Pengantar Sistem Telekomunikasi Kuliah3 Media Transmisi Media Transmisi

Pengantar Sistem Telekomunikasi Kuliah-3 Media Transmisi

Media Transmisi Terdapat dua kategori dasar media transmisi : v Guided transmission media • • Menggunakan sistem kabel untuk menyalurkan data/sinyal Data/sinyal terikat (bounded) oleh sistem kabel Disebut juga ‘bound media’ Macam-macam guided media : • Open wire • Twisted pair cable • Coaxial cable • Fibre optic cable v Unguided transmission media • Merupakan media untuk menyalurkan data/sinyal tapi tidak secara fisik meng-guide data/sinyal melalui route yang spesifik • Disebut juga ‘unbound media’ SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 2

Open Wire v Kabel terbuka (tanpa pembungkus/pelindung) v Rawan terhadap gangguan noise dan interferensi v Tidak dapat digunakan untuk transmisi data SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 3

Twisted Pair v Kabel dililit (twisted) secara berpasangan v Noise yang timbul pada satu kawat akan timbul juga pada kawat yang lainnya dengan fasa yang berlawanan, sehingga akan saling menghilangkan v Tingkat pengurangan noise ditentukan oleh jumlah lilitan per satuan panjang (turns per foot). v Untuk lebih melindungi terhadap noise dipasang pelindung (shield) berupa foil atau anyaman kawat. v Untuk transmisi data twisted pair dapat digunakan untuk jarak sampai 100 meter Unshielded twisted pair SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 4

Coaxial Cable v Terdiri dari dua konduktor : • Inner conductor (center conductor) • Outer conductor (shield) v Outer shield melindungi inner conductor dari gangguan sinyal elektrik dari luar v Jarak antara inner dan outer conductor serta jenis bahan isolasi yang digunakan menentukan karakteristik (impedansi) kabel. v Impedansi yang umum adalah 75 Ohm (untuk TV kabel), 50 ohm untuk data (LAN) SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 5

Optical Fiber Cable v Optical fiber menggunakan gelombang cahaya untuk mentransmisikan sinyal melalui serat silica (atau plastik) dengan resistansi yang sangat kecil v Sistem optik bekerja pada gelombang infra red atau lebih tinggi v Sinyal diinjeksikan pada satu ujung dengan light emmiting diode (LED) atau semiconductor laser v LED mampu membangkitkan sinyal sampai 300 Mbps, sedangkan laser sampai beberapa gigabit/second. v LED biasanya digunakan pada link jarak pendek atau indoor (misalnya enterprise backbone), sedangkan laser digunakan pada jaringan jarak jauh. SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 6

v Optical fiber cable terdiri dari • Core, serat gelas yang merupakan inti (core). Merupakan media dimana sinyal dalam gelombang cahaya ditransmisikan. • Cladding, lapisan gelas yang mengelilingi inti. Merupakan reflector • Jacket, merupakan lapisan pelindung. v Lapisan cladding sebagai reflector membuat cahaya berjalan sepanjang core. v Optical fiber cable mampu mentransmisikan sinyal dalam jarak ratusan km. SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 7

Optical Transmission Mode • Ada 3 macam mode transmisi optik – Multi mode, Stepped Index – Multi mode, Graded Index – Single Mode SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 8

Stepped Index • Core memiliki refractive index yang uniform • Gelombang cahaya berjalan sepanjang core, direfleksikan oleh cladding • Dapat menyalurkan beberapa cahaya dengan gelombang yang berbeda (multimode) dapat menyalurkan beberapa channel sekaligus • Diameter core besar (62, 5 micron) Refractive index SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 9

Graded Index • Refractive index dari core berubah secara gradual (makin jauh dari inti makin kecil refractive index) • Gelombang cahaya berjalan sepanjang core, terjadi refraksi • Dapat menyalurkan beberapa cahaya dengan gelombang yang berbeda (multimode) dapat menyalurkan beberapa channel sekaligus • Diameter core besar (62, 5 micron) Refractive index SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 10

