Daftar Isi
1 Pendahuluan
2 Proses Komunikasi
3 Sinyal Bicara dan Musik
4 Respon Telinga Manusia
5 Distorsi
6 Sistem Multipleks
7 Persyaratan Lebar Bidang
8 Kecepatan Sinyal
9 Sinyal Musik
10 Kapasitas Kanal
11 Konsep Komuniksi Elektronika
12. Penerapan Komuniksi Elektronika
↪ 1 Telepon
↪ 2 Radio
↪ 3 Television
↪ 4 Telepon Bergerak
1 Pendahuluan
1. Pengirim atau komunikator
(sender) adalah pihak yang
mengirimkan pesan kepada
pihak lain.
2. Pesan (message) adalah isi
atau maksud yang akan
disampaikan oleh satu pihak
kepada pihak lain.
3. Saluran (channel) adalah
media dimana pesan disampaikan kepada komunikan.
dalam komunikasi antarpribadi (tatap muka) saluran
dapat berupa udara yang
mengalirkan getaran nada/
suara.
4. Penerima atau komunikan
(receiver) adalah pihak yang
menerima pesan dari pihak
lain
5. Umpan balik (feedback) adalah tanggapan dari penerimaan pesan atas isi pesan
yang disampaikannya.
Komunikasi terjadi bilamana informasi ditransmisikan atau dikirimkan antara sumber informasi dan pengguna informasi. Tiga komponen pokok sistem informasi yaitu sumber (source), kanal (channel) sebagai media komunikasi dan penerima (sink, receiver, user, distination) menunjukkan satu keseluruhan sistem informasi. Bila informasi diubah menjadi ”bahasa” yang dapat dipahami oleh ”mesin”, maka ia akan menjadi data. Transmisi data terjadi bila data dipindahkan secara elektronika antara dua titik. Hasil dari sistem informasi elektronika dapat berupa sistem telemetri, sistem digital/komputer atau sistem telekomunikasi. Secara listrik komunikasi itu dapat berlangsung dengan baik apabila ada piranti yang dapat mengubah informasi dalam bentuk listrik, menyalurkan, dan mengubah kembali dalam bentuk sinyal semula. Setidaknya sistem komunikasi secara listrik meliputi komponen seperti:
1. Sumber informasi (source),
2. Coder (pembuat kode), atau transduser, untuk mengubah informasi menjadi bentuk-bentuk sinyal yang sesuai untuk
ditransmisikan,
3. Sistem transmisi (channel),
4. Decoder (kebalikan dari coder), atau transducer untuk
menghasilkan kembali sinyal dalam bentuk yang sesuai agar
dapat diterima,
5. Penerima informasi (receiver, sink, listener).
Dalam sistem radio, pengkode dipengaruhi oleh modulasi pada bagian pemancar, sementara dekoding akan mengubah kembali sinyal pada bagian demodulator sistem penerima. Baik koding maupun dekoding harus dibedakan untuk sumber-sumber sinyal yang berbeda. Proses komunikasi semacam ini tentu dengan anggapan bahwa sinyal tidak terjadi kecacatan (distorsi) pada kanal. Di samping itu juga tidak muncul gangguan yang berasal dari luar sistem seperti derau (noise) statik, interferensi dari sistem kabel daya listrik, gerakan acak elektron pada resistor, tabung hampa, transistor dan sebagainya. Untuk memahami masalah ini, maka pengetahuan tentang sinyal sangat diperlukan. Sebagai contoh untuk komunikasi telepon tentu yang menjadi sumber informasi adalah suara, untuk sistem televisi harus memahami bagaimana suara dan gambar sebagai informasi itu diolah, dalam sistem radar diperlukan pemahaman tentang pulsa, dan sebagainya.
2 Proses Komunikasi
Secara ringkas, proses
berlangsungnya komunikasi bisa
dijabarkan dalam komponen-komponen yang terpisah seperti
berikut.
1. Komunikator (sender) yang
mempunyai maksud berkomunikasi dengan orang lain
mengirimkan suatu pesan kepada orang yang dimaksud.
Pesan yang disampaikan itu
bisa berupa informasi dalam
bentuk bahasa ataupun lewat
simbol-simbol yang bisa dimengerti kedua pihak.
2. Pesan (message) itu disampaikan atau dibawa melalui
suatu media atau saluran baik
secara langsung maupun tidak
langsung. Contohnya berbicara langsung melalui telepon,
surat, email, atau media
lainnya.
3. Komunikan (receiver) menerima pesan yang disampaikan
dan menerjemahkan isi pesan
yang diterimanya ke dalam
bahasa yang dimengerti kedua
pihak.
