BAB I
PENDAHULUAN
I. PENDAHULUANKemajuan teknologi saat ini semakin meningkat berikut dalam penggunaan gelombang elekromagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Seperti apakah gelombang elektromagnetik, apa contoh gelombang elektromagnetik itu?Gelombang elektromagnetik sebenarnya selalu ada disekitar kita, salah satu contohnya adalah sinar matahari, gelombang ini tidak memerlukan medium perantara dalam perambatannya. Contoh lain adalah gelombang radio. Tetapi spektrum gelombang elektromagnetik masih terdiri dari berbagai jenis gelombang lainnya, yang dibedakan berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya. Untuk itu disini kita akan mempelajari tentang rentang spektrum gelombang elektromagnetik, karakteristik khusus masing-masing gelombang elektromagnetik di dalam spectrum dan contoh dan penerapan masing-masing gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A.TEORI DASAR RADIOSebuah radio merek Truetone
Radio adalah teknologi yang digunakan untuk pengiriman sinyal dengan cara modulasi dan radiasi elektromagnetik (gelombang elektromagnetik). Gelombang ini melintas dan merambat lewat udara dan bisa juga merambat lewat ruang angkasa yang hampa udara, karena gelombang ini tidak memerlukan medium pengangkut (seperti molekul udara).
Frekuensi gelombang radio untuk pengiriman suara
Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu spektrum elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik.
Gelombang elektromagnetik lainnya, yang memiliki frekuensi di atas gelombang radio meliputi sinar gamma, sinar-X, inframerah, ultraviolet, dan cahaya terlihat.
Ketika gelombang radio dipancarkan melalui kabel, osilasi dari medan listrik dan magnetik tersebut dinyatakan dalam bentuk arus bolak-balik dan voltase di dalam kabel. Hal ini kemudian dapat diubah menjadi signal audio atau lainnya yang membawa informasi.
Undang-undang Nomor 32 Tahun 2002 Tentang Penyiaran menyebutkan bahwa frekuensi radio merupakan gelombang elektromagnetik yang dipergunakan untuk penyiaran dan merambat di udara serta ruang angkasa tanpa sarana penghantar buatan, merupakan ranah publik dan sumber daya alam terbatas. Seperti spektrum elektromagnetik yang lain, gelombang radio merambat dengan kecepatan 300.000 kilometer per detik. Perlu diperhatikan bahwa gelombang radio berbeda dengan gelombang audio.
Gelombang radio merambat pada frekuensi 100,000 Hz sampai 100,000,000,000 Hz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20 Hz sampai 20,000 Hz. Pada siaran radio, gelombang audio tidak ditransmisikan langsung melainkan ditumpangkan pada gelombang radio yang akan merambat melalui ruang angkasa. Ada dua metode transmisi gelombang audio, yaitu melalui modulasi amplitudo (AM) dan modulasi frekuensi (FM).
Meskipun kata ‘radio’ digunakan untuk hal-hal yang berkaitan dengan alat penerima gelombang suara, namun transmisi gelombangnya dipakai sebagai dasar gelombang pada televisi, radio, radar, dan telepon genggam pada umumnya.
☻SEJARAH RADIO
Sejarah radio adalah sejarah teknologi yang menghasilkan peralatan radio yang menggunakan gelombang radio. Awalnya sinyal pada siaran radio ditransmisikan melalui gelombang data yang kontinyu baik melalui modulasi amplitudo (AM), maupun modulasi frekuensi (FM). Metode pengiriman sinyal seperti ini disebut analog. Selanjutnya, seiring perkembangan teknologi ditemukanlah internet, dan sinyal digital yang kemudian mengubah cara transmisi sinyal radio
Radio AM
Radio AM (modulasi amplitudo) bekerja dengan prinsip memodulasikan gelombang radio dan gelombang audio. Kedua gelombangg ini sama-sama memiliki amplitudo yang konstan. Namun proses modulasi ini kemudian mengubah amplitudo gelombang penghantar (radio) sesuai dengan amplitudo gelombang audio.
Pada tahun 1896 ilmuwan Italia, Guglielmo Marconi mendapat hak paten atas telegraf nirkabel yang menggunakan dua sirkuit. Pada saat itu sinyal ini hanya bisa dikirim pada jarak dekat. Namun, hal inilah yang memulai perkembangan teknologi radio. Pada tahun 1897 Marconi kembali mempublikasikan penemuan bahwa sinyal nirkabel dapat ditransmisikan pada jarak yang lebih jauh (12 mil). Selanjutnya, pada 1899 Marconi berhasil melakukan komunikasi nirkabel antara Perancis dan Inggris lewat Selat Inggris dengan menggunakan osilator Tesla.
