BAB. VII

PENGANTAR TEKNIK RADIO

A.                Sinyal dan Data

Dalam komunikasi data harus dibedakan antara data dan sinyal . Data didefinisikan sebagai besaran yang mempunyai atau membawa pengertian sedangkan sinyal adalah representasi data tersebut dalam bentuk besaran listrik seperti tegangan atau arus. Besaran listrik inilah yang dapat diolah, diukur ataupun dikirimkan ke tempat lain. Pengembalian sinyal menjadi data kembali memungkinkan penyebarluasan dari data tersebut.

Data bila dirangkai akan menghasilkan informasi, Baik data maupun sinyal dapat berbentuk analog ataupun digital. Data digital bukan berarti bahwa sinyalnya harus digital. Representasi data menjadi sinyal merupakan proses yang tidak saling bergantung akan tetapi ditentukan oleh pertimbangan teknik dan ekonomik.

Data analog ialah data yang mempunyai yang continue untuk selang waktu tertentu. Contoh data analog misalnya temperatur, tekanan, kecepatan suara, video dan lain sebagainya. Data digital akan mempunyai nilai diskrit yang besarnya tertentu dan tetap untuk selang waktu tertentu misalnya jumlah huruf dalam satu kata, bilangan dan sebagainya. Sinyal analog merupakan sinyal listrik yang besarnya berubah ubah setiap saat misalnya tegangan yang berubah setiap saat.

Sinyal analog dapat digambarkan sebagai sinyal yang mempunyai bentuk gelombang sinus. Sinyal digital adalah sinyal yang besaran listriknya berbentuk pulsa yaitu gelombang yang misalnya tegangannya tetap selama jangka waktu tertentu. Sinyal Digital biasanya mempresentasikan bilangan biner 1 dan  ditandai dengan kegadiran pulsa serta bilangan biner 0 yang ditandai dengan tidak adanya pulsa atau pulsa yang lain bentuknya dari pulsa untuk bilangan biner.

Secara teknik data analog akan direpresentasikan dengan sinyal analog melalui transducer yang sesuai demikian pula data digital akan direpresentasikan ke dalam sinyal digital melalui proses yang dikenal sebagai encoding. Bilamana data analog ingin di representasikan dengan sinyal digital is harus melalui proses coding, sedangkan data digital yang ingin direpresentasikan ke dalam sinyal analog akan mengalami proses modulasi.

            Dalam Penyaluran baik sinyal analog maupun sinyal digital dapat mengalami beberapa kali konversi dari analog ke digital dan sebaliknya. Konversi ini sedapat mungkin harus sesedikit mungkin karena kualitas sinyal akan menurun karena adanya gangguan alami yang tidak dapat dihilangkan. Jaringan telekomunikasi sekarang ini sebagian besar menggunakan sinyal digital sehingga gangguan dapat diperkecil.

            Pada dasarnya dalam dunia elektronika dikenal dua jenis sinyal listrik yaitu analog dan digital. Sinyal listrik analog adalah sinyal yang sifatnya seperti gelombang, jadi dapat dikatakan sinyalnya selalu sambung menyambung atau tidak ada perubahan yang tiba-tiba antara bagian-bagian sinyal tersebut. Secara garis besar dapat digambarkan sebagai berikut.

            Sinyal listrik digital adalah sinyal yang sifatnya seperti pulsa, jadi dapat dikatakan sinyal tersebut terputus-putus atau terjadi perubahan yang tiba-tiba antara bagian-bagian sinyal tersebut. Secara garis besar dapat digambarkan sebagai berikut.

                                                     

                                                        Gambar Sinyal Analog

                                           

Gambar 7.1 Sinyal Digital

            Kedua jenis sinyal tersebut sangat penting di dalam komunikasi data. Hal ini disebabkan karena sistem komputer selalu bekerja dengan sinyal digital, sedang penyaluran data masih banyak dilakukan secara analog. Keuntungan dan kerugian sistem komunikasi digital dibandingkan dengan sistem analog.

