BAB 5 Transmisi Analog 5 1 Tipetipe Modulasi

BAB 5 Transmisi Analog

5. 1 Tipe-tipe Modulasi Digital-ke-Analog Konversi Digital-ke-Analog Amplitude Shift Keying (ASK) Frequency Shift Keying (FSK) Phase Shift Keying (PSK) Quadrature Amplitude Modulation Terminologi Bit dan Baud

Gambar 5. 1 Modulation Digital-ke-analog

Gambar 5. 2 Tipe-tipe modulation digital-ke-analog

Catatan: Bit rate adalah jumlah bit per detik, dalam satuan : bits per second (bps). Baud rate adalah jumlah satuan sinyal per detik, dalam satuan (Baud per second) Nilai Baud rate selalu lebih kecil dibanding bit rate-nya, atau sama dengan (tergantung dari jenis modulasinya).

Contoh 1 Suatu sinyal analog membawa 4 bit dalam tiap satuan sinyal (unit). Jika 1000 unit dikirimkan per detik (second), berapa baud rate dan bit rate -nya Penyelesaian Baud rate = 1000 bauds per second (baud/s) Bit rate = 1000 x 4 = 4000 bps

Contoh 2 Bit rate suatu sinyal adalah 3000 (bps). Jika tiap unit sinyal membawa /memuat 6 bit, berapakah baud rate -nya? Penyelesaian Baud rate = 3000 / 6 = 500 baud/s

Gambar 5. 3 ASK

Gambar 5. 4 Relasi antara baud rate dan bandwidth dalam ASK

Contoh 3 Berapakah bandwidth yang minimum untuk transmisi sinyal ASK pada laju transmisi 2000 bps. Transmisi dengan mode half-duplex. Penyelesaian Pada ASK baud rate dan bit rate adalah selalu sama. Maka baud rate untuk sinyal tersebut adalah 2000. Bandwidth sinyal ASK yang dipemerlukan minimum sama dengan baud rate-nya. Oleh karena ini memerlukan bandwidth minimum adalah 2000 Hz.

Contoh 4 Disediakan suatu bandwidth 5000 Hz untuk mentransmisikan sinyal ASK, berapakah nilai baud rate dan bit rate-nya? Penyelesaian Dalam ASK baud rate adalah sama dengan bandwidthnya, berarti untuk baud rate adalah 5000. Karena baud rate dan bit rate juga sama untuk ASK, maka bit rate-nya juga 5000 bps.

Contoh 5 Disediakan bandwidth 10, 000 Hz (1000 hingga 11, 000 Hz), draw the full-duplex ASK diagram of the system. Berapakah penempatan band untuk masing-masing arah pada sinyal pembawa dan lebar bandnya. Anggap tidak ada celah (gap) diantara band untuk kedua arah. Penyelesaian Untuk ASK full-duplex , bandwidth untuk tiap-tiap arah adalah BW = 10000 / 2 = 5000 Hz Frekuensi pembawa (carrier frequencies) dapat dipilih pada sumbu tengah untuk tiap-tiap band (lihat Gambar 5. 5). fc (forward) = 1000 + 5000/2 = 3500 Hz fc (backward) = 11000 – 5000/2 = 8500 Hz

Gambar 5. 5 Penyelesaian Contoh 5

Gambar 5. 6 FSK

Gambar 5. 7 Relasi antara baud rate dan bandwidth pada FSK

Contoh 6 Berapa kebutuhan bandwidth minimum untuk mentransmisikan sinyal FSK pada laju bit 2000 bps. Mode transmisi dalam half-duplex, dan sinyal carriers terpisah 3000 Hz. Penyelesaian Untuk FSK BW = baud rate + fc 1 - fc 0 BW = bit rate + fc 1 - fc 0 = 2000 + 3000 = 5000 Hz

Contoh 7 Berapakah bit rates maksimum yang dapat dicapai untuk suatu sinyal FSK, jika frekuensi pembawa 12, 000 Hz pada tengah BW-nya dan perbedaan kedua sinyal pembawa adalah 2000 Hz. Transmisi dalam mode fullduplex. Penyelesaian Oleh karena mode transmisinya full duplex, hanya 6000 Hz dialokasikan untuk tiap arah. BW = baud rate + fc 1 - fc 0 Baud rate = BW - (fc 1 - fc 0 ) = 6000 - 2000 = 4000 Tetapi oleh karena baud rate sama dengan bit rate-nya, maka bit rate-nya adalah 4000 bps.

Gambar 5. 8 PBentuk sinyal PSK

Gambar 5. 9 Konstelasi pada PSK (PSK constellation)

Gambar 5. 10 Metode 4 -PSK

Gambar 5. 11 Karakteristik 4 -PSK

Gambar 5. 12 Karakteristik 8 -PSK

Gambar 5. 13 Relasi antara baud rate dan bandwidth pada PSK

Contoh 8 Berapakah bandwidth untuk sinyal 4 -PSK yang ditransmisikan dengan laju bit 2000 bps. Transmisi dalam mode half-duplex. Penyelesaian Baud rate untuk PSK adalah sama dengan bandwidthnya, yang berarti baud rate-nya adalah 5000. Tetapi untuk 8 -PSK, bit rate-nya 3 kali dari baud rate, maka bit rate-nya adalah 15, 000 bps.