4. Komunikan (receiver) memberikan umpan balik (feedback)
atau tanggapan atas pesan
yang dikirimkan kepadanya,
apakah dia mengerti atau memahami pesan yang dimaksud
oleh si pengirim.
3 Sinyal Bicara dan Musik
Sinyal bicara dan musik bunyi atau suara adalah kompresi me-kanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara. Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel. Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.
4 Respon Telinga Manusia
Suatu percobaan yang dilakukan oleh Fletcher dan Munson, menetapkan bahwa telinga manusia tidak responsif secara sama pada semua frekuensi. Disebutkan pula bahwa dalam pengamatannya telinga manusia tidak ada sensasi untuk amplitudo rendah yang disebut sebagai ambang pendengaran (threshold audibility). Mengingat hal tersebut, para perancang memerlukan pengetahuan yang
berkaitan tidak hanya level tetapi juga tentang frekuensi. Suatu metoda yang digunakan dalam memahami respon telinga manusia digunakan Aweihted. Cara ini diketahui bahwa telinga manusia sensitif terhadap frekuensi 20 Hz-20 KHz. Sementara itu dengan noise-noise yang terjadi telinga manusia dapat merespon bergantung kepada frekuensi di mana telinga masih dapat menangkapnya. Gambar 7.5 di atas menunjukkan ukuran kuat sinyal yang dapat maempengaruhi respon telinga manusia. Sebagai contoh pesawat terbang jet yang terbang di atas ketinggian 300 meter mempunyai kuat sinyal 90 dB.
5 Distorsi
Dengan mempertimbangkan kelayakan secara teknis dan
ekonomis, dalam sistem komunikasi harus dijaga bentuk-bentuk
sinyal dan menghindari adanya
distorsi. Distorsi dapat dibedakan
menjadi :
1. Distorsi frekuensi, ini merupakan timbulnya perubahan amplitudo relatif dari komponenkomponen frekuensi yang
berbeda.
2. Distorsi tunda, ini berkaitan
dengan perubahan waku
transmisi dari komponen-komponen frekuensi yang berbeda.
3. Distorsi non-linear, merupakan
distorsi pada piranti yang tidak
linear. Besar sinyal pada output tidak berbanding secara
langsung tehadap inputnya.
Frekuensi-frekuensi yang
tidak dikehendaki seperti adanya
distorsi di atas dapat dibetulkan
dengan menggunakan rangkaian
ekualisaasi. Sementara itu bila
distorsi terjadi pada karena piranti
non linear, maka koreksinya
menggunan tapis (filter).
6 Sistem Multipleks
Ada dua jenis cara kerja
multi kanal, yaitu sebagai berikut :
1. Sistem pembagian frekuensi
(Frequency devision system),
sistem ini menggunakan banyak kelompok sub-pembawa.
Masing-masing pembawa dipisahkan dengan cara pemodulasian. Pengelompokan ini
berjenjang, semakin banyak
kelompok semakin tinggi frekeunsi pembawa yang digunakan.
Bagian 7 : Prinsip komunikasi listrik 155
2. Sistem pembagian waktu atau
time devision system, masingmasing kanal menerapkan
bandwidth yang tersedia tetapi
untuk waktu sempit. Pada
akhirnya keseluruhan spektrum dialokasikan untuk masing-masing kanal.
7 Persyaratan Lebar Bidang
Persyaratan lebar bidang
dimak-sudkan untuk memberikan
alokasi bidang frekuensi bagi
suatu sistem dalam komunikasi.
Lebar bidang yang dipersyaratkan
itu di antaranya adalah :
1. Sinyal telegraf.
Kecepatan telegraf sering
dinyatakan dalam istilah dalam waktu bolak-balik da-lam
satuan detik. Dalam kaitan
signaling kecepatan ini dinyatakan dengan istilah Baud.
Elemen paling pendek adalah
20 milidetik, di mana pada
jarak itu ada dua pulsa positif
dan negatif. Untuk itu besar
frekuensi dapat dinyatakan
dengan:
Dengan demikian lebar bidangnya menjadi 50 Hz, ini
sesuai dengan kecepatan
transmisi 50 baud.
2. Sinyal telegraf gambar
Sinyal telegraf gambar mempunyai prinsip bahwa gambar
di-scan secara seri mengikuti
garis-garis. Karena itu diperlukan adanya sinkron-isasi
dari titik lampu scan pada
penerima. Resolusi sepanjang garis sering dipersyaratkan sama untuk garis demi
garis.
