Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi. Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem. Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu • modulasi analaog • modulasi digital Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombangnya. Sinyal analog bekerja dengan mentransmisikan suara dan gambar dalam bentuk gelombang kontinu (continous varying). Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog. Hal ini didasarkan kenyataan bahwa berdasarkan analisis fourier, suatu sinyal analog dapat diperoleh dari perpaduan sejumlah gelombang sinus. Dengan menggunakan sinyal analog, maka jangkauan transmisi data dapat mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyal ini mudah terpengaruh oleh noise. Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase. • Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog. • Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik. • Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu. Sinyal digital merupakan hasil teknologi yang dapat mengubah signal menjadi kombinasi urutan bilangan 0 dan 1 (juga dengan biner), sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, proses informasinya pun mudah, cepat dan akurat, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat. Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskret. Sinyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital. Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu (1). Kemungkinan nilai untuk sebuah bit adalah 2 buah (2^1). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (2^2), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2^n buah. System digital merupakan bentuk sampling dari sytem analog. digital pada dasarnya di codekan dalam bentuk biner (atau Hexa). besarnya nilai suatu system digital dibatasi oleh lebarnya / jumlah bit (bandwidth). jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi system digital. Signal digital ini memiliki berbagai keistimewaan yang unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog yaitu : * Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi. * Penggunaan yang berulang – ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informsi itu sendiri. * Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.
* Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.(wikipedia)
Pengolahan sinyal digital memerlukan komponen-komponen digital, register, counter, decoder, mikroprosessor, mikrokontroler dan sebagainya. Saat ini pengolahan sinyal banyak dilakukan secara digital, karena kelebihannya antara lain : 1. untuk menyimpan hasil pengolahan, sinyal digital lebih mudah dibandingkan sinyal analog. Untuk menyimpan sinyal digital dapat menggunakan media digital seperti CD, DVD, Flash Disk, Hardisk. Sedangkan media penyimpanan sinyal analog adalah pita tape magnetik. 2. lebih kebal terhadap noise karena bekerja pada level ’0′ dan ’1′. 3. lebih kebal terhadap perubahan temperatur. 4. lebih mudah pemrosesannya.
Modulasi Analog Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog. Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog : • Angle Modulation o Modulasi Fase (Phase Modulation - PM) o Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM) • Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM) o Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band) o Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC) o Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC) o Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to singlesideband suppressed carrier modulation (SSB-SC) o Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM) o Quadrature amplitude modulation (QAM)
Modulasi Digital Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi). Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio). Pada dasarnya dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK 1. Amplitude Shift Keying Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubahubah amplitude. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja. Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-bentuk gelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan tepat menjadi level ambangnya.
2. Frequncy Shift Keying Frequency Shift Keying (FSK) atau pengiriman sinyal melalui penggeseran frekuensi. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output gelombang pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah ditentukan semula dengan gelombang output yang tidak mempunyai fase terputus-putus. Dalam proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. FSK merupakan metode modulasi yang paling populer. Dalam proses ini gelombang pembawa digeser ke atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini masing-masing disebut space dan mark. Keduanya merupakan standar transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT. FSK juga tidak tergantung pada teknik on-off pemancar, seperti yang telah ditentukan sejak semula. Kehadiran gelombang pembawa dideteksi untuk menunjukkan bahwa pemancar telah siap. Dalam hal penggunaan banyak pemancar (multi transmitter), masing-masingnya dapat dikenal dengan frekuensinya. Prinsip pendeteksian gelombang pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi kegagalan sistem bekerja. Bentuk dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam variasi /deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More atau Less (High atau Low, Mark atau Space). Tentunya untuk deteksi (pengambilan kembali dari kandungan Carrier atau proses demodulasinya) akan lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error rate) sangat minim/kecil. Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps). 3. Phase Shift Keying Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fase. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi fase yang memungkinkan fungsi pemodulasi fase gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fase dari frekuensi gelombang pembawa berubahubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital. Sudut fase harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima. Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadangkadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fase yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fase yang ada dapat dideteksi bila fase sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi). Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih system modulasi PSK. Dua jenis modulasi PSK yang sering kita jumpai yaitu : 3.1. BPSK BPSK adalah format yang paling sederhana dari PSK. Menggunakan dua yang tahap yang dipisahkan sebesar 180째 dan sering juga disebut 2-PSK. Modulasi ini paling sempurna dari semua bentuk modulasi PSK. Akan tetapi bentuk modulasi ini hanya mampu memodulasi 1 bit/simbol dan dengan demikian maka modulasi ini tidak cocok untuk aplikasi data-rate yang tinggi dimana bandwidthnya dibatasi. 3.2. QPSK Kadang-Kadang dikenal sebagai quarternary atau quadriphase PSK atau 4-PSK, QPSK menggunakan empat titik pada diagram konstilasi, terletak di sekitar suatu lingkaran. Dengan empat tahap, QPSK dapat mendekode dua bit per simbol. Hal ini berarti dua kali dari BPSK. Analisis menunjukkan bahwa ini mungkin digunakan untuk menggandakan data rate jika dibandingkan dengan sistem BPSK. Walaupun QPSK dapat dipandang sebagai sebagai suatu modulasi quaternary, lebih mudah untuk melihatnya sebagai dua quadrature carriers yang termodulasi tersendiri. Dengan penafsiran ini, maka bit yang digunakan untuk mengatur komponen phase pada sinyal carrier ketika digunakan untuk mengatur komponen quadrature-phase dari sinyal carrier tersebut. BPSK digunakan pada kedua carrier dan dapat dimodulasi dengan bebas.
