Telekomunikasi: Modulasi dan Demodulasi

Saya bekerja di bidang telekomunikasi tapi ternyata tulisan saya tentang telekomunikasi malah sedikit hehehe.. Sekarang saya mau mencoba membahas tentang modulasi dan demodulasi, semoga berguna bagi yang kebetulan kepingin tahu tentang ini.

Definisi

mo·du·la·si n 1 proses pengubahan gelombang pendukung untuk menyampaikan bunyi; (KBBI)

Dalam konteks telekomunikasi agak kurang pas, bunyi dalam definisi diatas bisa digantikan dengan sinyal/isyarat. Definisi dari wiktionary ini mungkin lebih pas.

modulation (plural modulations)

  1. The process of applying a signal to a carrier, modulating. (Wiktionary)

Apa itu gelombang pendukung?

Gelombang pendukung atau carrier dalam konteks kita ini adalah gelombang sinusoidal yang memiliki: amplitudo, frekuensi dan fase/sudut. Paling enak digambarkan dengan diagram fasor berikut:

Tujuan Modulasi

Tujuan modulasi adalah untuk mengirimkan informasi lewat memodifikasi gelombang pembawa sehingga informasi bisa dikirimkan melalu jarak yang jauh, karena gelombang pembawa ini yang bisa melewati jarak yang jauh. Sehingga ada dua proses yaitu modulasi di pengirim dan de-modulasi (kebalikan dari modulasi) di penerima.

Jenis Modulasi

Dibagi menurut pilihan memodifikasi komponen identitas gelombang tadi yaitu:

1. Modulasi Amplitudo (AM). Modulasi ini dengan memodifikasi amplitudo gelombang. Contohnya dalam modulasi analog, kalau penyiar radio berteriak maka akan terwakilkan dalam amplitudo tinggi gelombang radio yang dipancarkan, sebaliknya kalau penyiar radio berbisik akan terwakilkan dalam amplitudo rendah gelombang radio yang dipancarkan.

2. Modulasi Frekuensi (FM). Modulasi ini dengan memodifikasi frekuensi gelombang. Contohnya lagi dalam modulasi analog, kalau penyiar radio berteriak maka akan terwakilkan dalam frekuensi tinggi/cepat gelombang radio yang dipancarkan, sebaliknya kalau penyiar radio berbisik akan terwakilkan dalam frekuensi rendah/pelan gelombang radio yang dipancarkan.

3. Modulasi Fase (FM). Modulasi ini dengan memodifikasi frekuensi gelombang. Contohnya sering dipakai dalam modulasi digital, kalau bit 1 terwakilkan dalam fase 0° gelombang radio yang dipancarkan, sebaliknya kalau bit 0 akan terwakilkan dalam fase 180° frekuensi gelombang radio yang dipancarkan. Sama-sama di sumbu mendatar, baru kelihatan dalam satu gelombang penuh (satu gunung dan satu lembah).

Modulasi Digital

Modulasi analog contohnya dipakai untuk radio, televisi dan lain-lain yaitu umumnya menggunakan modulasi amplitudo dan frekuensi. Tapi masa depan telekomunikasi adalah menggunakan teknologi digital karena lebih banyak keunggulannya dibandingkan teknologi analog (sinyal continuous). Dalam telekomunikasi berbasis digital setiap  informasi harus diubah terlebih dahulu kedalam bentuk bit-bit melalui proses digitalisasi. Bit-bit inilah (sinyal discrete) yang kemudian dipakai untuk dimodulasikan ke dalam gelombang pembawa yang pada umumnya (yang saya tau :D) menggunakan metode modulasi fase dan kemudian juga kombinasi fase dan amplitudo. Tentu saja bisa juga menggunakan modulasi frekuensi.

Modulasi digital dengan fase misalnya BPSK (Binary Phase Shift Keying), GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) dan QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Modulasi digital kombinasi fase dan amplitudo misalnya QAM.

Tantangan

Dalam perambatan gelombang radio di udara menuju penerima terjadi pelemahan yang menyebabkan amplitudo melemah misalkan karena jarak yang jauh (pada radio efeknya misalkan suara jadi lemah dan jelek), atau terpantul-pantul yang menyebabkan perubahan fase (pada TV misalkan gambar jadi berbayang), atau terkena interferensi dari gelombang lain juga gelombang sendiri yang terdelay akibat terpantul-pantul (jika gelombang lain lebih kuat maka informasi akan hilang).

Karakteristik sinyal sesudah perambatan gelombang radio inilah yang harus dipahami oleh penerima. Jika mengalami interferens bisa mencari frekuensi lain, jika mengalami pelemahan bisa memakai amplifier sebagai penguat, jika fase bergeser bisa memakai penggeser fase.

Dalam sistem selular digital, untuk mengetahui karakteristik perambatan gelombang radio bisa dipakai cara membandingkan suatu acuan konstan di penerima dengan acuan yang sama dari pengirim yang sudah melewati jalur perambatan radio. Selisihnya itulah yang bisa dipakai untuk memahami karakteristik kondisi perambatan. Jadi terlebih dahulu dikirimkan bit-bit pilot dari pengirim. Bit-bit ini juga sudah dimiliki penerima sebagai pembanding, sehingga dengan membandingkannya dengan bit-bit pilot dari pengirim yang sudah melewati jalur perambatan, akan diketahui pergeseran fase dan delay-delay (gelombang yang diterima bisa lebih dari satu, gelombang yang sama ada yang terdelay akibat terpantul-pantul). Jika sudah mengetahui pergeseran fase, kemudian sinyal-sinyal yang terpantul-pantulkan (berbeda-beda fase) ini bisa dibetulkan fasenya lalu digabungkan, baru kemudian dikuatkan.

Bisa dipahami kesulitan yang dihadapi jika modulasi yang digunakan adalah modulasi 64 QAM. Karena itulah modulasi yang komplesk ini baru bisa dipakai jika kondisi perambatan radio benar-benar memungkinkan. Salah satu indikator yang bisa digunakan dalam memilih modulasi digital secara adaptif adalah dengan melihat nilai BER (Bit Error Rate, misalkan jumlah bit salah dari seribu bit diterima). Jika BER tinggi (indikasi kondisi perambatan gelombang radio tidak bersahabat) pakailah modulasi yang lebih sederhana yang memudahkan proses demodulasi, jika BER rendah baru bisa memakai modulasi yang lebih kompleks yang bisa didemodulasi dengan tepat di penerima.

Dalam perambatan gelombang radio melalui media kabel interferensi tidak ada, begitu juga pergeseran fase dan multi sinyal akibat terpantul-pantul tidak ada, yang ada tinggal pelemahan yang berbanding lurus dengan jarak dan faktor cuaca. Sehingga demodulasi pun menjadi lebih mudah di penerima. Sehingga layanan DSL Telkom (Speedy) sebagai contohnya bisa menawarkan kecepatan yang tinggi yang tetap karena bisa menerapkan modulasi digital yang komplek secara konstan.

Advertisements

3 thoughts on “Telekomunikasi: Modulasi dan Demodulasi

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s