teknik modulasi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Inovasi di dalam teknologi telekomunikasi berkembang dengan cepat dan selaras dengan perkembangan karakteristik masyarakat modern yang memiliki mobilitas tinggi, mencari layanan yang fleksibel, serba mudah dan memuaskan dan mengejar efisiensi di segala aspek.Seiring dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, menyebabkan sektor–sektor industri semakin banyak yang menggunakan fasilitas atau peralatan dengan teknologi yang canggih guna mendapatkan hasil yang optimal dan efisien.

Aktifitas kehidupan sehari-hari banyak tergantung dari penggunaan informasi. Bentuk-bentuk informasi adalah beraneka ragam, antara lain dalam bentuk bahasa lisan, tertulis atau data tertulis/gambar. Informasi bisa diolah,disimpan dan disalurkan. Teknologi-teknologi baru telah dikembangkan untuk melakukan hal-hal tersebut. Salah satu sarana yang paling penting dalam penyaluran informasi adalah dengan mengkonversikan informasi ke dalam bentuk sinyal listrik dan mentransmisikannya dalam jangkauan jarak tertentu menggunakan suatu media komunikasi.

Modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain. Parameter yang diubah tergantung pada besarnya modulasi yang diberikan.Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal yaitu sinyal pemodulasi yang berupa sinyal informasi yang dikirim, dan sinyal carrier dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan.

Modulasi memiliki dua macam jenis, yaitu modulasi sinyal analog dan modulasi sinyal digital. Contoh modulasi sinyal analog adalah Frequency Modulation (FM) dan Amplitude Modulation (AM). Sementara modulasi sinyal digital antara lain Amplitude Shift Keying (ASK), Phase Shift Keying  (PSK), danFrequency Shift Keying (FSK).

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas maka dapat dirumuskan masalahnya adalah bagaimana sistem modulasi digital serta apa saja keuntungan dan kekurangan dari sistem tersebut.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan tugas ini adalah untuk memahami sistem modulasi digital, beserta keuntungan dan kerugiannya.

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat dari penulisan tugas ini diharapkan dapat menjadi acuan dalam perkembangan teknologi telekomunikasi khususnya teknologi modulasi dimasa depan.

1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Dalam penulisan tugas ini permasalahan hanya dibatasi pada sistem modulasi digital, beserta keuntungan dan kerugiannya.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika pembahasan dibagi menjadi beberapa bab, yaitu sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan,manfaat, serta ruang lingkup dan batasan masalah.

BAB II PEMBAHASAN

Dalam pembahasan ini meliputi teori-teori yang berhubungan dengan permasalahan modulasi yang dibahas serta teori-teori pendukungnya.

BAB III PENUTUP

Bab ini berisikan kesimpulan dan saran.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sejarah Dan Latar Belakang

Bentuk komunikasi antar makhluk hidup yang paling awal adalah suara,yang dibangkitkan oleh mulut,dan diterima oleh telinga.Apabila jarak antar makhluk yang berkomunikasi tersebut jauh,diperlukan alat bantu berupa sesuatuyang dapat dilihat.Sebagai contoh, pada abad ke dua sebelum Masehi,orang Yunani menggunakan sinyal obor untuk berkomunikasi. Kombinasi dan posisi yang berbeda dari obor tersebut menghasilkan kombinasi huruf -huruf Yunani.Bentuk komunikasi menggunakan obor ini merupakan bentuk awal dari sistim komunikasi data. Suara drum,juga dapat digunakan untuk berkomunikasi dalam jarak jauh.

Pada abad 18,mulai diperkenalkan bendera semaphore untuk menyampaikan komunikasi. Bendera semaphore ini prinsipnya sama dengan nyala obor pada jaman Yunani,yang mengandalkan kemampuan penglihatan.Setiap kombinasi dari bendera semaphore yang dikibarkan menghasilkan kombinasi huruf-huruf Latin.Pemakaian bendera semaphore ini terhalang kendala jarak,dimana semakin jauh jarak antar orang yang berkomunikasi,semakin tidak efisien pemakaian bendera ini.

Pada tahun 1753, Charles Morrison,seorang penemu dari Scotlandia,memperkenalkan sistem transmisi listrik menggunakan satu kabel (plus ground) untuk masing-masing huruf. Pada sistem ini diperlukan sebuah pithball dankertas di sisi terima untuk mencetak hasilnya.

