modul praktikum teknik telekomunikasi s1 reguler paralel semester genap 2013 2014

LABORATORIUM TELEKOMUNIKASI Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Kampus UI Depok, Jawa Barat 16424 Telepon : (021) 7270077, 7270078 ext. 131

MODUL PRAKTIKUM

TEKNIK TELEKOMUNIKASI (ENEE 600025)

Untuk Program S ar jana Reguler dan Parale l

MODUL PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI (ENEE 600025)

Untuk Program Sarjana Reguler dan Paralel

Dipublikasikan oleh Laboratorium Telekomunikasi

Departemen Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Indonesia

2014

Penanggung jawab : Dr. Fitri Yuli Zulkifli, S.T., M.Sc. Kepala Laboratorium Telekomunikasi DTE FTUI Editor : Adhitya Satria Pratama Aisyah Tim Asisten : Amelinda Arum Widyasari

Sarah Karimah Desta Rianto Nurul Muhtadin Ina Gustiana Budiman Budiardhianto Sayid Hasan A.S.

Hanya untuk kalangan internal. Dilarang mereproduksi atau menggandakan sebagian

atau seluruh bagian tanpa izin.

LABORATORIUM TELEKOMUNIKASI DepartemenTeknikElektro FTUI Kampus UI Depok, Jawa Barat 16424 Telepon : 7270077-78 ext. 131

i

KATA PENGANTAR

Praktikum Teknik Telekomunikasi bertujuan agar mahasiswa

dapat melakukan secara eksperimen/percobaan konsep teknik

telekomunikasi sehingga mahasiswa mampu menjelaskan dan

menganalisis konsep dasar/aspek praktis teknik telekomunikasi.

Modul praktikum ini disusun untuk membantu mahasiswa mencapai

tujuan dari praktikum Teknik Telekomunikasi. Besar harapan kami

agar penyusunan modul ini dapat berupa buku manual yang user-friendly bagi mahasiswa.

Modul praktikum ini telah dikembangkan dan disesuaikan dari tahun ke tahun untuk

memenuhi kebutuhan mahasiswa, khususnya dalam mempelajari tentang Teknik

Telekomunikasi di Departemen Teknik Elektro FTUI ini. Setiap modul praktikum berisi

petunjuk manual yang lengkap tentang prinsip dan teknis kegiatan praktikum di

laboratorium. Pada modul ini, terdapat sepuluh modul yang akan dilakukan percobaan pada

praktikum Teknik Telekomunikasi untuk Mahasiswa S1 Reguler dan Paralel Tahun Ajaran

2013/2014. Setiap modul terdiri dari tujuan, teori dasar, peralatan yang digunakan, dan

langkah-langkah percobaan yang diharapkan dapat memenuhi kebutuhan mahasiswa dalam

memahami praktikum ini.

Saya mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam

penyusunan modul praktikum ini. Saya dan segenap tim asisten juga menerima kritik dan

saran untuk perbaikan modul praktikum ini menuju arah yang lebih baik ke depannya.

Saya berharap agar mahasiswa dapat menggunakan modul praktikum ini dengan

sebaik-baiknya dan dapat membantu mahasiswa dalam memahami lebih jauh tentang

konsep Teknik Telekomunikasi.

Depok, Februari 2014

Kepala Laboratorium Telekomunikasi

Departemen Teknik Elektro FTUI

Dr. Fitri Yuli Zulkifli, S.T., M.Sc.

NIP. 19740719 199802 2 001


ii

PERATURAN PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI (ENEE 600025)

SEMESTER GENAP TAHUN AKADEMIK 2013/2014

1. Praktikan wajib mengikuti seluruh rangkaian Praktikum Teknik Telekomunikasi yang

terdiri atas 10 Modul Praktikum.

2. Selama rangkaian kegiatan praktikum (termasuk saat Tes Pendahuluan), setiap

praktikan wajib berpakaian sopan, memakai baju berkerah dan sepatu. Apabila

praktikan tidak berpakaian sesuai peraturan, maka tidak boleh mengikuti rangkaian

kegiatan praktikum tersebut.

3. Praktikan wajib melakukan persiapan materi praktikum, melalui modul praktikum,

materi-materi kuliah, serta sumber lain yang berhubungan.

4. Praktikan harus membawa kartu praktikum dan Tugas pendahuluan dan dikumpulkan

kepada asisten ketika akan praktikum dimulai.

5. Praktikan yang lupa membawa kartu praktikum akan tidak diperkenankan untuk

mengikuti praktikum.

6. Setiap praktikan wajib mengikuti Tes Pendahuluan. Apabila praktikan tidak mengikuti

Tes Pendahuluan tanpa alasan yang jelas, kelompok praktikan dianggap tidak lulus

Tes Pendahuluan modul tersebut.

7. Alasan yang dapat diterima adalah sakit (disertakan Surat Keterangan Dokter/Rumah

Sakit), serta alasan-alasan lain yang masuk akal dan dapat dibuktikan.

8. Apabila salah seorang praktikan dalam kelompok tidak lulus Tes Pendahuluan, maka

kelompok tersebut dan pasangan kelompoknya tidak lulus dan berhak mengikuti Tes

Remedial pada Pekan yang sama.

9. Batas maksimum ketidaklulusan pada Tes Pendahuluan adalah 1 (satu) kali pada

modul yang sama. Apabila lebih dari 1 (satu) kali kelompok praktikan tidak lulus pada

modul yang sama, maka kelompok dan pasangan kelompoknya pada pekan

tersebut tidak akan mendapat nilai praktikum..

10. Setiap praktikan wajib mengerjakan dan mengumpulkan Tugas Pendahuluan sebelum

mengikuti Praktikum.

11. Setiap praktikan wajib mengisi daftar kehadiran Tes Pendahuluan, Praktikum, dan

Pengumpulan Tugas Tambahan.


iii

12. Toleransi keterlambatan untuk setiap Modul Praktikum adalah 15 menit. Jika lewat

waktu yang telah ditentukan tanpa memberikan alasan yang jelas, maka praktikan tidak

dapat mengikuti praktikum pada modul tersebut.

13. Praktikan diizinkan bertukar jadwal dengan praktikan kelompok lain pada modul yang

sama (dengan syarat kedua kelompok tersebut telah lulus Tes Pendahuluan), dengan

pemberitahuan paling lambat sebelum pekan praktikum selanjutnya dimulai ke

koordinator praktikum.

14. Apabila praktikan tidak mengikuti praktikum, maka nilai praktikum modul tersebut adalah

nol.

15. Bobot Penilaian :

Komponen Persentase

Tes Pendahuluan 5 %

Tugas Pendahuluan 15 %

Praktikum 35 %

Borang 35 %

Tugas Tambahan 10 %

16. Nilai praktikum ditentukan oleh tingkah laku dan keaktifan praktikan selama mengikuti

praktikum, termasuk saat tes lisan sebelum praktikum dimulai.

17. Tugas Tambahan dikerjakan di kertas double folio bergaris dan dikumpulkan paling

lambat 1 x 24 jam setelah praktikum berakhir.

18. Seluruh perizinan dan pengaduan harap disampaikan ke Koordinator Praktikum :

Adhitya Satria Pratama melalui SMS ke nomor 081319915470.

Mengetahui,

Kepala Laboratorium Telekomunikasi

Dr. Fitri Yuli Zulkifli, S.T., M.Sc.

NIP. 19740719 199802 2 001

Koordinator Praktikum

Adhitya Satria Pratama

NPM 1006659975


iv

ASISTEN LABORATORIUM

PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI (ENEE 600025)

SEMESTER GENAP TAHUN AKADEMIK 2013/2014

SARAH KARIMAH

Teknik Elektro 2010

Koordinator Asisten

081296788986

[email protected]

ADHITYA SATRIA PRATAMA

Teknik Elektro 2010

Koordinator Praktikum Teknik Telekomunikasi Kelas Reguler & Paralel

081319915470

[email protected]

DESTA RIANTO

Teknik Elektro 2010

Koordinator Praktikum Teknik Telekomunikasi Kelas Khusus Internasional

081295507183

[email protected]

AMELINDA ARUM W

Teknik Elektro 2010

081319081787

[email protected]

NURUL MUHTADIN

Teknik Elektro 2010

087858680460

[email protected]

AISYAH

Teknik Elektro 2011

085711004444

[email protected]

INA GUSTIANA

Teknik Elektro 2011

085695710075

[email protected]

SAYID HASAN A.S

Teknik Elektro 2011

085328064101

[email protected]

BUDIMAN BUDIARDHIANTO

Teknik Elektro 2011

081578461684

[email protected]


v

DAFTAR ISI

MODUL 1 PENGANTAR TEKNIK TELEKOMUNIKASI ....................................................... 1

MODUL 2 SALURAN TRANSMISI ..................................................................................... 13

MODUL 3 PROSES MODULASI DAN DEMODULASI AMPLITUDO ................................. 19

MODUL 4 PROSES MODULASI FREKUENSI ................................................................... 25

MODUL 5 SISTEM TELEPONI .......................................................................................... 28

MODUL 6 PULSE CODE MODULATION DAN TIME DIVISION MULTIPLEXING ............. 32

MODUL 7 MODULASI DIJITAL .......................................................................................... 37

MODUL 8 FILTER FIR ....................................................................................................... 45

MODUL 9 SIMULASI JALUR KOMUNIKASI NIRKABEL MENGGUNAKAN PERANGKAT

LUNAK RADIOMOBILE ..................................................................................................... 54

MODUL 10 SIMULASI AKSES RADIO KOMUNIKASI NIRKABEL MENGGUNAKAN

PERANGKAT MINILINKTM ................................................................................................. 58

LABORATORIUM TELEKOMUNIKASI Departemen Teknik Elektro FTUI Kampus UI Depok, Jawa Barat 16424

1

MODUL 1 PENGANTAR TEKNIK TELEKOMUNIKASI

Dengan mempelajari modul Pendahuluan ini, diharapkan Saudara mampu mengenal

secara umum tentang Teknik Telekomunikasi. Topik yang akan diperkenalkan adalah

tentang Perkembangan Teknologi Telekomunikasi Seluler dan aplikasinya di kehidupan

sehari-hari.

Saat ini kita melihat bagaimana perkembangan pesat telepon selular yang menjadi

salah satu gadget yang paling popular di dunia. Diperkirakan pada tahun 2008, terdapat 1,4

milyar unit televisi di dunia dan jumlah telepon selular telah mencapai tiga kali lipatnya.

Institute of Engineering and Technology memperkirakan pada akhir tahun 2012 terdapat

lebih banyak jumlah telepon selular dibandingkan populasi manusia di bumi ini.