1.1 Propagasi Gelombang Definisi dari propagasi gelombang adalah perambatan gelombang pada media perambatan. Media perambatan atau biasa juga disebut saluran transmisi gelombang dapat berupa fisik yaitu sepasang kawat konduktor, kabel koaksial dan berupa non fisik yaitu gelombang radio atau sinar laser. Pada Gambar 1 merupakan gambaran singkat tentang propagasi gelombang (J, Herman, 1986: 1.4).
Gambar 1. Propagasi Gelombang
1.2 Gelombang Radio dan Spektrum Elektromagnetik Gelombang radio termasuk keluarga radiasi elektromagnetik meliputi infra merah (radiasi panas), cahaya tampak (visible light), ultraviolet, sinar-X, dan bahkan panjang gelombang Gamma yang lebih pendek dan sinar kosmik. Gelombang elektromagnetik berasal dari interaksi antara medan listrik dan medan magnet seperti pada Gambar 2 (Reed, 2004: 20.1).
Gambar 2. Medan listrik dan magnet pada gelombang elektromagnetik Pembagian spektrum gelombang elektromagnetik dapat di lihat pada Gambar 3 berikut ini.
Gambar 3. Spektrum elektromagnetik Menurut John (1988: 8-10) Nilai panjang gelombang 位 berhubungan dengan frekuensi f dan kecepatan gelombang v, dimana kecepatan gelombang bergantung pada media. Dalam kasus ini medianya adalah ruang bebas (free space/vacuum). 位= v / f dimana : v= c (ruang bebas)= 3 x 108 m s-1 Pada Gambar 4 ditunjukkan hubungan antara panjang gelombang dan frekuensi pada v = c. Banyak jenis frekuensi yang ada seperti Gambar 3 diatas. Berikut ini adalah daftar frekuensi yang lebih rinci dalam tabel 1.
Gambar 4. Panjang gelombang berbanding frekuensi untuk v = c
1.3 Polarisasi Gelombang Elektromagnetik J, Herman (1986: 1.43) menyatakan polarisasi gelombang didefinisikan sebagai sifat gelombang elektromagnetik yang menjelaskan arah dan amplitudo vektor kuat medan magnet sebagai fungsi waktu. Ada tiga macam polarisasi gelombang yaitu polarisasi linier, polarisasi lingkaran, dan polarisasi eliptis.
Gambar 5. Polarisasi gelombang elektromagnetik
2. Gelombang Ruang Bebas (Free Space) 2.1 Pembiasan (Refraction) oleh Atmosfir Bumi Pada atmosfir bumi terjadi pembiasan gelombang sekitar 18 km dari permukaan bumi di daerah khatulistiwa dan sampai sekitar 8 dan 11 km di daerah kutub selatan dan utara. Untuk itu radius bumi diubah disesuaikan demikian hingga kelengkungan relatif antara gelombang dan bumi tetap seperti yang ditunjukkan Gambar 6 Radius kelengkungan bumi yang telah disesuaikan dengan perbandingan antara radius efektif bumi dan radius bumi yang sesungguhnya disebut dengan faktor K. Pada kondisi atmosfir normal, dalam perhitungan radius bumi ekuivalen biasanya digunakan K = 4/3 (J, Herman, 1986: 3.2).
