Transmisi & Media Transmisi I Wayan Ardi Yasa, S.Kom
Terminologi Transmisi
Transmisi terjadi diantara transmitter dan receiver melalui media transmisi. Guided dan Unguided Guided : gelombang dikendalikan sepanjang jalur fisik. Cont: fiber optic Unguided : media menyediakan alat untuk mentransmisikan gelombang-gelombang gelombang-gelombang elektromagnetik namun tidak mengendalikannya. Cont: perambatan perambatan (propagation) di udara, dan laut
Terminologi Transmisi
Transmisi terjadi diantara transmitter dan receiver melalui media transmisi. Guided dan Unguided Guided : gelombang dikendalikan sepanjang jalur fisik. Cont: fiber optic Unguided : media menyediakan alat untuk mentransmisikan gelombang-gelombang gelombang-gelombang elektromagnetik namun tidak mengendalikannya. Cont: perambatan perambatan (propagation) di udara, dan laut
Simplex, Half Duplex dan Full duplex Simplex:sinyal dtransmisikan dtransmisikan pada satu arah. Half Duplex :kedua station dapat mentransmisikan, namun hanya satu station pada saat yang sama Full Duplex :kedua station bisa mentransmisikan secara bersamaan
Transmisi Data Digital & Analog
Data Pensinyalan Transmisi
Transmisi data digital & Analog
Data : entiti yang menyampaikan arti atau informasi Pensinyalan : penyebaran sinyal secara fisik melalui suatu media yang sesua Transmisi : komunikasi data melalui penyebaran dan pemrosesan sinyal-sinyal
Digital & Analog
Data Analog: menerima nilai yang terulang secara terus-menerima dan kontinu dalam beberapa interval. Sebagai tape recorder. Data Digital adalah merubah data menjadi sederhana yaitu hanya terdiri dari 0 dan 1, yang akan lebih mudah untuk di sebarkan secara mudah tanpa terjadi gangguan.
Baik
sinyal analog maupun sinyal digital dapat ditransmisikan melalui media transmisi yang sesuai. Caranya, sinyal-sinyal ini diperlakukan sebagai fungsi sistem transmisi.
GANGGUAN TRANSMISI
Atenuasi : membatasi jarak. Untuk media guided, biasanya twisted pair lebih sering mengalami gangguan dibandingkan coaxial cable. demikian pula dengan coaxial cable akan lebih terganggu dibandingkan dengan serat optik
MEDIA TRANSMISI
-
-
Transmission : gelombang berjalan dari sinyal,informasi atau bentuk lain melalui media berupa kabel, fiber optik dan gelombang radio Transmisi membawa sinyal dari end user sumber ke tujuan dimana kualitas sinyal di tujuan harus memenuhi kriteria unjuk kerja jaringan
Kategori Media Transmisi Secara garis besar media transmisi terbagi atas 2 kategori yaitu :
Guided Unguided
Guided Media Ada 4 tipe untuk Guided Media : 1. 2. 3. 4.
Open Wire Twisted Pair Coaxial Cable Optical Fibre
Wire pair/open wire
Kriteria penggunaan wire pair impedansi sebesar 300 dan 500 ohm saluran sebaiknya lurus tidak membelok Jika terpaksa membelok, sudutnya supaya setumpul mungkin. peletakkan sisi kawat terhadap logam harus seimbang saluran terdiri dari unsur induktansi (L) dan unsur kapasitif (C).
Twisted Pair Electronic Industry Associatio (EIA) Telecomunication Industry Association (TIA) National Electrical Manufactures Association (NEMA) Membentuk
Underwriters Laboratories (UL) Tugas Mensertifikasi dan menetukan tingkatan kabel menurut standard EIA/TIA.
Standarisasi Kabel Twisted Pair
Kategori 1
Merupakan kabel telepon model lama dipakai hanya sampai 1983 Tidak cocok untuk transmisi data kecepatan tinggi
Kategori 2
Untuk kecepatan transmisi hingga 4 Mbps Spesifiaksinya cocok dengan kabel jenis 3 I BM : empat pasang terlilit solid tak terbungkus untuk suara dan data Untuk kategori 3 dan seterusnya memiliki karakteristik
Paling sedikit memiliki 3 lilitan per kaki (30,5cm) linier Tidak ada dua pasang yang memiliki pola lilitan yang sama, hal ini untuk mengurangi crosstalk.
