komunikasi data BAB4 MEDIA TRANSMISI

4.1 Media Transmisi Terpandu

Untuk media transmisi terpandu, kapasitas transmisi, baik dalam bentuk kecepatan data maupun bandwidth, sangat bergantung pada jarak dan pada apakah media-media tersebut adalah titik-ke-titik atau multititik. Tiga media terpandu yang umum digunakan untuk transmisi data adalah :

1. Twisted pair
2. Kabel koaksial, dan
3. Serat optik

4.1.1 Twisted Pair

- Disekat secara terpisah

- Digulung bersama-sama

- Seringnya “membundel” dalam kabel

- Biasanya dipasang dalam gedung selama konstruksi

Twisted pair adalah media transmisi yang paling hemat dan paling banuak digunakan.

A. Deskripsi Fisik

Sebuah twisted pair terdiri dari dua kawat tembaga berisolasi yang disusun dalam suatu pola spiral beraturan. Pasangan kawat bertindak sebagai link komunikasi tunggal.Biasanya, sejumlah pasangan ini dibundel menjadi satu dalam sebuah kabel dengan cara membungkus mereka dalam selubung yang kuat. Pada jarak yang cukup jauh, kabel mungkin mengandung ratusan pasangan. Gulungan tersebut cenderung mengurangi interferensi crosstalk antara pasangan yang saling berdekatan dalam suatu kabel. Pasangan yang saling berdekatan dalam suatu bundel umumnya memiliki panjang gulungan yang berbeda yang bervariasi dari 5-15 cm. Kabel-kabel dalam suatu pasangan memiliki ketebalan 0,4-0,9 mm.

B. Aplikasi

Sejauh ini, media transmisi terpandu yang paling umum untuk sinyal analog dan digital adalah twisted pair. Media ini adalah media yang paling sering digunakan dalam jaringan telepon dan merupakan penopang beban komunikasi dalam sebuah gedung.

C. Karakteristik Transmisi

Twisted pair dapat digunakan untuk mentransmisikan, baik transmisi analog maupun digital. Untuk sinyal analog, dibutuhkan amplifier kira-kira setiapp 5-6 km. Untuk transmisi digital (baik sinyal analog maupun digital), repeater dibutuhkan kira-kira 2-3 km.

Twisted pair terdiri dari 2 jenis, yaitu :

1. Twisted pair tak terlindung (unshielded twisted pair-UTP)

UTP adalah kabel telepon biasa, gedung-gedung perkantoran, pada umumnya, mengalami kelebihan twisted pair tak terlindung, lebih dari yang dibutuhkan untuk penyokong telepon sederhana. Jenis ini merupakan yang termurah dari semua jenis media transmisi yang umum digunakan untuk LAN mudah ditangani serta mudah untuk diinstal.

1. Twisted pair terlindung (shielded twisted pair-STP)

STP adalah subjek untuk gangguan elektromagnetik eksternal, termasuk gangguan dari twisted pair yang berdekatan dan noise dari lingkungan. STP memberikan kinerja yang lebih baik pada kecepatan data yan lebih tinggi. STP lebih murah dan lebih sulit ditangani dibandingkan dengan UTP.

4.1.2 Kabel Koaksial

1. A. Deskripsi Fisik

Kabel koaksial, seperti twisted pair, terdiri dari dua konduktor, tetapi kabel koaksial dikonstruksi secara berbeda, sehingga memungkinkan untuk beroperasi pada jangkauan frekuensi yang lebih luas. Kabel koaksial terdiri dari konduktor silinder berongga bagian luar yang mengelilingi kabel konduktor tunggal bagian dalam. Konduktor bagian dalam tetap pada tempatnya dengan bantuan cincin isolator atau material dielektrik padat yang ditempatkan teratur. Konduktor bagian luar ditutupi dengan selubung atau pelindung. Satu kabel koaksial memiliki diameter dari 1-2,5 cm. Kabel koaksial dapat digunakan pada jarak yang lebih panjang dan menyokong lebih banyak stasiunpada jalur bersama dibandingkan twisted pair.