Gambar 6. Radius efektif bumi
Gambar 7. Profil lintasan (path profile) dengan faktor K = 4/3
2.2 Propagasi Line of Sight (LOS) Propagasi gelombang pada frekuensi diatas 30 MHz memanfaatkan gelombang langsung dan gelombang pantul oleh permukaan bumi. Pada Gambar 8 berikut ini adalah gambaran dari propagasi Line of Sight (LOS).
Gambar 8. Daerah Freshnel di sekitar lintasan langsung Pada propagasi LOS terdapat daerah yang harus dan wajib terhindar dari halangan, daerah itu disebut dengan daerah fresnel (fresnel zone). Seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 9. Pemetaan daerah-daerah Freshnel Berdasarkan Gambar 9 dan keterangan di atas, F1 disebut sebagai radius daerah Freshnel pertama, yang dirumuskan dengan (Aswoyo, 2006: 101) :
2.3 Redaman pada ruang bebas (free space loss) Redaman LOS berharga rata-rata sama dengan redaman ruang bebas. Dalam perhitungan redaman lintasan dianggap tetap sehingga untuk LOS adalah (J, Herman, 1986: 3.29): Lp = 32,5 + 20 log d (km) + 20 log f (MHz) (2.5)
3. Difraksi (Diffraction) dan Hamburan (Scattering) 3.1 Difraksi oleh Penghalang (Knife Edge Diffraction) Difraksi adalah kemampuan gelombang untuk berbelok setelah mengalami benturan dengan penghalang. J, Herman (1986: 4.5) menyatakan difraksi oleh bukit, pohon, bangunan dan lain-lain sulit sekali dihitung, akan tetapi perkiraan redamannya dapat diperoleh dengan mengingat harga-harga ekstrim yang disebabkan oleh difraksi rintangan tajam yang menyerap sempurna (Knife Edge Diffraction).
Gambar 10. Difraksi pada penghalang
3.2 Hamburan oleh Troposfir (Troposphere Scatter) Sistem komunikasi radio yang mengunakan sifat hamburan gelombang elektromagnetik oleh partikel-partikel troposfir yang disebut sistem tropo atau thin line troposcattering system. Jaraknya berkisar 200 – 800 km dan frekuensi yang dipakai yaitu 300 – 30.000 MHz berada di daerah UHF dan SHF (J, Herman,1986: 4.11). Pada Gambar 11, adalah mekanisme troposcattering.
Gambar 11. Mekanisme hambuiran oleh troposfir.
4. Gelombang Langit (Sky Wave) 4.1 Ionosfir Ionosfir tersusun dari 3 (tiga) lapisan , mulai dari yang terbawah yang disebut dengan lapisan D, E dan F. Sedangkan lapisan F dibagi menjadi dua, yaitu lapisan F1 dan F2 (yang lebih atas), seperti Gambar 12.
Gambar 12. Lapisan ionosfir Untuk lebih jelasnya tentang fenomena masing-masing lapisan pada ionosfir klik tombol nama-nama lapisan ionosfir. 1. Lapisan D terletak sekitar 40 km – 90 km. Ionisasi di lapisan D sangat rendah, karena lapisan ini adalah daerah yang paling jauh dari matahari. Lapisan ini mampu membiaskan gelombang-gelombang yang berfrekuensi rendah. Frekuensi-frekuensi yang tinggi, terus dilewatkan tetapi mengalami redaman. Setelah matahari terbenam, lapisan ini segera menghilang karena ion-ionnya dengan cepat bergabung kembali menjadi molekul-molekul. 2. Lapisan E terletak sekitar 90 km – 150 km. Lapisan ini, dikenal juga dengan lapisan Kenelly– Heaviside, karena orang-orang inilah yang pertama kali menyebutkan keberadaan lapisan E ini. Setelah matahari terbenam, pada lapisan ini juga terjadi penggabungan ion-ion menjadi molekul-molekul, tetapi kecepatan penggabungannya lebih rendah dibandingkan dengan lapisan D, dan baru bergabung seluruhnya pada tengah malam. Lapisan ini mampu membiaskan gelombang dengan frekuensi lebih tinggi dari gelombang yang bisa dibiaskan lapisan D. Dalam praktek, lapisan E mampu membiaskan gelombang hingga frekuensi 20 MHz. 3. Lapisan F terdapat pada ketinggian sekitar 150 km – 400 km. Selama siang hari, lapisan F terpecah menjadi dua, yaitu lapisan F1 dan F2. Level ionisasi pada lapisan ini sedemikian tinggi dan berubah dengan cepat se iring dengan pergantian siang dan malam. Pada siang hari, bagian atmosfir yang paling dekat dengan matahari mengalami ionisasi yang paling hebat. Karena atmosfir di daerah ini sangat renggang, maka penggabungan kembali ion-ion menjadi molekul terjadi sangat lambat (setelah terbenam matahari). Karena itu, lapisan ini
terionisasi relatif konstan setiap saat. Lapisan F bermanfaat sekali untuk transmisi jarak jauh pada frekuensi tinggi dan mampu membiaskan gelombang pada frekuensi hingga 30 MHz.