Kabel Twisted :
UTP (Unshielded Twisted Pair), hanya lilitan antar kabel untuk menhindari crosstalk, tidak ada perlindungan interferensi atau induksi sinyal dari luar kabel. STP (Shielded Twisted Pair), selain dililitkan, juga punya proteksi terhadap induksi atau interferensi sinyal dari luar kabel berupa lapisan kertas alumunium foil, sebelum jaket pembungkus luar.
Kabel Koaksial
Kabel Koaksial
o
o
o o
50 ohm
Kabel koaksial terdiri dari : Bagian tembaga sebagai media pengalir elektrik yang terletak di tengah-tengah. Lapisan plastik sebagai pemisah bagian tembaga yang berada di tengah-tengah dengan satu lapisan pintalan besi. Pintalan besi sebagai penghalang sebarang gangguan dari cahaya florensen, komputer dan sebagainya.
Macam Kabel koaksial
Ada dua jenis cable coaxial : Digunakan untuk transmisi analog Impedansi 75 Ohm Contoh : kabel antena TV external Digunakan untuk transmisi digital Impedansi 50 Ohm Contoh : kabel jaringan komputer
Penyambung Kabel Koaksial
Penyambung kabel koaksial : Bayone-Neil-Councelman (BNC). Adapter yang berlainan disediakan untuk penyambung BNC dan ini termasuk T-connector, barrel connector dan terminator.
Standarisasi kabel coaxial Terdiri atas 4 jenis kabel : Ethernet, sering disebut 10 Base5, standard yang ditetapkan oleh IEEE(Institute for Electrical & Electronics Engineers)
RG-58A/U, sering disebut sebagai 10 Base2
Diameter 0,18 inchi
RG-59/U digunakan pada TV kabel dan ARCnet (topologi jaringan model lama)
Diameter 0,4 inchi
Diameter 0,25 inchi
RG62/U digunakan pada ARCnet dan terminal I BM
Diameter 0,25 inchi
Fiber Optik
Serat optik media transmisi yang dapat menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dengan keandalan yang tinggi. Gelombang pembawa berupa sinar / cahaya laser. Kesulitan menghilangkan kotoran dalam pembuatan serat optik karena Kotoran di dalam serat optik dapat mengakibatkan rugi-rugi transmisi dan dispersi yang tidak sempurna.
serat optik dibuat dari gelas silika dengan penampang berbentuk lingkaran atau bentuk-bentuk lainnya. Pembuatan serat optik dilakukan dengan cara menarik bahan gelas kental-cair sehingga diperoleh serabut/serat gelas dengan penampang tertentu. Proses ini dikerjakan dalam keadaan bahan gelas yang panas. Yang penting adalah menjaga agar perbandingan relatif antara bermacam lapisan tidak berubah sebagai akibat tarikan. Proses pembungkusan (pemberian bahan pelindung atau proses pembuatan satu ikat kabel yang terdiri atas beberapa buah hingga ratusan kabel) pengerjaannya tidak berbeda dengan pembuatan kabel biasa.
serat optik dibuat sekecil-kecilnya (mikroskopis) agar tak mudah patah/retak, dengan perlindungan khusus sehingga kabel mudah dipasang. Satu kabel serat optik disebut sebagai core. Untuk satu sambungan/link komunikasi serat optik dibutuhkan dua core, yaitu sebagai transmitter dan receiver. Variasi kabel : 4 core, 6 core, 8 core, 12 core, 16 core, 24 core, 36 core hingga 48 core. Satu core serat optik yang terlihat oleh mata kita adalah masih berupa lapisan pelindungnya (coated), sedangkan kacanya sendiri yang menjadi inti transmisi data berukuran mikroskopis, tak terlihat oleh mata.
o o
Serat optik terdiri dari 2 bagian, yaitu cladding dan core. Cladding adalah selubung dari core. Cladding mempunyai indek bias lebih rendah dari pada core akan memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar dari core kembali kedalam core lagi.