Single Mode • Cahaya berjalan sepanjang core tanpa refleksi/refraksi • Menyalurkan hanya satu gelombang cahaya menyalurkan satu channel • Diameter core kecil (9 micron) Refractive index SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 11

Media vs Bandwidth Cable Type Bandwidth Penggunaan Open Wire 0 - 5 MHz Sambungan antar modul dalam perangkat Twisted Pair 0 - 100 MHz • Jaringan lokal telepon • Media transmisi Local Area Network (LAN) Coaxial Cable 0 - 600 MHz • Media transmisi LAN • Jaringan TV kabel Optical Fiber 0 - 1 GHz Jaringan transmisi jarak jauh SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 12

Unguided Transmission Media Sinyal ditransmisikan dengan menggunakan gelombang radio (radio frequency – RF) yang dipancarkan melalui udara (propagasi) propagasi Pemancar (Tx) Penerima (Rx) Terdapat tiga macam propagasi RF • Ground wave propagation • Ionospheric propagation • Line of sight propagation SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 13

Ground Wave Propagation v Gelombang radio merambat mengikuti permukaan bumi v Ground wave propagation terjadi pada frekuensi radio yang rendah (sampai 2 MHz) v Contoh : Pemancar broadcast AM - MW (Amplitude Modulation – Medium Wave) v Jarak jangkauan terbatas SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 14

Ionospheric Propagation v Gelombang radio dibiaskan (refracted) oleh lapisan ionosphere v Terjadi pada frekuensi radio 30 sampai 85 MHz v Karena ketinggian lapisan ionosphere yang dapat berubah-ubah, level penerimaan juga berubah-ubah (fading) v Contoh : Pemancar broadcast AM – SW (Amplitude Modulation – Short Wave), Radio Amatir v Jarak jangkauan lebih jauh SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 15

Line of Sight Propagation v Gelombang radio dipancarkan secara line of sight. Pemancar dan penerima harus saling melihat v Disebut juga space wave atau tropospheric propagation v Jarak jangkauan terbatas oleh lengkung bumi v Terjadi pada frekuensi 3 sampai 30 GHz v Contoh : Radio gelombang mikro, Satelit SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 16

Sistem Transmisi Gelombang Mikro v Sifat : • Line of sight propagation • Frekuensi antara 3 sampai 30 GHz • Bandwidth lebar dapat mentransmisikan sinyal dengan kapasitas yang besar (mis 1250 kanal suara) • Makin tinggi frekuensi makin peka terhadap cuaca (hujan, kabut) v Penggunaan : • Short haul - Menghubungkan dua sistem jaringan (misal hubungan antar LAN) dalam satu metropolitan area - Dapat menggunakan band frekuensi tinggi kapasitas lebih besar, pengaruh cuaca kecil karena jarak pendek • Long haul - Untuk jaringan backbone nasional (long distance network) - Perlu repeater setiap jarak tertentu (mis 50 km) untuk menjaga kondisi line of sight (Microwave Radio Relay System) SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 17

Satellite Communication v Satelit yang mengorbit pada ketinggian 36000 km di atas bumi memiliki angular orbital velocity yang sama dengan orbital velocity bumi. Hal ini menyebabkan posisi satelit akan relatif stasioner terhadap bumi (geostationary), apabila satelit tersebut mengorbit di atas khatulistiwa Arthur C. Clarke Satellite Earth v Pada prinsipnya, dengan menempatkan tiga buah satelit geostationary pada posisi yang tepat dapat mengcover seluruh permukaan bumi. SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 18