4.2 Propagasi Gelombang dalam Ionosfir Pada frekuensi tinggi atau daerah HF, yang mempunyai range frekuensi 3 – 30 MHz, gelombang dapat dipropagasikan menempuh jarak yang jauh akibat dari pembiasan dan pemantulan lintasan pada lapisan ionospher. Gelombang yang berpropagasi melalui lapisan ionosfer ini disebut sebagai gelombang ionosfer (ionospheric wave) (Aswoyo, 2006: 89).
Gambar 13. Propagasi Gelombang Ionosfir
5. Gelombang Permukaan Bumi (Ground Wave) 5.1 Permukaan Bumi sebagai Penumpu Gelombang Elektromagnetik Gelombang permukaan bumi berpolarisasi vertikal, karena setiap komponen horisontalnya akan dihubung singkat oleh permukaan bumi. Daerah frekuensi utama gelombang ini adalah 30 kHz – 3 MHz yaitu band MF dan LF dan konfigurasi medannya terlihat seperti pada gambar. Perubahan kadar air mempunyai pengaruh yang besar terhadap gelombang tanah. Redaman gelombang tanah berbanding lurus terhadap impedansi permukaan tanah. Impedansi ini merupakan fungsi dari konduktivitas dan frekuensi. Jika bumi mempunyai konduktivitas yang tinggi, maka redaman (penyerapan energi gelombang) akan berkurang. Dengan demikian, propagasi gelombang tanah di atas air, terutama air garam (air laut) jauh lebih baik dari pada di tanah kering (berkonduktivitas rendah), seperti padang pasir. Rugi-rugi (redaman) tanah akan meningkat dengan cepat dengan semakin besarnya frekuensi. Karena alasan tersebut, gelombang tanah sangat tidak efektif pada frekuensi di atas 2 MHz.
Gambar 14. Perambatan Gelombang permukaan bumi
5.2 Propagasi Gelombang dalam Air Laut Propagasi gelombang permukaan merupakan satu-satunya cara untuk berkomunikasi di dalam lautan Untuk memperkecil redaman laut, maka digunakan frekuensi yang sangat rendah, yaitu band ELF (Extremely Low Frequency), yaitu antara 30 hingga 300 Hz. Dalam pemakaian tertentu dengan frekuensi 100 Hz, redamannya hanya sekitar 0,3 dB per meter. Redaman ini akan meningkat drastis bila frekuensinya makin tinggi, misalnya pada 1 GHz redamannya menjadi 1000 dB per meter.
Gambar 15. Perambatan antara dua antena dalam air laut SISTEM KOMUNIKASI MODULASI ANALOG Pengertian 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 Mengapa Perlu Modulasi ? 路 Meminimalisasi interferensi sinyal pada pengiriman informasi yang menggunakan frequency sama atau berdekatan 路 Dimensi antena menjadi lebih mudah diwujudkan 路 Sinyal termodulasi dapat dimultiplexing dan ditransmisikan via sebuah saluran transmisi Apa fungsi modulasi ? Adapun fungsi modulasi adalah merubah atau menempatkan frekwensi rendah menjadi frewksi yang lebih tinggi agar dapat dirimkan/ditransmisikan melalui media transmisi.
