Nama : Firman Maulana Ramadhan
Prodi
: S1 PTE 2015 Offering C
NIM
Mata Kuliah
: Telekomunikasi
: 160534611612 160534611612
Gelombang Elektromagnetik A. Pengertian Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang memancar tanpa media rambat yang membawa muatan energi listrik dan magnet (elektromagnetik). Tidak seperti gelombang pada umumnya yang membutuhkan media rambat, gelombang elektromagnetik tidak memerlukan media rambat (sama seperti radiasi). Oleh karena tidak memerlukan media perambatan, gelombang elektromagnetik sering pula disebut sebagai radiasi eletromagnetik. Faraday menemukan bahwa perubahan medan magnet dapat menghasilkan gaya gerak listrik terinduksi atau medan listrik. Maxwell berpendapat bahwa perubahan medan listrik akan menimbulkan medan magnet. Perubahan medan magnet dijelaskan pada gambar berikut.
Gambar 1 Perubahan medan magnet yang menghasilkan gelombang elektromagnetik Perubahan magnet listrik dan medan me dan magnet ditimbulkan dengan cara dua bola isolator bermuatan positif dan negatif digetarkan sehingga jaraknya berubah-ubah sesuai dengan frekuensi getaran tersebut. Perubahan medan magnet tersebut juga menimbulkan medan listrik. Timbulnya medan listrik ini ditandai dengan dipancarkannya gelombang elektromagnetik. Pada gambar dibawah ditunjukkan perubahan medan listrik dan medan magnet yang menimbulkan adanya gelombang elektromagnetik.
Gambar 2 Perambatan gelombang elektromagnetik Dari gambar diatas dijelaskan bahwa arah medan magnet selalu saling tegak lurus terhadap arah medan listrik, sedang arah rambat gelombang elektromagnetik selalu tegak lurus baik bai k terhadap medan listrik mampu terhadap medan magnet sehingga sehingga gelombang elektromagnetik ini termasuk gelombang transversal. Kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik elektromagnetik ini ditentukan oleh mediumnya mediumnya yaitu: yaitu :
=
1 √
dengan:
= Permeabilitas ruang hampa
= Permitivitas ruang hampa
= laju perambatan gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa
Gelombang elektromagnetik ini juga membawa energi yaitu dalam bentuk medan listrik dan medan magnet, seperti ditunjukkan pada gambar perambatan gelombang elektromagnetik diatas. Kita tinjau suatu gelombang elektromagnetik yang menjalar ke arah sumbu x maka medan listrik dan medan magnet sesaatnya dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.
2 = sin( − ) =
= sin( − ) dengan:
= Amplitudo medan listrik
= Amplitudo medan magnet
= Panjang satu gelombang
= tetapan angka gelombang
= frekuensi sudut
Maxwell berhasil menmukan hubungan antara amplitude medan listrik dan amplitude medan magnet yaitu:
= = dengan:
= laju perambatan gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa. (
= 3108 )
B. Simulasi Gelombang Elektromagnetik Syntax: %%EM WAVE T=linspace(0,1,1000); lambda=1; k=2*pi/lambda; f=10/lambda; w=2*pi*f; %Persamaan Medan listrik Em=10; E=Em*sin(k-(w*T)); %Persamaan Medan magnet Bm=Em/3e8; B=Bm*sin(k-(w*T)); %%Plot 3D [X Y]=meshgrid(T,E); Z=Bm*sin(k-(w*X)); mesh(X,Y,Z); title('EM WAVE'); xlabel('Time'); ylabel('Electric Field'); zlabel('Magnetic Field');
Hasil plot
Multiplexing A. Pengertian Multiplexing Multiplexing adalah Teknik menggabungkan beberapa sinyal untuk dikirimkan secara bersamaan pada suatu kanal transmisi. Dimana perangkat yang melakukan Multiplexing disebut Multiplexer atau disebut juga dengan istilah Transceiver / Mux. Dan untuk di sisi penerima, gabungan sinyal - sin yal itu akan kembali di pisahkan sesuai dengan tujuan masing – masing. Proses ini disebut dengan Demultiplexing. Receiver atau perangkat yang melakukan Demultiplexing disebut dengan Demultiplexer atau disebut juga dengan istilah Demux. Tujuan dari multiplexing adalah untuk meningkatkan efisiensi penggunaan bandwidth atau kapasitas saluran transmisi dengan cara berbagi akses Bersama. Proses Multiplexing dan Demultiplexing dilakukan oleh computer pengirim (source) dan computer tujuan (destination). Jenis-jenis multiplexing adalah sebagai berikut: 1. FDM (Frequency Division Multiplexing) 2. TDM (Time Division Multiplexing) 3. WDM (Wavelength Division Multiplexing) 4. CDM (Code Division Multiplexing) Frequency Division Multiplexing (FDM)
FDM adalah teknik menggabungkan banyak saluran input menjadi sebuah saluran output berdasarkan frekuensi. Jadi total bandwith dari keseluruhan saluran dibagi menjadi sub-sub saluran oleh frekuensi. Prinsip dari FDM adalah pembagian bandwidth saluran transmisi atas sejumlah kanal (dengan lebar pita frekuensi yang sama atau berbeda) dimana masing-masing kanal dialokasikan ke pasangan entitas yang berkomunikasi.