John Ambrose Fleming pada tahun 1904 menemukan bahwa tabung audion dapat digunakan sebagai receiver nirkabel bagi teknologi radio ini. Dua tahun kemudian Dr. Lee deForest menemukan tabung elektron yang terdiri dari tiga elemen (triode audion). Penemuan ini memungkinkan gelombang suara ditransmisikan melalui sistem komunikasi nirkabel. Tetapi sinyal yang ditangkap masih sangat lemah. Barulah pada tahun 1912 [[Edwin Howard Armstrong menemukan penguat gelombang radio disebut juga radio amplifier. Alat ini bekerja dengan cara menangkap sinyal elektromagnetik dari transmisi radio dan memberikan sinyal balik dari tabung. Dengan begitu kekuatan sinyal akan meningkat sebanyak 20.000 kali perdetik. Suara yang ditangkap juga jauh lebih kuat sehingga bisa didengar langsung tanpa menggunakan earphone. Penemuan ini kemudian menjadi sangat penting dalam sistem komunikasi radio karena jauh lebih efisien dibandingkan alat terdahulu. Meskipun demikian hak paten atas amplifier jatuh ke tangan Dr. Lee deforest. Sampai saat ini radio amplifier masih menjadi teknologi inti pada pesawat radio.
Awalnya penggunanaan radio AM hanya untuk keperluan telegram nirkabel. Orang pertama yang melakukan siaran radio dengan suara manusia adalah Reginald Aubrey Fessenden. Ia melakukan siaran radio pertama dengan suara manusia pada 23 Desember 1900 pada jarak 50 mil (dari Cobb Island ke Arlington, Virginia) Saat ini radio AM tidak terlalu banyak digunakan untuk siaran radio komersial karena kualitas suara yang buruk.
Radio FM
Radio FM (modulasi frekuensi) bekerja dengan prinsip yang serupa dengan radio AM, yaitu dengan memodulasi gelombang radio (penghantar) dengan gelombang audio. Hanya saja, pada radio FM proses modulasi ini menyebabkan perubahan pada frekuensi.
Ketika radio AM umum digunakan, Armstrong menemukan bahwa masalah lain radio terletak pada jenis sinyal yang ditransmisikan. Pada saat itu gelombang audio ditransmisikan bersama gelombang radio dengan menggunakan modulasi amplitudo (AM). Modulasi ini sangat rentan akan gangguan cuaca. Pada akhir 1920-an Armstrong mulai mencoba menggunakan modulasi dimana amplitudo gelombang penghantar (radio) dibuat konstan. Pada tahun 1933 ia akhirnya menemukan sistem modulasi frekuensi (FM) yang menghasilkan suara jauh lebih jernih, serta tidak terganggu oleh cuaca buruk.
Sayangnya teknologi ini tidak serta merta digunakan secara massal. Depresi ekonomi pada tahun 1930-an menyebabkan industri radio enggan mengadopsi sistem baru ini karena mengharuskan penggantian transmiter dan receiver yang memakan banyak biaya. Baru pada tahun 1940 Armstrong bisa mendirikan stasiun radio FM pertama dengan biayanya sendiri. Dua tahun kemudian Federal Communication Comission (FCC) mengalokasikan beberapa frekuensi untuk stasiun radio FM yang dibangun Armstrong. Perlu waktu lama bagi modulasi frekuensi untuk menjadi sistem yang digunakan secara luas. Selain itu hak paten juga tidak kunjung didapatkan oleh Armstrong.
Frustasi akan segala kesulitan dalam memperjuangkan sistem FM, Armstrong mengakhiri hidupnya secara tragis dengan cara bunuh diri. Beruntung istrinya kemudian berhasil memperjuangkan hak-hak Armstrong atas penemuannya. Barulah pada akhir 1960-an FM menjadi sistem yang benar-benar mapan. Hampir 2000 stasiun radio FM tersebar di Amerika, FM menjadi penyokong gelombang mikro (microwave), pada akhirnya FM benar-benar diakui sebagai sistem unggulan di berbagai bidang komunikasi.