Jenis-jenis modulasi · Modulasi Analog · Modulasi Digital Modulasi Analog Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog. Modulasi Analag Modulasi analog yang umum dikenal dalam teknik ini adalah: · Amplitude modulation (AM) · Frequency modulation (FM) · Phase Modulation (PM) Amplitude Modulation(AM) Modulasi Amplitudo, yaitu peristiwa modulasi terjadi dengan merubah-ubah amplitudo gelombang pembawa sesuai dengan perubahan amplitudo gelombang infoemasi. · Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling mudah dan sederhana sederhana,tetapi mudah dipengaruhi oleh keadaan transmisinya.seperti: redaman oleh udara,noise,interfrensi dan bentuk-bentuk gangguan lainnya. · Gelombang pembawa (carrier wave) diubah amplitudonya sesuai dengan signal informasi yang akan dikirimkan · Modulasi ini disebut juga linear modulation, artinya bahwa pergeseran frekwensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan · Di pemancar radio dengan teknik AM, amplitudo gelombang carrier akan diubah seiring dengan perubahan sinyal informasi (suara) yang dimasukkan. Frekuensi gelombang carriernya relatif tetap. Kemudian, sinyal dilewatkan ke RF (Radio Frequency) Amplifier untuk dikuatkan agar bisa dikirim ke jarak yang jauh. Setelah itu, dipancarkan melalui antena. Tentu saja dalam perjalanannya mencapai penerima, gelombang akan mengalami redaman (fading) oleh udara, mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentukbentuk gangguan lainnya. Gangguan-gangguan itu umumnya berupa variasi amplitudo sehingga mau tidak mau akan memengaruhi amplitudo gelombang yang terkirim. Akibatnya,informasi yang akan dikirim pun akan berubah,dan ujung-ujungnya mutu informasi yang diterima jelas berkurang, dan efek yang kita rasakan sangat nyata. Cara mengurangi kerugian yang diakibatkan oleh redaman,noise,dan interferensi cukup sulit.Pengurangan amplitudo gelombang (yang mempunyai amplitudo lebih kecil),akan berdampak pada pengurangan sinyal asli.Semantara peningkatan amplitudo sinyal asli juga menyebabkan peningkatan amplitudo gangguan.Dilema itu bisa saja di atasi dengan menggunakan teknik lain yang lebih rumit. Tapi,rangkaian penerima akan menjadi lebih mahal,sementara hasil yang diperoleh belum kualitas Hi-Fi dan belum tentu setara dengan harga yang harua di bayar. Gambar gelombang AM
Frequency Modulation(FM)
Modulasi Frekwensi, yaitu proses modulasi yang terjadi dengan mengubah-ubah frekwensi gelombang pembawa sesuai dengan perubahan frekwensi sinyal informasi. Di pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi lainnya. Amplitudo gelombang carrier relatif tetap. Setelah dilakukan penguatan daya sinyal (agar bisa dikirim jauh), gelombang yang telah dimodulasi dipancarkan melalui antena. Seperti halnya gelombang termodulasi AM, gelombang ini pun akan mengalami redaman oleh udara dan mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Tetapi, karena gangguan itu umumnya berbentuk variasi amplitudo, kecil kemungkinan dapat memengaruhi informasi yang menumpang dalam frekuensi gelombang carrier. Sehingga, mutu informasi yang diterima tetap baik. Dan, kualitas audio yang diterima juga lebih tinggi daripada kualitas audio yang dimodulasi dengan AM. Proses modulasi yang terjadi pada FM dapat dijelaskan sebagai berikut : Pembawa RF · Proses ini menghasilkan gelombang yang sudah dimodulasi dengan frekwensi yang berubah-ubah sesuai dengan perubahan frekwensi gelombang informasi yang dimodulasikan. · Disaat kurva gelombang informasi sedang mengarahkan ke puncak,frekwensi gelombang FM menjadi lebih rendah dari frekwensi gelombang AM. · Oleh sebab itu di katakan bahwa band frekwensi yang dipakai pada radio FM lebih lebar di bandinkan dengan frekwensi yang dibutuhkan oleh sistem radio AM,yaitu band frekwensi diatas HF.Akibat penggunaan band frekwensi yang lebar ini,sistem FM memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sistem AM. · Kelebihan-kelebihan tersebut antara lain : · Pengaruh derau selama hubungan lebih kecil. · Dengan penggunaan daya elektron yang lebih kecil dapat diperoleh mutu hubungan yang sama dengan sistem AM. · Perubahan level gelombang sinyal akibat fading tidak akan terjadi,karena proses modulasi dilakukan dengan dasar perubahan frekwensi. Berpijak pada kelebihan-kelebihan tersebut,maka sistem FM banyak dipakai pada hubungan komuikasi radio, mobil, STJJ (Sambungan Telepon Jarak Jauh),Handy talky pengiriman suara pada pemancar televisi dan sistem gelombang mikro (mikrowave). Pada sistem FM amplitudo dan fasenya tetap,sedangkan yang berubah-ubah adalah frekwensinya. Gambar gelombang FM
