PENGANTAR TELEKOMUNIKASI
I. Definisi & Prinsip Dasar Telekomunikasi
I.1 Definisi Telekomunikasi
Pengertian dari kata Telekomunikasi dapat dilihat sebagai berikut :
Tele : jauh
Komunikasi : penyampaian informasi
atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya.
Telekomunikasi : penyampaian informasi
atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya yang berjarak jauh.
Berdasarkan pengertian tersebut bagaimanakah jika ada hubungan komunikasi namun
berjarak dekat, apakah dapat disebut dengan telekomunikasi. Juga apakah jika
ada komunikasi jarak jauh seperti orang yang berteriak disebut telekomunikasi?
Sehingga definisi sesungguhnya dari telekomunikasi adalah :
Telekomunikasi : penyampaian
informasi atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya dengan
mempergunakan bantuan peralatan khusus.
Contoh: Telepon, TV dsb
Disini terlihat bahwa hubungan itu tidak harus jauh (meskipun ada perkataan
TELE) dekatpun bisa. Tidak harus berupa peralatan khusus (listrik) lainnyapun
bisa.
Contoh:
asap, bendera, genderang, dsb.
Selain itu, harus pula dapat dibedakan antara telekomunikasi dengan komunikasi
walaupun keduanya saling berhubungan. Perbedaannya dapat dilihat dari ilmu
pengetahuan yang mempelajarinya.
Ilmu Pengetahuan tentang Telekomunikasi :
ilmu yang mempelajari tentang penyampaian informasi dengan bantuan peralatan
listrik.
Ilmu Pengetahuan tentang Komunikasi
: ilmu yang mempelajari seluruh aspek penyampaian informasi.
I.2 Konsep Dasar Telekomunikasi
One Way System : dimana kedua belah
pihak salah satu dapat saling berbicara atau mendengar.
Contoh : baby alarm
Two Way System : dimana kedua belah
pihak dapat saling berbicara dan mendengar.
Contoh : intercom
Cara Kerja : Suara diubah menjadi
sinyal listrik oleh micropon, sinyal-sinyal ini disalurkan melalui kabel,
diperkuat oleh amplifier dan diubah kembali menjadi suara yang dipancarkan oleh
loudspeaker.
Masalah-masalah yang timbul pada
telekomunikasi :
1. Masalah terminal
2. Masalah transmisi
3. Bagaimana menyambungkan terminal-terminal tersebut dan bagaimana mengontrol
atau mengendalikan penyambungan dari terminal-terminal tersebut.
Prinsip Dasar dari Telekomunikasi :
dua buah terminal yang dihubungkan oleh saluran transmisi.
I.3 Jaringan Telekomunikasi
Jaringan telekomunikasi terdiri dari
bermacam-macam bentuk tergantung dari :
- Terminalnya
- Macam informasinya
Jaringan telekomunikasi terbesar didunia adalah Telepon, karena memerlukan
banyak switching dan terminal.
Bentuk dasar dari jaringan
telekomunikasi :
- Jaringan mata jala
- Jaringan bintang
Jaringan Mata Jala terbagi atas dua jenis :
- Jaringan sebuah mata jala (single mesh
network)
Suatu bentuk jaringan dimana jumlah salurannya diantara terminal dikurangi
seminimal mungkin, hingga menjadi8 satu mata jala saja.
Jumlah seluruh saluran (b) pada jaringan bentuk ini :
- Jaringan mata jala penuh (fully mesh
network)
Setiap terminal disambungkan langsung dengan terminal lainnya.
Jumlah seluruh saluran pada jaringan bentuk ini :
b = ½ n (n – 1)
- Jaringan bintang (star network)
Disini jumlah saluran berkurang menjadi sama dengan:
b = n – 1
BAB II Informasi
Sistem telekomunikasi dibatasi kemampuannya oleh:
1. Power dari signal yang tersedia
2. Latar belakang noise yang tidak dapat dielakkan
3. Keharusan membatasi bandwidth
Sebelum tahun 1940 penelitian mengenai telegrafi dilakukan oleh Nyquist dan
Hartley.
