NOISE ATAU DERAU
Derau atau
yang
bersifat akustik bersifat akustik (suara), (suara),
biasa
disebut noise adalah
elektris,
maupun
suatu sistem suatu sistem (rangkaian listrik (rangkaian listrik /elektronika) /elektronika)
dalam
suatu
sinyal
gangguan
elektronis
yang
hadir
bentuk
gangguan
yang dalam
yang
bukan
di
dalam
merupakan sinyal merupakan sinyal yang diinginkan. Sumber derau dapat dikelompokkan dalam tiga kategori: 1. Sumber
derau intrinsic derau intrinsic yang
muncul
dari fluktuasi dari fluktuasi acak
suatu sistemfisik suatu sistemfisik seperti thermal dan shot dan shot noise. noise. 2. Sumber derau buatan manusia seperti motor, seperti motor, switch switch,, elektronika digital. 3. Derau karena gangguan alamiah seperti petir seperti petir dan bintik dan bintik matahari.
-
Jenis Noise Correlated noise: noise: hubungan antara sinyal antara sinyal dan noise masuk dalam kategori ini. Karena
itu, correlated noise hanya muncul saat ada sinyal.
Uncorrelated noise: noise: noise yang dapat muncul kapanpun, saat terdapat sinyal maupun tidak ada sinyal. Uncorrelated noise muncul tanpa memperhatikan adanya sinyal atau tidak. Noise dalam kategori ini dapat dibagi lagi menjadi dua kategori umum, yaitu : 1. Eksternal Noise: Adalah noise yang dihasilkan dari luar alat atau sirkuit. atau sirkuit. Noise Noise tidak disebabkan oleh komponen oleh komponen alat dalam sistem komunikasi tersebut. Ada 3 sumber utama noise eksternal: a. Atmospheric noise: noise: Gangguan elektris yang terjadi secara alami, disebabkan oleh hal – hal – hal hal yang berkaitan dengan atmosfer dengan atmosfer bumi. bumi. Noise atmosfer biasanya disebut juga static juga static electricity. electricity. Noise jenis ini bersumber dari kondisi elektris yang
bersifat
alami,
seperti kilat dan halilintar. dan halilintar.
Static
electricity
berbentuk impuls impuls yang menyebar ke dalam energi sepanjang lebar frekuensi frekuensi b. Ekstraterrestrial noise: noise: Noise ini terdiri dari sinyal elektris yang dihasilkan dari luar atmosfer bumi. Terkadang disebut juga deep-space noise. noise.
Noise ekstraterrestrial bisa disebabkan oleh Milky Way, galaksi yang lain, dan matahari. Noise ini dibagi menjadi 2 kategori, yaitu solar dan cosmic noise: 1. Solar noise: Solar noise dihasilkan langsung dari panas matahari. Ada dua
bagian
solar
noise,
yaitu
saat
kondisi
dimana
intensitas radiasi konstan dan tinggi, gangguan muncul karena aktivitas sun-spot dan solar flare-ups. Besar gangguan yang jarang terjadi ini (bersifat sporadis) bergantung pada aktivitas sun spot mengikuti pola perputaran yang berulang setiap 11 tahun. 2. Cosmic noise: Cosmic noise didistribusikan secara kontinu di sepanjang galaksi. Intensitas noise cenderung kecil karena sumber noise galaksi terletak lebih jauh dari matahari. Cosmic noise sering juga disebut black-body noise dan didistribusikan secara merata di seluruh angkasa. c. Man-made noise: Secara sederhana diartikan sebagai noise yang dihasilkan manusia. Sumber utama dari noise ini adalah mekanisme spark-producing , sepertikomutator dalam motor
elektrik, sistem
pembakaran kendaraan
bermotor , alternator , dan aktivitas peralihan alat oleh manusia ( switching equipment ). Misalnya, setiap saat di rumah, penghuni sering mematikan dan menyalakan lampu melalui saklar, otomatis arus listrik dapat tiba-tiba muncul atau terhenti. Tegangan dan arus listrik berubah secara mendadak, perubahan ini memuat lebar frekuensi yang cukup besar. Beberapa frekuensi itu memancar/menyebar dari saklar atau listrik rumah, yang bertindak sebagai miniatur penghantar dan antena. Noise karena aktivitas manusia ini disebut juga impulse noise, karena bersumber dari aktivitas on/of yang bersifat mendadak. Spektrum noise cenderung besar dan lebar frekuensi bisa sampai 10 MHz. Noise jenis ini lebih sering terjadi pada daerah metropolitan dan area industri yang padat penduduknya, karena itu disebut juga industrial noise.
2. Internal Noise:Internal noise juga menjadi faktor yang penting dalam sistem komunikasi. Internal noise adalah gangguan elektris yang dihasilkan alat at au sirkuit. Noise muncul berasal dari komponen alat dalam sistem komunikasi bersangkutan.
Ada 3 jenis utama noise yang dihasilkan secara i nternal, yaitu: a. Thermal noise: Thermal noise berhubungan dengan perpindahan elektron yang cepat
dan
acak
dalam
alat konduktor akibat digitasi thermal.