Phase Modulation (PM) Modulasi ini menggunakan perbedaan sudut (phase) dari sinyal analog untuk membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada modulasi jenis ini, amplitudo dan frekuensi dari sinyal analog adalah tetap, yang berubah adalah phase sinyal analognya. Gambar gelombang PM
Presentation 4.3.4 Quantizing, Expanding dan Decompressing • Tidak dapat dicegah dalam quantizing • Hanya terjadi pada waktu ada arus pembicaraan • Maksimum ± v/2, tidak tergantung dari besarnya amplitudo, jika tingkat quantizing serba sama yaitu v. 4.3.5 Coding dan Decoding · Pada terminal kirim, quantized sample pulse diubah menjadi kode-kode dan pada terminal penerima kode-kode pulsa tersebut diubah kembali menjadi sample pulse seperti semula · Quantizing, compresing maupun coding dilakukan dalam coder dan expanding maupun decoding dilakukan dalam decoder · Untuk menyatakan amplitudo dari sample pulse, diumpamakan bermacam-macam kode. 4.3.6 Pengubahan deretan pulsa Unipoler menjadi Bipoler · Saluran transmisi umumnya kurang baikuntuk mentransmisikan sinyal-sinyal yang mengandung komponen arus searah. · Output dari coder adalah deretan pulsa-pulsa dengan polaritas unipoler. · Untuk menghilangkan komponen arus searah , sebelum ditransmisikan diubah terlebih dahulu menjadi pulsa-pulsa bipoler 4.3.7 Distribution Gate · Sample pulse dari decoder dimasukkan ke distribution gates. Karena ini diatur untuk menyelaraskan sampling gates, maka sample pulsa di arahkan dalam arah yang betul ke kanal yang berpadanan dan disaring dengan Low Pass Filter (LPF) untuk memperoleh kembali arus pembicaraan yang menempati daerah 300 sampai 3400 Hz.
4.3.8 Penyelarasan (Synchronizing) · Coding dan decoding memerlukan rangkaian clock pilse yang dibangkitkan pada interval waktu tertentu. · Clock pulse pada pihak kirim, dibangkitkan dalam generator pulsa dan pda pihak penerima dari deretan pulsa-pulsa yang diterima. · Pulsa-pulsa kanal juga dibangkitkan dari clock pulsa , penyelarasan juga dilakukan pada kedua terminal bertalian dengan pulsa-pulsa kanal. 4.3.9 Peralatan pengulang ulang (Repeater Equipment) · Deretan kode pulsa bipolar akan berubah bentuknya bila mengalami peredaman dan gangguan , bila deretan tersebut merambat sepanjang saluran transmisi . Untuk memperbaiki kecacatan , dalam saluran dipasang regeneratif repeater pada interval=interval tertentu . gangguan, transmisi. kecacatan, tertentu 4.3.10 Sifat-sifat Sistem Transmisi TDM · System TDM tidak memerlukan filter filter yang mahal, dan jumlah filter yang digunakan lebih sedikit. · Kabel yang mempunyai spesifikasi rendah , misalnya kabel yang digunakan untuk frekuensi pembicara (VF) masih dapat digunakan untuk system TDM. · Perubahan level (level fluctuation) kanal hanya dipegaruhi oleh karakteristik peralatan terminal itu sendiri dan tidak tergantung sama sekali dari perubahan kehilangan oleh saluran (line loss fluctuation). Jurnal TELEPON UMUM UANG KERTAS? MENGAPA TIDAK! Selama ini telepon umum identik dengan uang logam. Nilainya antara Rp 50,- dan Rp 500,-. Sayang, uang kertas belum bisa digunakan. Juga penggunaan koin Rp 500,- (dengan kembalian) belum dipikirkan. Gunaris mencoba mengatasi permasalahan itu dengan menciptakan telepon umum dengan validator uang kertas. Jika temuan Gunaris ini layak diproduksi massal, maka kekuatiran tidak bisa menelepon lewat telepon umum bakal sedikit berkurang. Soalnya, kita bisa menelepon lewat telepon umum dengan menggunakan uang kertas. Tidak seperti sekarang ini, harus memakai uang logam, sementara uang logamnya sendiri jarang kita kantongi. Telepon umum koin (TUC) memang banyak jumlahnya. Tapi banyak pula yang tidak bisa dipakai. Entah karena ada koin yang menyelip, wadah koin sudah penuh, sampai yang parah, gagangnya tidak ada karena sering dibenturkan ke kotak telepon oleh orang-orang yang tidak bertanggung jawab. Mungkin pacarnya di seberang sana ngambek atau koinnya tertelan sementara telepon tidak bisa juga berfungsi. Jenis lain yang ada sampai saat ini adalah telepon umum kartu (TUK). Bagi yang suka memakai telepon umum, jenis ini tentu amat praktis. Tinggal membawa kartu telepon (bisa magnetik bisa chip), komunikasi bisa dilakukan di mana saja asal ada TUK. Tentunya sepanjang kartu tadi dirawat dengan baik. Misal tidak terlipat atau tidak kontak dengan magnet kartu lain. Bagaimana kalau perlu berkomunikasi via telepon umum sementara tidak mendompeti kartu serta mengantongi uang logam? Nah, telepon umum uang kertas (TUUK) ini semoga bisa menjadi salah satu solusi. Pakai logika fuzzy Dibanding dengan TUC, prinsip kerja TUUK ini agak lebih rumit. TUC bekerja berdasarkan saklar (switch). Uang logam yang merupakan konduktor menjadi saklar bagi telepon. Pada TUUK, tentu hal itu tidak bisa dilakukan. Fungsi saklarnya diambil alih oleh sebuah program yang dikendalikan dengan mikrokontroler.