Penampang
fiber optik
Bentuk
kabel ada dua : kabel udara (KU) dan kabel tanah (KT). Kabel udara diperkuat oleh kabel baja untuk keperluan penarikan kabel di atas tiang. Pada KU dan KT, lapisan intinya paling tengah diperkuat oleh kabel khusus untuk menahan kabel tidak mudah bengkok (biasanya serat plastik yang keras). Di sekeliling inti dipasang beberapa selubung yang isinya adalah core serat optik, dilapisi gel (berfungsi juga sebagai racun tikus) dan serat nilon, dibungkus lagi dengan bahan metal tipis hingga ke lapisan terluar kabel berupa plastik tebal. Dari berbagai jenis jumlah core, besaran wujud akhir kabel tidaklah terlalu signifikan ukuran diameternya.
Memotong kabel serat optik sangat mudah, cukup menggunakan gergaji kecil. Yang sulit adalah mengupasnya, namun dipermudah dengan pabrikan kabel menyertakan serat nilon khusus di bawah lapisan terluar yang keras sehingga cukup dikupas sedikit dan nilon berfungsi membelah lapisan terluar hingga panjang yang diinginkan untuk dikupas. Pengupasan bertujuan untuk keperluan penyambungan atau terminasi.
Jenis Serat Optik Berdasarkan
sifat karakteristik, serat optik dibagi menjadi 2 : Multimode
1.
Penjalaran cahaya dari satu ujung ke ujung lainnya terjadi dengan melalui beberapa lintasan cahaya dengan panjang gelombang 8501300nm, karena itu disebut multimode. Diameter inti (core) sesuai rekomendasi CCITT G.651 sebesar 50 m m dan dilapisi oleh jaket selubung (cladding) dengan diameter 125 m m. Berdasarkan susunan index bias, serat optik multimode memiliki dua profil yaitu graded index dan step index.
Pada graded index, o
o
Pada step index, o o
o
o
serat optik mempunyai index bias cahaya yang merupakan fungsi dari jarak terhadap sumbu/poros serat optik. Sehingga cahaya yang menjalar melalui beberapa lintasan pada akhirnya akan sampai pada ujung lainnya pada waktu yang bersamaan. Mempunyai index bias cahaya sama, Sehingga sinar yang menjalar pada sumbu akan sampai pada ujung lainnya dahulu (dispersi) Hal ini dapat terjadi karena lintasan yang melalui poros lebih pendek dibandingkan sinar yang mengalami pemantulan pada dinding serat optik. Sebagai hasilnya terjadi pelebaran pulsa atau dengan kata lain mengurangi lebar bidang frekuensi.
Sehingga secara praktis hanya serat optik graded index yang dipergunakan sebagai saluran transmisi serat optik multimode.
2. Single Mode
diameter inti (core) sangat kecil, 3 10 mm, Hanya satu berkas cahaya dengan panjang gelombang 1310 - 1550nm dapat melaluinya. karena hanya satu berkas cahaya maka tidak ada pengaruh index bias terhadap perjalanan cahaya atau pengaruh perbedaan waktu sampainya cahaya dari ujung satu sampai ke ujung yang lainnya (tidak terjadi dispersi). Sehingga serat optik singlemode memberi kelebihan kapasitas bandwidth dan jarak yang lebih tinggi, hingga puluhan kilometer dengan skala bandwidth gigabit. graded index dipergunakan untuk jaringan telekomunikasi lokal (local network).
