1. Pengertian Modulasi
Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Modulasi merupakan proses pencampuran dua sinyal menjadi satu sinyal. Biasanya sinyal yang dicampur adalah sinyal berfrekuensi tinggi dan sinyal berfrekuensi rendah. Dengan memanfaatkan karakteristik masing-masing sinyal, maka modulasi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal informasi pada daerah yang luas atau jauh. Sebagai contoh Sinyal informasi (suara, gambar, data), agar dapat dikirim ke tempat lain, sinyal tersebut harus ditumpangkan pada sinyal lain. Dalam konteks radio siaran, sinyal yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut sinyal pembawa (carrier). Jenis dan cara penumpangan sangat beragam. Yaitu untuk jenis penumpangan sinyal analog akan berbeda dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal film, atau sinyal lain.
Tujuan dilakukannya proses modulasi antara lain :
a. Untuk memudahkan proses radiasi
Pada kanal komunikasi berupa udara, diperlukan antena untuk proses pemancaran/radiasi dan penerimaan sinyal. Dimensi antena adalah berbanding terbalik dengan frekuensi sinyal yang dipancarkan atau diterimanya.
b. Untuk memungkinkan multiplexing
Jika sebuah media transmisi dapat digunakan oleh beberapa kanal,maka modulasi dapat digunakan untuk menempatkan masing-masing kanal pada wilayah spektrum frekuensi yang berbeda. Contohnya : teknik fdm pada sistem telepon.
c. Untuk mengatasi keterbatasan peralatan
Pembuatan peralatan pengolahan sinyal (signal processing devices) sepertifilter dan amplifier memiliki tingkat kesulitan yang berbeda untuk spectrum frekuensi tertentu. Untuk itu modulasi dapat digunakan untuk menempatkan sinyal informasi ke wilayah spektrum tertentu, dimana pembuatan peralatan pengolahan sinyalnya menjadi paling mudah.
d. Untuk memungkinkan pembagian frekuensi
Modulasi memungkinkan beberapa stasiun radio dan televisi untuk melakukan siaran secara bersamaan menggunakan frekuensi sinyal pembawa yang berbeda.Sehingga tidak akan terjadi interferensi antar stasiun. Di sisi penerima, dengan adanya modulasi, maka dapat dilakukan pemilihan terhadap stasiun siaran yang memang ingin di dengarkan/ditonton.contohnya: siaran radio dan televisi.
e. Untuk mengurangi pengaruh noise dan interferensi
Pengaruh noise dan interferensi tidak dapat seluruhnya dihilangkan darisistem komunikasi. Namun dimungkinkan untuk menekan pengaruh gangguan tersebut denganmenggunakan teknik modulasi tertentu. Sehingga penggunaan teknik modulasi secara umum akan menyebabkanbandwidth transmisi yang lebih besar dari bandwidth sinyal informasinya.
Sinyal informasi biasanya memiliki spektrum yang rendah dan rentan untuk tergangu oleh noise. Sedangakan pada transmisi dibutuhkan sinyal yang memiliki spektrum tinggi dan dibutuhkan modulasi untuk memindahkan posisi spektrum dari sinyal data, dari pita spektrum yang rendah ke spektrum yang jauh lebih tinggi. Hal ini dilakukan pada transmisi data tanpa kabel (dengan antena), dengan membesarnya data frekuensi yang dikirim maka dimensi antenna yang digunakan akan mengecil.
 |
| Pengertian Dan Jenis-Jenis Modulasi |
2. Jenis-Jenis Modulasi
a. Modulasi Analog
Modulasi analog adalah komunikasi yang mentransmisikan sinyal-sinyal analog yaitu time signal yang berada pada nilai kontinu pada interval waktu yang terdefinisikan. Proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.
