1 MODULASI DAN DEMODULASI
Modulasi adalah proses penumpangan informasi yang terkandung dalam
sebuah rentang frekuensi pada sebuah frekuensi pembawa dengan mengkonversi
sinyal digital menjadi sinyal analog. Dalam hal ini sinyal pesan disebut juga
dengan pemodulasi.
Sedangkan demodulasi adalah proses konversi
sinyal analog ke sinyal digital dengan alat yang disebut demodulator. Gelombang
pembawa sinyal ini berbentuk sinusoidal yang disebut carrier. Modulasi digital
merupakan proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa
(carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memiliki
ciri-ciri dari bit bit (0 atau 1). Teknik modulasi sinyal digital pada
prinsipnya merupakan variant dari metode modulasi analog.
2. Beberapa
macam teknik modulasi adalah:
· Amplitude
Modulation (AM) ; QAM
· Frequency
Modulation (FM) ; FSK (untuk kecepatan rendah)
· Phase
Modulation (PM) ; PSK (untuk kecepatan tinggi)
3. Cara kerja
teknik modulasi
a.
Amplitude Modulation (AM)
Menggunakan amplitudo sinyal analog untuk
membedakan kedua keadaan sinyal digital.
Frekwensi dan phasa sinyalnya tetap, sedang yang berubah hanya amplitudonya.
Sehingga keadaan "1"(high) sinyal digital diwakili dengan tegangan
yang lebih besar daripada tegangan yang mewakili keadaan "0"(low)
sinyal digital.
a(t) = a0 untuk bit 0, dan a1
untuk bit 1
Contoh: Data 10110100
dengan bit rate = 1 bps, f = 4 Hz, a0 = 1 dan a1=4
Demodulasi AM dilakukan dengan mengukur
tegangan sinyal tiap simbol interval lalu membandingkannya dengan nilai
ambang (threshold) untuk menentukan apakah bit 0 atau 1.
b.
Frequency Modulation (FM)
Amplitudo dan phasanya tetap, sedang yang
berubah adalah frekwensinya.
Kecepatan transmisi mencapai 1200 bit
persekon. Untuk transmisi data
sistem yang umum dipakai FSK (Frequency
Shift Keying)
a(t) = a, konstan
f(t) = f0 untuk bit 0 dan f1
untuk bit 1
Contoh: Bit stream
10110100, bit rate = 1 bps, a = 1, f0 = 3 Hz, f1 = 4 Hz
modulasi ini disebut juga linear modulation, artimya bahwa pergeseran
frekwensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan
ditransmisikan.
c.
Phase Modulation (PM)
Amplituda
dan frekuensi bernilai konstan, namun phase berubah menyesuaikan bit.
Contoh: Bit
stream 10110100, bit rate = 1 bps, a = 1, f = 2 Hz.
Demodulasi DPSK tergolong dalam FM dan QAM
(Quadrature Amolitude Modulation) yang merupakan kombinasi dari phasa
modulation dan amplitude modulation yang berfungsi untuk pengiriman data
dalam jumlah besar dan dalam kecepatan yang tinggi. DPSK dilakukan dengan
menggunakan perangkat PLL (Phase Locked Loop). PLL menggunakan referensi sinyal
sinusoida pembawa, kemudian mendeteksi phase sinyal yang diterima, jika
phase-nya sama dengan referensi, maka dianggap bit 0, jika sebaliknya maka bit
1. Bentuk PM yang paling sederhana adalah pergeseran sudut phasa 180 derajat
setiap penyaluran bit "0" dan tidak ada pergeseran sudut bila bit
"1" disalurkan.
1. Kelebihan dan
kekurangan AM, FM dan PM
a. Amplitudo Modulation (AM)
· Kelebihan
1. Amplitudo
modulasi memiliki jangkauan range yang luas daripada FM, karena dengan modulasi
amplitudo dipantlkan pada lapisan udara teratas yaitu ionosfer.
2. Lebih mudah
dimodulasi karena lebih sederhana.
· Kekurangan
1. Dapat
terganggu oleh gangguan atmosfir
2. Bandwith yang
sempit juga membatasi kualitas suara yang dapat dipancarkan.
Modulasi Digital
Dalam modulasi digital, suatu sinyal analog
di-modulasi berdasarkan aliran data digital.
Perubahan sinyal pembawa dipilih dari jumlah
terbatas simbol alternatif. Teknik yang umum dipakai adalah :
Phase Shift Keying (PSK), digunakan suatu
jumlah terbatas berdasarkan fase.
Frekeunsi Shift Keying (FSK), digunakan suatu
jumlah terbatas berdasarkan frekuensi.
Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan suatu
jumlah terbatas amplitudo.