Telekomunikasi artinya adalah komunikasi jarak jauh dengan menggunakan suatu

media tertentu. Komunikasi dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu :

1. Komunikasi Satu Arah (simplex). Contohnya : pager, televisi, radio.

2. Komunikasi Dua Arah (duplex). Contohnya : telepon

3. Komunikasi Semi Dua Arah (Half Duplex). Contohnya : handy talkie

Telekomunikasi sendiri mulai berkembang sejak Alexander Graham Bell menemukan

telepon. Telekomunikasi akhirnya terus berkembang sampai memasuki era telekomunikasi

seluler. Teleponi seluler atau teknologi telekomunikasi seluler memungkinkan terjadinya

komunikasi tanpa kabel untuk menerima atau membuat panggilan telepon. Telekomunikasi

seluler menganggap setiap daerah geografis terdiri atas sel-sel kecil yang dapat saling

terhubung. Setiap selnya diselubungi oleh transmitter radio lokal dan receiver yang cukup

kuat untuk berhubungan dengan cellular phone itu sendiri, dalam hal ini dengan

menggunakan mobile terminal. Kumpulan dari sel-sel tersebut membentuk radio access

network dan frekuensi radio digunakan untuk transmisi panggilan dan data yang digunakan

diantara sel sel tersebut. Suara dan data yang ditukarkan ditransmisikan melalui jaringan

mobile yang terdiri dari radio access network dan core network dari operator selular.


2

Sistem teleponi mulai berkembang pada tahun 1838 ketika Samuel Morse

menemukan sistem persinyalan titik dan garis untuk alfabet sehingga pesan-pesan yang

kompleks dapat dikirimkan dan diterima dengan lebih mudah. Baru enam tahun kemudian,

sistem tersebut didukung oleh Kongres Amerika Serikat hingga terpasang sistem jalur

telegraf pertama di dunia dengan kabel tembaga antara Washington dan Baltimore sejauh

sekitar 40 mil.

Pada titik tersebut, kabel tembaga mulai menghubungkan berbagai kota besar di

Amerika Serikat yang dibangun dan dioperasikan oleh Western Union, yang mana masih

aktif hingga saat ini sebagai agen transfer uang antarnegara. Sistem kabel tembaga tersebut

juga dikembangkan di Eropa dan dimulailah era pertukaran informasi melalui sistem kabel

tembaga.

Pada tahun 1851, kabel tembaga bawah laut mulai beroperasi antara Perancis dan

Inggris kemudian menyusul kabel bawah laut Trans Atlantik pada tahun 1858. Tingkat

kompleksitas kabel bawah laut yang cukup tinggi membuat proyek kerja sama Eropa-

Amerika Serikat ini menjadi salah satu proyek keteknikan utama pada masanya. Diperlukan

lima kali percobaan sampai kabel bawah laut yang kompak diselesaikan. Sayangnya, kabel

ini digunakan oleh para insinyur dengan sangat antusias yang mengirimkan tegangan yang

terlalu tinggi melalui kabel ini hingga terjadi kegagalan sistem hanya tiga minggu setelah

dioperasikan. Pada tahun 1865, pembangunan kabel bawah laut Trans Atlantik yang kedua

dimulai sejauh 1200 mil, namun tetap mengalami kegagalan. Proyek ketiga pun dimulai

pada 1886 oleh Brunels Great Eastern sejauh 1686 mil laut antara Irlandia dan

Newfoundland dan berlangsung tanpa hambatan yang berarti. Setelah itu, Great Eastern

mulai mengelola jaringan ini dan membaginya menjadi dua hingga terdapat dua kabel Trans

Atlantik yang beroperasi.


3

Gambar 1. Kabel Trans Atlantik yang dioperasikan oleh Great Eastern.

Perkembangan besar selanjutnya adalah pada tahun 1876, Alexander Graham Bell

melakukan percobaan dengan suatu diafragma yang menggetarkan sebuah jarum pada air

untuk memvariasikan arus pada rangkaian, yang dikenal sebagai transmitter cair. Dengan

divais ini, percakapan suara melalui kabel tembaga terjadi pertama di dunia walaupun hanya

antar dua ruangan yang berdekatan dengan alat bernama telepon. Bell kemudian

memperbaiki penemuannya tersebut selama lima bulan dan akhirnya dapat menghantarkan

percakapan suara sejauh lima mil. Western Union kemudian mengembangkan sistem

telegrafi Morse mereka melalui jaringan telepon ini.

Pada tahun 1880, Bell juga membuat komunikasi nirkabel pertama dengan

menggunakan divais fotofon. Fotofon menggunakan pancaran cahaya untuk menghantarkan

sinyal suara antara dua gedung yang berjarak 215 meter. Penggunaan atmosfer sebagai

media propagasi gelombang yang belum banyak dikembangkan saat itu menyebabkan

teknologi komunikasi nirkabel saat itu tidak berkembang hingga dikembangkan teknologi

kabel serat optik pada tahun 1920an oleh militer Amerika Serikat. Teori tentang laser pun

baru dikembangkan oleh Einstein pada tahun 1917 dan membutuhkan waktu yang cukup

lama hingga model laser yang beroperasi dengan baik diproduksi.


4

Gambar 2. Mikrofon pertama.

Pasca Perang Dunia Kedua, telepon nirkabel mulai dikembangkan oleh AT&T,

Amerika Serikat. Pada awalnya, telepon selular mirip seperti walkie talkie dimana

komunikasi hanya terjadi satu arah bergantian (simpleks). Penggunanya pun harus mencari

frekuensi yang tersedia antara 35 MHz 150 MHz untuk mengadakan suatu percakapan

telepon. Untuk memungkinkan percakapan telepon, pengguna telepon selular tersebut

harus membawa baterai yang sangat besar hingga berbobot 35 kg.

Di Inggris pada tahun 1912, General Post Office merupakan perusahaan pertama

yang membangun dan mengoperasikan infrastruktur telegrafi dan teleponi untuk panggilan

komersial menggunakan kabel tembaga. Pada tahun 1981, General Post Office dipecah

menjadi dua, yaitu Post Office dan British Telecom. British Telecom merupakan perusahaan

induk Cellnet yang memberikannya akses masuk menuju pasar telepon selular yang sangat

menguntungkan. Cellnet sendiri kemudian berubah menjadi O2.

Pada tahun 1970, kabel serat optik ditemukan oleh Corning Glass Works dan telah

terbukti dapat menghantarkan sinyal dengan kecepatan 45 Mbps dengan menggunakan

penguat sinyal setiap 10 km. Pada tahun 1981, kabel serat optik single-mode ditemukan dan

memberikan terobosan baru dalam transmisi sinyal kabel serat optik. Pada tahun 1987,

generasi kedua kabel serat optik beroperasi pada kecepatan 1,5 Gbps dengan penguat

pada setiap 50 km. Pada tahun 1988, kabel serat optik Trans Atlantik pun dikembangkan.

Teknologi generasi ketiga kabel serat optik mampu beroperasi pada kecepatan sekitar 2,5

Gbps dengan penguat pada setiap 100 km.


5

Gambar 3. Kabel Serat Optik.

Telepon genggam pertama kali diluncurkan pada tahun 1985 di Inggris oleh

Vodaphone dan Cellnet, yang kemudian kedua perusahaan bergabung menjadi O2. Namun

demikian, telepon genggam ini sangat tidak praktis karena berbobot 20 kg dengan sistem

baterai yang sangat besar. Pada masa itu, kita bisa melihat para pengusaha menjinjing dua

tas sekaligus, yaitu tas berkas dan perlengkapan telepon.

Pada tahun 1992, teknologi generasi keempat kabel serat optik dikembangkan

dengan prinsip Wavelength Division Multiplexing yang membuatnya mampu menggandakan

kecepatannya dua kali setiap enam bulan hingga pada tahun 2006 telah mencapai

kecepatan 14 Tbps dengan penguat setiap 160 km. Teknologi kabel serat optik ini yang

membuat kita dapat menikmati TV kabel dan layanan pita lebar (broadband) ke berbagai

wilayah. Namun demikian, biaya untuk menggelar teknologi pita lebar berbasis kabel serat

optik sangat besar dan resikonya pun tinggi. Hal ini menyebabkan kebutuhan akan

komunikasi nirkabel pita lebar sangat tinggi hingga kini.


6

Gambar 4. Perkembangan teleponi selular bergerak (mobile cellular phone)

Pada uraian sebelumnya, kita telah membahas tentang kelahiran dan proses

perkembangan secara singkat komunikasi dengan jaringan kabel sejak penemuan kode

Morse pada tahun 1800an hingga pengembangan sistem komunikasi serat optik yang

dimulai pada akhir abad ke-20. Ketika kabel serat optik mampu menghantarkan percakapan

dengan jumlah sangat besar secara simultan, kita juga perlu melihat langkah-langkah

pertama komunikasi personal secara nirkabel yang kemudian akan menjadi ledakan

teknologi yang sangat pesat hingga kini.

Pada prinsipnya, terdapat perbedaan yang sangat penting antara sistem komunikasi

selular generasi pertama dengan perkembangan berikutnya. Pada generasi pertama (1G),

komunikasi nirkabel masih menggunakan sistem analog. Suara dikirimkan secara langsung

sebagaimana diucapkan oleh manusia. Perkembangan 2G dan generasi berikutnya,

jaringan bertransformasi menjadi sistem dijital, dimana suara dicuplik dan dipecah-pecah

menjadi data sebelum ditransmisikan. Sisi pengirim kemudian akan menyusun ulang paket-

paket data tersebut menjadi suara utuh yang dapat kita dengar. Era ini merupakan awal dari

komunikasi dijital yang berkembang sangat pesat ini.


7

Gambar 5. Telepon selular yang dikembangkan oleh Motorola.

Generasi pertama sistem telekomunikasi nirkabel diluncurkan di Jepang pada tahun

1979 oleh NTT dan mampu mencakup 20 juta penduduk Tokyo dengan 23 base

transmission station (BTS) dan akhirnya pada tahun 1984 telah mampu mencakup seluruh

pelosok negeri Jepang. Jaringan 1G dimulai di Eropa oleh Nordic Mobile Telephone dan

pada tahun 1981 telah mencakup wilayan Swedia, Finlandia, dan Denmark. Pada tahun

1983, Motorola memulai pengembangan jaringan selular di Amerika dan pada 1 Januari

1985, Vodaphone memulai era telepon selular di Inggris.

Generasi awal 1G berkembang pada tahun 80-an dan masih menggunakan sistem

analog. Sistem analognya menggunakan FDMA (Frequency Division Multiple Access), yang

mana memungkinkan membagikan alokasi penggunaan frekuensi pada masing masing

pelanggan di sel tersebut. Teknologi yang digunakan pada sistem analog ini biasa dikenal

dengan AMPS (Advance Mobile Phone Service) yang dioperasikan pada band 800 MHz.

