DEFENISI DAN PRINSIP DASAR TELEKOMUNIKASI

I.       Definisi & Prinsip Dasar Telekomunikasi

I.1     Definisi Telekomunikasi

Pengertian dari kata Telekomunikasi dapat dilihat sebagai berikut :

Tele                      :   jauh

Komunikasi         : penyampaian informasi atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya.

Telekomunikasi   :   penyampaian informasi atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya yang berjarak jauh.

Berdasarkan pengertian tersebut bagaimanakah jika ada hubungan komunikasi namun berjarak dekat, apakah dapat disebut dengan telekomunikasi. Juga apakah jika ada komunikasi jarak jauh seperti orang yang berteriak disebut telekomunikasi?

Sehingga  definisi sesungguhnya dari telekomunikasi adalah :

Telekomunikasi   :  penyampaian informasi atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya dengan mempergunakan bantuan peralatan khusus.

Contoh: Telepon, TV dsb

Disini terlihat bahwa hubungan itu tidak harus jauh (meskipun ada perkataan TELE) dekatpun bisa. Tidak harus berupa peralatan khusus (listrik) lainnyapun bisa. Contoh: asap, bendera, genderang, dsb.

Selain itu, harus pula dapat dibedakan antara telekomunikasi dengan komunikasi walaupun keduanya saling berhubungan. Perbedaannya dapat dilihat dari ilmu pengetahuan yang mempelajarinya.

Ilmu Pengetahuan tentang Telekomunikasi : ilmu yang mempelajari tentang penyampaian informasi dengan bantuan peralatan listrik.

Ilmu Pengetahuan tentang Komunikasi   : ilmu yang mempelajari seluruh aspek penyampaian informasi.

I.2      Konsep Dasar Telekomunikasi

One Way System                    : dimana kedua belah pihak salah satu dapat saling berbicara atau mendengar.

Contoh : baby alarm

Two Way System                   : dimana kedua belah pihak dapat saling berbicara dan mendengar.

Cara Kerja : Suara diubah menjadi sinyal listrik oleh micropon, sinyal-sinyal ini disalurkan melalui kabel, diperkuat oleh amplifier dan diubah kembali menjadi suara yang dipancarkan oleh loudspeaker.

Masalah-masalah yang timbul pada telekomunikasi :

1.     Masalah terminal

2.     Masalah transmisi

3.     Bagaimana menyambungkan terminal-terminal tersebut dan bagaimana mengontrol atau mengendalikan penyambungan dari terminal-terminal tersebut.

                  

Prinsip Dasar dari Telekomunikasi : dua buah terminal yang dihubungkan oleh saluran transmisi.

          I.3      Jaringan Telekomunikasi

Jaringan telekomunikasi terdiri dari bermacam-macam bentuk tergantung dari :

-         Terminalnya

-         Macam informasinya

Jaringan telekomunikasi terbesar didunia adalah Telepon, karena memerlukan banyak switching dan terminal.

Bentuk dasar dari jaringan telekomunikasi :

-         Jaringan mata jala

-         Jaringan bintang

Jaringan Mata Jala

Terbagi atas dua jenis :

-         Jaringan  sebuah mata jala (single mesh network)

Suatu bentuk jaringan dimana jumlah salurannya diantara terminal dikurangi seminimal mungkin, hingga menjadi8 satu mata jala saja.

     

Jumlah seluruh saluran (b) pada jaringan bentuk ini :

-          Jaringan  mata jala penuh  (fully mesh network)

Setiap terminal disambungkan langsung dengan terminal lainnya.

      

                      Jumlah seluruh saluran pada jaringan bentuk ini :

b = ½ n (n – 1)

-         Jaringan  bintang  (star network)

Disini jumlah saluran berkurang menjadi sama dengan:

b =  n – 1

BAB II   Informasi

Sistem telekomunikasi dibatasi kemampuannya oleh:

1.     Power dari signal yang tersedia

2.     Latar belakang noise yang tidak dapat dielakkan

3.     Keharusan membatasi bandwidth

Sebelum tahun 1940 penelitian mengenai telegrafi dilakukan oleh Nyquist dan Hartley.