Contoh 9 Disediakan suatu bandwidth 5000 Hz untuk mentransmisikan sinyal 8 -PSK, berapakah baud rate dan bit rate-nya? Penyelesaian Untuk PSK, baud rate nya adalah samadengan bandwidthnya, maka baud rate-nya adalah 5000. Tetapi dalam 8 PSK, bit rate-nya adalah 3 kali baud rate, maka bit ratenya adalah 15, 000 bps.

Catatan: Quadrature amplitude modulation adalah kombinasi ASK dengan PSK, maka dalam satuan (unit) sinyal dapat memuat (bit, dibit, tribit, dan seterusnya) dapat diperoleh.

Gambar 5. 14 Konstelasi 4 -QAM dan 8 -QAM

Gambar 5. 15 Time domain untuk suatu sinyal 8 -QAM

Gambar 5. 16 Konstelasi 16 -QAM

Gambar 5. 17 Bit dan baud

Tabel 5. 1 Bit dan baud rate Modulation Units Bits/Baud rate Bit Rate Bit 1 N N 4 -PSK, 4 -QAM Dibit 2 N 2 N 8 -PSK, 8 -QAM Tribit 3 N 3 N 16 -QAM Quadbit 4 N 4 N 32 -QAM Pentabit 5 N 5 N 64 -QAM Hexabit 6 N 6 N 128 -QAM Septabit 7 N 7 N 256 -QAM Octabit 8 N 8 N ASK, FSK, 2 -PSK

Contoh 10 Diagram konstelasi terdiri atas delapan titik pada suatu lingkaran dengan jarak yang sama. Jika bit rate nya 4800 bps, berapakah baud rate-nya? Penyelesaian Konstelasi diatas mengindikasikan sistem adalah 8 -PSK yang masing-masing titik terpisah 45 derajat. Maka 23 = 8, 3 bit sekaligus ditransmisikan pada tiap satuan sinyalnya. Maka, baud rate –nya adalah : 4800 / 3 = 1600 baud

Contoh 11 Berapakah bit rate untuk suatu sinyal 16 -QAM dengan 1000 -baud. Penyelesaian Sinyal 16 -QAM memiliki 4 bit per satuan sinyal (signal unit), untuk log 216 = 4. sehingga, (1000)(4) = 4000 bps

Contoh 12 Berapakah baud rate suatu sinyal 64 -QAM dengan bit rate 72, 000 -bps. Penyelesaian Sinyal 64 -QAM memiliki 6 bit per unit sinyal untuk log 2 64 = 6. sehingga, 72000 / 6 = 12, 000 baud

5. 2 Modem Telefon Standar Modem

Catatan: Saluran telefon memiliki tanggapan bandwidth mendekati 2400 Hz untuk transmisi data.

Gambar 5. 18 Bandwidt saluran telefon

Catatan: Standar Modem untuk modulator/demodulator.

Gambar 5. 19 Modulation/demodulation

Gambar 5. 20 Konstelasi standar V. 32 dan bandwidthnya

Gambar 5. 21 Konstelasi standar V. 32 bis dan bandwidth-nya

Gambar 5. 22 Modem Traditional

Gambar 5. 23 Modem 56 K

5. 3 Modulation Sinyal Analog Amplitude Modulation (AM) Frequency Modulation (FM) Phase Modulation (PM)

Gambar 5. 24 Modulasi Analog-ke-analog

Gambar 5. 25 Tipe-tipe modulasi analog-ke-analog

Catatan: Bandwidth total yang diperlukan untuk AM dapat ditentukan oleh bandwidth sinyal audio: BWt = 2 x BWm

Gambar 5. 26 Amplitude modulation

Gambar 5. 27 AM bandwidth

Gambar 5. 28 Alokasi band AM

Contoh 13 Suatu sinyal audio dengan lebar band (bandwidth) 4 KHz. Berapakah lebar band ( bandwidth) yang diperlukan untuk mentransmisikan jika digunakan modulasi AM? Abaikan regulasi FCC. Penyelesaian Lebar band yang diperlukan untuk AM adalah 2 x bandwidth sinyal aslinya (baseband) yaitu: BW = 2 x 4 KHz = 8 KHz

Catatan: Bandwidth total yang diperlukan untuk FM dapat ditentukan dari bandwidth sinyal audio: BWt = 10 x BWm.

Gambar 5. 29 Frequency modulation

Gambar 5. 30 FM bandwidth

Catatan: Bandwidth suatu sinyal audio stereo biasanya 15 KHz. Oleh karena itu suatu stasiun FM memerlukan bandwidth paling minimum adalah 150 KHz. FCC mempersyaratkan bandwidth minimum 200 KHz (0. 2 MHz).

Gambar 5. 31 Alokasi band pada FM

Contoh 14 Suatu sinyal audio yang memiliki bandwidth 4 MHz. Berapakah kebutuhan bandwidth untuk mentransmisikannya, jika sinyal dimodulasi dengan FM. Sementara abaikan regulasi FCC. Penyelesaian Sinyal FM memerlukan 10 kali bandwidth sinyal aslinya (sinyal baseband): BW = 10 x 4 MHz = 40 MHz