Kekurangan dari generasi 1G adalah ukurannya yang terlalu besar untuk dipegang,

performa baterai yang kurang baik, kapasitas trafik yang kecil, dan suara tidak jernih. Pada

saat itu handphone yang digunakan masih berukuran cukup besar dan beterainya relatif

boros.

Generasi kedua dari telekomunikasi mobile ini adalah saat memasuki era digitlal

dimana Eropa mulai menemukan GSM(Global System for Mobile Communication) dan US

mulai mengembangkan CDMAone (Code Division Multiple Access). GSM adalah sistem

TDMA (Time Divison Multiple Access) dengan menggunakan carrier band sebesar 200 KHz.

Dengan GSM, frekuensi radio yang digunakan untuk carrier bands dapat digunakan kembali

selama transmitter radio dengan frekuensi yang sama tidak berada dalam sel yang

berdekatan. Sedangkan CDMAone menggunakan teknologi yang berbeda yaitu

spreadspectrum, dimana spektrum radio dibagi menjadi beberapa pembawa yang lebar


8

pitanya mencapai 1.23MHz. Dalam CDMA, user menggunakan frekuensi yang sama dalam

waktu yang bersamaan sehingga lebih efisien.

Teknologi GSM saat ini adalah yang paling banyak digunakan di dunia karena

memiliki kemampuan roaming yang sangat luas. Keunggulan CDMA dibandingkan dengan

GSM adalah suaranya lebih jernih, kapasitas lebih besar, dan kemampuan akses data yang

lebih tinggi.

Jaringan 2G ini memulai layanan SMS pada tahun 1993 dan dikembangkan menjadi

sistem prabayar mulai akhir tahun 1990an. Nordic Mobile Telepone mulai memperkenalkan

sistem pembayaran melalui telepon selular dengan sistem parkir kendaraan dan mesin

penjual otomatis Coca-Cola sehingga teknologi ini menjanjikan metode pembayaran yang

baru pada tahun 1998. Sistem komersial pertama yang bekerja seperti kartu kredit ini mulai

tahun 1999 di Filipina oleh dua operator, yaitu Globe dan Smart.

Layanan iklan pada telepon selular pertama kali muncul di Finlandia pada tahun

2000 yang memungkinkan pengguna telepon selular menerima kabar terbaru dari suatu

merek yang ingin diikutinya. Layanan ini juga membuka peluang penjualan ringtone untuk

konsumen individual. Ringtone ini pun berkembang dari monoponik hingga menjadi

poliponik. Ringtone poliponik kemudian mulai tergeser dengan teknologi MP3 yang

berkembang kemudian. Pada tahun 1999, NTT DoCoMo Jepang menghadirkan layanan

internet mobile pertama di dunia, namun kecepatan layanan ini masih terbatas karena faktor

keterbatasan teknologi 2G.

Karena sangat kecilnya kemampuan akses data GSM yang hanya mencapai 9.6

Kbps, mulai berkembang GPRS (General Packet Data Radio Services). Kemudian

diperkenalkanlah teknologi Wireless Application Protocol (WAP), namun hasilnya tidak

begitu memuaskan. Sampai akhirnya GPRS dikembangkan sampai mampu mengakses

data dengan kecepatan sampai 115 Kbps dan throughput hanya 20-30 Kbps. GPRS juga

memungkinkan akses internet dimana saja dan real time. GPRS kurang diminati karena

harganya yang cukup mahal saat itu. Teknologi yang berkembang lagi adalah EDGE

(Enhanced Data for Global Evolusion) yang hanya sempat diimplementasikan sebentar,

kecepatannya mencapai 3-4 kali dari kecepatan GPRS.

Perkembangan layanan 3G, dimulai oleh NTT DoCoMo pada awal tahun 2001 dan

jaringan 3G komersial pertama diluncurkan pada Oktober 2001 dengan teknologi WCDMA

(Wideband Code Division Multiple Access). Pada tahun 2002, jaringan 3G diluncurkan di


9

Korea Selatan dan di Amerika Serikat yang bernama Monet. Keduanya menggunakan

standar CDMA/EV-DO yang merupakan Betamax dari 3G dan Monet pun telah kolaps.

Jaringan kedua dengan standar WCDMA diluncurkan oleh Vodaphone KK (saat ini dikenal

sebagai Softbank) di Jepang. Pada waktu yang sama di Eropa dikembangkan pula oleh

Three/Grup Hutchison di Italia dan Inggris.

Generasi ketiga ini merupakan kelanjutan dari GSM, GPRS, EDGE, dan CDMA pada

generasi sebelum-sebelumnya. Teknologi lanjutan ini disebut dengan Universal Mobile

Telecommunication Service (UMTS). Tujuannya adalah memberikan kecepatan akses data

yang lebih tinggi mencapai 385 kbps pada frekuensi 5 KHz. Teknik modulasi yang dipilih

UMTS adalah Wide-CDMA. Pada WCDMA digunakan frekuensi radio sebesar 5 MHz pada

band 1900 Mhz. HSDPA (High Speed Packet Downlink Access) merupakan kelanjutan dari

UMTS dimana menggunakan frekuensi radio sebesar 5 MHs dengan mencapai kecepatan 2

Mbps. Untuk mengaplikasikan UMTS dibutuhkan biaya yang lebih besar karena perlu

membayar lisensi ke pemerintah dan vendor 3G, penambahan base station, dan biaya

capex (capital expenditure) dan opex (operational expenditure) lainnya. Penerapan 3G ini

antara lain untuk video call, live streaming, dan layanan multimedia pita lebar lainnya.

Pada tahun 2003, 4 layanan 3G diluncurkan kembali di Eropa, dua di antaranya

menggunakan teknologi WCDMA dan dua lainnya menggunakan CDMA/EV-DO. WCDMA

lebih banyak berkembang dibandingkan CDMA/EV-DO karena hampir dua pertiga pasar

telekomunikasi selular mengadopsi teknologi ini dan telah menjadi standar teknologi industri

untuk layanan 3G. Penemuan teknologi HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)

memungkinkan layanan internet mobile yang lebih cepat dengan kecepatan 1,8 Mbps

hingga 14,4 Mbps. Layanan HSDPA ini kemudian terus berkembang hingga telah menjadi

gaya hidup tersendiri bagi sebagian orang.

Kemudian generasi ketiga ini diperkaya lagi dengan keluarnya generasi 3.5G.

Kecepatannya mencapai 3,6 Mbps sehingga dapat melayani komunikasi multimedia lebih

cepat, seperti akses internet dan video sharing.

Layanan internet pita lebar dimulai dengan penggunaan dongles atau yang kita kenal

sebagai modem sehingga kita dapat menikmati layanan internet berkecepatan tinggi pada

laptop yang fleksibel. Kemudian perkembangan teknologi membuat telepon selular mampu

menjalankan fungsi sebagai kantor dengan layanan surat elektronik dan organizer. Saat

ini, layanan aliran video waktu nyata pun dapat kita nikmati dalam genggaman tangan

dengan mudah. Bahkan , percakapan video pun sempat berkembang walaupun


10

perkembangannya kurang diterima dengan baik. Pada masa ini lah, kita akhirnya mengenal

telepon selular sebagai smartphone, telepon pintar.

Gambar 6. Telepon pintar.

Saat ini kita mulai beranjak menuju layanan 4G di dekade kedua milenium ini.

Standar 4G memiliki kecepatan data yang sangat tinggi hingga 100 Mbps pada kondisi

mobilitas tinggi (di dalam mobil atau kereta api) dan hingga 1 Gbps pada kondisi mobilitas

rendah (misalnya lingkungan pedestrian atau pengguna stasioner). Teknologi kecepatan

tinggi ini menggunakan prinsip OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)

dengan berbagai algoritma pengkodean hingga kecepatan tinggi pun tercapai. Beberapa

keunggulan pada teknologi 4G selain kecepatan tinggi antara lain adalah struktur arsitektur

yang flat untuk semua teknologi dan tingkat latensi yang rendah.

Teknologi 4G yang dikenal pertama adalah WiMAX (Worldwide Interoperability for

Microwave Access) pada tahun 2006 yang menawarkan layanan berkecepatan hingga 128

Mbps pada aliran unduh dan 56 Mbps pada aliran unggah. WiMAX perlahan ditinggalkan

karena ketidakefisienannya serta kurang mendukung layanan dengan mobilitas tinggi. LTE

kemudian hadir pada tahun 2009 yang menawarkan layanan berkecepatan hingga 100

Mbps pada aliran unduh dan 50 Mbps pada aliran unggah. Dikenal pula teknologi HSPA+

(High Speed Packet Access) yang beroperasi pada kecepatan hingga 84 Mbps pada aliran

unduh dan 22 Mbps pada aliran unggah. Perkembangan LTE pun semakin ditunjang

dengan berkembangnya sistem antena MIMO (multi input multi output) dan smart antenna

yang dapat meningkatkan performa layanan berkecepatan tinggi.


11

Di Amerika Serikat, AT&T, Verizon, dan Sprint telah memulai jaringan berbasis LTE

dan beroperasi secara optimal pada tahun 2013. Kemudian terdapat Rencana Lightsquared

yang akan menggunakan satelit untuk menjangkau 92% populasi Amerika Serikat dengan

layanan LTE pada tahun 2015, walaupun dengan teknologi ini kecepatan akan menjadi

konsiderasi tersendiri.

Di Indonesia, layanan 4G komersial dimulai pada tahun 2010 oleh PT. FirstMedia,

Tbk dengan merek dagang Sitra. Sitra WiMAX menyediakan layanan pita lebar kecepatan

tinggi nirkabel pertama di Indonesia di daerah-daerah padat seperti Jabodetabek, Sumatera

Utara, dan Aceh. Sitra sendiri merupakan pemegang izin BWA termahal di wilayah

Jabodetabek. Namun seiring perkembangan teknologi, WiMAX mulai ditinggalkan karena

biayanya yang besar dan kendala teknologi lainnya hingga digantikan oleh LTE.

Telkomsel kemudian menjadi operator pertama yang mengadakan percobaan

jaringan 4G LTE pada konferensi APEC di Bali pada Oktober 2013. Jaringan ini

dioperasikan pada frekuensi 1800 MHz dengan lebar pita sekitar 5 MHz.

Di akhir tahun 2013, PT. Internux kemudian meluncurkan layanan 4G LTE komersial

pertama sejak 14 November 2013 pada cakupan wilayah Jabodetabek. Potensi pasar yang

diharapkan dapat mencapai 30 juta orang. Teknologi 4G LTE yang digunakan

menggunakan prinsip TDD-LTE (Time Division Duplex-LTE) pada frekuensi 2300 MHz.

Perkembangan 4G di Indonesia saat ini masih terkesan jalan di tempat saja.