Setelah Perang Dunia II dilakukan oleh :

1.     Nobert Wiener (1949)

Telah mengembangkan konsep baru yang sampai sekarang masih tetap dipakai.

Wiener meneliti dengan cara : Jika diketahui suatu signal kemudian ditambahkan dengan noise yang ada, lalu bagaimanakah kita memperkirakan keadaan signal tersebut pada waktu sebelum dan sesudah diterima.

Penelitian ini dilakukan pada ujung penerima saja. Teori ini disebut sebagai  “Detection Theory”.

2.     Claude Shannon  (1948)

Bekerja sesuai dengan prinsip dari komunikasi, dimana signal processing dapat terjadi baik pada penerima maupun pada pengirim.

Shannon meneliti dengan cara :  Jika diketahui suatu berita, lalu diteliti bagaimana berita tersebutdapat terwakilkan sedemikian rupa sehingga dapat membawa informasi melalui suatu sistem yang diberikan dengan keterbatasan-keterbatasannya.

Dengan cara ini yang dipentingkan bukan signalnya, melainkan informasinya yang terkandung didalam signal tersebut.

Pendekatan ini disebut sebagai  “Teori Informasi”.

Teori informasi adalah suatu pelajaran matematik yang terbagi menjadi 3 bagian konsep dasar, yaitu:

1.     Pengukuran dari informasi

2.     Kapasitas saluran komunikasi untuk menyalurkan informasi

3.     Penyandian (coding) sebagai cara untuk mendayagunakan saluran agar dapat berkapasitas penuh.

   2.1   Simbol dan Nilai Informasinya

Teori informasi mendapatkan penghargaan yang layak setelah diterbitkannya makalah dari E.C Shannon yang berjudul “A Mathematical Theory Of Communication” pada tahun 1948 yang memberikan standard performansi yang absolut serta faktor-faktor yang membatasi performansi tersebut.

Usaha untuk mengukur kwantitas yang terkandung dalam suatu informasi/berita dikemukakan oleh R.V Hartley pada tahun 1928 yang menyarankan agar kwantitas ini dikaitkan dengan kemungkinan terjadinya berita. Berita yang sudah pasti akan terjadi, pasti bukan merupakan berita lagi, sehingga nilai informasinya sama dengan nol.

Informasi diwakili oleh simbol-simbol, dimana jika  “p” adalah kemungkinan terjadinya suatu simbol maka nilai informasinya didefinisikan sebagai berikut:

Menurut Hartley:

- log p    [Hartley]

Menurut Shannon:

-log₂ p  [bit]

2.2    Entropy Sumber Berita

Jika suatu sumber berita menghasilkan dua simbol dengan kemungkinan masing-masing p₁ dan p₂ .

(dimana p₁ + p₂  = 1), maka nilai informasinya rata-rata per simbol dapat dihitung dengan mengambil suatu berita yang panjangnya  “N” simbol dan menghitung seluruh nilai informasinya yang dikandungnya sebagai berikut:

Simbol	Jumlah Simbol Dalam Berita	Nilai Informasi Setiap Simbol	Jumlah Nilai Informasi
I	Np1	- log2 p1	- Np1 log2 p1
II	Np2	- log2 p2	- Np2 log2 p2

Dengan demikian, jumlah nilai informasi untuk keseluruhan (N) simbol adalah :

- Np₁ log₂ p₁  -  Np₂ log₂ p₂

Entropy sumber berita didapatkan:

H = - p₁ log₂ p₁ – p₂ log₂ p₂    [Bit/simbol]

Jika sumber berita menghasilkan  ‘n’ simbol yang berbeda dengan kemungkinan masing-masing  p_1,  p₂,……. p_n

H = S - p₁ log₂ p₁

2.3    Kapasitas Saluran

Kalau H adalah entropy sumber berita dan B adalah jumlah simbol yang dihasilkan setiap detik maka ‘source rate’ atau laju volume informasi adalah  HB bit/detik.