Setelah Perang Dunia II dilakukan oleh :
1. Nobert Wiener (1949)
Telah mengembangkan konsep baru yang sampai sekarang masih tetap dipakai.
Wiener meneliti dengan cara : Jika diketahui suatu signal kemudian ditambahkan
dengan noise yang ada, lalu bagaimanakah kita memperkirakan keadaan signal
tersebut pada waktu sebelum dan sesudah diterima.
Penelitian ini dilakukan pada ujung penerima saja. Teori ini disebut sebagai
“Detection Theory”.
2. Claude Shannon (1948)
Bekerja sesuai dengan prinsip dari komunikasi, dimana signal processing dapat
terjadi baik pada penerima maupun pada pengirim.
Shannon meneliti dengan cara : Jika
diketahui suatu berita, lalu diteliti bagaimana berita tersebutdapat
terwakilkan sedemikian rupa sehingga dapat membawa informasi melalui suatu
sistem yang diberikan dengan keterbatasan-keterbatasannya.
Dengan cara ini yang dipentingkan bukan signalnya, melainkan informasinya yang
terkandung didalam signal tersebut.
Pendekatan ini disebut sebagai “Teori Informasi”.
Teori informasi adalah suatu pelajaran matematik yang terbagi menjadi 3 bagian
konsep dasar, yaitu:
1. Pengukuran dari informasi
2. Kapasitas saluran komunikasi untuk menyalurkan informasi
3. Penyandian (coding) sebagai cara untuk mendayagunakan saluran agar dapat
berkapasitas penuh.
2.1 Simbol dan Nilai Informasinya
Teori informasi mendapatkan penghargaan yang layak setelah diterbitkannya
makalah dari E.C Shannon yang berjudul “A Mathematical Theory Of Communication”
pada tahun 1948 yang memberikan standard performansi yang absolut serta
faktor-faktor yang membatasi performansi tersebut.
Usaha untuk mengukur kwantitas yang terkandung dalam suatu informasi/berita
dikemukakan oleh R.V Hartley pada tahun 1928 yang menyarankan agar kwantitas
ini dikaitkan dengan kemungkinan terjadinya berita. Berita yang sudah pasti
akan terjadi, pasti bukan merupakan berita lagi, sehingga nilai informasinya
sama dengan nol.
Informasi diwakili oleh simbol-simbol, dimana jika “p” adalah kemungkinan
terjadinya suatu simbol maka nilai informasinya didefinisikan sebagai berikut:
Menurut Hartley:
- log p [Hartley]
Menurut Shannon:
-log2 p [bit]
2.2 Entropy Sumber Berita
Jika suatu sumber berita menghasilkan dua simbol dengan kemungkinan
masing-masing p1 dan p2 (dimana p1 + p2 = 1), maka nilai informasinya rata-rata
per simbol dapat dihitung dengan mengambil suatu berita yang panjangnya “N”
simbol dan menghitung seluruh nilai informasinya yang dikandungnya sebagai
berikut:
Simbol Jumlah Simbol Dalam Berita Nilai Informasi Setiap Simbol Jumlah Nilai
Informasi
I Np1 - log2 p1 - Np1 log2 p1
II Np2 - log2 p2 - Np2 log2 p2
Dengan demikian, jumlah nilai informasi untuk keseluruhan (N) simbol adalah :
- Np1 log2 p1 - Np2 log2 p2
Entropy sumber berita didapatkan:
H = - p1 log2 p1 – p2 log2 p2 [Bit/simbol]
Jika sumber berita menghasilkan ‘n’ simbol yang berbeda dengan kemungkinan
masing-masing p1, p2,……. pn
- p1 log2 p1SH =
2.3 Kapasitas Saluran
Kalau H adalah entropy sumber berita
dan B adalah jumlah simbol yang
dihasilkan setiap detik maka ‘source rate’ atau laju volume informasi adalah HB
bit/detik.