Pada tahun 1835, Samuel Morse memulai bereksperimen dengan Utelegraph, seperti yang kita kenal sekarang. Dua tahun kemudian, pada 1837,telegraph mulai dikenalkan oleh Morse di USA, dan oleh Sir Charles Wheatstonedi Inggris. Telegraph pertama kali dipublikasikan pada tahun 1844, dan mulailah masa komunikasi listrik yang kelak akan menguasai kehidupan manusia.

Skema komunikasi yang dibicarakan di atas dapat dikatakan “digital” secara alamiah. Dikatakan demikian karena hanya ada sejumlah pesan terbatas yang digunakan. Tidak demikian halnya setelah Alexander Graham Bell memperkenalkan telepon pada tahun 1876. Telepon merupakan sistim komunikasi analog.Pesan yang disampaikan dapat tidak terbatas, karena langsung diucapkan dari mulut manusia.Setelah penemuan ini, sistim analog mulai menggantikan sistem “digital” yang telah ada.Bahkan Western UnionTelegraph Company, perusahaan yang tadinya bergerak di bidang telegraph,mulai beralih ke bisnis telepon.

Dibutuhkan waktu beberapa abad lamanya, sebelum teknologi berbalik arah, yaitu sistem digital menggantikan sistem analog. Sejak tahun 1976, sistem komunikasi digital secara perlahan mulai menggantikan dominasi sistem komunikasi analog. Pergantian sistem ini berlangsung cukup pesat sejak ditemukannya komputer dan piranti elektronik solid state.Aplikasi komersial digital dimulai pada tahun 1962, Saat Bell Sistem memperkenalkan sistem transmisi TI, yang menandai awal kebangkitan revolusidigital komersial. Di akhir tahun ini, sekitar 250 rangkaian komunikasi digital telah di-instal.

Pada pertengahan tahun 1976, angka ini melonjak mencapai 3 juta.Suatu perkembangan yang cukup fantastis !.Pada pertengahan 1980 an, ketika sistem komputer merayakan 40tahun keberadaannya, sementara teknologi solid state masih cukup muda, jaringan digital dengan kontrol komputer telah dikomersialkan. Masyarakat informasi telah mencapai level kematangan dalam fase kehidupannya. Akses komunikasi instan, baik dari mobil, pesawat udara, atau dari gelanggang olahraga sekalipun, akan menjadi suatu kenyataan.Dibutuhkan waktu 20 abad lamanya untuk berpindah dari sistim nyala obor ke sistem komunikasi sinyal listrik, untuk mengkomunikasikan data yang sama. Dibutuhkan waktu 20 tahun untuk berpindah dari sistem transmisi data listrik primitif ke sistem komunikasi data lanjutan berkecepatan tinggi. Dan hingga saat ini, perkembangan teknologi masih belum berakhir.

2.2 Modulasi

Modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain. Parameter yang di ubah tergantung pada besarnya modulasi yang diberikan.Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal yaitu sinyal pemodulasi yangderupa dinyal informasi yang dikirim, dan sinyal carrier dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan.Modulasi memiliki dua macam jenis, yaitu modulasi sinyal analog dan modulasi sinyal digital. Contoh modulasi sinyal analog adalah Frequency Modulation (FM) dan Amplitude Modulation (AM).Sementara modulasi sinyal digital antara lain Amplitude Shift Keying (ASK),Phase Shift Keying (PSK),dan Frequency Shift Keying (FSK).

Tujuan dilakukannya proses modulasi antara lain :

1.Untuk memudahkan proses radiasi

a. Pada kanal komunikasi berupa udara, diperlukan antena untuk proses pemancaran/ radiasi dan penerimaan sinyal.

b. Dimensi antena adalah berbanding terbalik dengan frekwensi sinyal yangdipancarkan/diterimanya.

2.Untuk memungkinkan multiplexing

   Jika sebuah media transmisi dapat digunakan oleh beberapa kanal,maka modulasi dapat digunakan untuk menempatkan masing-masing kanal pada wilayah spektrum frekuensi yang berbeda. Contohnya : teknik fdm pada sistem telepon.