Kalau C merupakan kapasitas saluran, yaitu laju informasi maksimum yang dapat ditransmisikan melalui saluran tersebut, maka teori Shannon dapat dirumuskan sebagai berikut :

“ Apabila HB lebih kecil dari C maka dapat dicari suatu cara penyandian sedemikian rupa sehingga informasi dapat ditransmisikan dengan kesalahan yang berarti “.

Shannon dapat merumuskan C jika bandwidth dan S/N saluran diketahui. ( S/N  = Signal to noise ratio yang menentukan kwalitas dari telekomunikasi.

Dalam teori pencuplikan (sampling) disebutkan bahwa saluran yang memiliki bandwidth W Hz sanggup mentransmisikan cuplikan-cuplikan yang frekuensinya 2W cuplikan per detik. Misalkan bahwa setiap cuplikan dapat mengambil salah satu dari m tingkat (level) yang sama kemungkinannya. Saluran tadi, dengan demikian akan sanggup mentransmisikan informasi dengan laju:

C = 2W log₂ m bit/detik

Keterbatasan dalam saluran komunikasi biasanya secara dominan dipengaruhi oleh hadirnya derau. Untuk derau yang yang bersifat putih (white noise) dengan distribusi normal, Shannon telah menurunkan bahwa kapasitas saluran menjadi:

C = W log₂ (1 + S/N)   bit/detik

Dimana W adalah bandwidth saluran dan S/N adalah signal to noise ratio. Secara formal rumus diatas diikat oleh syarat-syarat sebagai berikut ini :

-         Kecepatan maksimum tadi (C) akan menghasilkan kesalahan transmisi yang tak berarti apabila dipakai cara penyandian yang tepat.

-         Teknik penyandian menghendaki agar informasi dikirim dalam blok-blok yang panjang memakai gelombang yang menyerupai derau.

-         Derau dalam saluran bersifat putih dengan distribusi normal.

BAB III  Terminal

Terminal adalah suatu electrical interface antara suatu saluran dengan sumber berita, meskipun interface ini tidak memproduksi signal-signal itu sendiri.

Terminal yang tergantung dari signal  yang akan disalurkan untuk dikirimkan adalah sebagai berikut:

1.     Terminal untul penyaluran signal-signal suara, yaitu:

- Radio penerima

- Telepon

2.     Terminal untuk penyaluran signal-signal tulisan, yaitu:

- Telegrafi

- Teleprinter

3.     Terminal untuk penyaluran signal-signal gambar, yaitu:

- Facsimile

- Televisi

4.     Terminal untuk penyaluran signal-signal data, yaitu:

- Modem

3.1  Terminal untuk Suara

    3.1.1  Radio Penerima

Radio penerima adalah suatu terminal untuk menerima signal-signal suara. Namun dapat juga untuk menerima signal-signal yang berbentuk tulisan, gambar maupun data. Jadi radio penerima juga menerima penyaluran segala macam bentuk signal, karena radio penerima ini dalah suatu peralatan untuk menerima segala macam signal yang dikirimkan melalui udara.

Radio penerima ini harus mempunyai  karakteristik-karakteristik tertentu yang menentukan kwalitas dari radio penerima tersebut. Karakteristik itu adalah :

1.     Sensitivitas

Adalah kemampuan dari suatu radio penerima untuk menangkap signal-signal yang kuat maupun yang lemah sampai didapatkan daya output tertentu (standard) pada output penerima tersebut.

2.     Selektivitas

Adalah kemampuan radio penerima untuk membedakan antara signal yang diinginkan dengan signal-signal lain yang berdekatan. Berarti hanya menerima signal dengan frekwensi band yang tertentu. Selektivitas ini dapat diperbaiki dengan Band Pass Filter.