Perpindahan yang bersifat random ini pertama kali ditemukan oleh ahli tumbuh-tumbuhan, Robert
Brown,
yang
mengamati
per-
pindahan partikel alami dalam penyerbukan biji padi. Perpindahan random elektron pertama kali dikenal tahun 1927 oleh JB. Johnson di Bell Telephone Laboratories. Johnson proporsional
membuktikan
bahwa
dengan bandwidth dan
kekuatan temperatur
thermal
noise
absolut.
Secara matematis, kekuatan noise adalah:
· N = kekuatan noise (noise power) · K = Boltzmann’s proportionality constant (1.38 × 10 -23 joules per
Kelvin)
· T = Temperatur absolute · B = bandwidth b. Shot noise: noise jenis ini muncul karena penyampaian sinyal yang tidak beraturan pada keluaran (output ) alat elektronik yang digunakan, seperti pada transistor dua kutub. Pada alat elektronik, jumlah partikel pembawa energi
(elektron)
yang
terbatas
menghasilkan fluktuasi pada
arus
elektrik konduktor. Shot noise juga bisa terjadi pada alat optik, akibat keterbatasan foton pada alat optik. Pada shot noise, penyampaian sinyal tidak bergerak secara kontinu dan beraturan, tapi bergerak berdasarkan garis edar yang acak. Karena itu, gangguan yang dihasilkan acak dan berlapis pada sinyal yang ada. Ketika shot noise semakin kuat, suara yang ditimbulkan noise ini mirip dengan butir logam yang jatuh di atas genteng timah. Shot noise tidak berlaku pada kawat logam, karena hubungan antar elektron pada kawat logam dapat menghilangkan fluktuasi acak. Shot noise disebut juga transistor noise dan saling melengkapi dengan thermal noise. Penelitian shot noise pertama kali dilakukan pada kutub positif dan kutub negatif tabung pesawat
vakum (vacuum-tube amplifier ) dan dideskripsikan secara matematis oleh W. Schottky tahun 1918. c. Transit-time noise: Arus sinyal yang dibawa melintasi sistem masukan dan keluaran pada alat elektronik, (misalnya dari penyampai (emitter ) ke pengumpul (collector ) pada transistor) menghasilkan noise yang tidak beraturan dan bervariasi. Inilah yang disebut dengan transit-time noise. Transit- time noise terjadi padafrekuensi tinggi ketika sinyal bergerak melintasi semikonduktor dan membutuhkan waktu yang cukup banyak untuk satu perputaran sinyal. Transit time noise pada transistor ditentukan oleh mobilitasdata yang dibawa, bias tegangan, dan konstruksi transistor. Jika perjalanan data tertunda dengan frekuensi yang tinggi saat perlintasan semikonduktor, noise akan lebih banyak dibandingkan dengan sinyal aslinya.
-
Efek Noisi
Derau dapat memberikan efek gangguan pada sistem komunikasi dalam 3 area: 1. Derau menyebabkan pendengar tidak mengerti dengan sinyal asli yang disampaikan atau bahkan tidak mengerti dengan seluruh sinyal 2. Derau dapat menyebabkan kegagalan dalam sistem penerimaan sinyal. 3. Derau juga mengakibatkan sistem yang tidak efisien
Tujuan sistem komunikasi adalah untuk mengirimkan data sebanyak mungkin sesuai dengan
waktu
yang
direncanakan,
dengan
menggunakan
cukup bandwidth, power,
danchannel yang tersedia. Jika derau memberi efek gangguan pada sistem, baik karena kesalahan pada sistem penerimaan sinyal maupun kegagalan sistem (malafungsi), perancang dan pengguna sistem harus mengganti sistem tersebut. Untuk mengatasi derau ini diperlukan filter untuk mengurangi gangguan derau supaya sinyal yang dikirim tidak tertekan oleh derau. Namun, apapun cara yang digunakan, sistem komunikasi menjadi tidak efisien karena membuang banyak waktu dan tenaga untuk mengatasi derau.
GANGGUAN PADA SISTEM TRANSMISI SINYAL DATA
1. Noise Noise adalah sinyal-sinyal yang tidak diinginkan yang selalu ada dalam suatu sistem transmisi. Noise ini akan mengganggu kualitas dari sin yal terima yang diinginkan dan akhirnya menggangu proses penerimaan dan pengiriman data. Menurut sumbernya noise ini dapat dibedakan menjadi : -
Internal Noise, akibat thermal, intermodulasi, crosstalk
-
External Noise, akibat atmosphere, extraterrestrial, man made.
Random Noise adalah noise yang terjadinya tidak bisa diprediksi. Macam-macam random noise: 1. Thermal Noise : noise akibat adanya efek panas 2. Intermodulation noise : noise akibat masuknya frekuensi asing ke saluran komunikasi 3. Crosstalk noise : noise akibat masuknya sinyal asing ke saluran komunikasi 4. Impulse noise : noise akibat masuknya sinyal yang memiliki level tegangan yang cukup tinggi secara tiba-tiba ke saluran komunikasi 5. Fading noise : noise akibat perubahan kondisi atmosfer bumi Statistical noise adalah noise yang terjadi dapat diprediksi.