Program ini bertindak pula sebagai pengenal uang kertas. Siapa tahu ada yang iseng memasukkan kertas seukuran uang kertas yang dipakai. Kalau ada yang ngisengi model begitu, telepon langsung memuntahkan kertas yang bukan uang itu. Ibaratnya, sorry ya, kalau enggak punya uang kertas jangan menelepon pakai telepon ini. Uang kertas yang dipakai adalah pecahan Rp 500,-. Nah, uang ini dikenali berdasarkan ukuran dan dimensinya. "Jadi ada dua yang dideteksi. Ukuran uang dengan panjang dan lebarnya serta dimensi uang dengan gelap terangnya," kata Gunaris. Mesin ini juga sudah disiapkan untuk menangkal serangan uang palsu. "Tapi kayaknya jarang orang memalsukan uang bernominal Rp 500,- ini," tambah mahasiswa Teknik Elektro angkatan 2000 ini. Iyalah, mana bisa balik modal dengan memalsu uang segitu. Uang masuk melalui celah sempit yang langsung disambut oleh sebuah "lidah" yang berjalan menggunakan motor stepper. Lebar uang di-sensing oleh sensor yang ada di ujung kiri dan kanan dari uang yang masuk. Sedangkan panjangnya dikenali melalui pendeteksian kapan uang masuk dan berapa lama sensor mengenali ujungnya. Ini tes pertama. Jika gagal, uang langsung dikeluarkan oleh mesin dengan putaran balik. Jika berhasil, tes kedua sudah siap menanti. Image dari uang itu diteliti. Apa betul ini uang? Di sinilah perlu pemikiran yang serius. Karena jawaban itu nanti akan dibandingkan dengan kunci jawaban yang ada di dalam mesin, sementara ini bukanlah tes tertutup (alias multiple choice) namun tes terbuka (jawabannya bisa beragam). Maka dipakailah otak yang tidak sekadar bisa bilang gelap dan terang saja. Otak ini harus bisa mengenali gelap sekali, gelap, agak gelap, sampai ke terang sekali. Pokoknya mirip pemikiran manusia normal. Menurut Gunaris, ia tidak memakai sistem biner (benar dan salah) untuk mengenali image uang. Kalau memakai sistem itu, nanti uang yang dipakai harus sama persis dengan uang yang dijadikan referensi. Padahal uang kertas ‘kan mengalami banyak perlakuan sehingga gelap terangnya berubah. "Makanya saya memakai sistem delapan byte. Jadi untuk menggambarkan gelap terang itu bisa dari nol sampai 256," ujar pria yang akrab dipanggil Gun ini. Cara ini biasa dikenal dengan sistem fuzzy logic. Hasil dari sensing tadi lalu dibandingkan dengan kunci jawaban yang sudah disimpan dalam mikrokontroler. Tentu ada toleransi karena ini tes terbuka. Jadi, ada nilai minimal sehingga hasil sensing tadi dianggap benar alias memenuhi kriteria. Gunaris memberi toleransi antara 60% dan 80%. Sisa uang disimpan Telepon pun sekarang siap dipakai. Nah, sekarang pemakai tinggal memencet nomor telepon yang dituju. Bagi yang karena satu dan lain hal tidak bisa menggunakan tangan untuk memencet angka keypad yang ada di kotak telepon – misal karena sedang memegang payung, jangan khawatir. Gunaris dengan senang hati menyediakan fasilitas lain: bisa melalui voice commander atau via tone. Dengan voice commander Anda tinggal menyebut nomor telepon yang akan dikenali oleh sensor yang ada. Dari sini mikrokontroller akan mengeksekusinya. Bagaimana dengan via tone? Anda sudah merekam nomor telepon dalam media penyimpan semisal telepon seluler, tapi karena sesuatu hal tidak ingin menggunakan ponsel itu. Tinggal dipanggil saja. Lalu dekatkan pada gagang telepon. Tone-tone yang tersimpan tadi akan dikenali sebagai angkaangka yang bisa mengakses nomor