3.     Fidelitas

Adalah kemampuan radio penerima untuk menjaga keaslian informasi yang dikirimkan oleh pengirim signal.

Pesawat penerima radio siaran dapat digolongkan menjadi dua golongan besar yaitu:

1.     Straight Amplification Receiver

2.     Superheterodyne Receiver

·        Straight Amplification Receiver

Cara kerja:

Gelombang elektromagnetik diterima oleh antena kemudian oleh tuning circuit gelombang yang diperlukan akan dipisahkan atau diseleksi dari gelombang-gelombang lainnya yang tidak diperlukan. TC merupakan suatu rangkaian filter yang frekwensi resonansinya sama dengan frekwensi yang diterima. Karena gelombang yang diterima ini besarnya hanya beberapa mV saja, maka perlu diperkuat oleh Radio Frequency Amplifier,  yang tujuannya selain memperkuat juga meredam gelombang-gelombang lainnya yang datangnya dari pemancar lain yang masih tercampur dalam gelombang tadi. Kemudian gelombang yang masih termodulasi ini oleh Detector di demodulasikan, yaitu dipisahkan antara gelombang yang memodulasikan yaitu informasi yang dikirim dengan gelombang yang dimodulasikan yaitu gelombang pembawa. Setelah gelombang mempunyai frekwensi sebesar audio kemudian diperkuat dengan Audio Frequency Amplifier, yang disalurkan ke Loudspeaker untuk dirubah menjadi gelombang akustik.

Pada sistem ini banyak timbul gangguan-gangguan tidak stabil, sehinnga outputnya juga terdistorsi. Sebagai perbaikan dari sistem ini adalah jenis superheterodyne receiver.

·       

Superheterodyne Receiver

Cara Kerja:

Gelombang diterima oleh antena kemudian diperkuat dahulu oleh  Radio-Frequency Amplifier kemudian dicampur dengan suatu frekwensi f_o di dalam suatu Mixer, maka akan didapatkan superposisi dari f_r   dengan f_o  (oleh karena itu disebut superheterodyne). Hasilnya adalah gelombang dengan frekwensi  baru yaitu f_r  + f_o    dan  f_r  - f_o   disamping f_r   itu sendiri. Gelombang dengan frekwensi f_r  - f_o   ini disebut intermediate frekwensi. Pada IF  akan mendapatkan suatu gelombang yang lebih stabil, yang merupakan modulated wave dengan frekwensi pembawa yang lebih kecil dari f_r.

Sistem ini untuk radio penerima siaran yang mempunyai modulasi amplitudo (AM) sedangkan jika modulasinya adalah Frequency Modulation (FM) maka pada dasarnya hampir sama seperti pada blok diagram dibawah ini:

Dibandingkan dengan radio penerima siaran untuk AM, maka radio penerima siaran untuk FM mempunyai tambahan komponen yaitu limiter dan pemakaian discriminator frekwensi sebagai ganti dari discriminator amplitudo limiter untuk membatasi perubahan tegangan yang timbul oleh bermacam-macam hal misalnya interface dan internal receiver noise. Selain itu perbedaan-perbedaan yang lain adalah jumlah IF amplifier pada FM biasanya lebih banyak karena signalnya disini lebih lebar dibandingkan AM.

3.1.2   Telepon

Telepon adalah suatu bentuk terminal untuk menerima dan mengirimkan signal suara atau  signal yang berbentuk gelombang akustik. Batas  frekwensi  suara manusia adalah dari 300 Hz – 3,4 KHz. Amplitudo menentukan kekerasan suara atau loudness. Kekerasan suara adalah besarnya kebisingan suara yang diakibatkan oleh amplitudo dari suara itu sendiri yang ditangkap oleh telinga manusia. Satuan unit untuk menentukan kekerasan suara ini adalah sone. Dimana 1 sone didefinisikan sebagai kekerasan suara dari tone dengan frekwensi 1000 Hz pada level intensitas suara 40 dB. Kekerasan suara sebesar 0,0001 sone atau 1msone adalah batas ambang pendengar manusia. Selain itu dipakai juga satuan Phon. Dimana 1 phon adalah level kekerasan suara untuk suatu tone dengan frekwensi 1000 Hz pada level  intensitas suara 1 dB.