Kalau C merupakan kapasitas saluran,
yaitu laju informasi maksimum yang dapat ditransmisikan melalui saluran
tersebut, maka teori Shannon dapat
dirumuskan sebagai berikut :
“ Apabila HB lebih kecil dari C maka dapat dicari suatu cara penyandian
sedemikian rupa sehingga informasi dapat ditransmisikan dengan kesalahan yang
berarti “.
Shannon dapat merumuskan C jika bandwidth dan S/N saluran diketahui. ( S/N =
Signal to noise ratio yang menentukan kwalitas dari telekomunikasi.
Dalam teori pencuplikan (sampling) disebutkan bahwa saluran yang memiliki
bandwidth W Hz sanggup mentransmisikan cuplikan-cuplikan yang frekuensinya 2W
cuplikan per detik. Misalkan bahwa setiap cuplikan dapat mengambil salah satu
dari m tingkat (level) yang sama kemungkinannya. Saluran tadi, dengan demikian
akan sanggup mentransmisikan informasi dengan laju:
C = 2W log2 m bit/detik
Keterbatasan dalam saluran komunikasi biasanya secara dominan dipengaruhi oleh
hadirnya derau. Untuk derau yang yang bersifat putih (white noise) dengan
distribusi normal, Shannon telah menurunkan bahwa kapasitas saluran menjadi:
C = W log2 (1 + S/N) bit/detik
Dimana W
adalah bandwidth saluran dan S/N adalah signal to noise ratio. Secara formal
rumus diatas diikat oleh syarat-syarat sebagai berikut ini :
- Kecepatan maksimum tadi (C) akan menghasilkan kesalahan transmisi yang tak
berarti apabila dipakai cara penyandian yang tepat.
- Teknik penyandian menghendaki agar informasi dikirim dalam blok-blok yang
panjang memakai gelombang yang menyerupai derau.
- Derau dalam saluran bersifat putih dengan distribusi normal.
BAB III Terminal
Terminal adalah suatu electrical
interface antara suatu saluran dengan sumber berita, meskipun interface ini
tidak memproduksi signal-signal itu sendiri.
Terminal yang tergantung dari signal yang akan disalurkan untuk dikirimkan
adalah sebagai berikut:
1. Terminal untul penyaluran signal-signal suara, yaitu:
- Radio penerima
- Telepon
2. Terminal untuk penyaluran signal-signal tulisan, yaitu:
- Telegrafi
- Teleprinter
3. Terminal untuk penyaluran signal-signal gambar, yaitu:
- Facsimile
- Televisi
4. Terminal untuk penyaluran signal-signal data, yaitu:
- Modem
3.1 Terminal untuk Suara
3.1.1 Radio Penerima
Radio penerima adalah suatu terminal untuk
menerima signal-signal suara. Namun dapat juga untuk menerima signal-signal
yang berbentuk tulisan, gambar maupun data. Jadi radio penerima juga menerima
penyaluran segala macam bentuk signal, karena radio penerima ini dalah suatu
peralatan untuk menerima segala macam signal yang dikirimkan melalui udara.
Radio penerima ini harus mempunyai karakteristik-karakteristik tertentu yang
menentukan kwalitas dari radio penerima tersebut. Karakteristik itu adalah :
1. Sensitivitas
Adalah kemampuan dari suatu radio penerima untuk menangkap signal-signal yang
kuat maupun yang lemah sampai didapatkan daya output tertentu (standard) pada
output penerima tersebut.
2. Selektivitas
Adalah kemampuan radio penerima untuk membedakan antara signal yang diinginkan
dengan signal-signal lain yang berdekatan. Berarti hanya menerima signal dengan
frekwensi band yang tertentu. Selektivitas ini dapat diperbaiki dengan Band
Pass Filter.
