1 prinsip dasar telekomunikasi radio
-
Upload
iskandar815 -
Category
Engineering
-
view
717 -
download
12
Transcript of 1 prinsip dasar telekomunikasi radio
Prinsip DasarTelekomunikasi Radio
Training TELECOMMUNICATIONS FUNDAMENTALSJakarta, 8 – 9 Juni 2011
SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKAINSTITUT TEKNOLOGI BANDUNGJalan Ganesha No. 10 Bandung 40132Email: [email protected]. 022-2501661, Fax. 022-2534133, Mobile: 0819 1039 1950
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Outline
Terminologi
Frekuensi dan Panjang Gelombang
Satuan Desibel (dB)
EIRP
Spectrum Gelombang
Antena
2 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Terminologi
• Komunikasi RF (Radio Frequency) adalah istilah komunikasiyang menggunakan frekuensi radio untuk mengirimkaninformasi melalui udara sebagai medium..
.fv f
T1
3 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Frekuensi
• RF dimulai dengan arus atau tegangan AC(Alternating current).
4 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
• Frekuensi linier (f) dinyatakan dalam satuanHz (Hertz) yaitu siklus per detik.
– Satuan lainnya:
• kHz – Kilohertz (Ribu Hertz)
• MHz – Megahertz (Juta Hertz)
• GHz – Gigahertz (Milyar Hertz)
• Frekuensi sudut (w), dinyatakan dalam Radianper detik.
Frekuensi…
fw 2
5 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Frekuensi/Perioda
• Perioda
T(sec) = 1/f(Hz)
• Frekuensi
f(Hz) = 1/T(sec)
• Berapa perioda sinyal dengan frekuensi 2.412GHz?
– T= 1 / 2,412,000,000 = 0.000000004146 sec
• yaitu 0.4146 nSec
6 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Klasifikasi Frekuensi
7 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Panjang Gelombang ()
• Panjang gelombang adalah jarak satu perioda.– Dinotasikan dengan: λ
λ(m) = C / f(Hz)
– C kecepatan cahaya di ruang hampa (3.0 x 108 m/s).
– Gelombang RF merambat mendekati kecepatan cahaya C di dalamruang hampa.
– Gelombang RF merambat agak melambat di dalam bahan ataumedium selain udara hampa (misalnya di dalam kabel).
– Jadi dari gelombang yang merambat di dalam bahan lebih pendekdibandingkan jika merambat dalam ruang hampa.
8 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Panjang Gelombang ()…
• Aplikasi TETRA di frekuensi 380 MHz mempunyai:λ = 300000000/380000000 ≈ 79 cm
• Aplikasi TETRA di frekuensi 806 MHz mempunyai:
λ = 300000000/806000000 ≈ 37 cm
• Telepon genggam pada 1.9 GHzλ = 300000000/1900000000 ≈ 16 cm
• WiFi 802.11b pada 2.412 GHzλ = 300000000/2412000000 ≈ 12 cm
Dst…
9 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Spektrum Elektromagnetik
10 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Frekuensi/Kanal
• Contoh kanal RF sistemTETRA di frekuensi 800MHz:• Tiap kanal lebarnya 25 kHz
Kanal BW (kHz) Tx (Mhz) Rx (MHz)
1 25 865,9875 820,9875
2 25 865,9625 820,9625
3 25 865,9375 820,9375
4 25 865,9125 820,9375
5 25 865,8875 820,9375
6 25 865,8675 820,9375
7 25 865,8375 820,9375
8 25 865,8125 820,9375
9 25 865,7875 820,9375
10 25 865,7625 820,9375
Dst… … … …
1
865,9875 865,9875
2 n
11 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Satuan dB
• Singkatan dari Decibel
• Yaitu satuan yang digunakan untukmenyatakan perbandingan
– Contoh: Ketika parameter bervariasi sangat besar• Perbedaan daya transmit dan daya receive bisa mencapai 90 dB
atau lebih.
• Formula untuk perbandingan:
– Besaran relatif : dB = 10 log10 P1/P2• Dimana P1 dan P2 adalah daya yang sedang dibandingkan dengan
satuan yang sama (watts, milliwatts)
12 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Satuan dB…
– Besaran absolut: dBm = 10 log10 P1/1 mW• Dimana P1 adalah daya yang sedang dibandingkan terhadap daya
1 mW.
• Contoh dB relatif
P1 = 10 watt
P2 = 10.000 watt
Daya P2 lebih besar 30 dB dari daya P1.
30 dB = 10 log (10.000/10)
13 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Satuan dB…
• Contoh dB absolut:0,1 mW = - 10 dBm = - 40 dBW
1 mW = 0 dBm = - 30 dBW
2 mW = 3 dBm = - 27 dBW
5 mW = 7 dBm = - 23 dBW
25 W = 44 dBm = 14 dBW
40 W = 46 dBm = 16 dBW
• Satuan dB lainnya:– dBa – dBmV – dBm0 – dBrnc0
– dBa0 – dBm – dBr – dBu
– dBd – dBm0 – dBrn – dBV
– dBi – dBmp – dBrnc – dBW
14 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Satuan dB…
• Decibel Glossary:
15 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Satuan dB…
• Decibel Glossary:…
dBm
16 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Satuan dB…
• Decibel Glossary:…
17 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Satuan dB…
• Decibel Glossary:…
dBV
dBW
18 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
EIRP
• Effective Isotropic Radiated Power
• Formula
EIRP = PT – PL + GT
• Dimana
– Pt adalah daya transmit (dBm)
– Pl adalah loss total dalam kabel/konektor (dB)
– Gt gain antena (dB)
HPA
PT
PL
GTEIRP
19 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
EIRP…
• Contoh
– Kita punya radio pemancar 100 mW = 20 dBm
– Kita punya konektor dengan loss 2.5 dB dan kabel(LMR400) dengan loss 2.6 dB
– Menggunakan antena 18 dBi
– EIRP = 20 dBm – (2.5 dB+2.6 dB) + 18 dBi = 32.9dBm
20 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Power
• Dari mana power muncul?– Konversi DC ke energi RF
• Proses ini mempunyai efisiensi < 50%
• Dimana hilangnya power tersebut– Kabel
– Konektor (Kadang sampai 2dB per konektor)
– Benda solid (trees, walls, glass)
– Udara (any phase) / Oksigen / udara
– Jarak (path losses)
21 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Loss Kabel
• Bergantung frekuensi– Tabel disamping pada 2.412 GHz
• Darimana datangnya loss?– Resistansi kawat
– Loss radiasi (shielding issues)
– Loss dielektrik (dominant)
• Sebagian besar sebagai panas
• Asumsi matching sempurna
• Konektor umumnya loss sekitar1 - 1.5 dB per koneksi.