Level kekerasan suara (Loudness Level) :

LL = 10 log I /10^-12    phon

Dimana I = intensitas suara dalam watts/m².

·        Tranducer

Tranducer adalah alat untuk mengubah suatu bentuk gelombang menjadi suatu bentuk lainnya yang tertentu yang sesuai dengan kebutuhan. Pada sistem telepon, tranducernya adalah electro-accoustical tranducer yaitu alat yang mengubah gelombang akustik menjadi gelombang listrik dan sebagainya. Tranducer pada sistem telepon dibagi dua yaitu :

-         Mikropon :  tranducer yang mengubah gelombang akustik menjadi gelombang listrik.

-         Telepon :  Tranduceryang mengubah gelombang listrik menjadi gelombang akustik.

·        Mikropon

Dilihat dari prinsip kerjanya maka macam-macam mikropon misalnya :

-         Mikropon arang

-         Mikropon kondensator

·        Telepon

Dilihat dari prinsip kerjanya, maka ada bermacam-macam telepon, misalnya:

-         Elektro magnetis

Jika arus listrik dari mikropon mengalir ke magnet kumparan, medan magnet akan dibangkitkan yang menimbulkan gaya yang akan menarik membran. Getaran membran ini akan memproduksi gelombang suara.

-         Elekro dinamis

Prinsip kerjanya yaitu dengan adanya arus listrik yang berubah menyebabkan perubahan medan listrik yang akan berinteraksi dengan magnet permanen. Sehingga membran keluar dan kedalam sesuai dengan frekwensi dari arus listrik yang diberikan dan akan menimbulkan getaran akustik dari membran

3.2  Terminal untuk Tulisan

Terminal untuk tulisan informasi yang dikirimkan dan yang diterima berbentuk tulisan atau huruf-huruf. Tiap-tiap huruf-huruf diwakili oleh kombinasi dari simbol-simbol tertentu.

3.2.1   Telegrafi

Sistem telegrafi diwakili oleh kode-kode yang dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

·        Kode Morse

Merupakan kombinasi dari kedua elemen-elemen titik-titik dan garis-garis.

·        Kode Undulator

Kode ini dikembangkan untuk komunikasi yang menggunakan kabel laut. Kode ditentukan dengan plus, minus, dan nol sertamempunyai kombinasi yang sama dari arus-arus panjang dan pendek seperti kode morse.

·        Kode Telegrap Printing

Kode ini digunakan oleh teleprinter.

·        Kode Transmisi Data

Kode ini dipakai untuk transmisi data. Kode transmisi data seperti ASCII, BCD, EBCDIC.

Sistem pengiriman informasi yang dipakai di Amerika Serikat dan beberapa hasil industri adalah sebagai berikut:

·        Full Duplex

Jika ada kemungkinan pengiriman kedua belah arah secara bersamaan.

·        Half Duplex

Jika ada kemungkinan pengiriman kedua arah akan tetapi pada satu saat hanya dapat mengirim ke satu arah saja.

·        Simplex

Jika hanya dapat mengirim kesatu arah saja.

Dari kode morse yang dikirimkan, telegrafi dapat dibagi menjadi dua macam yaitu :

·        Telegrafi arus searah

·        Telegrafi arus bolak-balik

3.2     Terminal untuk Gambar

Terminal untuk gambar dapat dibagi menjadi dua bagian besar yaitu:

-         Gambar diam

-         Gambar bergerak

3.3.1    Facsimile

Prinsip kerja dari pengiriman gambar diam dari facsimile adalah:

Cara Kerja:

Gambar yang akan dikirim ditempelkan mengelilingi sebuah drum D. Sumber cahaya yang melewati lensa akan menyinari gambar tersebut.