Bit
Rate (Mbps)
Jarak repeater multimode
Jarak repeater singlemode
140
30
50
280
20
35
420
15
33
565
10
31
Prinsip kerja transmisi serat optik
Gelombang cahaya yang bertugas membawa sinyal informasi :
microphone merubah sinyal suara menjadi sinyal listrik. sinyal listrik ini dibawa oleh gelombang pembawa cahaya melalui serat optik dari pengirim (transmitter) menuju alat penerima (receiver) yang terletak pada ujung lainnya dari serat. Modulasi gelombang cahaya dilakukan dengan merubah sinyal listrik termodulasi menjadi gelombang cahaya pada transmitter dan kemudian merubahnya kembali menjadi sinyal listrik pada receiver. Pada receiver, sinyal listrik dapat dirubah kembali menjadi gelombang suara
Merubah sinyal listrik ke gelombang cahaya atau kebalikannya dapat dilakukan oleh komponen elektronik, dikenal komponen optoelectronic pada setiap ujung serat optik. Dalam perjalanannya dari transmitter menuju ke receiver akan terjadi redaman cahaya di sepanjang kabel serat optik dan konektor-konektornya (sambungan). Sehingga, jika jarak terlalu jauh akan diperlukan sebuah atau beberapa repeater yang bertugas untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah mengalami redaman.
Teknik penyambungan serat optik
Ujung kabel serat optik berakhir di sebuah terminasi, sehingga dibutuhkan penyambungan kabel serat optik dengan pigtail serat optik di Optical Termination Board (OTB), bisa wallmount atau 1U rackmount. Dari OTB kabel serat optik tunggal disambung dengan patchcord serat optik ke perangkat multiplexer, switch atau bridge (converter to ethernet UTP).
OTB
wallmount
OTB
rackmount
Penyambungan kabel serat optik disebut sebagai splicing. Splicing menggunakan alat khusus yang memadukan dua ujung kabel seukuran rambut secara presisi, dibakar pada suhu tertentu sehingga kaca meleleh tersambung tanpa bagian coated-nya ikut meleleh. Setelah tersambung, bagian sambungan ditutup dengan selubung yang dipanaskan. Alat ini mudah dioperasikan, tapi harga sangat mahal . Meski harga kabel fiber optik sudah jauh lebih murah namun alat dan biaya lainnya masih mahal, terutama pada biaya pemasangan kabel, splicing dan terminasinya.
Konektor
kabel serat optik
Pigtail yang disambungkan ke kabel optik, biasa menggunakan konektor FC. Dari konektor FC di OTB, kita tinggal menggunakan patchcord yang sesuai untuk disambungkan ke perangkat. Umumnya perangkat optik seperti switch atau bridge menggunakan konektor SC atau LC. Setelah kabel optik terpasang di OT B dilakukan pengujian end-to-end dengan menggunakan Optical Time Domain Reflectometer (OTDR). Dengan OTDR akan didapatkan kualitas kabel, seberapa besar loss cahaya dan berapa panjang kabel totalnya. Harga perangkat OTDR sangat mahal, tetapi pengoperasiannya relatif mudah. OTDR digunakan pula pada saat terjadi gangguan putusnya kabel laut atau terestrial antar kota, sehingga bisa ditentukan di titik mana kabel harus diperbaiki dan disambung kembali.
Keunggulan transmisi serat optik 1. Redaman transmisi yang kecil.
sehingga serat optik sangat sesuai untuk dipergunakan pada telekomunikasi jarak jauh, karena hanya membutuhkan repeater yang jumlahnya lebih sedikit.
2. Bidang frekuensi yang lebar
Secara teoritis serat optik dapat dipergunakan dengan kecepatan yang tinggi, hingga beberapa Gigabit/detik. Maka sistem ini dapat dipergunakan untuk membawa sinyal informasi dalam jumlah yang besar hanya dalam satu buah serat optik yang halus.
3. Ukurannya kecil dan ringan
Sehingga sangat memudahkan pengangkutan pemasangan di lokasi.