Jenis-jenis modulasi analog :
• Amplitude modulation (AM)
Amplitude modulation adalah peristiwa modulasi terjadi dengan merubah-ubah amplitudo gelombang pembawa sesuai dengan perubahan amplitudo gelombang informasi. Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling mudah dan sederhana sederhana, tetapi mudah dipengaruhi oleh keadaan transmisinya. Seperti : redaman oleh udara, noise, interfrensi dan bentuk-bentuk gangguan lainnya. Gelombang pembawa (carrier wave) diubah amplitudonya sesuai dengan signal informasi yang akan dikirimkan. Modulasi ini disebut juga linear modulation, artinya bahwa pergeseran frekwensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan.
Di pemancar radio dengan teknik AM, amplitudo gelombang carrier akan diubah seiring dengan perubahan sinyal informasi (suara) yang dimasukkan. Frekuensi gelombang carrier-nya relatif tetap. Kemudian, sinyal dilewatkan ke RF (Radio Frequency) Amplifier untuk dikuatkan agar bisa dikirim ke jarak yang jauh. Setelah itu, dipancarkan melalui antena. Tentu saja dalam perjalanannya mencapai penerima, gelombang akan mengalami redaman (fading) oleh udara, mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Gangguan-gangguan itu umumnya berupa variasi amplitudo sehingga mau tidak mau akan memengaruhi amplitudo gelombang yang terkirim.
Akibatnya, informasi yang akan dikirim pun akan berubah, dan ujung-ujungnya mutu informasi yang diterima jelas berkurang, dan efek yang kita rasakan sangat nyata. Cara mengurangi kerugian yang diakibatkan oleh redaman, noise, dan interferensi cukup sulit. Pengurangan amplitudo gelombang (yang mempunyai amplitudo lebih kecil), akan berdampak pada pengurangan sinyal asli.
• Frequency modulation (FM)
Frequency modulation adalah proses modulasi yang terjadi dengan mengubah-ubah frekuensi gelombang pembawa sesuai dengan perubahan frekuensi sinyal informasi. Di pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi lainnya. Amplitudo gelombang carrier relatif tetap. Setelah dilakukan penguatan daya sinyal (agar bisa dikirim jauh), gelombang yang telah dimodulasi dipancarkan melalui antena. Seperti halnya gelombang termodulasi AM, gelombang ini pun akan mengalami redaman oleh udara dan mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Tetapi, karena gangguan itu umumnya berbentuk variasi amplitudo, kecil kemungkinan dapat memengaruhi informasi yang menumpang dalam frekuensi gelombang carrier.
Sehingga, mutu informasi yang diterima tetap baik. Dan, kualitas audio yang diterima juga lebih tinggi daripada kualitas audio yang dimodulasi dengan AM.
Proses modulasi yang terjadi pada FM adalah proses yang menghasilkan gelombang yang sudah dimodulasi dengan frekuensi yang berubah-ubah sesuai dengan perubahan frekuensi gelombang informasi yang dimodulasikan. Disaat kurva gelombang informasi sedang mengarahkan ke puncak, frekuensi gelombang FM menjadi lebih rendah dari frekuensi gelombang AM. Oleh sebab itu di katakan bahwa band frekuensi yang dipakai pada radio FM lebih lebar di bandingkan dengan frekuensi yang dibutuhkan oleh sistem radio AM, yaitu band frekuensi diatas HF. Akibat penggunaan band frekuensi yang lebar ini, sistem FM memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sistem AM. Kelebihan-kelebihan tersebut antara lain :
- Pengaruh derau selama hubungan lebih kecil.
- Dengan penggunaan daya elektron yang lebih kecil dapat diperoleh mutu hubungan yang sama dengan sistem AM.
- Perubahan level gelombang sinyal akibat fading tidak akan terjadi,karena proses modulasi dilakukan dengan dasar perubahan frekuensi.
Berpijak pada kelebihan-kelebihan tersebut, maka sistem FM banyak dipakai pada hubungan komuikasi radio, mobil, STJJ (Sambungan Telepon Jarak Jauh), Handy talky pengiriman suara pada pemancar televisi dan sistem gelombang mikro (mikrowave). Pada sistem FM amplitudo dan fasenya tetap,sedangkan yang berubah-ubah adalah frekwensinya.