telepon. Jika sudah tersambung, durasi waktu akan ditampilkan pada layar liquid crystal display (LCD) sebesar 16 x 2 karakter. Permasalahannya, jika ternyata pembicaraan hanya sebentar sementara sisa pulsa masih banyak, bagaimana nasib sisa ini? Gunaris menawarkan dua solusi. Pertama, memakai validator uang koin. Jadi, telepon itu juga bisa dipakai menelepon dengan uang koin. Nanti pulsa sisa atau uang kembalian bisa diambilkan dari uang koin tadi. Bagaimana kalau ternyata koinnya kurang atau malah tidak ada? Cara kedua yang ditawarkan
Gunaris bisa menyelesaikan semua itu. "Yakni sisa pulsa disimpan dalam ingatan otak telepon tadi. Meski masih ada sedikit sisa ruang, tapi bisa menampung 2.096 orang yang memiliki piutang pulsa. Misal sisa uang Rp 400,-, nah telepon tadi akan mengeluarkan nomor ID berdasarkan nomor urut serta meminta password yang bisa diisi melalui keypad, voice commander, atau via tone," jelas Gunaris. Hanya saja, jika menggunakan sisa ruang otak telepon tadi, maka pengguna harus memakai telepon itu lagi. Sedikit tidak praktis sih. Nah, kalau ingin bisa mengakses pulsa sisa di sembarang telepon sejenis, tentu sisa pulsa tadi harus disimpan terpusat. Misalkan dalam sebuah mainframe uang yang memiliki otak raksasa. Hemat energi Dalam menciptakan sistem telepon ini, Gunaris sudah sadar akan isu hemat energi. Maka dipasanglah fasilitas saving energy. Fasilitas ini akan mendeteksi apakah ada alangan (yang diinterpretasikan sebagai orang yang akan memakai telepon) atau tidak pada jarak 70 cm di depan telepon. Jika ada alangan pada jarak kurang dari 70 cm, mikrokontroller di-setting pada kondisi siap digunakan dan display akan menyala. Sebaliknya, jika tidak ada alangan pada jarak lebih dari 70 cm, telepon akan di-setting ke kondisi mode stop dan display mati. Fasilitas yang mempermudah lainnya adalah password dan self powered. Password difungsikan jika telepon digunakan pada wartel, perumahan, ataupun gardu jaga. Soalnya, telepon ini masih menyimpan basis datanya di dalam sistemnya sendiri. Tidak di sentral seperti ATM. Dengan begitu, perlu ada operator yang mengakses untuk memperbarui atau menambahkan datanya. Misal ada perubahan nomor dari Telkom. Data-data itu bisa berupa data aturan fuzzy, proses fuzzyfikasi maupun defuzzyfikasi, data uang referensi, ataupun data suara referensi. Awalnya data-data itu kosong ketika sistem dihidupkan. Tugas operatorlah yang harus memberi proses pembelajaran sehingga telepon menjadi pintar. Hasil pembelajaran tadi disimpan dalam memori sementara (RAM). Sementara self powered dipergunakan untuk kemudahan penggunaan telepon. Telepon ini dayanya bisa diambil dari kabel telepon atau menggunakan batere. Jika kondisi dan lingkungan memungkinkan bisa juga mempergunakan sel surya. Rancangan Gunaris ini berhasil menjadi finalis Lomba Perancangan Aplikasi Mikrokontroler 2000 – 2001 yang diselenggarakan oleh Motorola dan Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro Institut Teknologi Bandung. Sayangnya, biaya pengembangan telepon uang kertas ini menjadi kendala. Dukungan pihak institut tidak seperti yang diharapkannya. Harap maklum, selama ini Gunaris merogoh kocek sendiri untuk menciptakan telepon uang kertas ini. "Sudah habis sekitar Rp 2 juta," tambahnya. Untuk software baginya tak masalah, sebab relatif tidak mengeluarkan uang. Hardwarenya itu yang menjadi kendala.