Amplitude Shift Keying Amplitude Shift Keying
(ASK) atau pengiriman
sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan
mengubah-ubah amplitude. 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.
Frequncy Shift Keying Frequency Shift Keying
(FSK) atau pengiriman
sinyal melalui penggeseran frekuensi. Metoda ini merupakan suatu bentuk
modulasi yang memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output
gelombang pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah
ditentukan semula dengan gelombang output yang tidak mempunyai fase
terputus-putus. Dalam proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa
berubah-ubah sesuai dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi
digital. FSK merupakan metode modulasi yang paling populer. Dalam proses ini
gelombang pembawa digeser ke atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit
0. Kondisi ini masing-masing disebut space dan mark. Keduanya merupakan standar
transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT. FSK juga tidak tergantung
pada teknik on-off pemancar, seperti yang telah ditentukan sejak semula.
Kehadiran gelombang pembawa dideteksi untuk menunjukkan bahwa pemancar telah
siap. Dalam hal penggunaan banyak pemancar (multi transmitter),
masing-masingnya dapat dikenal dengan frekuensinya. Prinsip pendeteksian
gelombang pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi kegagalan sistem bekerja.
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, Mark 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).
Amplitude Shift Keying (ASK)
Teori Modulasi ASK (Amplitudo Shift Keying)
ASK (Amplitude
Shift Keying) adalah suatu
modulasi di mana logika 1 diwakili dengan adanya sinyal dan logika 0 diwakili
dengan adanya kondisi tanpa sinyal, seperti pada gambar disamping.
Hasil ASK (Amplitude Shift Keying) diwakili oleh perbedaan amplitudo pada
carrier. Dimana satu amplitudo adalah zero, ini menunjukkan kehadiran
dan ketidakhadiran pada carrier yang digunakan. Sifat dari ASK antara lain:
Ø Rentan untuk pergantian gain tiba-tiba
Ø Tidak efisien
Ø Sampai dengan 1200bps
pada voice grade line
Ø Digunakan pada fiber optic.
Ada beberapa jenis
modulasi ASK, diantaranya sebagai berikut:
1. Binary-ASK (BASK)
Sinyal yang katakan
termodulasi secara BASK didefenisikan dengan
x(t) = A m(t)sin(
ct) 0 ≤ t ≤ T (1)
ct) 0 ≤ t ≤ T (1)
A adalah konstanta, m(t) adalah sinyal data (sinyal
pemodulasi) yang mempunyai nilai 0 atau 1, c adalah frekuensi putar dari
sinyal pembawa, dan T adalah lebar dari satu bit.
c adalah frekuensi putar dari
sinyal pembawa, dan T adalah lebar dari satu bit.
Sebuah sinyal digital,
yang hanya mengandung 0 dan 1, dimodulasikan dengan BASK, maka kita hanya akan
mengalikan sinyal pembawa dengan nilai 0 atau 1. Gambar 5.4 memperlihatkan modulasi BASK untuk sebuah sinyal digital yang
diberikan 0 1 0 1 0 0 1 0. Seperti terlihat di gambar 5.4, sinyal-sinyal BASK
bisa didapat dengan cara menyalakan dan mematikan (on dan off)
sinyal pembawa, tergantung apakah sinyal informasi (pemodulasi) bernilai 1 atau
0. BASK disebut juga on-off keying (OOK).
Secara spektral kita bisa
menggunakan sifat dari transformasi Fourier, perkalian dengan fungsi sinus,
berarti pergeseran bentuk spektral ke c. Dengan mengandaikan bahwa sinyal m(t) adalah sinyal periodis dengan
0 1 0 1 0 1 0 1.
Gambar 5.5 menunjukkan
bentuk spektral dari sinyal termodulasi secara BASK. Jika lebar pita (bandwidth)
dari sinyal informasi didefinisikan sampai nol yang pertama, maka
B = 4/T
Disamping BASK yang
mempunyai dua nilai diskret, ada jenis modulasi ASK yang lain, yang menggunakan
nilai yang lebih dari dua.
Daftar Pustaka :
Alaydrus, Mudris, 2007, Sistem
Komunikasi. Teknik Elektro, UMB.
Burd, Stephen., 2003, System Architechture.
Thompson Course of Technology.
Harry R, Yohannes D, Teknik Pemrograman
Menggunakan Matlab, Grasindo, Jakarta, Hal 54, 2007.
Nassar, Carl, 1968, Telecommunications
Demystified/A Streamlined Course in Digital
Communications (and some Analog) for EE Students and Practicing
Engineers. LLH-Technology Publishing, Eagle Rock –
Virinia.
Wahyono, Teguh, 2003, Prinsip Dasar dan
Teknologi Komunikasi Data. Edisi Pertama,
Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta.
1 komentar:
jos
Posting Komentar