Persoalan utama yang mengganjal adalah masalah regulasi dari pemerintah yang tidak juga

kunjung selesai. Selain itu penempatan frekuensi yang sesuai untuk layanan 4G ini masih

belum jelas. Pada pita frekuensi di atas 1800 MHz masih perlu dilakukan pengaturan ulang

frekuensi atau frequency refarming, sedangkan pada pita frekuensi 700 MHz masih

terkendala sistem televisi analog yang belum berpindah ke televisi dijital.

Dewasa ini pula mulai dikembangkan layanan 5G yang jauh lebih canggih. Berbeda

dengan layanan 2G hingga 4G, 5G merupakan teknologi radio akses tunggal yang akan

menggantikan makrosel. Layanan 5G merupakan kombinasi antara teknologi akses yang

terlisensi dan tidak berlisensi ataupun optimasi akses radio. 5G menjanjikan layanan

berkecepatan tinggi dengan latensi hingga nol. Teknologi ini didukung dengan

berkembangnya teknologi antena MIMO dan penggunakan gelombang milimeter untuk

aplikasi komunikasi.


12

Gambar 7. Skenario Layanan 5G.

---o0o---


13

MODUL 2

SALURAN TRANSMISI

1. TUJUAN

Setelah mengikuti praktikum ini, Saudara diharapkan dapat :

1) Memahami konsep Voltage Standing Wave Ratio pada saluran transmisi;

2) Memahami konsep impedansi dan admitansi pada saluran transmisi;

3) Memahami penggunaan Smith Chart pada penentuan nilai impedansi dan admitansi

pada saluran transmisi.

2. DASAR TEORI

Energi berpindah di sepanjang saluran transmisi dalam bentuk gelombang

elektromagnet. Gelombang yang ditimbulkan oleh sumber sinyal dan mengalir pada saluran

transmisi menuju suatu disebut sebagai gelombang datang (incidentwave). Jika nilai

impedansi beban, ZL, sama dengan nilai impedansi karakteristik saluran transmisi, Zo , maka

seluruh energi yang berasal dari sumber akan diserap oleh beban. Dengan kata lain, jika

saluran transmisi dengan panjang terbatas diterminasi dengan beban yang bernilai ZL = Zo,

maka bagi incident wave saluran akan tampak sebagai saluran dengan panjang tak hingga

karena pada semua titik, termasuk pada terminal beban, perbandingan antara tegangan dan

arus akan sama dengan Zo. Jika impedansi beban tidak sama dengan impedansi

karakteristik saluran, maka akan terdapat energi yang dipantulkan kembali menuju sumber

dalam bentuk gelombang pantul (reflectedwave). Pada Gambar 1 ditunjukkan gambar suatu

saluran transmisi yang diterminasi oleh beban yang memiliki impedansi berbeda dari

impedansi saluran.

Gambar 1. 1.. Saluran transmisi yang diterminasi oleh beban


14

Gelombang pantul akan bersuperposisi dengan gelombang datang dan membentuk

suatu pola saling menguatkan pada suatu titik dan saling melemahkan pada titik lainnya di

saluran transmisi. Superposisi tersebut disebut gelombang berdiri (standingwave). Contoh

pola gelombang berdiri pada saluran transmisi terdapat pada Gambar 2 di bawah ini.

Gambar 1. 2.. Contoh pola gelombang berdiri.

Perbandingan antara amplitudo tegangan maksimum dan minimum pada gelombang

berdiri disebut Voltage StandingWaveRatio (VSWR). VSWR dinyatakan dengan :

(1.1)

dengan dan masing-masing adalah nilai tegangan maksimum dan minimum

gelombang berdiri yang terdapat pada saluran transmisi.

Pada pengukuran VSWR yang menggunakan slotted line detector, terdapat

karakteristik hukum kuadrat yang dimiliki detector [1]:

(1.2)

(1.3)

(1.4)

dengan adalah arus keluaran DC, adalah konstanta, dan adalah tegangan frekuensi

radio.


15

Terdapat dua cara pada penentuan nilai VSWR, yaitu:

1. Metode Langsung

Metode langsung dilakukan dengan mengukur nilai arus di sepanjang saluran

transmisi. Hasil pengukuran tersebut akan didapatkan nilai arus pada setiap titik di

saluran transmisi. Grafik VSWR didapatkan dengan memplot setiap nilai arus pada

setiap titik di saluran transmisi.

2. Metode Tidak Langsung (Double minimum method)

Metode tidak langsung digunakan untuk memperbaiki metoda langsung jika nilai

VSWR > 10. Pada Gambar 3 diilustrasikan metode tidak langsung.

Gambar 1. 3. Ilustrasi penentuan VSWR dengan metode tidak langsung

Prinsip kerja metode tidak langsung adalah sebagai berikut. Detector mendeteksi

sinyal minimum. Kemudian detector digerakkan pada dua tempat dimana sinyal

memiliki ampitudo dua kali amplitudo sinyal minimum. Jarak kedua tempat tersebut,

, dapat digunakan untuk menentukan VSWR dengan:

(1.5)

Terjadinya gelombang pantul menunjukkan bahwa impedansi beban tidak sesuai

dengan impedansi saluran. Hal tersebut menyebabkan perhitungan besaran transmisi

menjadi rumit. Untuk mempermudah perhitungan digunakan Smith Chart. Smith Chart

adalah diagram yang biasa digunakan untuk memahami karakteristik saluran transmisi dan

elemen rangkaian microwave. Diagram ini terdiri dari bilangan riel dan imajiner, dimana


16

komponen rielditunjukkan oleh bentuk lingkaran penuh, sedangkan komponen imajiner

ditunjukkan oleh bentuk lengkung. Beberapa karakteristik saluran transmisi yang dapat

dihitung dengan Smith Chart antara lain adalah VSWR, impedansi beban, admitansi beban,

dan koefisien refleksi. Dari Smith Chart dapat diketahui kondisi saluran transmisi apakah

matching atau tidak.

Impedansi adalah rasio tegangan terhadap arus pada suatu titik di saluran transmisi,

sedangkan admitansi adalah rasio arus terhadap tegangan pada suatu titik di saluran

transmisi.

3. PERALATAN YANG DIGUNAKAN

Praktikum modul ini menggunakan peralatan Microwave Trainer (MWT530) yang

diproduksi Feedback Instruments Ltd. Peralatan yang digunakan terdapat pada Tabel 1.1

berikut ini.

Tabel 1. 1. Peralatan yang digunakan pada Modul Saluran Transmisi.

No Nama Alat Jumlah

1. Microwave Trainer Board 1

2. Variabel Attenuator 1

3. X-band CW Gunn Oscilator Source 1

4. Slotted line 1

5. Probe diode detector 1

6. Terminal hubung singkat 1

7. Terminal resistif 1

8. Waveguide Antena horn 1

9. H-plane tee 1


17

4. PROSEDUR PERCOBAAN

4.1.Pengukuran VSWR

Pengukuran VSWR pada praktikum ini menggunakan metode langsung. Berikut ini

adalah prosedur percobaan peengukuran VSWR.

1. Susun peralatan seperti Gambar 4. Set tombol pada posisi "internal keying";

Gambar 4 Rangkaian percobaan pengukuran VSWR

2. Atur sensitivitas pada posisi tengah. Atur sumber redaman pada posisi 20;

3. Bila detektor digerakkan sepanjang saluran maka penunjukkan ampere meter

akan berubah-ubah. Atur sensitivitas dan -bila perlu- atur attenuator untuk

mendapatkan pembacaan yang mendekati skala maksimum;

4. Secara hati-hati gerakkan probe detector untuk mendapatkan pembacaan arus

minimum yang pertama. Catat sebagai dan posisinya sebagai x1;

5. Secara hati-hati gerakkan probe detector untuk mendapatkan pembacaan arus

maksimum yang pertama. Catat sebagai dan posisinya sebagai x2. Catat

juga arus minimun selanjutnya ( ) dan posisinya sebagai x3 ;

6. Gunakan prosedur yang sama untuk beban yang lain.

Resistive termination


18

4.2. Pengukuran Nilai Impedansi Beban (ternormalisasi)

Berikut ini adalah cara menentukan impedansi beban dengan menggunakan Smith

Chart:

1. Tentukan besarnya VSWR dengan metode langsung;

2. Gambar lingkaran VSWR tersebut pada Smith Chart;

3. Titik Q dimana r = 1/VSWR merepresentasikan impedansi masukan beban pada

medan listrik minimum;

4. Hitung panjang gelombang waveguide (g) dengan rumus :

g = 2 ( ) (1.6)

5. Jarak beban terhadap sumber ditentukan dengan :

(1.7)

6. Temukan nilai impedansi beban ternormalisasi.

---o0o---


19

MODUL 3

MODULASI DAN DEMODULASI AMPLITUDO

1. TUJUAN


1) Memahami jenis dan proses modulasi analog AM

2) Memahami proses demodulasi sinyal AM

2. DASAR TEORI

Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi ke sinyal pembawa

(carrier). Suatu sinyal sinusoidal dapat direpresentasikan dengan persamaan

(2.1)

dengan adalah sinyal sinusoidal, adalah amplitudo , adalah frekuensi

sudut dan adalah phasa. Terdapat dua macam modulasi analog, yaitu modulasi

amplitudo dan modulasi frekuensi.

Amplitudo modulation (AM) menggunakan variasi amplitudo untuk membawa sinyal

informasi. Gelombang yang amplitudonya dibuat bervariasi disebut gelombang carrier

(pembawa). Sinyal yang membuat variasi itu disebut modulating signal (sinyal informasi).

Modulasi amplitudo terbagi menjadi tiga jenis, AM DSB SC, AM SSB, AM DSB FC. Pada AM

DSB SC jikadilihat dalam komponen domain frekuensi, nilai daya dari frekuensi carriernya

ditekan sehingga dianggap bernilai 0. Sedangkan Sinyal AM SSB menekan salah satu

sideband dengan menggunakan filter, sehingga akan dihasilkan sinyal SSB-LSB dan

sinyal SSB-USB.

Spektrum frekuensi modulasi AM double side band full carrier (DSB-FC) dapat dilihat

pada Gambar 2.1. berikut :


20

Gambar 2. 1. Spektrum Frekuensi AM DSB-FC.

Spektrum frekuensi modulasi AM single side band lower sideband (SSB-LSB) dapat

dilihat pada Gambar 2.2. berikut :

Gambar 2. 2. Spektrum Frekuensi AM SSB-LSB.

Spektrum frekuensi modulasi AM double side band full carrier (DSB-FC) dapat dilihat

pada Gambar 2.3. berikut :

Gambar 2. 3. Spektrum Frekuensi AM SSB-LSB.