Satellite Communication Keuntungan Keterbatasan • Lebih murah dibandingkan dengan menggelar kabel antar benua • Dapat mengcover permukaan bumi yang luas, termasuk daerah terpencil dengan populasi rendah • Meningkatnya trafik telekomunikasi antar benua membuat sistem satelit cukup menarik secara komersial • Keterbatasan teknologi untuk penggunaan antena satelit dengan ukuran dan gain yang besar • Biaya investasi dan asuransi satelit yang masih mahal • Atmospheric losses yang besar untuk frekuensi di atas 30 GHz, membatasi penggunaan frekuensi carrier SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 19

Sat. Com Basic Elements • Satelit (Space Segment) – Fungsi utamanya adalah menerima sinyal dari stasiun bumi dan meneruskannya ke stasiun bumi lain – Komponen satelit • Fuel system • Satellite & telemetry controls • Transponder, termasuk antena, multiplexer dan frequency converter, yang digunakan untuk meneruskan sinyal yang diterima (up link) melalui high power amplifier ke stasiun bumi (down link) • Stasiun Bumi (Ground Station), dengan dua fungsi – Up link • Baseband signal baseband processor up converter high power amplifier parabolic dish antenna satellite – Down link • Satellite antenna low noise amplifier down converter baseband processor baseband SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 20

Uses of Sat. Com • Traditional telecommunication – Jaringan untuk layanan telekomunikasi antar regional/negara – Layanan semacam ini biasanya dikelola oleh group seperti The International Satellite Consortium (INTELSAT) • Cellular – Memberikan layanan untuk jaringan seluler – Tidak ada pembatasan penggunaan bandwidth dan lokasi • Television signal – Tahun 1960 -an telah digunakan untuk transmisi siaran televisi antara perusahaan penyiaran dengan jaringan afiliasinya – Tahun 1970 -an memungkinkan bagi individu untuk dapat menerima siaran dengan antena penerima C-band – Direct-to-home, dengan diperkenalkannya layanan digital direct broadcast SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 21

Geostartionary Earth Orbit (GEO) • Ketinggian orbit 22, 282 miles (35, 790 km) di atas khatulistiwa terjadi latency/delay 0, 24 detik • Posisi satelit relatif tetap terhadap permukaan bumi • Tiga satelit GEO dapat mengcover seluruh permukaan bumi, kecuali kutub • Transmisi dapat diterima dengan antena tetap • Posisi satelit di orbit harus berjarak minimal 2º satu dengan yang lain hanya 180 buah satelit dapat menduduki orbit SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 22

Low Earth Orbit (LEO) • Dua jenis LEO – Little LEO • Untuk layanan pager, cellular telephone dan location services. • Contoh: Motorola's Iridium – Big LEO • Untuk layanan voice and data broadband • Diharapkan menjadi “internet in the sky” • 300 - 1, 000 miles di atas permukaan bumi latency 20 - 40 millisecond • Konstelasi LEO mahal, dibutuhkan banyak satelit untuk mengcover permukaan bumi • Demand/market: – rural conventional telephone service, – global mobile service, – international broadband service SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 23

Medium Earth Orbit (MEO) • 5000 – 10000 miles di atas permukaan bumi latency 50 – 150 milliseconds • Dapat mengcover area yang lebih luas dali LEO, tapi latency lebih besar • Contoh: TELSTAR, satelit eksperimen yang pertama SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 24

Different Types of Sat. Com System SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2006 -2007 25

Satelit untuk Data Tiga hal yang menyebabkan satelit sulit untuk digabungkan dengan jaringan terrestrial • Latency (propagation delay) – Problem untuk high speed data • Bandwidth yang terbatas – Keterbatasan spektrum radio menyebabkan terbatasnya bandwidth yang dialokasikan untuk sistem satelit • Noise – Kuat sinyal yang diterima receiver makin kecil sebanding dengan kuadrat jarak – Jarak satelit yang sangat jauh menyebabkan sinyal yang diterima sangat lemah S/N rendah SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 26

Electromagnetic spectrum SM 241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2007 -2008 27