3. Sinyal televisi
Pada sinyal televisi prinsipnya
adalah sistem scaning juga.
Untuk menghasilkan gambar
yang baik, maka antara garisgaris yang menyusun gambar
harus di scan secara berurutan. Ada dua jenis televisi
yaitu televisi analog dan
televisi digital. Pada prinsipnya lebar bidang untuk
televisi dialokasikan sbesar
6,5 Mhz, bergantung kepada
sistem scanning mana yang
digunakan. Televisi digital
(bahasa Inggris: Digital Television, DTV) adalah jenis TV
yang menggunakan modulasi
digital dan sistem kompresi
untuk menyebarluaskan video, audio, dan signal data ke
pesawat televisi.
Latar belakang pengembangan
televisi digital :
x Perubahan lingkungan eksternal pasar TV analog yang
sudah jenuh, komplain adanya
noise, ghost dan lain-lain.
x Kompetisi dengan sistem
penyiaran satelit dan kabel.
x Perkembangan teknologi pemrosesan sinyal digital (digital
signal processor), teknologi
transmisi digital, Teknologi semikonduktor, Teknologi peralatan display yang beresolusi
tinggi.
Keunggulan televisi digital
1. Gambar halus (High Definition).
5~6 kali lebih halus dibanding
televisi analog
2. Suara jernih. Kemampuan mereproduksi suara seperti sumber aslinya
3. Banyak fungsi. Memberi kemampuan untuk merekam dan
mengedit siaran
4. Banyak kanal.
8 Kecepatan Sinyal
Meskipun lebar bidang
disediakan kira-kira 10 Khz
sebagai persyaratan untuk
kualitas suara yang tinggi,
biasanya suara yang dapat
dikenali hanya membutuhkan
rentang antara 300 Hz sampai
dengan 3400 Hz. Rentang ini
setara dengan konversi kecepatan 100 kata/menit. Kecepatan pesan akan menjadi (1/40)
kata/menit/siklus pada sistem
lebar bidang 4 Khz.
9 Sinyal Musik
Instrumen musik menghasilkan hormonisa. Jumlah dan amplitudo menentukan kulaitas sinyal out musik. Untuk memenuhi tingkat kualitas yang baik, lebar frekuensi disediakan antara 30 Hz hingga 15 KHz. Dengan lebar bidang ini telinga manusia sudah merespon sebagai sinyal dengan kualitas yang baik.
10 Kapasitas Kanal
Dengan mempertimbangkan semua kemungkinan multi level dan teknik encoding multiphase, Shanon-Hartly menyatakan teorema yang dikenal dengan kapasitas kanal C. Ini berarti bahwa secara teori sinyal bersih dengan kecepatan untuk sinyal itu data dapat dikirimkan dengan daya rata-rata sinyal S pada kanal komunikasi analog yang dikaitkan dengandaya N additive white Gaussian noise, maka :
Di mana:
C adalah channel capacity dalam
bits per second;
B adalah bandwidth kanal dalam
hertz;
S adalah daya sinyal total pada
lebar bidang, diukur dalam watt
atau volt2
;
N adalah daya derau total pada
lebar bidang, diukur dalam watt
atau volt2
; dan
S/N adalah signal-to-noise ratio (SNR) atau carrier-to-noise ratio (CNR) dari sinyal komunikasi terhadap interferensi Gaussian noise dinyatakan sebagai straight power ratio (tidak decibels).
11 Konsep Komuniksi Elektronika
Hampir semua sistem
komuniksi elektronika menggunakan gelombang elektromagnet.
Gelombang elektromagnet adalah
suatu perubahan yang terdiri dari
dua komponen gelombang atau
osilasi listrik dan magnet yang
dapat menjalar melaui ruang
hampa, udara atau bahan tak
menghantar lainnya. Spektrum
elektromagnet adalah suatu rentang gelombang yang mempunyai rentang lebar panjang gelombang dan frekuensi.
Bagian dari spektrum elektromagnet yang digunakan untuk
komunikasi elektronika adalah :
1. Infra merah
spektrum ini digunakan untuk
serat optik dan remote control
yang dipakai pada umumnya.
2. Gelombang mikro
Spektrum ini digunakan untuk
komunikasi satelit, dan beberapa saluran telepon serta
untuk sambungan internet.
3. Gelombang radio
Spektrum ini digunakan untuk
sistem radio, televisi, telepon
bergerak, jaringan komputer
nirkabel (tanpa kabel)
Kunci konsep komunikasi
elektronika adalah pada modulasi.