Keuntungan Komunikasi Digital :

1.                  Error hampir selalu dapat dikoreksi

2.                  Mudah menampilkan manipulasi sinyal (Seperti Encryption)

3.                  Range dinamis yang lebih besar (Perbedaan nilai terendah terhadap tertinggi) dapat di mungkinkan.

Kerugian Komunikasi Digital :

1.                  Biasanya memerlukan bandwidth yang lebih besar

2.                  Memerlukan sinkronisasi

B.                Definisi Gelombang Radio

Gelombang Radio adalah suatu gelombang yang terdiri dari garis-garis gaya listrik (E) dan garis-garis magnet (H) yang merambat di ruang bebas (Free Space) dan mempunyai kecepatan sebesar kecepatan cahaya (3.108 Meter/Detik), Susunan dari garis-garis gaya listrik dan garis-garis gaya magnet terdapat dalam gelombang radio, disebut Transverse Electromagnetic (TEM) dan susunan garis gaya tersebut adalah :

1.                  Garis Gaya Listrik (E) tegak lurus garis gaya magnet (H).

2.                  Garis Gaya Listrik (E) tegak lurus arah rambatan.

3.                  Kumpulan garis-garis gaya yang terbanyak merupakan harga kuat medan maksimum.

Jadi Gelombang Radio Selal mempunyai :

1.                  Kuat Medan Listrik (E) dan Kuat Medan Magnet (H)

2.                  Arah Rambatan

3.                  Frekuensi (F)

4.                  Panjang Gelombang (X)

5.                  Polarisasi I

Gambaran dari suatu gelombang elektromagnetik XYZ dapat ditampilkan sebagai berikut:

                

Gambar 1.1 Gelombang Elektromagnetik

            Polarisasi antena ditentukan oleh arah medan listrik (E) gelombang yang dipancarkan oleh antena terhadap bidang permukaan bumi/tanah. Bila suatu gelombang elektromagnetik yang di pancarkan suatu medan listrik yang sejajar dengan permukaan bumi maka antena tersebut memiliki polarisasi horizontal, sebaliknya bila suatu gelombang elektromagnet yang dipancarkan suatu antena mempunyai medan listrik yang tegak lurus dengan permukaan bumi maka antena berpolarisasi horizontal. Ada 2 macam bentuk polarisasi tersebut :

1.                  Polarisasi Linier

2.                  Polarisasi Non Linier

Polarisasi Linier yaitu arah garis gayanya merupakan garis lurus polarisasi ini sebagai menjadi :

1.                  Polarisasi Linier Vertikal : bila arah garis gaya listriknya tegak lurus terhadap permukaan bumi/tanah.

2.                  Polarisasi Linier Horizontal : bila arah garis gaya listriknya sejajar terhadap permukaan bumi/tanah. Polarisasi non linier yaitu bila arah garis gayanya melingkar, polarisasi ini terbagi menjadi :

a.                  Polarisasi Non Liner Positif : yaitu bila arah garis gaya listriknya melingkar searah dengan jarum jam.

b.                  Polarisasi Non Linier Negatif : Yaitu bila garis gaya listriknya melingkar berlawanan arah dengan jarum jam.

C.                Macam-Macam Gelombang Radio

Gelombang Radio ditinjau dari perambatannya dibedakan menjadi :

1.                  Gelombang Tanah (Surface wave/Ground wave)

Adalah gelombang radio yang perambatannya selalu mengikuti bentuk permukaan bumi/tanah, yang termasuk dalam gelombang tanah adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi antara 3 MHz. Oleh karena gelombang tanag merambat mengikuti bentuk permukaan tanah/bumi maka gelombang ini mengalami kehilangan energi yang disebabkan oleh : adanya penyebaran di antena pemancar (Spreading Loss) adanya redaman tanah karena gelombang ini akan selalu menginduksi tanah sepanjang peambatannya. Pengguna gelombang tanah ini paling efektif adalah dengan menggunakan polarisasi yang vertikal, hal ini di karenakan adanya redaman tanah yang akan lebih besar pada polarisasi horizontal di banding polarisasi vertikal.

2.                  Gelombang Angkasa (Skywave/Ionosphere wave)

Adalah gelombang radio yang membuat langsung keatas bumi, kedalam atmosphere dana dalam kondisi-kondisi tertentu dapat dipantulkan kembali ke bumi oleh lapisan Ionosphere, yang termasuk dalam gelombang angkasa adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi antara 3 s/d 30 MHz. Penggunaan gelombang angkasa ini adalah untuk sistem komunikasi jarak jauh dan jangkauan yang dapat di capai oleh sistem komunikasi ini tergantung dari tinggi rendahnya lapisan Ionosphere sebagai lapisan pemantul.

                                      

3.                  Gelombang Ruang (Spacewave)

Adalah gelombang radio yang dalam perambatannya dari antena pemancar ke antena penerima melalui ruang bebas, yang termasuk dalam gelombang ruang ini adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi lebih besar 30 MHz (VHF Keatas). Jika kita menggunakan gelombang ruang dan menginginkan gelombang tersebut bebas dari redaman tanah, maka harus dipenuhi persyaratan sebagai berikut untuk gelombang ruang yang berpolarisasi vertikal tinggi antena pemancar harus lebih besar dari 2(h).