3. Fidelitas
Adalah kemampuan radio penerima untuk menjaga keaslian informasi yang
dikirimkan oleh pengirim signal.
Pesawat penerima radio siaran dapat digolongkan menjadi dua golongan besar
yaitu:
1. Straight Amplification Receiver
2. Superheterodyne Receiver
• Straight Amplification Receiver
Gambar berikut adalah blok diagram dari radio penerima model straight
amplification.
Cara kerja:
Gelombang elektromagnetik diterima oleh antena kemudian oleh tuning circuit
gelombang yang diperlukan akan dipisahkan atau diseleksi dari
gelombang-gelombang lainnya yang tidak diperlukan. TC merupakan suatu rangkaian
filter yang frekwensi resonansinya sama dengan frekwensi yang diterima. Karena
gelombang yang diterima ini besarnya hanya beberapa mV saja, maka perlu
diperkuat oleh Radio Frequency Amplifier, yang tujuannya selain memperkuat juga
meredam gelombang-gelombang lainnya yang datangnya dari pemancar lain yang
masih tercampur dalam gelombang tadi. Kemudian gelombang yang masih termodulasi
ini oleh Detector di demodulasikan, yaitu dipisahkan antara gelombang yang
memodulasikan yaitu informasi yang dikirim dengan gelombang yang dimodulasikan
yaitu gelombang pembawa. Setelah gelombang mempunyai frekwensi sebesar audio
kemudian diperkuat dengan Audio Frequency Amplifier, yang disalurkan ke
Loudspeaker untuk dirubah menjadi gelombang akustik.
Pada sistem
ini banyak timbul gangguan-gangguan tidak stabil, sehinnga outputnya juga
terdistorsi. Sebagai perbaikan dari sistem ini adalah jenis superheterodyne
receiver.
• Superheterodyne Receiver
Cara Kerja:
Gelombang diterima oleh antena kemudian diperkuat dahulu oleh
Radio-Frequency Amplifier kemudian dicampur dengan suatu frekwensi fo di dalam
suatu Mixer, maka akan didapatkan superposisi dari fr dengan fo (oleh karena
itu disebut superheterodyne). Hasilnya adalah gelombang dengan frekwensi baru
yaitu fr + fo dan fr - fo disamping fr itu sendiri.
Gelombang
dengan frekwensi fr - fo ini disebut intermediate frekwensi. Pada IF akan
mendapatkan suatu gelombang yang lebih stabil, yang merupakan modulated wave
dengan frekwensi pembawa yang lebih kecil dari fr.
Sistem ini
untuk radio penerima siaran yang mempunyai modulasi amplitudo (AM) sedangkan
jika modulasinya adalah Frequency Modulation (FM) maka pada dasarnya hampir
sama seperti pada blok diagram dibawah ini:
Dibandingkan dengan radio penerima siaran untuk AM, maka radio penerima siaran
untuk FM mempunyai tambahan komponen yaitu limiter dan pemakaian discriminator
frekwensi sebagai ganti dari discriminator amplitudo limiter untuk membatasi
perubahan tegangan yang timbul oleh bermacam-macam hal misalnya interface dan
internal receiver noise. Selain itu perbedaan-perbedaan yang lain adalah jumlah
IF amplifier pada FM biasanya lebih banyak karena signalnya disini lebih lebar
dibandingkan AM.
3.1.2 Telepon
Telepon adalah suatu
bentuk terminal untuk menerima dan mengirimkan signal suara atau signal yang
berbentuk gelombang akustik. Batas frekwensi suara manusia adalah dari 300 Hz –
3,4 KHz. Amplitudo menentukan kekerasan suara atau loudness. Kekerasan suara adalah besarnya
kebisingan suara yang diakibatkan oleh amplitudo dari suara itu sendiri yang
ditangkap oleh telinga manusia. Satuan unit untuk menentukan kekerasan suara
ini adalah sone. Dimana 1 sone
didefinisikan sebagai kekerasan suara dari tone dengan frekwensi 1000 Hz pada
level intensitas suara 40 dB. Kekerasan suara sebesar 0,0001 sone atau 1msone
adalah batas ambang pendengar manusia. Selain itu dipakai juga satuan Phon.