Radio Internet
Penemuan internet mulai merubah transmisi sinyal analog yang digunakan oleh radio konvensional. Radio internet (dikenal juga sebagai web radio, radio streaming dan e-radio) bekerja dengan cara mentransmisikan gelombang suara lewat internet. Prinsip kerjanya hampir sama dengan radio konvensional yang gelombang pendek (short wave), yaitu dengan menggunakan medium streaming berupa gelombang yang kontinyu. Sistem kerja ini memungkinkan siaran radio terdengar ke seluruh dunia asalkan pendengar memiliki perangkat internet. Itulah sebabnya banyak kaum ekspatriat yang menggunakan radio internet untuk mengobanti rasa kangen pada negara asalnya. Di Indonesia, umumnya radio internet dikolaborasikan dengan sistem radio analog oleh stasiun radio teresterial untuk memperluas jangkauan siarannya.
Radio Satelite
Radio satelit mentransmisikan gelombang audio menggunakan sinyal digital. Berbeda dengan sinyal analog yang menggunakan gelombang kontinyu, gelombang suara ditransmisikan melalui sinyal digital yang terdiri atas kode-kode biner 0 dan 1. Sinyal ini ditransmisikan ke daerah jangkauan yang jauh lebih luas karena menggunakan satelit. Hanya saja siaran radio hanya dapat diterima oleh perangkat khusus yang bisa menerjemahkan sinyal terenkripsi. Siaran radio satelit juga hanya bisa diterima di tempat terbuka dimana antena pada pesawat radio memiliki garis pandang dengan satelit pemancar. Radio satelit hanya bisa bekerja yang tidak memiliki penghalang besar seperti terowongan atau gedung. Oleh karena itu perangkat radio satelit banyak dipromosikan untuk radio mobil. Untuk mendapat transmisi siaran yang baik, perlu dibuat stasiun repeater seperti di Amerika agar kualitas layanan prima.
Perangkat yang mahal (karena menggunakan satelit) membuat sistem ini komersil. Pendengar harus berlangganan untuk dapat mendengarkan siaran radio. Meskipun begitu kualitas suara yang dihasilkan sangat jernih, tidak lagi terdapat noise seperti siaran radio konvensional. Selain itu sebagian besar isi siaran juga bebas iklan dan pendengar memiliki jauh lebih banyak pilihan kanal siaran (lebih dari 120 kanal).
Perusahaan penyedia satelit radio dunia adalah Worldspace yang melayani siaran radio satelit di Amerika, Eropa, Asia, Australia, dan Afrika. Worldspace memiliki tiga satelit yang melayani wilayah berbeda. Di Indonesia, samapai tahun 2002 Worldspace telah bekerja sama dengan RRI, Radio trijaya, Borneo Wave Channel (Masima Group), goindo.com dan Kompas Cyber Media sebagai pengisi konten layanan radio satelit dengan menggunakan satelit Asia Star.
Radio Berdefinisi Tinggi (HD Radio)
Radio yang dikenal juga sebagai radio digital ini bekerja dengan menggabungkan sistem analog dan digital sekaligus. Dengan begitu memungkinkan dua stasiun digital dan analog berbagi frekuensi yang sama. Efisiensi ini membuat banyak konten bisa disiarkan pada posisi yang sama. Kualitas suara yang dihasilkan HD radio sama jernihnya dengan radio satelit, tetapi layanan yang ditawarkan gratis. Namun untuk dapat menerima siaran radio digital pendengar harus memiliki perangkat khusus yang dapat menangkap sinyal digital.
☻Penemuan gelombang radio
Dasar teori dari perambatan gelombang elektromagnetik pertama kali dijelaskan pada 1873 oleh James Clerk Maxwell dalam papernya di Royal Society mengenai teori dinamika medan elektromagnetik (bahasa Inggris: A dynamical theory of the electromagnetic field), berdasarkan hasil kerja penelitiannya antara 1861 dan 1865.Pada 1878 David E. Hughes adalah orang pertama yang mengirimkan dan menerima gelombang radio ketika dia menemukan bahwa keseimbangan induksinya menyebabkan gangguan ke telepon buatannya. Dia mendemonstrasikan penemuannya kepada Royal Society pada 1880 tapi hanya dibilang itu cuma merupakan induksi.
Adalah Heinrich Rudolf Hertz yang, antara 1886 dan 1888, pertama kali membuktikan teori Maxwell melalui eksperimen, memperagakan bahwa radiasi radio memiliki seluruh properti gelombang (sekarang disebut gelombang Hertzian), dan menemukan bahwa persamaan elektromagnetik dapat diformulasikan ke persamaan turunan partial disebut persamaan gelombang.
☻PENGGUNAAN RADIO
Sebuah radio merek Bush lama.