            Redaman Pada Gelombang Ruang

            Pada perambatan gelombang ruang dari antena pemancar ke antena penerima gelombang ini mengalami 2 macam kehilangan energi/red redaman yaitu : akibat penyeabaran di antena pemancar spreading Loss dan akibat redaman dilapisan atmosphere (Ruang Bebas).

D.                Spektrum Frekuensi

Tabel 1.1 Spektrum Frekuensi Gelombang Radio

Nama		Frekuensi	Panjang Gelombang
Very Low Frequency	VLF	3-30 KHz	>10 Km
Low Frequency	LF	30-300 KHz	1-10 Km
Medium Frequency MF	MF	300-3000 KHz	100-1000 Km
High Frequency	HF	3-30 MHz	10-100 m
Very High Frequency	VHF	30-300 MHz	1-10 m
Ultra High Frequency	UHF	300-3000 MHz	10-100 m
Super High Frequency	SHF	3-30 GHz	1-10 cm
Extremely High Frequency	EHF	30-300 GHz	1-10 cm

Hubungan antara panjang gelombang dan frekuensi adalah sebagai berikut :

X = c IF

Dimana :

X = Panjang Gelombang (m)

c  = Kecepatan Gelombang Radio di Udara (m/det)

f = Frekuensi (Hz)

CONTOH SOAL :

Apa definisi Gelombang Radio ?

Sebutkan macam-macam Polarisasi Gelombang Radio ?

Sebutkan macam-macam Gelombang Radio ?

Apa yang dimaksud dengan Gelombang Angkasa ?

Mengapa gelombang tanah lebih efektif menggunakan Polarisasi yang vertikal,

Jelaskan !

1.                  Karna Fisik

-            Kabel Tembaga : Unshielded-Twisted-Pair, Coaxial

-            Serat Optik : Multi-Mode atau Single-Mode

Misalnya : Hubungan antar sentral telepon, kabel komunikasi bawah laut (Submarine Cable).

2.                  Kanal Non Fisik (Udara)

-            Melalui Satelite : Geo-Stationer atau tidak

Misalnya : Siaran TV atau percakapan telepon melalui satelite

-            Gelombang Mikro : LoS (Line-Of-Sight), atau topo-saattering

Contoh LoS adalah komunikasi HP ke BTS, pemancar FM ke radio penerima di r   umah.

E.                 Sistem Transmisi Microwave

Sistem transmisi microwave adalah suatu sistem transmisi dengan menggunakan gelombang radio di atas frekuensi 1GHz. Suatu sistem transmisi microwave dapat berupa sebuah hop dengan jarak maksimum 50 km atau sebuah backbone yang berupa multiple hop, dengan jarak sampai ratusan atau ribuan kilometer. Secara garis besar, tujuan dari sistem komunikasi radio adalah untuk mentrasmisikan informasi dari suatu tempat ke tempat lain tanpa gangguan. Untuk mendapatkan hasil yang baik, diperlukan suatu kondisi dimana antena pengirim dan penerima dapat saling melihat tanpa ada halangan (Line Of Sight) dalam batas-batas tertentu.

Microwave tidak dapat mengikuti bentuk bumi  sehingga memerlukan transmisi line-of-sight yaitu transmisi mengikuti garis lurus. Jarak yang bisa dilingkupi oleh sinyal tersebut tergantung dari besar dan tinggi antena. Sinyal microwave berpropagasi satu arah pada satu waktu sehingga dua frekuensi diperlukan untuk komunikasi dua arah.

F.                 Line Of Sight (LOS)

Pada teknik gelombang mikro, suatu hubungan komunikasi disebut Line Of Sight (LOS), Jika antara antena pengirim dan penerima dapat saling “melihat” tanpa adanya penghalang pada lintasan pada batas-batas tertentu. Parameter-parameter dalam popagasi line of sight antara lain : panjang lintasan, faktor k, tinggi tonjolan bumi, daerah fresnel, tinggi penghalang dan tinggi penghalang tambahan.

Dimana :

Ta1      =          Tinggi antena stasiun pemancar (m)

Ta2      =          Tinggi antena stasiun penerima (m)

AP1     =          Altitude stasiun pemancar (m)

AP2     =          Altitude stasiun penerima (m)

C         =          Clearance (m)

P1        =          Tinggi penghalang (m)

k          =          Faktor kelengkungan bumi

d1        =          Jarak penghalang ke pemancar (m)

d2        =          Jarak penghalang ke penerima (m)