• Pulse Amplitude Modulation (PAM)
Modulasi ini menggunakan perbedaan sudut (phase) dari sinyal analog untuk membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada modulasi jenis ini, amplitudo dan frekuensi dari sinyal analog adalah tetap, yang berubah adalah phase sinyal analognya.
b. Modulasi Digital
Modulasi digital ialah suatu sinyal analog di modulasi berdsarkan aliran data digital. Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Teknik modulasi digital pada prinsipnya merupakan variant dari metode modulasi analog.
Teknik Modulasi digital :
• Amplitude Shift Keying (ASK)
Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubah-ubah amplitudo.
Bentuk sinyal termodulasi dalam hal ini dapat didekati dengan sebuah persamaan matematik :
v (t) = Vc/2 [1 + mvm(t )]cos(2ωc )
dimana:
Vc= amplitudo sinyal carrier v
m = sinyal pemodulasi yang bernilai 1 atau 0
m = indek modulasi ωc = 2pf
c = frekuensi carrier dalam nilai radiant
• Frequency Shift Keying (FSK)
Frequency-shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi. Merupakan bentuk modulasi frekuensi dimana sinyal modulasinya mengubah frekuensi output di antara nilai sebelum ditentukan.
Bentuk fase FSK yang kontinus yang ada merupakan tidak ada kelanjutan fase pada sinyal dimodulasi. Frequency shift keying (FSK) merupakan sistem modulasi digital yang relatif sederhana, dengan kinerja yang kurang begitu bagus dibandingkan system PSK atau QAM.
FSK biner adalah sebuah bentuk modulasi sudut dengan envelope konstan yang mirip dengan FM konvensional, kecuali bahwa dalam modulasi FSK, sinyal pemodulasi berupa aliran pulsa biner yang bervariasi diantara dua level tegangan diskrit sehingga berbeda dengan bentuk perubahan yang kontinyu pada gelombang analog. 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, hMark 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).
• Phase shift Keying (PSK)
Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa. Metoda ini merupakan suatu bentukug modulasi fasa yang memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital.Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima. Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fasa yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fasa yang ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi).
Untuk transmisi dataata atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih sistem modulasi PSK. PSK digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.merupakan skema modulasi digital modulation yang memberikan data dengan mengubah, atau memodulasi, fase sinyal referensi (gelombang karier). Fase diubah mewakili sinyal data. Ada dua cara dasar menggunakan fase sinyal :
- Dengan melihat fase itu sendiri sebagai pengubah informasi, dimanan demodulator harus memiliki sinyal referensi untuk membandingkan perlawanan fase dari sinyal yang diterima.
- Dengan melihat perubahan fase sebagai informasi pengubah skema diferensial, beberapa tidak membutuhkan karier referensi.
Perbedaan mendasar antara modulasi analog dan digital terletak pada bentuk sinyal informasinya. Pada modulasi analog, sinyal informasinya berbentuk analog dan sinyal pembawanya analog. Sedangkan pada modulasi digital, sinyal informasinya berbentuk digital dan sinyal pembawanya analog. Perbedaan utama antara modulasi digital dan modulasi analog adalah bahwa pesan yang ditransmisikan untuk sistem modulasi digital mewakili seperangkat simbol--simbol abstrak. (Misalnya 0 s dan l s untuk sistem transmisi biner), sedangkan dalam sistem modulasi analog, sinyal pesan adalah gelombang kontinyu. Untuk mengirim pesan digital, modulasi digital mengalokasikan sepotong waktu yang disebut interval sinyal dan menghasilkan fungsi kontinyu yang mewakili simbol.
3. Keuntungan dan Kerugian Komunikasi Digital
a. Keuntungan komunikasi digital :
• Error hampir selalu dapat dikoreksi.
• Mudah menampilkan manipulasi sinyal (seperti encryption).
• Range dinamis yang lebih besar (perbedaan nilai terendah terhadap tertinggi dapat dimungkinkan.
b. Kerugian Komunikasi Digital :
• Biasanya memerlukan bandwidth yang lebih besar.
• Memerlukan sinkronisasi.
