Dasar Sistem Transmisi

2.1 Dasar Sistem Transmisi
Sistem transmisi merupakan usaha untuk mengirimkan suatu bentuk
informasi dari suatu tempat yang merupakan sumber ke tempat lain yang menjadi
tujuan. Pada gambar 2.1 terlihat dalam perjalanan dari suatu sumber ke tujuan,
sinyal akan mengalami berbagai perlakuan dari media transmisi yang dilalui.
Perancangan sistem transmisi ditujukan untuk menjaga kualitas informasi
yang dikandung agar sebisa mungkin informasi yang dikirimkan dapat diperoleh
kembali tanpa mengurangi kualitas informasi.

2.1.1 Daya Sinyal
Daya sinyal merupakan ukuran kekuatan sinyal yang dinyatakan oleh
suatu satuan. Satuan yang biasa digunakan untuk menyatakan daya sinyal adalah
Watt. Dalam perjalanannya melalui suatu media transmisi sinyal akan mengalami
penguatan atau pelemahan, dikatakan mengalami penguatan bila melalui suatu
perangkat yang menghasilkan suatu penguatan atau gain, dan mengalami
pelemahan bila melalui suatu media transmisi yang bersifat meredam.

Untuk memudahkan dalam perhitungan digunakan satuan yang bersifat
logaritmit yaitu decibel (dB) yang menyatakan perbandingan antara dua bilangan
yang mempunyai satuan yang sama (gambar 2.2).

Media yang memperkuat sinyal akan menghasilkan gain positif sedangkan
media yang memperlemah sinyal mempunyai gain negatif. Satuan lain sering
digunakan adalah dBW yang menyatakan perbandingan daya dalam dB relatif
terhadap 1 watt

P dBW = 10 log (P / 1 watt)
PdBmW = 10 log (P / 1 mW)
Dimana : 1 watt = 1000 miliwatt dan 1 dBW= 30 dBmW
2.1.2 Figur Derau
Semua media transmisi baik pasif ataupun aktif akan menghasilkan dan
menimbulkan noise atau derau terhadap sinyal yang melaluinya. Noise figure
merupakan ukuran derau yang dihasilkan oleh suatu perangkat relatif terhadap
perangkat yang bersifat ideal (tanpa derau). Juga menyatakan banyaknya
penurunan SNR (Signal Noise Ratio) yang dihasilkan oleh suatu perangkat.


SNR (Signal to Noise Ratio) didefinsisikan sebagai perbandingan daya
sinyal terhadap daya derau pada suatu titik.
[S/N]dB = Daya sinyaldBW – Daya deraudBW

2.1.3 EIRP
EIRP (Effective Isotrophic Radiated Power) digunakan untuk
menggambarkan unjuk kerja suatu perangkat transmisi. Secara umum sistem
transmisi terdiri dari tiga elemen dasar, yaitu pemancar yang menghasilkan sinyal
keluaran, antena sebagai pemancar sinyal dan saluran transmisi untuk
menyalurkan sinyal dari pemancar ke antena (gambar 2.3)


EIRPdBW = Pt + Gant - Lt

Pt = daya RF keluaran pemancar (dBW)
Gant = Gain antena (dB)
Lt = Loss saluran transmisi (dB)

2.2 Sistem Propagasi
2.2.1 Redaman Ruang Bebas
Redaman ruang bebas (Free Space Loss) didefinisikan sebagai redaman
yang dihasilkan oleh suatu media transmisi, berupa ruang bebas, sebagai akibat
dari penyebaran energi sinyal yang dipancarkan.


Ldb = 32,44 + 20 log D + log f

L = Redaman ruang bebas (dB)
D = Jarak antara pemancar dan penerima (km)
F = Frekuensi (MHz)

Dari persamaan diatas terlihat bahwa redaman akan meningkat 6 dB bila
frekuensi yang digunakan dua kali lebih tinggi. Begitu pula jarak yang ditempuh
dua kali lebih jauh maka redaman juga meningkat 6 dB.

2.2.2 Faktor Kelengkungan Bumi
Gelombang radio yang menjalar melalui lapisan atmosfir menempuh jalur
yang tidak benar-benar lurus. Gelombang radio akan dibelokkan atau dipantulkan
karena pengaruh kerapatan dari media yang berupa lapisan atmosfir.
Dalam perancangan sistem transmisi faktor kelengkungan bumi harus
diperhatikan untuk menentukan ketinggian antena. Pembiasan yang disebabkan
oleh lapisan atmosfir dapat menyebabkan pancaran sinyal dibelokkan baik
mendekati atau menjauhi bumi.