Dimana 1 phon adalah level kekerasan suara untuk suatu tone dengan frekwensi
1000 Hz pada level intensitas suara 1 dB.
Level kekerasan suara (Loudness Level) :
LL = 10 log I /10-12 phon
Dimana I = intensitas suara dalam watts/m2.
• Tranducer
Tranducer adalah alat untuk mengubah
suatu bentuk gelombang menjadi suatu bentuk lainnya yang tertentu yang sesuai
dengan kebutuhan. Pada sistem telepon, tranducernya adalah electro-accoustical
tranducer yaitu alat yang mengubah gelombang akustik menjadi gelombang listrik
dan sebagainya. Tranducer pada sistem telepon dibagi dua yaitu :
- Mikropon : tranducer yang mengubah
gelombang akustik menjadi gelombang listrik.
- Telepon : Tranduceryang mengubah
gelombang listrik menjadi gelombang akustik.
• Mikropon
Dilihat dari prinsip kerjanya maka macam-macam mikropon misalnya :
- Mikropon arang
- Mikropon kondensator
• Telepon
Dilihat dari prinsip kerjanya, maka ada bermacam-macam telepon, misalnya:
- Elektro magnetis
Jika arus listrik dari mikropon mengalir ke magnet kumparan, medan magnet akan
dibangkitkan yang menimbulkan gaya yang akan menarik membran. Getaran membran
ini akan memproduksi gelombang suara.
- Elekro dinamis
Prinsip kerjanya yaitu dengan adanya arus listrik yang berubah menyebabkan
perubahan medan listrik yang akan berinteraksi dengan magnet permanen. Sehingga
membran keluar dan kedalam sesuai dengan frekwensi dari arus listrik yang
diberikan dan akan menimbulkan getaran akustik dari membran.
3.2 Terminal untuk Tulisan
Terminal untuk tulisan informasi yang dikirimkan dan yang diterima berbentuk
tulisan atau huruf-huruf. Tiap-tiap huruf-huruf diwakili oleh kombinasi dari
simbol-simbol tertentu.
3.2.1 Telegrafi
Sistem telegrafi diwakili oleh kode-kode yang dapat diklasifikasikan sebagai
berikut:
• Kode Morse
Merupakan kombinasi dari kedua elemen-elemen titik-titik dan garis-garis.
• Kode Undulator
Kode ini dikembangkan untuk komunikasi yang menggunakan kabel laut. Kode
ditentukan dengan plus, minus, dan nol sertamempunyai kombinasi yang sama dari
arus-arus panjang dan pendek seperti kode morse.
• Kode Telegrap Printing
Kode ini digunakan oleh teleprinter.
• Kode Transmisi Data
Kode ini dipakai untuk transmisi data. Kode transmisi data seperti ASCII,
BCD, EBCDIC.
Sistem pengiriman informasi yang dipakai di Amerika Serikat dan beberapa hasil
industri adalah sebagai berikut:
• Full Duplex
Jika ada kemungkinan pengiriman kedua belah arah secara bersamaan.
• Half Duplex
Jika ada kemungkinan pengiriman kedua arah akan tetapi pada satu saat hanya
dapat mengirim ke satu arah saja.
• Simplex
Jika hanya dapat mengirim kesatu arah saja.
Dari kode morse yang dikirimkan, telegrafi dapat dibagi menjadi dua macam yaitu
:
• Telegrafi arus searah
• Telegrafi arus bolak-balik
3.2 Terminal untuk Gambar
Terminal untuk gambar dapat dibagi menjadi dua bagian besar yaitu:
- Gambar diam
- Gambar bergerak
3.3.1 Facsimile
Prinsip kerja dari pengiriman gambar diam dari facsimile adalah:
Cara Kerja:
Gambar yang akan dikirim ditempelkan mengelilingi sebuah drum D. Sumber
cahaya yang melewati lensa akan menyinari gambar tersebut.