3.Untuk mengatasi keterbatasan peralatan.

a. Pembuatan peralatan pengolahan sinyal (signal processing devices) sepertifilter dan amplifier memiliki tingkat kesulitan yang berbeda untuk spectrum frekuensi tertentu.

b. Untuk itu modulasi dapat digunakan untuk menempatkan sinyal informasi ke wilayah spektrum tertentu, dimana pembuatan peralatan pengolahan sinyalnya menjadi paling mudah.

4.Untuk memungkinkan pembagian frekuensi

a. Modulasi memungkinkan beberapa stasiun radio dan televisi untuk melakukan siaran secara bersamaan menggunakan frekuensi sinyal pembawa yang berbeda.Sehingga tidak akan terjadi interferensi antar stasiun.

b. Di sisi penerima, dengan adanya modulasi, maka dapat dilakukan pemilihan terhadap stasiun siaran yang memang ingin di dengarkan/ditonton.contohnya: siaran radio dan televisi.

5.Untuk mengurangi pengaruh noise dan interferensi

a. Pengaruh noise dan interferensi tidak dapat seluruhnya dihilangkan darisistem komunikasi.

b. Namun dimungkinkan untuk menekan pengaruh gangguan tersebut denganmenggunakan teknik modulasi tertentu.

c. Sehingga penggunaan teknik modulasi secara umum akan menyebabkanbandwidth transmisi yang lebih besar dari bandwidth sinyal informasinya.

2.3 Modulasi Digital

Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi).Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio).

Pada dasarnya system modulasi digital ada 3 macam, yaitu amplitude shift keying (ASK), frequency shift keying (FSK), dan phase shift keying (PSK).Ketiga Tetapi dalam perkembangan selanjutnya muncul berbagai teknik kombinasi misalnya dengan mengkombinasikan antara modulasi amplitudo dan fase, maka munculah teknik amplitude phase keying (APK) yang selanjutnya lebih dikenal sebagai quadrature ampitude modulation (QAM).

       Gambar Sinyal modulasi ASK, FSK, dan PSK

2.3.1 Amplitude Shift Keying

Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubah-ubah amplitudo.

 Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya.

Oleh sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja.Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-bentuk gelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan tepat menjadi level ambangnya.

Pada sisi lain,pembangkitan gelombang AM dapat dilakukan dengan dua pendekatan berbeda. Pertama adalah dengan membangkitkan sinyal AM secara langsung tanpa harus dengan membentuk sinyal base band.Sehingga dalam kasus biner,generator harus mampu memformulasi satu dari dua sinyal gelombang AM yang mungkin.Teknik ini lebih dikenal dengan amplitude shift keying (ASK),yang secara langsung menyiratkan arti sebuah terminologi yang menggambarkan suatu teknik modulasi digital.Yang kedua dengan menggunakan sinyal baseband  untuk memodulasi amplitudo suatu sinyal carrier yang dalam hal inimerupakan sinyal sinusoida (baik cos maupun sinus),seringkali ini dikenali sebagai AM analog dengan informasi dalam bentuk digital. Anda jangan sampai salah persepsi, kedua teknik ini merupakan pembangkitan gelombang AM untuk mentransmisi informasi digital. Untuk selanjutnya keduanya kita ketahui sebagai dua bentuk pembentukan ASK atau lebih kita pahami sebagai AM digital.Perhatikan sebuah situasi dimana sinyal baseband yang ditransmisi memiliki dua kemungkinan nilai informasi yaitu antara nol (0) dan satu (1).Karena kemungkinan nilai informasinya tersusun dari dua keadaan tersebut maka selanjutnya sistem ini kita kenal dengan binary ASK atau kadang lebih disukai dengan menyebutnya sebagai BASK yang merupakan singkatan dari binary amplitude shift keying .