Misalkan sinyal carrier mempunyai indeks dan sinyal informasi mempunyai indeks

yang ditunjukkan densgan persamaan:


21

(2.2)

(2.3)

Karena yang diinginkan adalah sinyal informasi memvariasikan amplitudo carrier, maka:

(2.4)

Pada persamaan (4) di atas, melambangkan variasi amplitudo sinyal

hasil modulasi. Persamaan (4) dapat diubah menjadi

(2.5)

dengan adalah indeks modulasi.

Karena ,maka pada

persamaan (2.5) terlihat terdapat tiga komponen frekuensi yang berbeda, yaitu:

a. Gelombang pembawa (carrier) yang asli, dengan frekuensi , yang tidak terdapat

variasi apa pun dan tidak membawa informasi.

b. Komponen dengan frekuensi , yang amplitudonya proporsional dengan

indeks modulasi. Komponen ini disebut lower side frequency.

c. Komponen dengan frekuensi , yang amplitudonya proporsional dengan

indeks modulasi. Komponen ini disebut upper side frequency.

Persamaan sinyal termodulasi AM VAM dapat pula dinyatakan sebagai berikut :

VAM = VC (1 + m cos mt) cos ct (2.6)

dimana VC adalah amplitudo gelombang pembawa dan m adalah indeks modulasi.

Perhatikan Gambar 2.4 berikut ini. Saudara dapat melihat bahwa informasi terdapat

pada lower side band dan upper side band bukan pada gelombang pembawa.


22

Sinyal informasi atau sinyal pemodulasi Vm.

Sinyal pembawa (carrier) Vc.

Sinyal termodulasi AM VAM.

Gambar 2. 4. Sinyal-sinyal pada modulasi AM DSB-FC dalam domain waktu.

Indeks modulasi merupakan suatu nilai yang menunjukan kualitas modulasi.

Berdasarkan besarnya indeks modulasi (m), kondisi modulasi dapat dikelompokan sebagai

berikut :

1. Undermodulation (m< 1)

Gambar 2. 5. Sinyal termodulasi AM undermodulation.

2. Critically Modulated (m = 1)

Gambar 2. 6. Sinyal termodulasi AM critically modulated.


23

3. Overmodulated (m> 1)

Gambar 2. 7. Sinyal termodulasi AM overmodulation.


Pada praktikum modul ini digunakan perangkat keras dan perangkat lunak produksi

Feedback Teknikit. Peralatan yang digunakan pada modul ini terdapat pada Tabel 2.1

berikut ini.

Tabel 2. 1. Peralatan yang digunakan pada Modul Modulasi dan Demodulasi AM.

No Nama Alat Jumlah

1. 53-100 RAT Measuring system 1

2. Amplitude Modulation Workboard 53-130 1

3. Perangkat komputer 1


4.1.Prosedur Umum Percobaan

Prosedur kerja umum dilakukan pada saat mulai menggunakan software Feedback.

1. Dari menu utama untuk mengetahui tugas yang akan dilakukan, klik icon

perangkat lunak pada desktop;

2. Pilih System;

3. Pilih Index;

4. Klik assignment sesuai dengan praktikum Saudara;

5. Klik toolbar Practical sesuai dengan practical yang sedang Saudara lakukan.

Jika akan melanjutkan ke Practical selanjutnya :

1. Klik toolbar System, lalu klik End practical;


24

2. Kemudian memulai kembali dengan mengklik toolbar Practical selanjutnya;

3. Untuk berhenti, klik toolbar System, lalu klik Quit.

4.2. Amplitude Modulation dengan Carrier dan Amplitude Modulation tanpa Carrier

4.2.1. Amplitude Modulation dengan Full Carrier

1. Set carrier level maksimum, dan Modulation level minimum;

2. Amati sinyal di setiap titik menggunakan oscilloscope dan spectrum analyzer

dan catat hasil pengamatan;

3. Perbesar Modulation level sedikit demi sedikit hingga amplitudo carrier

mendekati nol;

4. Amati sinyal di setiap titik menggunakan oscilloscope dan spectrum analyzer

dan catat.

4.2.2. Amplitude ModulationDouble Sideband dengan Suppressed Carrier

1. Ikuti petunjuk umum. Setelah mengklik toolbar Practical, lalu klik Amplitude

Modulation with No Carrier;

2. Amati sinyal di setiap titik dengan menggunakan oscilloscope dan spectrum

analyzer dan catat hasil pengamatan;

3. Set Carrier balance ke skala posisi tengah;

4. Amati sinyal di titik 6 dan catat hasil pengamatan;

5. Tingkatkan level Carrier balance;

6. Tingkatkan level Modulation level dan Carrier level;

7. Amati sinyal dan tingkatkan level IIFO frequency, sehingga BFO berada pada

phasa yang sama (in phase)dengan carrier. Perhatikan bahwa hasil dari

detector output adalah sama dengan modulating signal.

---o0o---


25

MODUL 4

PROSES MODULASI FREKUENSI

1. TUJUAN


1) Memahami jenis dan proses modulasi analog FM

2) Membedakan antara modulasi analog secara AM dan FM

2. DASAR TEORI

Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi ke sinyal pembawa

(carrier). Suatu sinyal sinusoidal dapat direpresentasikan dengan persamaan

(3.1)

dengan adalah sinyal sinusoidal, adalah amplitudo , adalah frekuensi

sudut dan adalah phasa. Terdapat dua macam modulasi analog, yaitu modulasi

amplitudo dan modulasi frekuensi.

Pada FM, sinyal informasi memvariasikan frekuensi sinyal pembawa sehingga,

frekuensi sinyal hasil modulasi menjadi :

(3.2.)

dengan adalah nilai puncak deviasi.

(3.3)

dengan adalah frequency slope dari frekuensi modulator.

Total perubahan fasa dalam waktu, , adalah

tDtdttDs mm

cmc

sincos

(3.4)


26

Jadi, sinyal hasil modulasi dapat dinyatakan sebagai :

sinc c mm

Dv V t sin t

(3.5)

Pada persamaan (3.4),indeks modulasi () adalah

m

D

. Oleh karena itu,

persamaan (3.5) dapat ditulis sebagai

sin sinc c c m cv V t t V F (3.6)

sin cos sin cos sin sinc m c mF t t t t (3.7)

Dengan menggunakan pendekatan dengan fungsi Bessel,

0 1

2

3

sin sin sin

sin 2 sin 2

sin 3 sin 3

...

c c m c m

c m c m

c m c m

F J t J t t

J t t

J t t

(3.8)

Pada persamaan (3.8)ditunjukkan bahwa persamaan tersebut terdiri dari bagian-

bagian yang tidak terbatas jumlahnya, sehingga berarti pada FM terdapat sideband yang

juga tidak terbatas jumlahnya. Namun demikian, pada prakteknya semakin tinggi ordenya

nilai fungsi Bessel semakin kecil, sehingga bandwitdh-nya dapat dibatasi.


Peralatan yang digunakan pada modul ini terdapat pada Tabel 3.1 berikut ini.

Tabel 3. 1. Peralatan yang digunakan pada Modul Proses Modulasi FM.

No Nama Alat Jumlah

1. Arbitrary function generator AFG 3081 1

2. Dijital Storage Oscilloscope GDS-820C 1

3. Spectrum Analyzer GSP827 1

Spectrum Analyzer adalah alat untuk meyelidiki distribusi energi sepanjang


27

spektrumfrekuensi dari suatu sinyal listrik yang diketahui. Dari penyelidikan ini, diperoleh

informasi yang sangat berharga mengenai lebar bidang frekuensi (bandwidth), rapat daya

sinyal, efek berbagai jenis modulasi, pembangkitan sinyal interferensi dan begitu juga pada

semua manfaatnya dalam perencanaan dan pengujian rangkaian RF dan pulsa. Alat yang

ditampilkan dalam domain frekuensi ini biasa dipergunakan untuk analisis sinyal

elektromagnetik pada rentang frekuensi tertentu apabila ada sumber gangguan pada

perangkat nirkabel, seperti Wi-Fi dan wireless router.

Gambar 3. 1. Tampilan Spectrum Analyzer.


1. Buat sinyal carrier dengan cara : menekan tombol MOD, kemudian pilih FM. Tekan

tombol waveform, dan pilih bentuk sinyal sinusoidal.

2. Tentukan besar frekuensi carrier dengan menekan tombol FREQ/Rate dan

masukkan besar sinyal yang diinginkan.

3. Atur amplitudo sinyal dengan menekan AMPL.

4. Buat sinyal informasi dengan cara : menekan tombol MOD, kemudian pilih FM, dan

pilih FM freq dan masukkan besar sinyal informasi yang diinginkan. Kemudian klik

return. (Sinyal informasi besarnya 2 mHz 20 kHz, default: 100 Hz)

5. Atur besarnya Deviasi dengan cara : Pilih Freq Dev dan masukkan besarnya sesuai

yang diinginkan. (default: 100 Hz). Frekuensi deviasi adalah deviasi frekuensi puncak

dari gelombang pembawa dan gelombang termodulasi.

6. Lihat tampilan sinyal informasi dan sinyal hasil modulasi pada osiloskop dengan

menghubungkan terminal MOD dan MAIN ke osiloskop.

7. Lihat tampilan sinyal hasil modulasi pada spectrum analyzer dengan

menghubungkan terminal MAIN ke spectrum analyzer.

---o0o---


28

MODUL 5

SISTEM TELEPONI

1. TUJUAN


1) Memahami sistem kerja telepon analog

2) Memahami prinsip kerja transduser

2. DASAR TEORI

Sistem teleponi secara umum dibagi menjadi tiga elemen, yaitu telepon, handset dan

saluran yang terhubung ke switching centre. Pada Gambar 4.1 ditampilkan sistem teleponi

secara umum.

Gambar 4. 1. Sistem teleponi secara umum.

Pada telepon terdapat bagian yang mengatur fungsi persinyalan, yaitu switch hook,

keypad dan allerter. Proses persinyalan pada switch hook dimulai saat pertama kali gagang

telepon diangkat. Fungsi rangkaian switch hook, yaitu:

a. Melakukan pensinyalan antara sentral dengan pesawat telepon yang digunakan;

b. Memutuskan alerter dan menyambungkan ke rangkaian telepon lainnya.

Pensinyalanpada keypad terjadi saat nomor yang akan dituju ditekan. Sistem operasi

pensinyalan yang digunakan pada keypad adalah sistem DTMF (Dual Tone Multi-

Frequency) signalling. Allerter berfungsisebagai tanda terjadinya hubungan antar pesawat


29

telepon. Pada telepon terdapat pula rangkaian untuk dilakukannya proses pembicaraan

(speech circuit), yaitu receiver, transmitter, microphone, dan rangaian hybrid.