Banyak penggunaan awal radio adalah maritim, untuk mengirimkan pesan telegraf menggunakan kode Morse antara kapal dan darat. Salah satu pengguna awal termasuk Angkatan Laut Jepang memata-matai armada Rusia pada saat Perang Tsushima di 1901. Salah satu penggunaan yang paling dikenang adalah pada saat tenggelamnya RMS Titanic pada 1912, termawuk komunikasi antara operator di kapal yang tenggelam dan kapal terdekat, dan komunikasi ke stasiun darat mendaftar yang terselamatkan.
Radio digunakan untuk menyalurkan perintah dan komunikasi antara Angkatan Darat dan Angkatan Laut di kedua pihak pada Perang Dunia II; Jerman menggunakan komunikasi radio untuk pesan diplomatik ketika kabel bawah lautnya dipotong oleh Britania. Amerika Serikat menyampaikan Empat belas Pokok Presiden Woodrow Wilson kepada Jerman melalui radio ketika perang.
Siaran mulai dapat dilakukan pada 1920-an, dengan populernya pesawat radio, terutama di Eropa dan Amerika Serikat. Selain siaran, siaran titik-ke-titik, termasuk telepon dan siaran ulang program radio, menjadi populer pada 1920-an dan 1930-an.
Penggunaan radio dalam masa sebelum perang adalah pengembangan pendeteksian dan pelokasian pesawat dan kapal dengan penggunaan radar].
Sekarang ini, radio banyak bentuknya, termasuk jaringan tanpa kabel, komunikasi bergerak di segala jenis, dan juga penyiaran radio.
◄Media Transmisi Non Fisik Terestrial
Media Transmisi Non Fisik Terestrial adalah media transmisi dalam bentuk gelombang radio yang perambatannya tidak jauh atau seolah-olah sejajar dengan bumi (tidak termasuk transmisi satelit) Pemakaian gelombang radio sebagai media transmisi biasanya ditentukan berdasarkan frekuensi/panjang gelombang
Frekuensi adalah banyaknya getaran yang melewati titik tertentu dalam suatu interval waktu yang berlainan Satuan frekuensi disebut : Heartz sesuai penemu gelombang elektromagnetik: Heinrich Hertz (Jerman).Frekuensi ini berbanding terbalik dengan panjang gelombang sesuai dengan rumusnya :
Frekuensi = kecepatan/gelombang
Besaran masing-masing jenis frekeunsi radio disebut Spektrum
Frekuensi Radio MF (Middle Frekuensi) disebut dengan radio dengan
panjang gelombang sedang. Banyak digunakan dalam radio siaran swasta
niaga HF (High Frekuensi) disebut sistem radio gelombang pendek, yang
banyak dipakai untuk hubungan ke tempat yang jauh/ terpencil. VHF dan
UHF disebut sistem gelombang sangat pendek, banyak digunakan untuk
kepentingan hubungan jarak dekat.SHF dan EHF disebut dengan sistem gelombang mikro. Di Indonesia dipakai oleh Telkom untuk tererstrial dan satelit
TRANSMISI RADIO BROADCAST
Sistem transmisi dengan radio broadcast adalah sistem transmisi yang dalam penyaluran informasinya menggunakan media gelombang radio. Gelombang radio adalah gelombang elektromagnet yang merambat di ruang bebas dengan kecepatan sebesar kecepatan cahaya (300.000 km/det).
Sistem transmisi radio broadcast digambarkan sebagai berikut :
Gambar 1. Sisitim Transmisi dengan radio Broadcas
Ditinjau dari besarnya frekuensi, gelombang radio dikelompokkan menjadi Sedangkan bila ditinjau dari lintasan perambatannya, gelombang radio dikelompokkan menjadi :
a. Gelombang Tanah (Ground Wave)
Adalah gelombang yang mempunyai sifat perambatan yang mengikuti permukaan bumi. Frekuwensi 10 kHz � 3 MHz adalah termasuk dalam kelompok ini.
b. Gelombang Angkasa (Sky Wave)
Gelombang ini dalam perambatannya dipantulkan oleh lapisan ionosphere. Lapisan ionosphere adalah salah satu lapisan yang ada di atmosphere dan terletak pada ketinggian 80 � 400 km diatas permukaan bumi yang banyak mengandung elektron bebas dan mempunyai sifat dapat mementulkan gelombang radio HF.
c. Gelombang Ruang (Space Wave)
Gelombang ruang mempunyai sifat perambatan yang dapat menembus lapisan atmosphere. Syarat untuk menggunakan gelombang ini, antara antena pemencar dan penerima berada dalam satu garis pengelihatan (kondisi ini disebut Line Of Sight, LOS) tidak ada halangan. Frekuwensi diatas 30 MHz termasuk dalam kelompok gelombang ruang.