Refleksi sinar ini akan diterima oleh PEC (Photo Electric Cell). Dengan
berputarnya Drum, sinar direfleksikan akan berubah-ubah intensitasnya sesuai
warna gambar yang disinari. Arus dari photocell akanberubah-ubah sesuai dengan
perubahan intensitas yang diterima. Seluruh bagian gambar akan kena diraba
(scanning).
3.2.2 Televisi
Prinsip dasar dari facsimile kemudian dikembangkan menjadi prinsip dasar dari
sistem televisi. Bedanya ialah pada televisi gambar yang dikirimkan adalah
gambar bergerak.
Untuk menimbulkan kesan “gambar hidup”, maka diperlukan pergantian gambar
sebanyak 25 gambar perdetik detik. Jadi satu gambar mempunyai waktu
diperlihatkan selama 1/25 detik. Pada televisi sinkronisasi juga sangat penting
untuk mensinkronisasikan waktu kecepatan dan fasa dari perabaan.
Komponen dasar pemancar dan penerima televisi
Blok diagram dari pemancar televisi
:
Pulsa-pulsa sinkronisasi yang diberikan ke sinyal gambar (video) juga
diperlukan untuk dasar waktu bagi proses perabaan yang dipakai pada camera.
Dua buah gelombang pembawa berfrekwensi radio (radio frequency carrier),
dipergunakan untuk dimodulasikan oleh sinyal suara dan untuk dimodulasikan oleh
sinyal gambar. Kedua gelombang pembawa yang sudah dimodulasikan ini kemudian
disatukan sebelum dipancarkan lewat antena pemancar.
Blok diagram dari penerima televisi :
Filter dan amplifier disambungkan dengan antena yang merupakan tuned
circuityang gunanya untuk memilihchannel pemancar yang dibutuhkan.
Sinyal radio frekwensi diproses didalam demodulator yang terdiri dari tiga
macam sinyal yaitu:
1. Sinyal suara yang kemudian diperkuat dan disalurkan ke loudspeaker.
2. Sinyal gambar, yang sesuai dengan output dari camera, yang dipergunakan
untuk mengendalikan arus pada electron beam dari cathode ray tube (CRT)
3. Pulsa-pulsa sinkronisasi yang dipisahkan dari sinyal gambar dan dipergunakan
untuk mengendalikan oscilator yang berhubungan dengan proses perabaan.
3.4 Terminal untuk Data
Sesuai dengan namanya maka informasi yang dikirimkan berupa data-data.
Data-data ini dapat berupa tulisan, grafik maupun gambar-gambar. Pada terminal
untuk data, informasi yang dikirimkan akan diproses atau diolah sehingga akan
diterima oleh terminal yang dituju adalah hasil dari pengolahan atau pemrosesan
informasi. Pusat pengolahan data dapat disebut juga dengan komputer. Konfigurasinya
dapat terlihat sebagai berikut:
Blok diagram
tersebut dapat diperinci lagi, dimana komputer itu terdiri dari bagian-bagian
lainnya, seperti dibawah ini:
• Main Storage adalah suatu ingatan utama yaitu untuk menyimpan segala
macam informasi yang diperlukan untuk mengolah data.
• Ingatan utama ini dapat dibantu oleh ingatan tambahan yang disebut dengan
auxiliary storage, dan ini dapat berupa pita magnetik, piringan (disk) dan
sebagainya.
• CPU adalah otak dari sistem
komputer ini, yaitu suatu alat yang menghitung dan memproses informasi yang
masuk maupun yang disimpan dalam storage yang disebut diatas.
• Control Unit adalah suatu unit
untuk mengatur atau mengendalikan urutan tugas didalam sistem ini.
• Input/Output ini adalah yang
disebut sebagai terminal dari data.