Koreksi akibat faktor kelengkungan bumi dinyatakan persamaan :


r = jari-jari efektif bumi
ro = jari-jari bumi sebenarnya
d1 = jarak pemancar ke penghalang
d2 = jarak penerima ke penghalang

Jika nilai K lebih dari satu maka pancaran sinyal dibelokkan mendekati
bumi, hal ini berlaku pada link radio jarak pendek. Bila nilai K bernilai kurang
dari satu maka pancaran sinyal dibelokkan menjauhi bumi. Bila hal ini terjadi
maka tinggi antena harus dinaikan.
Nilai K yang sering dipakai dalam perhitungan praktis adalah 4/3 atau
1,33. Nilai ini didasarkan pada kenyataan bahwa lapisan atmosfir menipis dengan
meningkatnya ketinggian dari permukaan bumi sehingga gelombang pancaran
akan dibelokkan ke arah media yang lebih rapat atau indeks biasnya lebih tinggi.

2.2.3 Zona Fresnel
Faktor lain yang harus diperhatikan dalam perancangan sistem transmisi
adalah zona fresnel yang didasarkan pada teori bahwa gelombang elektromagnetik
yang menjalar melalui ruang bebas akan mengalami pantulan sedemikian rupa
sehingga akibat pergeseran fasa sinyal pantulan akan menghasilkan sinyal result
yang saling menguatkan atau saling melemahkan.
Untuk menentukan zona fresnel digunakan persamaan :


F = frekuensi (GHz)
d1 = jarak pemancar ke penghalang
d2 = jarak penerima ke penghalang
D = jarak pemancar ke penerima
Nilai optimum clearance adalah 0,6 dari jari-jari zona fresnel pertama

2.2.4 Pemudaran (Fading)

Akibat dari karakteristik media transmisi yang menyebabkan terjadinya
pembiasan, pantulan, penyebaran atau sebab lainnya sinyal terima bervariasi.
Fenomena ini disebut dengan fading yang secara umum terdiri dari dua tipe fading
yaitu multipath fading dan power fading.

Multipath Fading

Multipath fading disebabkan karena penggabungan sinyal langsung
dengan sinyal pantulan yang menghasilkan sinyal jumlah yang saling
melemahkan. Pantulan bisa berasal dari permukaan bumi atau lapisan atmosfir.
Karakteristik pantulan dari lapisan atmosfir sangat dipengaruhi oleh suhu dan
cuaca. Sedangkan pantulan dari permukaan bumi dipengaruhi oleh profil bumi
dan benda-benda yang ada diatasnya.

Power Fading

Dengan berlalunya waktu maka kekuatan sinyal pancaran akan berubah
pula, disebut juga dengan power fading. Perubahan ini bisa disebabkan karena
perubahan profil bumi misalnya tumbuhnya pohon yang semakin tinggi, banyak
gedung-gedung baru dibangun. Kondisi dari perangkat yang digunakan pun
berubah, misalnya terjadinya oksidasi atau intrusi gas dan air ke dalam perangkat
yang digunakan sehingga menurunkan performasi dari perangkat.

Interferensi

Spektrum frekuensi yang tersedia sangat terbatas oleh sebab itu
penggunaanya harus diatur sedemikian rupa sehingga jangan sampai terjadi
interferensi antara berbagai perangkat sistem transmisi.

Interferensi adalah terjadinya tumpang tindih antara dua sinyal atau lebih
akibat keberadaannya pada spektrum frekuensi, waktu dan tempat yang
bersamaan. Sinyal yang berinterferensi biasanya akan saling menganggu antara
satu dengan yang lainnya.

Untuk menghindari interferensi disamping dilakukan dengan pengaturan
atau regulasi penggunaannya juga harus diperhatikan perencanaan frekuensi
dalam suatu implementasi sistem transmisi.

2.3 Sistem Akses Jamak
Sistem radio pada awalnya dirancang untuk memancarkan dan menerima
sinyal pada sebuah kanal frekuensi tunggal dan biasanya bersifat broadcast
sehingga siapa saja bisa menerima sinyal. Sistem radio kemudian berkembang
untuk meningkatkan kapasitas kanal dimana satu kanal tidak hanya berisi satu
informasi sehingga kanal akan berfungsi sebagai trunk.

