan sinyal yang diterima oleh sebuah antena. Pola radiasi antena dibentuk oleh dua buah pola radiasi berdasar bidang irisan, yaitu pola radiasi pada bidang irisan arah elevasi (pola elesi. Pola radiasi 3-dimensi inilah yang umum disebut sebagai pola radiasi antena dipol. 9

Sebuah antena yang meradiasikan sinyalnya sama besar ke segala arah disebut sebagai antena isotropis. Antena seperti ini akan memiliki pola radiasi berbentuk bola. Namun, jika sebuah antena memiliki arah tertentu, di mana pada arah tersebut distribusi sinyalnya lebih besar dibandingkan pada arah lain, maka antena ini akan memiliki directivity. Semakin spesifik arah distribusi sinyal oleh sebuah antena, maka semakin directivity antena tersebut. Antena dipol termasuk non-directive antenna. Dengan karakter seperti ini, antena dipol banyak dimanfaatkan untuk sistem komunikasi dengan wilayah cakupan yang luas. Pada astronomi radio, antena dipol digunakan pada teleskop radio untuk melakukan pengamatan pada rentang High Frekuensi (HF). Bentuk data yang dapat diperoleh adalah variabilitas intensitas sinyal yang dipancarkan oleh sebuah objek astronomi. Namun, karena antena dipol tidak memiliki directivity pada arah tertentu, teleskop radio elemen tunggal yang menggunakan antena jenis ini tidak dapat digunakan untuk melakukan pencitraan. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pola radiasi, yang pertama adalah Half-power Beamwidth (HPBW), atau yang biasa dikenal sebagai beamwidth

suatu

antena.

Dalam astronomi radio,

beamwidth

adalah resolusi spasial dari sebuah teleskop radio, yaitu diameter sudut minimum dari dua buah titik yang mampu dipisahkan oleh teleskop radio tersebut. Secara teori, beamwidth untuk antena yang berbentuk parabola dapat ditentukan. Gain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena mengarahkan radiasi sinyalnya, atau penerimaan sinyal dari arah tertentu. Gain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada umumnya seperti watt, ohm, atau lainnya, melainkan suatu bentuk perbandingan. Oleh karena itu, satuan yang digunakan untuk gain adalah desibel. Gain antena adalah tetap, dua pengertian yang berbeda antara gain antena, transmit power dan EIRP atau daya terpancar, dengan menurunkan transmit power tidak akan mengubah gain antena dan pola radiasinya, hanya menurunkan EIRP atau daya terpancar ke udara,

10

Antena dengan gain rendah mempunyai pola radiasi yang berbeda dengan antena sejenis yang punya gain besar. Pola radiasi antena dengan gain rendah bersifat melebar sehingga energi yang dipancarkan terdistribusi luas secara sektoral (sudut). Sedangkan antena dengan gain besar memiliki pola pancar yang sempit, energi yang dipancarkan tidak melebar, tetapi pada arah pancaran utamanya, energi ini bisa menjangkau tempat yang lebih jauh. Besar gain dari suatu antena menentukan kemampuan antena tersebut untuk memfokuskan energi yang dipancarkannya kesuatu arah. Contoh: antena dengan gain 20 dB lebih fokus dibandingkan antena dengan gain 10 dB. Polarisasi didefinisikan sebagai arah orientasi dari medan listrik. Antena dipol memiliki polarisasi linear (vertikal atau horisontal). Mengenali polarisasi antena amat berguna dalam sistem komunikasi, khususnya untuk mendapatkan efisiensi maksimum pada transmisi sinyal. Pada aplikasi radio, WLAN dan radio seluler, polarisasi yang digunakan adalah polarisasi linier vertikal. Antena pemancar dan penerima harus diorientasikan vertikal. Sedangkan pada aplikasi TV broadcast, polarisasi yang digunakan adalah polarisasi linier horisontal. Sedangkan pada aplikasi RFID (radio frequency identification), polarisasi yang digunakan adalah polarisasi sirkuler. b. Penggunaan Antena i.

Penggunaan antena pada radio Antena adalah salah satu elemen penting yang harus ada pada sebuah teleskop radio. Fungsinya adalah untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal elektromagnetik, lalu meradiasikannya. Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sehingga sinyal radio yang dipancarkan oleh stasiun radio dapat ditangkap oleh radio.

ii.

Penggunaan antena pada televisi Berdasarkan peraturan internasional yang berkaitan dengan pengaturan penggunaan frekuensi (Radio Regulation) untuk penyiaran televisi pada pita

11

frekuensi VHF dan UHF. Sejarah pertelevisian di Indonesia diawali pada tahun 1962 oleh TVRI di Jakarta dengan menggunakan pemancar televisi VHF. Pembangunan pemancar TVRI berjalan dengan cepat terutama setelah diluncurkannya satelit palapa pada tahun 1975. Pada tahun 1987, yaitu lahirnya stasiun penyiaran televisi swasta pertama di Indonesia, stasiun pemancar TVRI telah mencapai jumlah kurang lebih 200 stasiun pemancar yang keseluruhannya menggunakan frekuensi VHF, dan pemancar TV swasta pertama tersebut diberikan alokasi frekuensi pada pita UHF. Kebijaksanaan penggunaan pita frekuensi VHF untuk TVRI dan UHF untuk swasta. Sehingga untuk menagkap siaran TV digunakan antena VHF dan UHF. iii.

Penggunaan antena pada radar Radar atau Radio Detection and Ranging adalah suatu alat yang sistemnya memancarkan gelombang elektromagnetik berupa gelombang radio dan gelombang mikro. Pantulan dari gelombang yang dipancarkan tadi digunakan untuk mendeteksi obyek. Radar menggunakan spektrum gelombang elektromagnetik pada rentang frekuensi 300 MHz hingga 30 GHz atau panjang gelombang 1 cm hingga 1 meter. Komponen sistem radar : -

Transmiter untuk membangkitkan sinyal radio dari osilator.

-

Waveguide adalah penghubung antara Transmiter dan Antena.

-

Receiver adalah penerima pantulan sinyal radio

-

Signal processor adalah peralatan yang mengubah sinyal analog ke sinyal digital.

-

Radar Controller adalah penghubung yang akan mengantarkan informasi ke user

c. Jenis Antena Berdasarkan besarnya gainnya antena dibedakan menjadi antena VHF dan UHF yang biasanya digunakan pada TV. Kiranya semua orang tahu bahwa besarnya daya pancar, akan memengaruhi besarnya sinyal penerimaan siaran televisi di suatu tempat tertentu pada jarak tertentu dari stasiun pemancar televisi. 12

Semakin tinggi daya pancar semakin besar level kuat medan penerimaan siaran televisi. Namun besarnya penerimaan siaran televisi tidak hanya dipengaruh...