DTMF signalling disebut juga dengan tone signalling. Terdapat tujuh macam

frekuensi yang berbeda pada rangkaian keypad. Dua diantara frekuensi tersebut

dikombinasikan sehingga dihasilkan kombinasi frekuensi yang berbeda untuk masing-

masing tombol. DTMF signalling menggantikan pulse dialing yang sebelumnya digunakan

pada sistem telepon otomatis. Jika pada pulse dialing metode persinyalan yang digunakan

adalah dengan mengoperasikan 10 pulsa per detik yang diubah ke dalam bentuk arus listrik

dan kemudian dikirim untuk dibaca oleh sentral, pada DTMF signalling metode

pengoperasiannya adalah dengan menggunakan dua buah frekuensi yang dikombinasikan

pada masing-masing tombol keypad. Frekuensi pertama berasal dari frekuensi rendah dan

frekuensi kedua berasal dari fekuensi tinggi. Pada Gambar 4.2 berikut ditunjukkan

pembagian grup frekuensi tinggi dan grup frekuensi rendah pada keypad.

Gambar 4. 2. Papan tombol persinyalan DTMF.



Tabel 4. 1. Peralatan yang digunakan pada Modul Sistem Teleponi.

No Nama Alat Jumlah

1. Telephone & Interface Workboard 58-110 1




30


4.1. Prosedur Umum Percobaan




2. Pilih System;

3. Pilih Index;







4.2. Percobaan Sistem Teleponi

4.2.1. Switch Hook

1. Tekan tombol pada bagian handset

2. Lihat perubahan yang terjadi pada bagian switch dan baca nilai yang tertera

pada ammeter.

4.2.2. Operasi Papan Tombol

1. Set telepon pada posisi TONE

2. Jaga posisi off hook pada telepon, pastikan posisi line current control berada

pada tengah-tengah atau dalam posisi normal

3. Tekan tombol pada keypad. Perhatikan sinyal pada saluran yang tertera pada

osiloskop.


31

4.2.3. Pengkodean Papan Tombol

1. Tekan tombol keypad

2. Amati sinyal pada saluran

3. Amati frekuensi sinyal pada output masing-masing filter.

---o0o---


32

MODUL 6

PULSE CODE MODULATION DAN TIME DIVISION

MULTIPLEXING

1. TUJUAN


1) Mengenal prinsip pengkodean dijital dan transmisi pada sistem audio dijital.

2) Mengenal prinsip-prinsip pengubahan sinyal analog menjadi dijital dalam PCM.

3) Mengenal teknik jalur jamak berdasarkan waktu (TDM).

2. DASAR TEORI

Sinyal yang ditransmisikan akan mengalami penurunan kualitas. Penurunan kualitas

ini disebabkan oleh adanya hal-hal, antara lain redaman, derau (noise), dan interferensi.

Dampak penurunan kualitas sinyal dapat dikurangi dengan merubah sinyal analog ke bentuk

dijital karena lebih tahan terhadap noise dan redaman. Pengubahan bentuk sinyal analog

menjadi dijital dilakukan melalui tiga tahapan proses yaitu pencuplikan(sampling), kuantisasi,

dan pengkodean (coding).

Sampling adalah metode untuk mencacah/mencuplik gelombang analog dengan

menggunakan pulsa diskrit sebagai pencupliknya. Sampling merupakan metode yang

digunakan dalam mentransmisi sinyal analog dalam bentuk sinyal dijital. Gelombang analog

dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut.

(5.1)

Frekuensi sampling yang biasanya digunakan pada proses dijitalisasi sinyal suara

adalah 8 KHz untuk teleponi dijital. Secara matematis sampling dapat dianalogikan sebagai

suatu hasil perkalian sinyal yang dicuplik dengan sinyal yang mencuplik. Pulse Amplitude

Modulation mengkonversi sinyal analog menjadi sekumpulan pulsa yang memiliki amplitudo

yang berbeda. Pada sistem transmisi telepon modern, amplitudo pulsa tersebut dikonversi

menjadi kode biner. Proses pengubahan tersebut dinamakan Pulse Code Modulation

(PCM).


33

Setelah dilakukan sampling, sinyal kemudian dilakukan kuantisasi dan coding.

Kuantisasi adalah proses memetakan level amplitudo dari hasil sampling yang masih

kontinu ke dalam level amplitudo yang diskrit. Setelah melalui proses kuantisasi, maka

sinyal keluarannya merupakan sinyal yang memiliki waktu diskrit dan level amplitudo diskrit.

Coding adalah proses pengubahan amplitudo sinyal diskrit hasil kuantisasi ke dalam bit-bit

biner sehingga sinyal hasil PCM hanya diwakili oleh nilai 1 dan 0. Pada Gambar 5.1 sampai

5.3 di bawah ini masing-masing ditampilkan contoh proses pencuplikan sinyal analog, hasil

pencuplikan sinyal analog, ukuran step quantization, dan hasil pengkodean.

(a)

(b)

Gambar 5. 1. (a) Proses pencuplikan sinyal analog, dan (b) Hasil pencuplikan sinyal analog.

Gambar 5. 2. Ukuran step quantization.


34

Gambar 5. 3. Hasil pengkodean PCM.

Teknik jalur jamak atau multiplexing adalah metode penggunaan suatu resource

komunikasi secara bersama. Multiplexing bertujuan untuk menghemat resource dari kanal

komunikasi. Salah satu bentuk multiplexing adalah Time Division Multiplexing (TDM), yaitu

satu frame dibagi menjadi beberapa slot waktu (time slot). Setiap time slot memiliki periode

sama dan setiap frame memiliki jumlah slot waktu yang sama, sehingga setiap slot waktu

pada setiap kanal pembicaraan berulang pada interval yang tetap, sehingga TDM disebut

sistem yang synchronous. Slot-slot waktu dapat digunakan oleh satu pengguna untuk

sebuah kanal pembicaraan. Pada Gambar 5.4 ditunjukkan contoh proses multiplexing.

Gambar 5. 4. Contoh proses jalur jamak.



Tabel 5. 2. Peralatan yang digunakan pada Modul Pengkodean Dijital dan Teknik Jalur Jamak Berdasarkan Waktu.

No Nama Alat Jumlah

1. Telephone & Interface 58-100 1




35


4.1. Pencuplikan

1. Ikuti petunjuk umum. Setelah mengklik toolbar practical, klik basic sampling;

2. Atur frekuensi osiloskop 1 menjadi sekitar 800 Hz dengan output VPP adalah 2

Volt. Ukuran tampilan dan osiloskop dapat diubah dengan menggunakan menu

Option;

3. Amati bentuk gelombang pada osiloskop 1, clock, gelombang sampel, dan

keluaran pada low pass filter;

4. Ubah waktu sample dengan menggunakan menu option ke . Amati bentuk

gelombang yang terjadi;

5. Ulangi langkah 3 dengan mengubah waktu sample menjadi 1/8;

6. Ulangi langkah 1-3 untuk frekuensi 500 dan 2 kHz.

4.2. Kuantisasi

1. lkuti petunjuk umum. Setelah mengklik toolbar Practical, klik Quantization;

2. Atur tegangan sehingga menjadi 0 (nol) menggunakan pengendali DC Test

Linear pada workboard dan kalibrasi kembali untuk mendapatkan hasil yang

akurat;

3. Atur tegangan masukan menjadi 1 V, amati keluaran dijitalnya;

4. Ulangi untuk nilai masukan sebesar 2 V dan tegangan maksimum hingga

tampilan dijital tidak berubah. Amati keluaran dijitalnya;

5. Ulangi untuk 1 V dan 2 V dan untuk minimum.

6. Amati perubahan kode pada tegangan nol.

4.3. Derau Kuantisasi

1. Ikuti petunjuk umum. Setelah mengklik toolbar Practical, lalu klik Quantisation

noise;

2. Set frekuensi pada 300 Hz dan amplitudo tegangan (peak) 0.2 Volt dengan

menggunakan pengendali Fine control;

3. Set resolusi pada 4 bit , lewat menu Option;

4. Amati keluaran dijitalnya (tespoint 7) serta hasil filter keluarannya (testpoint 8);

5. Ulangi untuk resolusi bit-bit yang berbeda;

6. Gunakan spectrum analyzer untuk melihat output.


36

4.4. Teknik Jalur Jamak Berdasarkan Waktu (TDM)

1. Ikuti petunjuk umum. Setelah mengklik toolbar Practical, lalu klik Introduction to

multiplexing;

2. Amati keluaran pada osilator 4 yang merupakan bentuk hasil demultiplexing dan

output filter;

3. Bandingkan bentuk gelombangnya dengan menggunakan tampilan yang besar;

4. Set Osilator 1 menjadi 0 (zero) dan variasikan amplitudo untuk menentukan slot

waktu yang digunakan pada setiap sinyal;

5. Tingkatkan nilai output Osilator 1;

6. Bandingkan bentuk gelombang masukan untuk tiap osilator dengan

gelombang keluarannya dengan menggunakan menu Option untuk memilih

time slot.

---o0o---


37

MODUL 7

MODULASI DIJITAL

1. TUJUAN


1) Mengenal jenis teknik modulasi dijital.

2) Mengamati modulasi dan demodulasi ASK.

3) Mengamati modulasi FSK.

2. DASAR TEORI

Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi terhadap frekuensi

pembawa yang memiliki frekuensi lebih tinggi. Pada umumnya sumber informasi berbentuk

sinyal analog. Untuk mengefektifkan transmisi maka pada modulasi dijital informasi harus

dalam bentuk dijital. Modulasi dijital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik

dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya memiliki

ciri-ciri dari bit (0 atau 1) yang dikandungnya.

Hal yang menjadi masalah besar dalam pentransmisian informasi adalah saat

transmitter dan receiver dipisahkan oleh free space, dimana sinyal sinyal yang dikirim

transmitter akan mengalami distorsi dan noise sehingga menyebabkan error pada informasi

yang akan diterima. Sistem komunikasi dijital digunakan untuk meminimalisasi efek yang

terjadi di kanal, maksimalisasi transfer rate,dan keakuratan transmisi informasi.

Keuntungan sistem komunikasi dijital yaitu:

a. Terjadinya interferensi yang sangat kecil;

b. Tahan terhadap noise;

c. Dapat mengoreksi terjadinya error;

d. Mudah untuk memanipulasi;

e. Mudah untuk diproses dan multipleksing.


38

Kerugian sistem komunikasi dijital yaitu:

a. Membutuhkan permintaan sistem yang lebih tinggi;

b. Membutuhkan biaya tambahan untuk mengkonversi sistem analog ke dijital.

Pada Gambar 6.1 ditampilkan blok-blok pada sistem komunikasi dijital. Berikut ini

adalah penjelasan blok-blok yang terdapat pada sistem komunikasi dijital

Gambar 6. 1. Blok diagram sistem komunikasi dijital.