B. Aplikasi

Kabel koaksial adalah media transmisi serbaguna, digunakan dalam berbagai aplikasi. Hal yan paling penting adalah :

- Distribusi siaran televisi

- Transmisi telepon jarak jauh

- Link sistem komputer jangkauan pendek

- Local Area Network

1. C. Karakteristik

Kabel koaksial memiliki karakteristik yang superior dibandingkan dengan twisted pair dan oleh karena itu dapat digunakan dengan efektif pada frekuensi dan kecepatan data yang lebih tinggi. Oleh karena memiliki pelindung konstruksi yang konsentris, kabel koaksial jauh tidak rentan dengan gangguan dan crosstalk dibandingkan dengan twisted pair. Hambatan-hambatan dalam kinerja adalah atenuasi, thermal noise, dan intermodulation noise. Untuk transmisi jarak jauh dari sinyal-sinyal analog, amplifier dibutuhkan di setiap beberapa kilometer, jika frekuensi yang digunakan lebih tinggi maka jarak yang dibutuhkan juga lebih dekat. Spektrum yang dapat digunakan untuk pensinyalan analogmeluas hingga sekitar 500 MHz. Untuk pensinyalan digital, repeater dibutuhkan tiap kilometer atau lebih dekat lagi jika kecepatan data lebih tinggi.

4.1.3 Serat Optik

A. Deskripsi Fisik

Serat optik itu tipis (2-125 µm), media fleksibel yang mengarahkan sinar optik. Berbagai kaca dan plastik dapat digunakan untuk membuat serat optik. Kerugian paling rendah dapat diperoleh dengan menggunakan serat ultrapure fused silica. Serat ultrafure sulit diproduksi; jenis lainnya adalah serat kaca highe-loss multicomponent yang memiliki kehilangan yang lebih besar tetapi lebih ekonomis dan tetap dapat menyediakan kinerja yang baik. Serat plastik bahkan lebih murah dan dapat digunakan untuk link muatan pendek, dengan tingkat kehilangan yang masih dapat diterima.

B. Aplikasi

Serat optik telah banyk digunakan dalam telekomunikasi jarak jauh, dan digunakan di aplikasi militer terus meningkat. Peningkatan yang terus-menerus dalam kinerja dan penurunan harganya, disertai dengan keuntungan mendasar dari serat optik, telah membuatnya semakin menarik untuk jaringan area lokal.Lima kategori dasar dari aplikasi telah menjadi penting untuk serat optik :

1. Long-haul trunk
2. Metropolitan trunk
3. Rural exchange trunk
4. Subcriber loop
5. Local area network

C. Karakterisitik Transmisi

Serat optik mentransmisikan sbuah sinar sinyal yang dikodekan dengan cara refleksi internal total. Refleksi internal total dapat terjadi dalam media transparan apa pun yang memiliki indeks refraksi yang lebih tinggi dibandingkan media sekitarnya. Efeknya, serat optik bertindak sebagai pemandu gelombang (waveguide) untuk frekuensi dalam jangkauan 10¹⁴-10¹⁵ Hertz; ini meliputi porsi spektrum inframerah dan spektrum tampak.

4.2 Transmisi Nirkabel

Tiga jangkauan umum frekuensi merupakan perhatian kita dari transmisi nirkabel. Frekuensi-frekuensi dalam jangkauan sekitar 1-40 GHz mengacu sebagai frekuensi gelombang radio. Pada frekuensi ini, sinar searah yang sangat tinggi mungkin dihasilkan, dan gelombang mikro sangat cocok untuk transmisi dari titik-ke-titik. Gelombang mikro juga digunakan untuk komunikasi satelit. Frekuensi-frekuensi dalam jangkauan 30 MHz-1 GHz, cocok untuk aplikasi segala arah. Kita menunjuk jangkauan ini sebagai jangkaun radio.Untuk media tak terpandu, transmisi dan penerimaan dicapai dengan alat sebuah antena. Sebelum melihat pada kategori-kategori khusus dari transmisi nirkabel, kita memberikan sebuah pengenalan singkat mengenai antena.

4.2.1 Antena

Sebuah antena dapat didefinisikan sebagai konduktor elektrik atau sistem konduktor yang digunakan, baik untuk meradiasi energi elektromagnetik maupun mengumpulkan energi elektromagnetik. Antena parabolik reflektif adalah sebuah tipe antena yang penting, yang digunakan dalam gelombang mikro terestrial dan penerapan satelit.. Sebuah parabola adalah lokus/tempat yang jaraknya sama dari sebuah garis tetap dan titik tetap bukan pada garis tertentu. Titik tetap tersebut disebut fokus dan garis tetap disebut direktriks. Bati antena adalah (antenna gain) adalah ukuran keterarahan dari sebuah antena. Bati antena didefinisikan sebagai output daya, pada arah tertentu, berbanding dengan daya yang dihasilkan dari arah manapun oleh sebuah antena segala arah sempurna (antena isotropik). Sebuah konsep yang berkaitan dengan bati antena adalah area efektif dari sebuah antena. Area efektif dari sebuah antena berhubungan dengan ukuran fisik antena dan bentuknya.