Macam-macam statistical noise: -
Redaman : turunnya level tegangan sinyal yang diterima akibat karakteristi k media
-
Tundaan : keterlambatan datangnya sinyal sehingga memperlambat pemrosesan
2. Interferensi Interferensi adalah sinyal pengganggu yang tidak diinginkan dimana frekuensinya berdekatan atau sama dengan sinyal yang diinginkan serta berdaya besar. Dalam dunia telekomunikasi dan IT yang berbasis satelit ada hal yang tidak mungkin dihindari yaitu gangguan/ Interferensi, namun dengan batasan toleransi tertentu masih dapat diterima. Ada beberapa jenis kategori Interferensi: - Interferensi antar jaringan satelit adalah gangguan yang diakibatkan jarak antara satelit satu dengan yang lainnya
- Interferensi jaringan Terrestrial adalah gangguan yang disebabkan frekuensi kerja dari sistem sama - Interferensi Croos polarisasi adalah gangguan disebabkan dari pengguna frekuensi yang sama dan power yang dipancarkan/Transmitter - Interferensi Co channel (antar kanal) adalah gangguan disebabkan oleh frekuensi channel atau tidak ada jarak antar kedua frekuensi (Guard band) - Interferensi Retransmit adalah gangguan disebabkan ketidak sempurnaan instalasi st.bumi/SNG yang bekerja pada frekuensi 52-88 Mhz sehingga frekuensi radio FM 88108 Mhz akan masuk ke dalam sistem up link - Interferensi Intermodulasi antar Carrier adalah gangguan ini ketidak linearan dari power amplifier (HPA) bila digunakan untuk multi carrier, terjadi akibat: 1. kedekatan satelit 2. Coverage yang saling overlapping 3. Band frekuensi yang sama
3. Redaman Redaman adalah turunnya level tegangan sinyal yang diterima akibat karakteristik media, merupakan salah satu jenis noise yang kejadiannya dapat diprediksi Redaman adalah hambatan pada media telekomunikasi yang menyebabkan sinyal akan semakin lemah untuk jarah yang jauh.
4. Fading Fading adalah penyimpangan atenuasi yang mengalami sinyal carrier-termodulasi telekomunikasi terhadap media propagasi tertentu Fading merupakan gangguan komunikasi yang gejalanya dapat dirasakan oleh penerima akibat adanya fluktuasi (ketidaktetapan) level daya sinyal yang diterima oleh receiver -
Multipath Fading, Fading yang terjadi karena terdapat objek antara pengirim dan penerima sehingga gelombang yang sampai ke penerima berasal dari beberapa lintasan (multipath) dan fluktuasi yang terjadi bersifat cepat (fast fading) Terdiri dari: a.
Rician, jika sinyal yang dominan adalah sinyal yang bersifat Line Of Sight (direct path).
b.
Rayleigh, jika sinyal yang dominan adalah sinyal yang bersifat tidak langsung (indirect path).
c.
Shadowing, Fading yang terjadi karena adanya efek terhalangnya sinyal sampai ke penerima akibat oleh gedung bertingkat, tembok, dll dan fluktuasi sinyal yang terjadi bersifat lambat (Slow fading).
SINYAL
Istilah Umum Sinyal adalah suatu isyarat untuk melanjutkan atau meneruskan suatu kegiatan. Biasanya isyarat ini berbentuk tanda-tanda, lampu-lampu, suara-suara, dll. Dalam kereta api, misalnya, isyarat berarti suatu tanda untuk melanjutkan atau meneruskan perjalanan ke tempat/stasiun berikutnya, dan biasanya isyarat ini dikirimkan oleh stasiun yang terkait. Istilah Teknik Di teknik elektro, teknik informasi dan teknik kendali, isyarat adalah besaran yang berubah dalam waktu dan atau dalam ruang, dan membawa suatu informasi. Sinyal disini biasanya berupa Sinyal Elektrik Sinyal Elektrik adalah besaran elektrik terukur yang berubah dalam waktu dan atau dalam ruang, serta membawa informasi. Besaran ini bisa merupakan besaran elektrik murni (tegangan, arus, dll), tetapi pada umumnya adalah besaran fisik l ain yang dijadikan elektrik dengan bantuan sensor. Contoh isyarat elektrik misalnya : -
isyarat suara, yang berasal dari radio.
-
isyarat citra, yang berasal dari kamera fotografi.
-
isyarat video, yang berasal dari kamera video. Bidang ilmu teknik seperti teknik listrik telah memberi jalan pada perancangan,
pembelajaran, dan penerapan sistem yang meliputi transmisi data, peranti penyimpanan data, dan manipulasi informasi. Pada setengah abad terakhir abad 20, teknik listrik sendiri dipisahkan menjadi beberapa bidang ilmu, mengkhususkan pada perancangan dan analisis sistem yang mengubah sinyal fisik; teknik elektro dan teknik komputer sebagai contohnya.