Bentuk sinyal termodulasi dalam hal ini dapat didekati dengan sebuahpersamaan matematik:

v (t) = Vc/2 [1 + mvm(t )]cos(2ωc )                                                                                 (2-1)

dimana:

Vc= amplitudo sinyal carrier v 

m = sinyal pemodulasi yang bernilai 1 atau 0

m = indek modulasi ωc = 2pf

c = frekuensi carrier dalam nilai radiant

2.3.2 Frequency Shift Keying

Frequency-shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi. Merupakan bentuk modulasi frekuensi dimana sinyal modulasinya mengubah frekuensi output di antara nilai sebelum ditentukan. Biasanya, frekuensi instan diubah di antara dua nilai diskret yang dibatasi frekuensi tanda dan frekuensi ruang. Bentuk fase FSK yang kontinus yang ada merupakan tidak ada kelanjutan fase pada sinyal dimodulasi. Frequency shift keying (FSK) merupakan sistem modulasi digital yang relatif sederhana, dengan kinerja yang kurang begitu bagus dibandingkan system PSK atau QAM. FSK biner adalah sebuah bentuk modulasi sudut dengan envelope konstan yang mirip dengan FM konvensional, kecuali bahwa dalam modulasi FSK, sinyal pemodulasi berupa aliran pulsa biner yang bervariasi diantara dua level tegangan diskrit sehingga berbeda dengan bentuk perubahan yang kontinyu pada gelombang analog.

Bentuk dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam variasi /deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More atau Less (High atau Low, hMark atau Space). Tentunya untuk deteksi (pengambilan kembali dari kandungan Carrier atau proses demodulasinya) akan lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error rate) sangat minim/kecil.

Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).

2.3.3 Phase-shift Keying (PSK)

Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa. Metoda ini merupakan suatu bentukug modulasi fasa yang memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital.Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima.

Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fasa yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fasa yang ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi).Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih sistem modulasi PSK.

PSK digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.merupakan skema modulasi digital modulation yang memberikan data dengan mengubah, atau memodulasi, fase sinyal referensi (gelombang karier). Fase diubah mewakili sinyal data. Ada dua cara dasar menggunakan fase sinyal:

-          Dengan melihat fase itu sendiri sebagai pengubah informasi, dimanan demodulator harus memiliki sinyal referensi untuk membandingkan perlawanan fase dari sinyal yang diterima; atau

-          Dengan melihat perubahan fase sebagai informasi pengubah — skema diferensial, beberapa tidak membutuhkan karier referensi.

2.4  Keuntungan dan Kerugian Komunikasi Digital

2.4.1 Keuntungan Komunikasi Digital

a.Error hampir selalu dapat dikoreksi.

b.Mudah menampilkan manipulasi sinyal (seperti encryption).

c.Range dinamis yang lebih besar (perbedaan nilai terendah terhadap tertinggi  dapat  dimungkinkan)

2.4.2. Kerugian Komunikasi Digital :

a.Biasanya memerlukan bandwidth yang lebih besar.

b.Memerlukan sinkronisasi.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Beradasarkan uraian tentang sistem modulasi digital yang telah tersebut di atas, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.Modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain.Parameter yang diubah tergantung pada besarnya modulasi yang diberikan.Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal yaitu sinyal pemodulasi yang berupa sinyal informasi yang dikirim, dan sinyal carrier dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan.

2.Modulasi memiliki dua macam jenis, yaitu modulasi sinyal analog danmodulasi sinyal digital. Contoh modulasi sinyal analog adalah Frequency Modulation (FM) dan Amplitude Modulation (AM). Sementara modulasi sinyal digital antara lain Amplitude Shift Keying (ASK),Phase Shift Keying (PSK),danFrequency Shift Keying (FSK).

DAFTAR PUSTAKA

Bostian , Charles.W., Krauss, Herbert.L.1990.

Teknik Radio Benda Padat.Dodd, AZ. 2002.

The Essential Guide to Telecommunications (PanduanPokok untuk Telekomunikasi)

. Yogyakarta: Andi.Idris, Kamal., Roddy, Dennis., Coolen, John.1992.

Komunikasi Elektronika.Jakarta : Erlangga K. Sham Shanmugam,

Digital And Analog Communication System, Johnwiley & Sons.1994Roger L.Freeman, 1984.

Telecomunication Transmission Hand Book, JohnWiley & Sons.Shigeki Shoji, Suhana.1994.

Buku Pegangan Teknik Telekomunikasi.Jakarta :PT. Pradnya Paramitha.Stallings, W. 2001.

Komunikasi Data dan Komputer . Jakarta: SalembaTeknika.