4. Tidak ada interferensi
sistem transmisi serat optik mempergunakan sinar/cahaya lasersebagai gelombang pembawanya. Sehingga akan bebas dari cakap silang (cross talk) yang sering terjadi pada kabel biasa. Atau kualitas transmisi atau telekomunikasi yang dihasilkan lebih baik dibandingkan transmisi dengan kabel. Dengan tidak terjadinya interferensi akan memungkinkan kabel serat optik dipasang pada jaringan tenaga listrik tegangan tinggi (high voltage) tanpa khawatir adanya gangguan yang disebabkan oleh tegangan tinggi
5. Kelebihan lain ;
Adanya isolasi antara pengirim (transmitter) dan penerima (receiver), Tidak ada ground loop tidak akan terjadi hubungan api pada saat kontak atau terputusnya serat optik sehingga sangat aman dipasang di tempat-tempat yang mudah terbakar (industri minyak, kimia, dsb).
Kelemahan Fiber optic
Goncangan fisik akan menjadi gangguan terhadap signal Sulit dalam instalasi dibanding kabel tembaga :
Penyambungan untuk instalasi atau apabila putus Pembelokan yang tajam bisa menyebabkan patah
Perbedaan Kabel Coaxial dan Kabel Serat Optik Kabel koaksial
Kabel Serat Optik
Delay
0.005 ms/km
0.048 ms/km
Keamanan
- aman dari penyadapan - tidak dapat di jamming
- aman dari penyadapan - tidak dapat di jamming
Penambahan kanal Kapasitas kanal Transmisi TV Broadcast Transmisi data Umur sistem MTBF
memasang kabel baru sedang-besar baik, tidak ekonomis tidak dapat baik, tidak praktis lebih dari 25 tahun ± 10 tahun
memasang kabel baru sedang-besar sekali baik dan ekonomis tidak dapat baiksekali lebih dari 25 tahun ± 10 tahun
Unguided Media Transmisi RF Propagation :
Ground wave Ionospheric propagation, Line of Sight (LoS) Propagation
Ground wave
perambatan gelombang radio mengikuti kontur / curve permukaan bumi beroperasi sampai frequensi 2 MHz
Ionospheric propagation
Dapat dipantulkan oleh lapisan ionosphere Beroperasi pada frequensi 30 85 Mhz
Line of Sight (LoS) Propagation
Dibatasi oleh curve permukaan bumi 100 Km horizontan to horizontal Disebut juga sebagai gelombang luar angkasa
Radio frequency Name
Sinar Gama Sinar X
Frequency (Hertz)
Contoh
1019 + 1017
Sinar Ultraviolet
7,5 x 1015
Sinar tampak
4,3 x 1014
Sinar Infrared
3 x 1011
EHF (Extremely High Frequencies)
30 GHz
Radar
SHF (Super High Frequencies)
3 GHz
Satelit & Microwave
Radio Frequency UHF (Ultra High frequencies)
300 MHz
UHF TV
VHF (Very High frequencies)
30 MHz
FM & TV
HF (High frequencies)
3 MHz
Short Wave Radio
MF (Medium Frequencies)
300 KHz
AM Radio
LF (Low Frequencies)
30 KHz
Navigation
VLF (Very Low Frequencies)
3 KHz
Submerine Communication
VF (Voice Frequencies)
300 Hz
Audio
ELF (Extremely Low Frequencies)
30 Hz
Power Transmission
Keuntungan menggunakan microwave
Akusisi antar tower tidak begitu dibutuhkan Dapat membawa jumlah data yang besar Biaya murah, karena setiap tower antena tidak memerlukan lahan yang luas Frekuensi tinggi atau gelombang pendek hanya membutuhkan antena yang kecil
Kelemahan Attenuasi dipengaruhi oleh benda pejal Terpantulkan oleh permukaan datar, misal air atau metal/logam Diffracted (split) disekitar benda padat Terbelokkan oleh lapisan atmosphere
Satelit Satelit adalah sebuah transponder yang diorbitkan pada orbit geostationary yang bertugas menerima sebuah frequensi dan meretransmisikan ke tempat lain.
Geostationary : 36.000 Km diatas permukaan bumi LEO (Low Earth Orbit) : 900 10.000 Km diatas permukanan bumi, membutuhkan 66 satelit LEO agar dapat meng-cover seluruh permukaan bumi
Uplink : mentransmisikan data ke satelit Downlink : menerima data dari satelit Biasanya frequensi uplink lebih tinggi daripada downlink