TypeLoss per 100 ft
(30.48 m)
LMR-100A 39dB
LMR-200A 16.5dB
LMR-240 12.7dB
LMR-400 6.6dB
LMR-600 4.3dB
LMR-900 2.9dB
Heliax 4-50A 3.6dB
Heliax 5-50A 2.0dB
Heliax 6-50A 1.5dB
22 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Modulasi
• Adalah teknik untuk menyesuaikan sinyal informasidengan sifat medium dengan cara menggunakansinyal pembawa (carrier).– Modulasi Analog Kontinyu
• AM, FM, PM
– Modulasi Pulsa• PAM, PWM, PPM, PCM
– Modulasi Digital• ASK, FSK, PSK
– Modulasi Spread Spectrum• DS-CDMA, FH-CDMA
23 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Modulasi…
Amplitude Shift Keying
Frequency Shift Keying
Phase Shift Keying
24 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Spread Spectrum
Dua jenis spread spectrum, yaitu:
– Frequency hopping - FH
• Generator PN (Pseudo Noise) memilih frekuensitertentu untuk transmit.
– Direct Sequence Spread Spectrum DSSS
• Generator PN dengan rate sangat tinggi dikalikandengan data seperti pada modulasi ASK.
25 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Spread Spectrum…
• Setelah terjadi modulasi maka sinyal menjaditersebar di bandwidth yang sangat lebar., sehinggadisebut sistem spread spectrum.
26 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Antena Definisi Antena
Antena Tx adalah perangkat yang meradiasikan (radiator) gelombangelektromagnetik dari dalam media transmisi fisik (kabel, koaksial, atauwaveguide) ke dalam media udara.
Antena Rx adalah perangkat yang menangkap gelombang elektromagnetikdari medium udara dan meneruskannya ke dalam media transmisi fisik(kabel, koaksial, atau waveguide).
Antenna
Transmitter
Antenna
Receiver
Radio wave
Wireless transmision medium (Air)
27 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Karakteristik Utama Sebuah Antena: Luas Efektif Antena Pola Radiasi Gain VSWR Bandwidth Polarization (linear, elliptical and circular) Antenna Temperature (TA)
Antena…
28 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Polarisasi Antena
29 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Luas Efektif Antena
Yaitu luas efektif dari sebuah antena aperture yangmerupakan perkalian luas fisik antena (Ap) dikalikan denganefisiensinya (h).
Hubungan luas efektif antena dengan gain.
Contoh: Sebuah antena sirkular berdiameter 30 cm (h=60%) pada frekuensi 39GHz mempunyai gain sebagai berikut:
2
222
424.0
0707.0)15.0(14.3
mAA
mxRA
pe
p
h
dBG 5.399005
30 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Pola Radiasi
Pola radiasi antena adalah representasi (gambar ataumatematika) dari distribusi daya output - mengalir(terpancar) dari antena (dalam kasus antena pemancar),atau pemasukan (diterima) ke antena (dalam kasus antenapenerima) sebagai fungsi dari sudut arah dari antena.
– Pola radiasi antena harus diukur pada medan jauh.
31 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Gain
Untuk antena yang real, akan selalu ada radiasi daya ke arah tertentulebih besar dari radiasi ke arah lain, (bila diukur pada jarak yang sama).
The directivity antena didefinisikan sebagai rasio antara rapat daya padajarak, d, di arah intensitas maksimum dengan rapat daya rata-rata disemua arah pada jarak yang sama, d.
Hal ini setara dengan rasio rapat daya ke arah maksimum pada jarak dterhadap rapat daya rata-rata, juga pada jarak d.
Gain antena parabola
32 / 35
2
log10
h
DG
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Tipe Antena Gi [dB] BeamW.
Isotropic 0 3600x3600
Half-wave Dipole 2 3600x1200
Helix (10 turn) 14 350x350
Small dish 16 300x300
Large dish 45 10x10
Gain Tipikal dan Beamwidth Antena
33 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Latihan
1. Nyatakan daya 50 Watt dalam satuan dBm.
2. Nyatakan daya 10 mW dalam satuan dBmVpada terminasi 50 Ohm.
3. Nyatakan daya 40 dBm dalam satuan W.
4. Nyatakan daya -10 dBmV dalam satuan dBmpada terminasi 75 Ohm.
5. Berapa gain antena parabola dengandiameter 70 cm bekerja di frekuensi 5,8 GHz(efisiensi h = 65%).
34 / 35
Prinsip Dasar Telekomunikasi Radio
Jawaban
1. 47 dBm
2. 117 dBmV
3. 10 W.
4. -118.75 dBm.
5. 30.7 dB
35 / 35