Refleksi sinar ini akan diterima oleh PEC (Photo Electric Cell). Dengan berputarnya Drum, sinar direfleksikan akan berubah-ubah intensitasnya sesuai warna gambar yang disinari. Arus dari photocell akanberubah-ubah sesuai dengan perubahan intensitas yang diterima. Seluruh bagian gambar akan kena diraba (scanning).

3.2.2    Televisi

Prinsip dasar dari facsimile kemudian dikembangkan menjadi prinsip dasar dari sistem televisi. Bedanya ialah pada televisi gambar yang dikirimkan adalah gambar bergerak.

Untuk menimbulkan kesan “gambar hidup”, maka diperlukan pergantian gambar sebanyak 25 gambar perdetik detik.  Jadi satu gambar mempunyai waktu diperlihatkan selama 1/25 detik. Pada televisi sinkronisasi juga sangat penting untuk mensinkronisasikan waktu kecepatan dan fasa dari perabaan.

Komponen dasar pemancar dan penerima televisi

Blok diagram dari pemancar televisi :

          Pulsa-pulsa sinkronisasi yang diberikan ke sinyal gambar (video) juga diperlukan untuk dasar waktu bagi proses perabaan yang dipakai pada camera.

Dua buah gelombang pembawa berfrekwensi radio (radio frequency carrier), dipergunakan untuk dimodulasikan oleh sinyal suara dan untuk dimodulasikan oleh sinyal gambar.  Kedua gelombang pembawa yang sudah dimodulasikan ini kemudian disatukan sebelum dipancarkan lewat antena pemancar.

Blok diagram dari penerima televisi :

Filter dan amplifier disambungkan dengan antena yang merupakan tuned circuityang gunanya untuk memilihchannel pemancar yang dibutuhkan.

Sinyal radio frekwensi diproses didalam demodulator yang terdiri dari tiga macam sinyal yaitu:

1.        Sinyal suara yang kemudian diperkuat dan disalurkan ke loudspeaker.

2.        Sinyal gambar, yang sesuai dengan output dari camera, yang dipergunakan untuk mengendalikan arus pada electron beam dari cathode ray tube (CRT)

3.        Pulsa-pulsa sinkronisasi yang dipisahkan dari sinyal gambar dan dipergunakan untuk mengendalikan oscilator yang berhubungan dengan proses perabaan.

3.4           Terminal untuk Data

Sesuai dengan namanya maka informasi yang dikirimkan berupa data-data. Data-data ini dapat berupa tulisan, grafik maupun gambar-gambar. Pada terminal untuk data, informasi yang dikirimkan akan diproses atau diolah sehingga akan diterima oleh terminal yang dituju adalah hasil dari pengolahan atau pemrosesan informasi. Pusat pengolahan data dapat disebut juga dengan komputer. Konfigurasinya dapat terlihat sebagai berikut:

Blok diagram tersebut dapat diperinci lagi, dimana komputer itu terdiri dari bagian-bagian lainnya, seperti dibawah ini:

·        Main Storage adalah suatu ingatan utama yaitu untuk menyimpan segala macam informasi yang diperlukan untuk mengolah data.

·        Ingatan utama ini dapat dibantu oleh ingatan tambahan yang disebut dengan auxiliary storage, dan ini dapat berupa pita magnetik, piringan (disk) dan sebagainya.

·        CPU adalah otak dari sistem komputer ini, yaitu suatu alat yang menghitung dan memproses informasi yang masuk maupun yang disimpan dalam storage yang disebut diatas.

·        Control Unit adalah suatu unit untuk mengatur atau mengendalikan urutan tugas didalam sistem ini.

·        Input/Output ini adalah yang disebut sebagai terminal dari data.