1. Information source

Sumber informasi dapat berbentuk diskrit atau kontinu. Informasi yang dihasilkannya

juga dapat berupa analog ataupun dijital. Pada sistem komunikasi dijital, sinyal

analog yang dihasilkan sumber yang kontinu harus diubah menjadi bentuk dijital

dengan menggunakan analog to digital converter (ADC).

2. Source Encoder dan Decoder

Source coding digunakan untuk mengkodekan sumber informasi menjadi bentuk

yang lebih sesuai untuk transmisi. Dengan demikian, source encoder mencoba

mengurangi jumlah bit yang dibutuhkan untuk mengirimkan informasi tertentu,

sehingga bandwidth yang didapatkan lebih kecil. Sedangkan source decoder

ADC Source

Encoder

Encryption

and

Scrambling

Channel

Encoder

Analog

Signal

Digital

carrier

Modulatio

n

Bandpass Channel

(Carrier

Transmission)

Line

Code

r

Low-Pass Channel

(Baseband

Transmission)

Baseband

Dem

odula

tor

Channel

Encoder

Baseband

Processing Source

Encoder

Band-

pass DAC Analog Signal

Regenerator

Line Decoder

RECEIVER Low-

pass

TRANSMITTER


39

(receiver) digunakan untuk memasukkan kembali konten informasi yang hilang

melalui suatu proses filtering.

3. Line Coding dan Decoding

Line coding digunakan untuk pemformatan data dijital tanpa adanya modulasi.

Informasi dalam sistem transmisi berupa sekuensial data dijital (0 atau 1) yang

panjang. Transmisi data dijital (0 atau 1) yang panjang ini dapat menyebabkan

hilangnya sinkronisasi pada sistem. Oleh karena itu, line coding dapat mencegah

hilangnya sinkronisasi pada sistem.

4. Encryption dan Scrambling

Pada sistem komunikasi dijital informasi dapat dimanipulasi untuk tujuan security. Hal

ini dapat dilakukan dengan encryption dan scrambling. Encryption berguna untuk

confidentiality dan authentication yang mencegah orang yang tidak berhak

mengambil atau memasukkan informasi dari/ke channel. Sedangkan scrambling

digunakan mengacak-acak informasi agar tidak dapat dimengerti oleh pihak lain.

5. Channel Coding dan Decoding

Channel coding berguna untuk memproses aliran data untuk menjamin

kompatibilitasnya dengan channel yang digunakan. Channel coding dapat

mengontrol jumlah eror pada aliran data dengan menambah bit ekstra pada data

yang sudah di-source code secara sistematis

6. Dijital Carrier Modulator dan Demodulator

Modulasi dijital adalah proses dimana simbol-simbol dijital diubah menjadi

gelombang yang kompatibel dengan karakteristik channel.

7. Communication Channel

Channel merupakan jalur elektris antara sumber dan tujuan. Channel dapat berupa

kawat, link radio, link telepon dan lain sebagainya. Tidak ada channel yang ideal.

Semua channel mempunyai bandwidth yang terbatas dan sinyal informasi sering

mengalami distorsi amplitudo dan fasa saat melewatinya. Selain itu terdapat distorsi,


40

noise serta interferensi yang sulit dihindari sehingga menyebabkan error pada sinyal

dijital yang diterima.

Pada dunia telekomunikasi dikenal dua macam sistem transmisi yaitu baseband dan

bandpass. Sistem transmisi baseband adalah sistem transmisi yang melakukan transmisi

tanpa melakukan translasi frekuensi (modulasi) sebelumnya. Untuk meningkatkan akurasi

sistem, dilakukan line coding. Line code tersebut harus dipilih secara teliti agar sesuai

dengan karakteristik channel. Terdapat berbagai bentuk teknik line coding diantaranya Non

Return to Zero (NRZ), Return to Zero (RZ), Manchester, Alternate Mark Inversion (AMI),

HDB3 dll. Media transmisi pada sistem baseband dapat berupa coaxial cable dan biasa

digunakan dalam jaringan lokal berskala kecil.

Sistem transmisi bandpass merupakan sistem transmisi yang sudah mengalami

modulasi, yaitu sinyal informasi (diskrit) memodulasi sinyal pembawa(kontinu). Sebelum

dimodulasi menggunakan teknik modulasi dijital maka sinyal informasi harus berbentuk data

dijital. Oleh karena itu, sinyal informasi yang masih berupa analog harus dikonversi dulu

dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter). Terdapat berbagai macam teknik

modulasi dijital diantaranya ASK (Amplitude Shifted Keying), FSK (Frequency Shifted

Keying) dan PSK (Phase Shifted Keying). Dikenal juga teknik modulasi QAM (Quadrature

Amplitude Modulation) yang merupakan kombinasi antara ASK dan PSK.

Amplitude Shift Keying (ASK) merupakan modulasi dijital yang berdasar pada

pergeseran amplitudo. Pada ASK, dua nilai biner diwakili oleh dua amplitudo sinyal

pembawa, pada umumnya salah satu amplitudo adalah nol untuk mewakili biner 0,

sedangkan biner 1 diwakili oleh adanya sinyal pembawa dengan amplitudo yang konstan.

s(t)= {cos(2 )

0

A ft

(6.1)

Pada Gambar 6.2 ditampilkan bentuk sinyal dijital setelah melalui modulasi ASK.

Biner 1

Biner 0


41

Gambar 6. 2. Bentuk sinyal dijital setelah melalui modulasi ASK.

Keuntungan metode ASK adalah bit rate yang dihasilkan lebih besar.

Kekurangannya adalah untuk menentukan level acuan yang dimilikinya, setiap sinyal yang

terdapat pada saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh noise dan distorsi lainnya.

Oleh karena itu, metode ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk transmisi jarak dekat

saja. Dalam hal ini faktor noise atau gangguan juga harus diperhitungkan dengan teliti.

Frequency Shift Keying (FSK) merupakan modulasi sinyal dijital dengan

menggunakan penggeseran frekuensi sesuai dengan nilai sinyal dijital.FSK mewakili dua

nilai biner dengan dua buah frekuensi yang letaknya berdekatan dengan frekuensi tengah,

seperti persamaan berikut :

s(t)={1

2

cos(2 )

cos(2 )

A f t

A f t

(6.2)

dengan dan diperoleh dari pengurangan dan/atau penjumlahan frekuensi carrier, ,

dengan suatu selisih frekuensi tertentu. Pada proses ini frekuensi gelombang carrier

berubah-ubah sesuai perubahan biner sinyal informasi dijital. Pada Gambar 6.3 ditampilkan

bentuk sinyal dijital setelah melalui modulasi FSK.

Biner 1

Biner0


42

Gambar 6. 3.Bentuk sinyal dijital setelah melalui modulasi FSK

Keuntungan modulasi FSK adalah hanya ada sedikit kesalahan pada saat transmisi

karena informasinya terkandung pada frekuensi diskrit, serta sistem modulasi dijital relatif

sederhana. Karena tidak terpengaruh oleh besarnya amplitudo sinyal. Sedangkan

kekurangannya adalah modulasi FSK memiliki bandwith yang lebar. Modulasi FSK banyak

diaplikasikan untuk frekuensi tinggi.

Phase Shift Keying (PSK) merupakan teknik modulasi sinyal dijital melalui

pergeseran phasa. Pada PSK fasa gelombang carrier akan berubah sesuai dengan

perubahan nilai biner sinyal informasi dijital. Pada Gambar 6.4 ditampilkan bentuk sinyal

dijital setelah melalui modulasi FSK.

Gambar 6. 4.Bentuk sinyal dijital setelah melalui modulasi PSK


43



Tabel 6. 3. Peralatan yang digunakan pada Modul Modulasi Dijital.

No Nama Alat Jumlah


2. Modulation & Keying Workboard 53-160 1



4.1. Prosedur Umum Percobaan




2. Pilih System;

3. Pilih Index;







4.2. Percobaan Amplitude Shift Keying (ASK)

1. Atur semua potensiometer workboard pada posisi tengah;

2. Atur MS bit switch dan LS bit switch sesuai dengan data bit word

yang dibutuhkan.

3. Amati sinyal di setiap titik menggunakan osciloscope dan

spectrumanalyzer. Saudara dapat mengubah besar osciloscope dan

spectrumanalyzer menjadi tampilan yang lebih besar dengan memilih

toolbarCondition Menu, lalu Changesize. Catat hasil pengamatan;


44

4.3. Percobaan Amplitude Shift Keying (ASK)

1. Set semua potensiometer ke posisi tengah;

2. Set Switch MS bit dan Switch LS bit sesuai dengan data bit word yang

dibutuhkan.;

3. Amati sinyal di setiap titik menggunakan osciloscope dan

spectrumanalyzer. Saudara dapat mengubah besar osciloscope dan

spectrum analyzer menjadi tampilan yang lebih besar dengan memilih

toolbar Condition Menu , lalu klik Change size. Catat hasil pengamatan.

---o0o---


45

MODUL 8

FILTER FIR

1. TUJUAN


1) Mengerti tentang pemrosesan sinyal dijital dan aplikasinya

2) Mengerti konsep filter

3) Merancang filter FIR sederhana

2. DASAR TEORI

Filter dijital adalah suatu prosedur matematika atau algoritma yang mengolah sinyal

masukan dijital dan menghasilkan isyarat keluaran dijital yang memiliki sifat tertentu sesuai

dengan tujuan filter. Penggunaan filter ini banyak dan luas sekali. Sebagian besar aplikasi

pemrosesan sinyal menggunakan filter. Pada pengolahan sinyal dijital, filter yang didesain

adalah filter dijital. Filter dijital dapat dibagi menjadi dua yaitu Filter Dijital IIR (infinite impulse

response) dan FIR (finiteimpulse response). Pembagian ini berdasarkan pada tanggapan

impuls filter tersebut. FIR memiliki tanggapan impuls yang panjangnya terbatas, sedangkan

IIR tidak terbatas. FIR tidak memiliki pole, maka kestabilan dapat dijamin sedangkan IIR

memiliki pole-pole sehingga lebih tidak stabil. Pada filter dijital orde tinggi, kesalahan akibat

pembulatan koefisien filter dapat mengakibatkan ketidakstabilan.

Secara umum filter dibagi menjadi :

a. Finite Impulse Response (FIR)

Formula FIR dapat dilihat sebagai berikut:

)()()(1

0

knxkhnyN

k

(7.1)


46

b. Infinite Impulse Response (IIR)

Formula IIR dapat dilihat sebagai berikut :

0

)()()(k

knxkhny (7.2)

Operasi dasar yang digunakan pada pemrosesan sinyal hanya berupa perkalian dan

penjumlahan sederhana saja. Namun demikian, kedua operasi yang dilakukan ini sangat

banyak jumlahnya, sehingga untuk menerapkannya dalam aplikasi diperlukan suatu

prosesor yang sangat cepat dalam melakukan perhitungan matematis. Untuk itulah didesain

suatu mikroprosesor yang bekerja khusus untuk memproses sinyal dijital yang disebut

Digital Signal Processor (DSP).