Gambar 3 proses multiplexing FDM
Proses multiplexing pada FDM adalah dengan menjumlahkan beberapa sinyal hasil modulasi. Sehingga sinyal yang akan dikirim akan menjadi satu jalur. Perhitungannya seperti berikut:
= + + +...... dimana:
= Sinyal hasil multiplexing
= Sinyal modulasi ke-n
Kelebihan: FDM tidak sensitif terhadap perambatan /perkembangan keterlambatan. Tekik persamaan saluran (channel equalization) yang diperlukan untuk sistem FDM tidak sekompleks seperti yang digunakan pada sistem TDM. Kekurangan: Adanya kebutuhan untuk memfilter bandpass, yang harganya relatif mahal dan rumit untuk dibangun (penggunaan filter tersebut biasanya digunakan dalam transmitter dan receiver). Penguat tenaga (power amplifier) di transmitter yang digunakan memiliki karakteristik nonlinear (penguat linear lebih komplek untuk dibuat), dan amplifikasi nonlinear mengarah kepada pembuatan komponen spektral out-of-band yang dapat mengganggu saluran FDM yang lain. Time Division Multiplexing (TDM) TDM yaitu Terminal/channel pemakaian bersama-sama kabel yang cepat dengan setiap channel membutuhkan waktu tertentu secara bergiliran (round-robin time-slicing). TDM menerapkan prinsip penggiliran waktu pemakaian saluran transmisi dengan mengalokasikan satu slot waktu (time slot) bagi setiap pemakai saluran (user). Artinya bandwidth yang ada dipisahkan menjadi channel-channel kecil (baseband) berdasarkan waktunya. Salah satu permasalahan utama dari TDM ini adalah bandwidth yang dialokasikan ke sejumlah koneksi hanya dialokasikan ke koneksi tersebut, baik yang sedang digunakan maupun tidak. Jadi kita tetap membayar untuk kapasitas yang tidak digunakan, hal ini mengakibatkan TDM cukup mahal. Time Division Multiplexing dibagi menjadi 2 yaitu: 1. Synchronous Time Division Multiplexing (STDM) Hubungan antrara sisi pengirim dan sisi penerima dalam komunikasi data yang menerapkan teknik Synchronous TDM. 2. Asynchronous Time Division Multiplexing (ATDM) Untuk mengoptimalkan penggunaan saluran dengan cara menghindari adanya slot waktu yang kosong akibat tidak adanya data (atau tidak aktif-nya pengguna) pada saat sampling setiap input line, maka pada Asynchronous TDM proses sampling hanya dilakukan untuk input line yang aktif saja.
Gambar 4 Proses multiplexing STDM
Gambar 5 Proses multiplexing ATDM
Kelebihan TDM: 1. System TDM tidak memerlukan filter-filter yang mahal,dan jumlah filter yang digunakan lebih sedikit. Karena itu harga peralatan terminal system ini lebih murah. 2. Kabel yang mempunyai spesifikasi rendah, misalnya kabel yang digunakan untuk frekuensi pembicara (VF) masih dapat digunakan untuk sistem TDM, karena regeneratife repeating dapat menghilangkan pengaruh buruk dari noise, kecacatan dan crasstalk. 3. Perubahan level (level fluctuation) kanal hanya dipengaruhi oleh karakteristik peralatan terminal itu sendiri dan tidak tergantung sama sekali dari perubahan saluran. Oleh karena itu net-loss circuit yang diberikan oleh sistem ini rendah. Kekurangan TDM: 1. Pemborosan bandwidth 2. User telah memiliki slot waktu yang telah ditentukan sebelumnya. 3. Multipath distortion B. Simulasi 1. Frequency Division Multiplexing (FDM) Syntax: %Frequency Division Multiplexing t=linspace(0,1,1000); %Sinyal informasi 1 Fd1=2; Sd1=10*sin(2*pi*Fd1*t); %Sinyal carrier 1 Fc1=20; Sc1=sin(2*pi*Fc1*t); %Modulasi 1 mod1=(1+Sd1).*Sc1; subplot(3,1,1); plot(t,mod1); title('Modulasi sinyal 1'); %Sinyal informasi 2 Fd2=6; Sd2=10*sin(2*pi*Fd2*t); %Sinyal carrier 2 Fc2=30; Sc2=sin(2*pi*Fc2*t); %Modulasi 2 mod2=(1+Sd2).*Sc2; subplot(3,1,2); plot(t,mod2); title('Modulasi sinyal 2'); %Proses multiplexing mux=mod1+mod2; subplot(3,1,3); plot(t,mux); title('Sinyal Multiplexing');
Hasil
2. Time Division Multiplexing (TDM) Syntax: %Time Division Frequency %Definisi tframe=0.5; %Waktu perframe t=linspace(0,1,1000) %durasi sinyal %Sinyal informasi 1 t1=linspace(0,1,1000); Fd1=2; Sd1=10*sin(2*pi*Fd1*t1); subplot(4,1,1); plot(t,Sd1); title('Sinyal 1'); %Sinyal informasi 2 t2=linspace(0,0.5,500); Fd2=6; Sd2=[5*sin(2*pi*Fd2*t2) zeros(1,500)]; subplot(4,1,2); plot(t,Sd2); title('Sinyal 2'); %Multiplexing %Frame 1 for i=1:(tframe*1000)
muxframe1(1,i)=Sd1(1,i); muxframe1(2,i)=Sd2(1,i); end subplot(4,1,3); plot(linspace(0,0.5,500),muxframe1) title('Multiplexing frame 1'); legend('Slot 1','Slot 2'); %Frame 2 for i=1:(tframe*1000) muxframe2(1,i)=Sd1(1,i+500); muxframe2(2,i)=Sd2(1,i+500); end subplot(4,1,4); plot(linspace(0.5,1,500),muxframe2) title('Multiplexing frame 2'); legend('Slot 1','Slot 2');
Hasil
DAFTAR RUJUKAN
College. Loan. 2014. Gelombang Elektromagnetik. (online) (http://fisikazone.com/gelombangelektromagnetik/) diakses pada 21 Oktober 2018. Supomo. Sutanto. 2015. Multiplexing. Depok: Universitas Gunadarma.