Modulasi dapat digambarkan sebagai cara-cara bagaimana informasi dipindahkan dari bentuk
sinyal informasi yang frekuensinya
relatif rendah menjadi gelombang
elektromagnetik dengan frekuensi
yang lebih tinggi. Gelombang
elektromagnetik frekuensi tinggi
ini berperan sebagai ”pembawa”
atau carrier.
Ada beberapa cara yang
dapat dilakukan untuk memodulasi sinyal pembawa oleh sinyal
informasi. Pada prinsipnya sinyal
pembawa dimodifikasi atau diubah oleh sinyal informasi pada
bagian ”sender” dan pembawa
yang termodifikasi itu tadi dideteksi kembali pada ”receiver/
listener” untuk menemukan sinyal
informasi kembali.
Sinyal informasi yang digunakan untuk memodulasi pembawa dapat bebrntuk digital atau
analog.
x Sinyal informasi digital menghasilkan pembawa dengan salah
satu dari dua kemungkinan,
yaitu :
1. Pulsa atau cahaya
inframerah pada kondisi “on”
untuk digital “1” dan kondisi
“off” untuk “0”.
2. Gelombang radio untuk
suatu frekuensi mewakili
digital “1” dan frekuensi yang
lain untuk digit “0”
x Sinyal informasi analog menghasilkan pembawa yang berubah-ubah naik turun mengikuti
perubahan sinyal analog, yaitu :
1. Gelombang radio dengan
amplitudo berubah mengikuti
perubahan sinyal informasi
analog. Ini disebut sistem
mo-dulasi amplitudo (AM).
2. Gelombang radio dengan
frekuensi berubah mengikuti
perubahan sinyal informasi
analog. Ini disebut sistem
modulasi frekuensi (FM).
12. Penerapan Komuniksi Elektronika
↪ 1 Telepon
↪ 2 Radio
↪ 3 Television
↪ 4 Telepon Bergerak
1 Telepon
Sistem komunikasi elektronika ini yang telah lama digunakan dan mempunyai pengaruh yang luas sebagai alat komunikasi antar manusia. Awalnya adalah telepon yang dipakai di rumahrumah, dalam perkembangannya telepon tersebut sudah dapat dibawa ke mana-mana. Dasar kerja telepon adalah sangat sederhana. Blok diagramnya ditunjukkan seperti di bawah.
x Gelombang suara digetarkan dan menjalar melalui udara
x Gelombang suara ditangkap oleh mikropon. Mikropon kemudian
mengubah getaran itu menjadi sinyal elektronik analog dengan
frekuensi yang sama seperti getaran suara tadi, dan amplitudonya sebanding dengan amplitudo gelombang suara.
x Sinyal listrik kemudian ditransmisikan sepanjang kawat
penghantar (bila jarak tidak terlampau jauh)
x Pada bagian yang lain, sinyal listrik dikuatkan
x Hasil penguatan diumpankan ke loudspeaker (pengeras). Bagian
ini adalah kebalikan dari kerja mikropon, mengubah sinyal listrik
kembali menjadi suara.
x Sistem telepon yang utuh selalu mempunyai bagian pengirim
dan bagian penerima.
Dalam sistem telepon yang
sesungguhnya, suara yang dihasilkan pada bagian penerima akan
sama dengan suara saat dikirimkan melalui mikropon. Ada dua
alasan sehingga penggunaan sistem tersebut tidak menjadi
kendala:
1. Derau (noise) listrik tidak
begitu mengganggu
2. Telinga manusia dapat mendeteksi gelombang suara
dengan frekuensi berkisar
20 Hz – 20.000 Hz. Untuk
menyederhanakan sistem,
telepon hanya men-transmisikan signal listrik 400 Hz
- 4000 Hz. Dengan rentang
ini suara seseorang sudah
dapat dikenali karena nampak berbeda.
2 Radio
Radio adalah sistem komunikasi elektronika pertama kali yang memanfaatkan jalur komunikasi dengan pendengar lebih banyak. Perhatikan kembali gambar 7.10. pada pemanfaatan spektrum frekuensi untuk radio broadcast.
Istilah ‘radio’ dulunya adalah merujuk pada ‘gelombang
radio’, karena sistem ini menggunakan spektrum gelombang
radio. Sekarang ini istilah radio
dapat diartikan sebagai gelombang dan sebagai piranti atau
pesawat yang dapat menangkap
sinyal sauara atau musik.