Sistim komunikasi radio dibedakan berdasarkan band frekuensi yang digunakan. Ada beberapa macam sistem komunikasi radio yaitu :
1.Sistem trasmisi radio HF
>Untuk hubungan melalui sistem transmisi radio HF, daerah frekuensi kerjanya terletak pada band frekuensi 3 � 30 Mhz dan menggunakan gelombang angkasa.
Kebaikan sistim transmisi HF
Sistem ini dapat menyalurkan informasi untuk jarak jauh tanpa diperlukan adanya pengulangan/repeater dan berkapasitas maksimum 4 kanal telepon.
Kelemahan sistim transmisi HF
© Karena jarak yang ditempuh oleh perambatan gelombang radio yang jauh dan adanya redaman dilapisi ionosphere, maka daya pancar dari sistem ini relatif harus lebih besar agar dapat diterima dengan baik.
© Noise yang terjadi pada sistem ini cukup besar. Hal ini disebabkan media lintasannya berupa lapisan ionosphere yang proses ionisasinya tergantungan pada sinar matahari.
© Tidak dapat digunakan untuk hubungan 24 jam karena tinggi lapisan ionosphere selalu berubah-ubah antara siang dan malam.
Konfigurasi sederhana dari hubungan HF, digambarkan sbb : Blok diagram hubungan HF simplex
Ditinjau dari side band dan informasi yang dibawa dalam sideband tersebut, maka sistem hubungan komunikasi dengan radio HF dapat dibedakan menjaditiga macam, yaitu :
Sistem Double Side Band (DSB)
Di dalam system SSB, hanya salah satu side band-nya saja yaitu Lower Side Band (LSB) atau Uper Side Band (USB) dari hasil modulasi AM yang dipancarkan. Sedangkan side band yang lainnya diredam, sehingga system ini bekerja dengan band frekuensi yang relative lebih kecil.
Sistem Singge Side Band (SSB)
Di dalam system ISB, dua buah side band yaituLower Side Band (LSB) dan Upper side Band (USB) dari hasil modulasi AM dipancarkan semuanya. Kedua sideband tersebut membawa informasiyang berlainan. Dengan demikian informasi yang dibawa pada LSB berbeda dengan yang dibawa oleh USB, sehingga lebih meningkatkan penggunaan side band-nya.
Sistem Independent Side Band (ISB)
Di dalam system ISB, dua buah side band yaituLower Side Band (LSB) dan Upper side Band (USB) dari hasil modulasi AM dipancarkan semuanya. Kedua sideband tersebut membawa informasiyang berlainan. Dengan demikian informasi yang dibawa pada LSB berbeda dengan yang dibawa oleh USB, sehingga lebih meningkatkan penggunaan side band-nya.
2.Sistem transmisi radio VHF/UHF
Sistem transmisi radio VHF/UHF berkerja pada band frekuensi 30Mhz sampai dengan 300 Mhz dan menggunakan perambatan gelombang ruang. Sistem ini biasanya digunakan untuk menghubungkan antara 2 buah sentral toll telepon. Kapasitas maksimum dari sistem ini adalah 480 kanal telepon. Biasanya digunakan untuk jaringan transmisi rural atau JAPLOKAR (Jaringan Lokal Akses Radio), yaitu jaringan radio yang menghubungkan pelanggan dengan sentral lokal. Jadi dalam hal ini sebagai pengganti jaringan kabel lokal.
Kebaikan
©Dapat menyalurkan informasi sampai dengan kapasitas 480 kanal telepon.
©Diperlukan daya pemancar yang relatif kecil untuk jarak kurang dari 50 km, karena redaman yang relatif kecil dan juga karena adanya penguatan ( gain ) antena yang cukup besar.
©Mempunyai noise yang relatif kecil, sehingga kualitasnya jauh lebih baik.
Kelemahan
© Untuk jarak lebh dari 50 km diperlukan adanya repeater.