Berberapa metoda akses jamak antara lain FDMA (Frequency Division
Multiple Acces), TDMA (Time Division Multiple Acces), TDD (Time Division
Duplex) dan CDMA (Code Division Multiple Acces).

2.3.1 FDMA (Frequency Divison Multiple Acces)
Pada FDMA penggunaan kanal didasarkan pada pembagian penggunaan
frekuensi. FDMA dominan digunakan pada transmisi sistem analog,
karakteristiknya adalah sebagai berikut :
• Terminal harus selalu menyesuaikan frekuensi yang digunakannya dengan
salah satu kanal yang tersedia secara otomatis.
• Sistem pancaran bersifat kontinyu dengan 100% duty cycle.
• Pemancaran sinyal dan penerimaan sinyal dilakukan secara bersamaan yang
berarti diperlukan suatu perangkat duplekser pada kedua sisi terminal.
• Untuk efiesiensi frekuensi maka biasanya satu kanal mempunyai bandwith
yang sangat kecil.
• FDMA adalah sistem SCPC (Single Channel Per Circuit) sehingga biaya
pembanguan infrakstrukturnya sangat tinggi dibandingkan dengan sistem
akses jamak yang lain.
• FDMA pada umumnya analog sehingga tidak fleksibel dalam hal
pengembangan untuk memberikan layanan baru.
2.3.2 TDMA (Time Division Multiple Acces)
TDMA mempunyai arsitektur yang lebih rumit, sebuah frekuensi
pembawa dibagi-bagi dalam beberapa time slot. Sebuah time slot adalah sebuah
kanal yang pemilihannya bersifat tetap dalam arti kanal tersebut bersifat
dedicatted ataupun berdasarkan demand.
Beberapa karakteristik TDMA antara lain:
• Satu sinyal carrier terdiri dari beberapa circuit atau kanal
• Penggunaan frekuensi tidak berpindah-pindah seperti FDMA
• transmisi tidak dilakukan secara kontinyu karena sinyal yang dipancarkan
berbentuk burst.
• TDMA membutuhkan bandwith yang lebih lebar dibanding FDMA
• TDMA berisi sinyal digital yang sehingga membutuhkan format tertentu
(header dan sinkronisasi).
• Karena satu sinyal pembawa bisa berisi lebih dari satu kanal maka biaya
pembangunan infrastrukturnya bisa lebih murah.
• TDMA sangat fleksibel dalam hal menkofigurasi ulang sistem karena biasanya
dikontrol oleh perangkat lunak.

2.3.3 TDD (Time Divison Duplex)
TDD merupakan varian dari TDMA dimana hanya digunakan satu
frekuensi saja untuk memancarkan dan menerima sinyal. Sebuah frekuensi
tunggal dibagi-bagi sedemikian rupa dan kedua unit (pemancar dan penerima)
melakukan sinkronisasi untuk menggunakan time slot tersebut.

Sekilas TDD terlibat sangat efisiensi karena hanya memerlukan satu
frekuensi untuk berkomunikasi, tapi dilain pihak TDD mempunyai arsitektur yang
tidak fleksibel karena pada sistem yang besar memungkinkan terjadinya masalah
interferensi yang kompleks.

2.3.4 CDMA (Code Division Multiple Acces)
Pada CDMA sinyal dari semua kanal dipancarkan pada frekuensi dan
waktu yang bersamaan. Untuk membedakan antara kanal satu dengan lainnya
masing-masing kanal tersebut menggunakan kode-kode tertentu yang hanya akan
dimengerti oleh tujuannya.

Secara umum CDMA terdiri dari dua macam FHSS (Frequency Hopping
Spread Spectrum) dan DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Pada FHSS
masing-masing kanal menggunakan frekuensi yang selalu berubah-ubah dengan
pola tertentu yang harus berlainan dengan pola lompatan frekuensi dari kanal lain.
Sedangkan pada DSSS sinyal infromasi yang berbemntuk digital di
dimodulasikan dengan sinyal digital pula yang mempunyai pola periodik sehingga
menimbulkan pola sebaran pada spektrum frekuensi yang harus berlainan pula
dengan pola sebaran dari kanal agar bisa dikenali oleh penerimanya.