4.2.2 Gelombang Mikro Terestrial

A. Deskripsi Fisik

Tipe yang paling umum dari antena gelombang mikro adalah parabolik “piring”. Ukuran umumnya berdiameter sekitar 3 m. Antena pengirim memfokuskan sinar pendek agar mencapai transmisi garis pandanga (line-of-sight) ke antena penerima. Antena gelombang mikro biasanya ditempatkan pada ketinggian tertentu di atas permukaan tanah untuk memperluas jangkauan antarantena dan agar dapat mentransmisikan tanpa adanya penghalang-penghalang. Untuk mencapai transmisi jarak jauh, seperangakat menara pemancar gelombang mikro digunakan, dan link gelombang mikro titik-ke-titik dirangkai bersama pada jarak yang diinginkan.

B. Aplikasi

Kegunaan utama dari sistem gelombang mikro terestrial adalah layanan telekomunikasi long-haul, sebagai alternatif untuk kabel koaksial atau serat optik. Fasilitas gelombang mikro membutuhkan jauh lebih sedikit amplifier atau repeater dibandingkan kabel koaksial pada jarak yang sama, tetapi membutuhkan transmisi garis-pandang. Gelombang mikro biasanya digunakan untuk transmisi suara dan televisi.

C. Karakteristik Transmisi

Transmisi gelombang mikro mencakup porsi yang penting dari spektrum elektromagnetik. Frekuensi-frekuensi umum berada dalam rentang 1-40 GHz. Semakin tinggi frekuensi yang digunakan, semakin tinggi bandwidth potensial dan kecepatan data untuk beberapa sistem umum.

4.2.3 Gelombang Mikro Satelit

A. Deskripsi Fisik

Satelit komunikasi adalah sebuah stasiun relai gelombang mikro. Hal itu digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih transmitter/penerima gelombang mikro berbasis-bumi, dikenal sebagai stasiun bumi, atau ground-station. Satelit menerima transmisi pada satu band frekuensi (uplink), menguatkan dan mengulangi sinyal tersebut, serta mentransmisikan ke frekuensi yang lain (downlink). Satelit yang mengorbit tunggal akan beroperasi pada sejumlah band frekeunsi, disebut dengan kanal transponder, atau singkat transponder.

B. Aplikasi

Berikut ini adalah aplikasi yang penting untuk satelit :

- Distribusi siaran TV

- Transmisi telepon jarak jauh

- Jaringan bisnis pribadi

- Penempatan global

C. Karakteristik Transmisi

Rentang frekuensi terbaik untuk transmisi satelit adalah jangkauan hingga 1-10 GHz, terdapat noise yang signifikan dari sumber-sumber alam, termasuk yang berhubungan dengan galaksi, matahari, dan atmosphere noise (derau atmosfer), serta interfernsi yang dibuat oleh manusia dari berbagai perangkat elektronik. Di atas 10 GHz, sinyal tersebut sangat dilemahkan oleh absorpsi atmosfer dan hujan.

4.2.4 Siaran Radio

A. Deskripsi Fisik

Perbedaan utama antara siaran radio dan gelombang mikro adalah siaran radio ke segala arah sedangkan gelombang mikro ke satu arah. Dengan demikian, siaran radio tidak membutuhkan antena berbentuk piring, dan antena tersebut tidak perlu menjulang kokoh dengan lurus sempurna.

B. Aplikasi Radio

Istilah umum yang digunakan untuk mencakup frekuensi-frekuensi dalam jangkauan 3 kHz-300 GHz. Kita menggunakan istilah informasi siaran radio untuk mencakup VHF dan bagian band UHF; 30 MHz- 1 GHz. Jangkauan ini mencakup radio FM serta televisi UHF dan VHF. Jangkauan ini juga digunakan untuk sejumlah aplikasi jaringan data.