FIR filter berfungsi untuk mengoperasikan real-time digital filter pada DSP.

Dinamakan finite atau terbatas dikarenakan tidak ada feedback pada jenis filter ini. Tidak

ada feedback dikarenakan nilai sampel suatu sinyal dibatasi sampai nilai sehingga

banyaknya sampel tergantung dari banyaknya nilai koefisien . Pada DSK TMS320C6713,

penggunaan FIR filter meliputi penggunaan dari ADC dan DAC yang terintegrasi dengan

DSP board. ADC berfungsi untuk menangkap dan merubah sinyal menjadi bentuk diskrit,

sedangkan DAC berfungsi merubah kembali sinyal menjadi analog.

Secara umum suatu FIR didefinisikan oleh suatu impulseresponses, , dengan

adalahi koefisien filter seperti terdapat pada Gambar 3. Nilai dan jumlah koefisien filter

ditentukan oleh spesifikasi filter yang diinginkan. Secara manual suatu nilai dan jumlah

koefisien filter dapat dicari dengan berbagai metode yang memanfaatkan konsep

discretefouriertransform dan teknik windowing.

Gambar 7. 1. Filter FIR.


47

dengan adalah nilai koefisien filter dan adalah jumlah koefisien filter.

Salah satu alat yang dapat mensimulasikan pemrosesan sinyal dijital adalah

menggunakan DSK TMS320C6713. DSK TMS320C6713 adalah salah satu tipe C6000 yang

dapat bekerja pada fixed-point maupun floating-point. Tetapi, DSP ini masih berupa starter

kit, yaitu suatu platform yang dapat mensimulasikan DSP C6713 yang sebenarnya. DSK tipe

ini lebih ditujukan untuk keperluan edukasi, penelitian, serta evaluasi. Namun, hasil dari

aplikasi yang kita buat di DSK tipe ini sangat mungkin untuk diterapkan pada DSP C6713

yang sebenarnya.

Texas Instruments mengeluarkan beberapa seri DSP board untuk pengaplikasian

procesor DSP dengan biaya yang murah, salah satunya adalah DSP board seri DSK

TMS320C6713. Pada dasarnya board ini dikembangkan sebagai low-cost platform yang

memiliki high performance, untuk lebih memudahkan pembelajaran pemrosesan sinyal dijital

bagi semua orang. Pada DSP board ini sudah diintegrasikan komponen-komponen yang

berhubungan dengan pemrosesan sinyal dengan menggunakan DSP (Digital Signal

Processor). Komponen yang ada dalam board sifatnya statis secara hardware, namun dapat

diprogram dengan menggunakan software Code Composer Studio. Pada Gambar 1 dan

Gambar 2 ditampilkan tampilan dan blok diagram DSK TMS320C6713.

Gambar 7. 2.Tampilan DSK TMS320C6713.


48

Gambar 7. 3. Blok diagram DSK TMS320C6713

Komponen utama serta pendukung dari DSK TMS320C6713 antara lain:

1. Prosesor TMS320C6713

Merupakan prosesor dengan kecepatan clock 225 Hz yang mendukung operasi

fixed-point dan floating-point. Kecepatan operasinya dapat mencapai 1350 juta

operasi floating-point per detik (MFLOPS) dan 1800 juta instruksi per detik (MIPS).

Selain itu, prosesor ini dapat melakukan 450 juta operasi multiply-accumulate per

detik.

2. CPLD (Complex Programmable Logic Device)

CPLD berisi register-register yang berfungsi untuk mengatur fitur-fitur yang ada

pada board. Pada DSK C6713, terdapat 4 jenis register CPLD, yaitu:

USER_REG Register untuk mengatur switch dan LED sesuai yang diinginkan

user.

DC_REG Register untuk memonitor dan mengontrol daughter card.

VERSION Register untuk indikasi yang berhubungan dengan versi board dan

CPLD.

MISC Register untuk mengatur fungsi lainnya pada board.

3. Flash memory

DSK menggunakan memori flash untuk booting. Pada flash berisi sebuah program

kecil yang disebut POST (Power On Self Test). Program ini berjalan saat DSK


49

pertama kali dinyalakan. Program POST akan memeriksa fungsi-fungsi dasar board

seperti koneksi USB, audio codec, LED, switches, dan sebagainya.

4. SDRAM

Memori utama yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan instruksi maupun data.

5. AIC23 Codec

Berfungsi sebagai ADC maupun DAC bagi sinyal yang masuk ke board.

6. Daughter card interface

Konektor-konektor tambahan yang berguna untuk mengembangkan aplikasi-aplikasi

pada board. Terdapat tiga konektor, yaitu memory expansion, peripheral expansion,

dan Host Port Interface.

7. LED dan Switches

LED dan switches ini merupakan fitur yang dapat membantu dalam membangun

aplikasi karena dapat deprogram sesuai keinginan user.

8. JTAG (Joint Test Action Group)

Merupakan konektor yang dapat melakukan transfer data dengan kecepatan yang

sangat tinggi. Hal ini akan berguna dalam aplikasi real-time.

DSK dapat digunakan untuk banyak hal, mulai dari simulasi komunikasi, sistem

kendali hingga pengolahan gambar dan suara. DSP umumnya digunakan pada aplikasi

komunikasi (seluler). Embedded DSP dapat ditemukan pada cellular phones, fax/modems,

disk drives, radio, printers, hearing aids (alat bantu pendengaran), MP3 player, high-

definition television (HDTV), kamera dijital, dan lain-lain. Penggunaan DSP pada alat-alat

tersebut dapat menurunkan harga produksi, karena DSP dapat diprogram sesuai dengan

kebutuhan, memiliki softaware yang murah dan dukungan hardware yang cukup.


50



Tabel 6. 4. Peralatan yang digunakan pada Modul Modulasi Dijital.

No Nama Alat Jumlah

1. DSK TMS320C6713 1

2. Perangkat lunak MATLAB 1

3. Perangkat lunak Code Composer Studio 1

4. Mikrofon 1

5. Audio Speaker 1


Secara umum percobaan ini menggunakan perangkat MATLAB Simulink dan CCS

Studio yang diintegrasikan sehingga dapat diprogramkan pada DSK TMS320C6713. Proses

tersebut dinamakan sebagai proses targeting. Untuk perancangan filter dijital sendiri

dilakukan pada Simulink dengan bantuan FDA Tool.

4.1. Targetting Simulink ke DSK TMS320C6713

Secara sederhana, pada proses targetting digunakan SIMULINK dan CCS. Untuk

menghubungkan SIMULINK dengan DSK dibutuhkan Real Time Workshop, Embedded

Target for TI C6000 DSP, dan Link for CCS. Ketiga hal tersebut dapat ditemukan di

SIMULINK dan harus dilakukan pengaturan konfigurasi. Hubungan ketiga hal tersebut

dapat dilihat pada Gambar di bawah ini.

Gambar 7. 4.Diagram alir targetting ke C6000 DSP.


51

Pada Gambar 2 di atas menunjukkan proses debugging dan verification dilakukan

oleh software CCS. Penggunaan CCS memungkinkan untuk menghasilkan code-code yang

akan digunakan dalam C6000 DSP sehingga tidak diperlukan lagi pembuatan program

dengan manual karena sudah dilakukan oleh CCS.

4.2. Perancangan Filter

Perancangan Filter dilakukan dengan menggunakan bantuan Filter Design and

Analysis (FDA) Tool yang terdapat pada software MATLAB. Hasil yang dari penggunaan tool

ini akan didapatkan koefisien FIR filter dari spesifikasi yang diinginkan. Pada perancangan

ini, digunakan Metode Hamming.

Pada percobaan ini, Saudara diminta untuk mendesain sebuah filter dengan

spesifikasi sebagai berikut :

1. Low Pass Filter

2. Sampling Frequency (fs) = 16000 Hz

3. Cut off Frequency (fc) = 3000 Hz

4. Transition Width = 1000

Pada perancangan ini digunakan metode Hamming :

Banyaknya koefisien (N) dengan menggunakan metode Hamming = 3,3/f

= 3,3/ 0,0625

= 53

Selanjutnya jumlah koefisien tersebut akan dimasukan ke dalam FDA tool.

Dengan menggunakan spesifikasi filter seperti contoh diatas, maka langkah-langkah

untuk membuat filter adalah sebagai berikut :

1. Buka file Simulink FIR.mdl. Selanjutnya hubungkan DSK dengan komputer, Lakukan

diagnostik dan aktifkan program CCS studio apabila tidak ada alarm;


52

2. Selanjutnya buka blok FDA Tool pada FIR.mdl (tersedia 3 blok FDA Tool dimana

setiap FDA tool akan dikendalikan oleh satu tombol pada DSK). Pada Gambar 7.5

di bawah ini ditampilkan tampilan simulasi FIR filter;

Gambar 7. 5. Tampilan simulasi FIR filter

3. Isi spesifikasi filter yang diinginkan pada tampilan simulasi seperti terdapat pada

Gambar 7.6 di bawah ini;

Gambar 7. 6. Tampilan pengisian parameter simulasi


53

4. Lakukan targetting dari Simulink ke DSK TMS320C6713 dengan menekan tombol

incremental build seperti terdapat pada Gambar 7.7 di bawah ini. Ingat JANGAN DI

SAVE;

Gambar 7. 7. Tampilan icon untuk melakukan targetting

5. Hubungkan Line in DSK dengan output pada komputer, dan Line Out DSK pada

inputmicrophone komputer. Hubungkan juga headphone pada DSK dengan

Loudspeaker;

6. Buka file 44100.wav yang akan berfungsi sebagai inputan sinyal audio. File ini

merupakan sinyal yang dihasilkan pada frekuensi 100-7000 Hz;

7. Buka file spectrumliat.mdl dan jalankan.;

8. Tekan tombol DIP Switch pada DSK untuk melihat hasil filter;

9. Isi borang pengamatan dan lakukan langkah-langkah diatas untuk mendesain filter

dengan spesifikasi yang diberikan oleh asisten kemudian.

PERHATIAN!!

MOHON PRAKTIKAN SELALU MEMINTA PENDAMPINGAN ASISTEN DALAM PROSES

TARGETTING AGAR TIDAK TERJADI KEGAGALAN PADA SISTEM DSK.

---o0o---


54

MODUL 9

SIMULASI JALUR KOMUNIKASI NIRKABEL

MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK RADIOMOBILE

1. TUJUAN


1) Memahami konsep komunikasi nirkabel.

2) Mempelajari membuat simulasi satu atau lebih jalur radio dengan parameter

yang diubah-ubah dengan perangk

modul praktikum teknik telekomunikasi s1 reguler paralel semester genap 2013 2014

Documents