Saat ini banyak sistem yang menggunakan sisitem transmisi VHF/UHF, diantaranya adalah :
* Sambungan telepon bergerak selular (STBs)
* IRT-1500 & IRT-2000
* Ultraphone (type 1001 & 110)
* Sambungan telepon jarak jauh
3.Sistim trasmisi radio SHF
Frekuensi yang digunakan adalah diatas 3 Ghz. Oleh karena frekuensi yang digunakan lebih besar dari 3 Ghz, maka lintasan dari gelombang radio tersebut relatif lurus sehingga antara Tx dan Rx harus dapat saling pandang ( Line Of Sight, LOS ) dan antara keduanya harus pula bebas dari halangan. Sistem ini biasa disebut sistem Line Of Sight ( LOS ).
Contoh : Terminal Gelombang Mikro Jakarta – Medan dengan jarak 2.300 m memerlukan repeater sebanyak 56 buah. Di Indonesia dikenal memiliki Sistem Gelombang Mikro Nusantara, yang meliputi : Gelombang Mikro Trans Sumatera Gelombang Mikro Jawa – Bali Gelombang Mikro Indonesia bagian Timur
Kebaikan Sistem transmisi SHF
Dapat menyalurkan informasi sampai dengan ribuan kanal telepon. Mempunyai noise yang sangat kecil, sehingga mutu/kualitas dari peyaluran informasi relatif sangat baik.
Diperlukan daya pancar yang relatif kecil, karena redaman yang terjadi kecil dan disertai dengan adanya penguatan antena yang cukup besar.
Kelemahan Sistem transmisi SHF
Karena lintasan gelombang radio yang relatif lurus dan permukaan bumi yang lengkung, maka untuk jarak lebih besar dari 50 km pada setiap jarak tertentu harus dipasang repeater ( pengulangan ).
beberapa contoh aplikasi untuk sistem ini :
© Sistem Transmisi Radio Gelombang Mikro ( STRGM )
Sistem ini digunakan untuk menghubungkan antar sentral toll dari beberapa kota secara sambung menyambung ( berantai ). Misalnya STRGM Jawa-Bali, Trans Sumatera, STRGM Indonesia Timur dan lain-lain
© Sistem Transmisi Radio Jalur Simpang ( Spur-Route Radio )
Sistem ini digunakan untuk menghubungkan antara sentral toll induk ( di kota besar ) dengan beberapa sentral toll cabang ( di kota kecil ).
©Sistem Transmisi Hubungan Ekor ( Tail Link )
Sistem ini digunakan untuk menghubungkan antara stasiun bumi dengan sentral telepon.
©Sistem Transmisi Satelit
Sistem ini digunakan untuk menghubungkan beberapa sentral toll yang berjarak sangat jauh dengan menggunakan satelit yang berfungsi sebagai repeater ( pengulangan ).
©Sistem Transmisi STJJ ( Sambungan Telepon Jarak Jauh )
Sistem ini digunakan untuk menghubungkan antara sentral lokal telepon dengan pelanggan yang jauh jaraknya dan tidak dapat dijangkau oleh saluran fisik. Sistem ini menggunakan frekuensi 800 Mhz dengan kapasitas maksimum penyaluran informasi untuk satu sistem adalah 50 pelanggan dengan link yang dapat digunakan pada satu saat yang sama adalah 8 link.
Konfigurasi dari sistem ini terdiri dari tiga perangkat utama yaitu sentral, base station dan out station. Base station terdiri dari perangkat pemancar dan penerima radio yang terhubung langsung ke sentral telepon. Sedangkan out station adalah pemancar dan penerima yang terhubung ke pesawat telepon pelanggan.
©Sistem Transmisi Rural Area
Apabila terdapat sekelompok pelanggan yang letaknya jauh dari sentral telepon dan tidak dapat dijangkau oleh saluran fisik. Sistem ini mempunyai kapasitas 128 pelanggan degan jumlah link pada saat yang sama adalah 10 link.
4.Sistem transmisi Gelombang Radio Mikro Terrestrial (microwave)
Yang dimaksud sistem gelombang mikro secara umum adalah susunan dari beberapa bagian perangkat radio yang digabung menjadi satu kelompok sehingga dapat berfungsi untuk menyalurkan informasi dari suatu tempat ke tempat lainnya dengan menggunakan frekuensi gelombang mikro. Band frekuensi yang digunakan adalah 3.000 Mhz s/d 30.000 Mhz.
Radio microwave sebagai sarana transmisi memiliki peran penting dalam telekomunikasi termasuk telepon nirkabel, tanpa sarana tersebut bagaimana mungkin pelanggan dapat melakukan hubungan dengan mitranya.radio transmisi microwave dapat dikatakan sebagai back bone yang akan menampung seluruh sinyal informasi yang datang dan tidak membedakan apakah sinyal tersebut berasal dari telepon selular atau telepon rumah..semua sinyal informasi yang masuk akan dikirim ketempat tujuan.