Sistem radio dirancang pertama kali menggunakan suatu
prinsip :
x Mengubah snyal suara menjadi
sinyal listrik
x Menguatkan sinyal suara listrik
itu dan memancarkannya melaui antena
x Mendeteksi gelombang pancaran radio dan mengubahnya
kembali menjadi suara
Dengan prinsip yang
dirancang itu sayangnya tidak
dapat dipraktek-kan. Alasannya
adalah sinyal suara itu mempunyai rentang 20 Hz sampai
20.000 Hz. Bila semua stasion
pemancar radio menggunakan
rentang frekuensi tersebut, maka
satu stasion akan mengganggu
stasion yang lainnya.
Penyelesaiannya yaitu
dengan cara menempatkan suatu
stasion radio pada frekuensi
tertentu yang tidak sama dengan
stasion yang lain. Frekuensi ini
adalah frekuensi pembawa sinyal
yang besarnya lebih tinggi dari
frekuensi yang dapat ditangkap
oleh telinga manusia. Frekuensi
pembawa akan membawa sinyal
suara untuk dipancarkan. Proses
penumpangan sinyal suara ini
dikatakan sebagai proses
modulasi. Dengan cara ini maka
apabila ada penalaan radio
(tuning), pada dasarnya adalah
mengubah frekuensi pembawa.
Proses modulasi ada dua jenis, yaitu modulasi amplitudo dan modulasi frekuensi. Perhatikan perbedaan dari gambar sinyal yang termodulasi berikut ini.
3 Television
Televisi merupakan suatu piranti elektronika yang secara luas digunakan sebagai alat untuk komun ikasi. Sistem televisi ada pemancaran sinyal gambar dan suara secara bersamaan pada lebar bidang yang sama, tetapi berbeda frekuensi pembawanya. Pemancaran sinyal pada sistem televisi hampir mirip dengan pemancaran sinyal radio. Pemancaran sinyal televisi membutuhkan kamera untuk mengubah gambar atau obyek menjadi sinyal listrik dan mikropon untuk mengubah suara menjadi sinyal listrik. Kedua sinyal secara bersama-sama dimodulasikan secara amplitudo (AM) yang selanjutnya dikuatkan dan baru kemudian dipancarkan. Pada bagian penerima terjadi proses yang berlawanan dengan pemancar. Bagian ini membutuhkan layar (tabung gambar) untuk menerima sinyal gambar yang kemudian diubah menjadi gambar atau obyek sebagaimana yang telah ditangkap oleh kamera. Untuk mendengarkan suara dibutuhkan speaker seperti pada radio.
4 Telepon Bergerak
Piranti telepon bergerak
adalah suatu jenis alat komunikasi
yang kecil dan mudah digunakan.
Sekalipun demikian teknologi
yang dipakai sudah menunjukkan
teknologi yang maju.
Telepon bergerak menggunakan frekuensi radio untuk memindahkan informasi dari telepon itu menuju ke base station. Ini menunjukkan bahwa komunikasi antara base station dengan telepon bergerak diorganisakan begitu juga mengkode sinyal menjadi data pada gelombang
radio. Setiap sistem telepon bergerak yang dipakai oleh negaranegara yang berbeda mempunyai sistem yang ber-beda. Kebanyakan sistem yang dipakai di banyak negara adalah Global System for Mobile communication (GSM).
Banyak pengguna memanfaatkan telepon bergerak sebagai alat komunikasi. Sekalipun demikian, tidak akan pernah terjadi benturan frekuensi ketika telepon itu digunakan secara bersamaan. Pertanyaannya mengapa sinyal radio dari telepon-telepon itu tidak saling interferesi atau mengganggu satu sama lain?
Salah satu aspek kunci
dalam telepon bergerak adalah
peng-gunaan frekuensi yang
berulang (frequency reuse).
Setiap daerah dibagi-bagi dalam
luasan berben-tuk heksagonal
dan jarak antar daerah ini dapat
beberapa kilo-meter. Pada titik
tengah heksa-gonal itu ditempatkan base station. Setiap
base station di-alokasikan suatu
rentang freku-ensi radio yang
dapat digunakan. Antar base
station yang ber-dekatan, tidak
mungkin saling terganggu
(interferensi) karena digunakan
rentang frekuensi yang berbeda.
Pada jarak tertentu dalam
be-berapa kilometer sinyal yang
dipancarkan sudah barang tentu
dayanya akan menjadi lemah dan
akhirnya hilang. Oleh karena itu
perlu ada base stasion lagi. Untuk
itu dapat digunakan frekuensi
yang sama milik base station yang
pernah digunakan. Dalam gambar
ditandai dengan warna-warna
yang sama.