C. Karakteristik Transmisi

Jangkauan 30 MHz-1 GHz itu efektif untuk komunikasi siaran. Tidak seperti kasus untuk gelombang elektromagnetik frekuensi lebih rendah, ionosfer transparan terhadap gelombang radio di atas 30 MHz. Oleh karena itu, transmisi dibatasi hingga jarak pandang, dan tarsmitter yang jauh tidak akan menggangggu satu sama lain karena pantulan dari atmosfer. Tidak seperti frekuensi tinggi dari wilayah gelombang mikro, siaran radio lebih tidak sensitif terhadap atenuasi dan curah hujan.

4.2.5 Inframerah

Komunikasi inframerah dicapai dengan menggunakan transmitter/penerima (transceiver) yang memodulasi cahaya inframerah tidak koheren. Transceiver harus beraada dalam jalur pandang satu sama lain, baik secara langsung maupun melalui pemantulan dari permukaan berwarna terang seperti langit-langit ruangan. Perbedaan penting dari transmisi inframerah dan gelombang radio adalah inframerah tidak menembus dinding. Jadi, permasalahan pengamanan dan interferensi yang ditemukan dalam sistem gelombang mikro tidak akan ditemukan di sini. Selain itu, tidak ada isu alokasi frekuensi pada inframerah karena tidak ada perizinan yang dibutuhkan.

4.3 Perambatan Nirkabel

4.3.1 Perambatan Gelombang Bumi

Perambatan gelombang bumi kurang lebih mengikuti kontur bumi dan dapat menyebar pada jarak yang cukup jauh, melampaui cakrawala visual. Efek ini ditemukan dalam frekuensi-frekuensi hingga sekitar 2 MHz. Beberapa faktor meliputi kecenderungan gelombang elektromagnetik dalam band frekuensi ini mengikuti lekukan bumi. Contoh yang paling terkenal dari komunikasi gelombang bumi adalah radio AM.

4.3.2 Perambatan Gelombang Angkasa

Perambatan gelombang angkasa digunakan oleh radio amatir, radio CB, dan siaran international seperti BBC dan Voice of America.

4.3.3 Perambatan Line of Sight

Di atas 30 MHz, bukan perambatan ground wave maupun gelombang angkasa yang beroperasi, maka komunikasi pasti dilakukan oleh garis pandang (line of sight). Untuk komunikasi satelit, sinyal di atas 30 MHz tidak dipantulkan oleh ionosfer dan oleh karena itu suatu sinyal dapat ditransmisikan antara stasiun bumi dan tambahan sateli yang tidak melebihi cakrawala.

4.4 Transmisi Garis Pandang (Line of Sight)

4.4.1 Rugi pada Ruang Bebas

Untuk komunikasi nirkabel apa pun dari sinyal menyebar dengan jarak. Oleh karena itu, semakin jauh sebuah antena tetap dengan antena penerima, semakin lemah daya sinyal diterimanya. Untuk komunikasi satelit ini adalah mode utama dari kehilangan sinyal. Meskipun tidak ada sumber lain dari atenuasi atau kerusakan yang diasumsikan, sinyal yang ditransmisikan akan melemah sepanjang jarak yang ditempuh karena sinyal tersebut telah tersebar pada area yang semakin luas. Bentuk atenuasi ini dikenal sebagai rugi pada ruang bebas.

4.4.2 Absorpsi Atmosferis

Rugi tambahan antara antena transmisi dan penerima adalah absorpsi atmosferis. Uap air dan oksigen berkontribusi paling banyak terhadap atenuasi. Atenuasi tertinggi terjadi di sekitar 22 GHz.

4.4.3 Multijalur

Bagi fasilitas-fasilitas nirkabel di mana kita relatif bebas menentukan lokasi antena, mereka dapat diletakkan pada tempat yang tidak ada penghalang yang akan menggangu, terdapat jalur garis pandang langsung dari transmitter ke penerima. Kasus ini adalah kasus umum untuk banyak fasilitas satelit dan gelombang mikro titik-ke-titik.

4.4.4 Refraksi

Gelombang radio direfraksi (dilengkungkan) ketika mereka merambat melalui atmosfer. Refraksi disebabkan oleh perubahan-perubahan dalam kecepatan sinyal sesuai ketinggian atau dengan perubahan ruang lainnya di kondisi atmosferis.

sumber: http://www.jayatektronik.wordpress.com