5. Sistem transmisi satelite
Secara garis besar suatu sistim komunikasi satelit tersusun atas dua ruas pokok yaitu ruas angkasa (Space segment) dan ruas bumi (Ground segment). Ruas angkasa dari sistim komunikasi satelit yang diorbitkan diangkasa pada suatu orbit tertentu, sedangkan ruas buminya berupa setasiun-setasiun bumi yang tersebar dalam daerah cakupan antena satelitnya, sehingga komunikasi dapat terlaksana.
Kebaikan sistem transmisi satelit
© Dapat digunakan untuk hubungan jarak jauh tanpa harus membangun banyak repeater.
© Kualitas transmisinya sangat baik.
© Kapasitas kanal yang dapat ditransmisikan cukup besar.
© Mempunyai daerah cakupan yang luas.
Kelemahan sistem transmisi satelit
© Harga peralatannya relatif mahal.
© Memerlukan daya pancar yang besar.
© Dibutuhkan pesawat penerima dengan sensitivitas yang tinggi.
B.Dasar teori fisika kuantum
Gelombang elektromagnetik
1.Definisi gelombang elektromagnetikGelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik yang juga berubah-ubah terhadap waktu, dan medan listrik yang berubah terhadap waktu juga dapat menghasilkan medan magnet. Jika proses ini berlangsung secara kontinu maka akan dihasilkan medan magnet dan medan listrik secara kontinu. Jika medan magnet dan medan listrik ini secara serempak merambat (menyebar) di dalam ruang ke segala arah maka ini merupakan gejala gelombang. Gelombang semacam ini disebut gelombang elektromagnetik karena terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang merambat dalam ruang.
Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.
Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.
Gelombang Elektromagnetik adalah faktor-faktor dari panjang gelombang, frekuensi dan cepat rambat gelombang elektomagnetik atau hubungan antara cepat rambat gelombang yang dapat merambat pada ruang hampa dengan perkalian panjang gelombang beserta frekuensinya. Persamaan Gelombang Elektromagnetik Persamaannya adalah :
V=f.l
Keterangan: :
v=kecepatan (m/dt)diruang bebas.v=C=Kelajuan(3.108m/s)
F=frekuensi(Hz)
l=panjanggelombang (m)
Yang termasuk gelombang elektromagnetik
Gelombang
|
Panjang gelombang λ
|
| gelombang radio | 1 mm-10.000 km |
| infra merah | 0,001-1 mm |
| cahaya tampak | 400-720 nm |
| ultra violet | 10-400nm |
| sinar X | 0,01-10 nm |
| sinar gamma | 0,0001-0,1 nm |
Sinar dengan panjang gelombang besar, yaitu gelombang radio dan infra merah, mempunyai frekuensi dan tingkat energi yang lebih rendah. Sinar dengan panjang gelombang kecil, ultra violet, sinar x atau sinar rontgen, dan sinar gamma, mempunyai frekuensi dan tingkat energi yang lebih tinggi.
Sifat – sifat Gelombang Elektromagnetik
Secara umum semua jenis gelombang memiliki sifat-sifat, antara lain :
a. Merupakan gelombang transversal.
b. Merambat lurus
c. Arah rambat tidak dapat dibelokkan dalam medan listrik dan medan magnet
d. Dapat dipantulkan (releksi)
e. Dapat melentur (difraksi)
f. Pembiasan
g. Dapat Berinteferensi
h. Dapat dipolarisasikan
Cahaya yang tampak oleh mata bukan semata jenis yang memungkinkan radiasi elektromagnetik. Pendapat James Clerk Maxwell menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh mata dalam dia punya panjang gelombang dan frekuensi, bisa saja ada. Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Beberapa tahun kemudian Guglielmo Marconi memperagakan bahwa gelombang yang tak terlihat mata itu dapat digunakan buat komunikasi tanpa kawat sehingga menjelmalah apa yang namanya radio itu. Kini, kita gunakan juga buat televisi, sinar X, sinar gamma, sinar infra, sinar ultraviolet adalah contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik.
SUMBER GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
- Osilasi listrik.
- Sinar matahari menghasilkan sinar infra merah.
- Lampu merkuri menghasilkan ultra violet.
- Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen).
- Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.
2.Radiasi elektromagnetik
Radiasi elektromagnetik sinar putih dalam sebuah prisma (optik) yang terurai menjadi beberapa warna cahaya yang terpisah
Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Penelitian teoritis tentang radiasi elektromagnetik disebut elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. Gelombang elektromagnetik termasuk gelombang transversal.
Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat (atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi. Kalau dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hν, di mana E adalah energi foton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan ν adalah frekuensi gelombang.
Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi Ephoton = hν.
3. Spektrum elektromagnetik
Spektrum elektromagnetik
Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Gambar spectrum elektromagnetik diatas disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam satuan _m) mencakup kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah, seperti gelombang radio sampai ke energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gamma Ray.
Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin. Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI):
- Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz
- Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1μeV/GHz
- Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 1.24 μeVm
Yaitu :
a. Untuk frekuensi dari tinggi ke rendah
1. Sinar Gamma : 1020 Hz – 1024 Hz
2. Sinar X : 1016 Hz – 1020 Hz
3. Ultraviolet : 1015 Hz – 1018 Hz
4. Cahaya tampak : 4.1014 Hz – 7,5.1014 Hz
5. Infra red : 1011 Hz – 1014 Hz
6. Gelombang Mikro : 108 Hz – 1012 Hz
7. Gelombang Radio : 104 Hz – 108 Hz
a. Untuk panjang gelombang dari tinggi ke rendah
1. Gelombang Radio : 3m – 1.500m
2. Gelombang Mikro : 3.10-14
3. Infra red : (7.10-7)m – 10-6m
4. Ultraviolet : 10-8 – 10-7m
5. Sinar X : (10-9 – 10-6)cm
6. Sinar Gamma : 3.10-12
Contoh spektrum elektromagnetik
Gelombang Radio
Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. Kamu tidak dapat mendengar radio secara langsung, tetapi penerima radio akan mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi bunyi.
Gelombang mikro
Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis.
Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging) RADAR berarti mencari dan menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro. Pesawat radar memanfaatkan sifat pemantulan gelombang mikro. Karena cepat rambat glombang elektromagnetik c = 3 X 108 m/s, maka dengan mengamati selang waktu antara pemancaran dengan penerimaan.
Sinar Inframerah
Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah.
Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda.
Cahaya tampak
Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x 10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.
Sinar ultraviolet
Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah panjang gelombagn 10-8 m 10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan bumi,lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup di bumi.
Sinar X
Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz . panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm. meskipun seperti itu tapi sinar X mempunyai daya tembus kuat, dapat menembus buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm.
Sinar Gamma
Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jaringan tubuh.
Contoh penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari :
a.Radio
Radio energi adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter. Penggunaan paling banyak adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di daerah kutub dan memonitor lingkungan. Panjang gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100 cm.
b.Microwave
Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm. Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan intensitas hujan.
c.Infrared
Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh. Foto inframerah khusus disebut termogram digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah dapat juga digunakan dalam alarm pencuri. Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan menyembunyikan alarm. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasi sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light Emiting Diode ) yang terdapat dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari jarak jauh dengan menggunakan remote control.
d.Ultraviolet
Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit.
e.Sinar X
Sinar X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang dalam badan terutama untuk menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan sinar X harus hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat penggunaan sinar X yang terlalu lama.
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULANDari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa begitu besar peranan gelombang elektromagnetik yang bermanfaat dalam kehidupan kita sehari-hari, tanpa kita sadari keberadaannya.Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin. Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum ini secara langsung berkaitan :
* Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz
* Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1µeV/GHz
* Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 1.24 µeVm
Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang. Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi. Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV), dalam panjang gelombang untuk energi menengah, dan dalam frekuensi untuk energi rendah (? = 0,5 mm). Istilah “spektrum optik” juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik, walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 – 700 nm)[1].
Dan beberapa contoh spektrum elektromagnetik seperti :
1.Radar(Radio Detection And Ranging),digunakan sebagai pemancar dan penerima gelombang.
Infra Merah Dihasilkan dari getaran atom dalam bahan dan dimanfaatkan untuk mempelajari struktur molekul.
2.Sinar tampak mempunyai panjang gelombang 3990 Aº – 7800 Aº.
3.Ultra ungu dimanfaatkan untuk pengenalan unsur suatu bahan.
Daftar Pustaka
- A. dan W. Marcus, Elemen Radio (6th ed. 1973); DL Schilling, Principles of Communications Systems (2d ed. 1986).
- http://www.yuwie.com
- Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
- Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas.
- http://www.google.com /Bang IT/Transmisi Radio.
0 komentar:
Posting Komentar
Tulislah komentar anda. karena itu sangat membantu pengembangan blog ini