GMD

Gelombang Mikro Digital

Sistem komunikasi gelombang mikro bertujuan untuk untuk mengirimkan suatu informasi dari satu tempat ke tempat lain tanpa gangguan dan hasilnya dapat diterima dengan jelas. Frekuensi yang digunakan dalam transmisi gelombang mikro adalah antara 2 GHz sampai 24 GHz, sesuai dengan yang telah direkomendasikan oleh CCIR (Committee Consultative International on Radio). Sistem komunikasi gelombang-mikro (microwave ) secara umum dapat dibedakan

menjadi tiga :

1.        gelombang-mikro teresterial,

2.        gelombang-mikro satelit, dan

3.        gelombang-mikro komunikasi bergerak.

Kecenderungan beralih dari sistem analog ke sistem digital mulai terasa dengan alasan sebagai berikut:

a.    Penguat-ulang pada sistem transmisi gelombang-mikro digital bersifat regeneratif, sehingga dapat memperbaiki kesalahan yang terjadi tanpa terjadi penambahan derau.

b.    Kecenderungan teknologi penyambungan dan komunikasi data mengarah pada penggunaan sistem digital, sehingga pada penyambungan peralatan lebih kecil tanpa memerlukan ruangan khusus dan pada komunikasi data menjadi lebih handal.

c.    Sumber informasi analog (seperti suara dan gambar) dikembangkan menggunakan system modulasi digital, sehingga memerlukan transimisi digital.

Pada pembangunan sistem transmisi gelombang-mikro digital memerlukan suatu

perencanaan sistem yang meliputi :

·           Pemilihan spesifikasi dan kapasitas sistem,

·           Pemilihan route transmisi,

·           Perencanaan setiap hop radio,

·           Prediksi unjuk-kerja sistem, dan

·           Perencanaaan gedung, dan prasarana lain

Dalam sistem transmisi gelombang mikro terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kinerja dari sistem tersebut. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja sistem tersebut antara lain adalah sebagai berikut:

1.1 Antena

Antena adalah suatu pengubah (tranducer) yang dapat mengubah besaran listrik menjadi gelombang elektromagnetik untuk kemudian dipancarkan ke angkasa, dan sebaliknya. Dengan kata lain antena dapat berfungsi sebagai penguat daya dan mengubah dari gelombang RF terbimbing menjadi gelombang ruang bebas. Antena merupakan struktur perantara antara gelombang yang terbimbing dan gelombang bebas sehingga merupakan bagian yang mutlak diperlukan pada komunikasi radio.

1. 2 Pengaruh Atmosfer

Butir-butir hujan memberikan redaman terhadap gelombang elektromagnetik yang melintas. Semakin lebat hujan maka redaman tersebut semakin besar.

Besarnya redaman karena curah hujan dapat dinyatakan dengan rumus:

A = a x R^b

Aeff = A x D x r 

dimana:

A = redaman karena hujan dalam dB/km

R = besarnya curah hujan dalam mm/jam

r = faktor reduksi

D = panjang lintasan dalam km

a dan b : merupakan fungsi dari frekuensi dan polarisasi, dengan a dan b menurut tabel di bawah ini.

Frequency (GHz)	a horizontal	b horizontal	a Vertical	b veritcal
1	0.0000387	0.912	0.0000352	0.880
2	0.000154	0.963	0.000138	0.923
4	0.000650	1.121	0.000591	1.075
6	0.00175	1.308	0.00155	1.265
7	0.00301	1.332	0.00265	1.312
8	0.00454	1.327	0.00395	1.310
10	0.0101	1.276	0.00887	1.264
100	1.12	0.743	1.06	0.744
120	1.18	0.731	1.13	0.732
200	1.45	0.689	1.42	0.690
300	1.36	0.688	1.35	0.689
400	1.32	0.683	1.31	0.684

Curah hujan di Indonesia termasuk besar. Data di bawah ini menunjukkan presentasi curah hujan di bagian-bagian dunia. Curah hujan di Indonesia termasuk tipe P.

  

1. 3 Terrain Effect

a. Fresnel Zone

Daerah Fresnel Zone

Gambar di atas menunjukkan dua berkas lintasan propagasi gelombang radio dari pemancar (Tx) ke penerima (Rx), yaitu berkas lintasan langsung (direct ray) dan berkas lintasan pantulan (reflected ray). Jika berkas lintasan pantulan mempunyai panjang setengah kali lebih panjang dari berkas lintasan langsung, dan bumi dianggap pemantul yang sempurna (koefisien pantul = -1, yang berarti gelombang datang dan gelombang pantul berbeda fase 180o), maka pada saat tiba di penerima akan mempunyai fase yang berbeda dengan gelombang langsung. Hal tersebut akan mengakibatkan terjadinya intensitas kedua gelombang pada saat mencapai antena penerima akan saling melemahkan.

b. Clearance

Lintasan sinyal yang ditransmisikan pada sistem line of sight harus mempunyai daerah bebas hambatan yang disebut clearance. Daerah clearance ditentukan untuk menghindari pengaruh dari jalur jamak terutama karena pantulan tanah. Clearance minimum adalah 0.6 dari daerah Fresnel pertama (0.6 F1).

Dalam analisa profil lintasan digunakan peta permukaan bumi datar maka diperlukan faktor koreksi terhadap ketinggian titik penghalang (obstacle) yang nilainya sama dengan kelengkungan bumi.

c. Free Space Loss

Free space loss atau redaman ruang bebas didefinisikan sebagai rugi-rugi propagasi di ruang bebas antara dua antena isotropic akibat energi yang tersebar. Harga Lfs ini menyatakan besarnya energi yang dipancarkan sebagai gelombang elektromagnetik yang berjalan dari sumber transmisi. Besarnya tergantung pada frekuensi yang digunakan dan panjang lintasan.

1. 4 Availability

Ukuran kehandalan sistem sering disebut sebagai availability. Secara ideal, semua sistem harus memiliki availability 100%. Tetapi hal tersebut tidak mungkin dipenuhi, sehingga dalam sistem pasti terdapat ketidakhandalan system (unavailability). Availability sering disebut juga dengan reliability yang didefinisikan dengan kemampuan sistem dalam memberikan pelayanan. Kebalikan dari availability adalah unavailability atau outage time yang artinya kegagalan sistem dalam memberikan pelayanan.

1. 5 Fading

Fading adalah fenomena fluktuasi daya sinyal terima akibat adanya proses propagasi gelombang radio yang mengakibatkan turunnya daya terima dan rusaknya kualitas transmisi.

Untuk mengatasi fading, maka diperlukan cadangan daya yang digunakan agar dapat mempertahankan level sinyal terima di atas level batas ambang (threshold). Cadangan daya tersebut sering disebut dengan fading margin.

1. 6 Deversity

Salah satu cara untuk mendapatkan cadangan daya adalah dengan menggunakan sistem diversity. Diversity didefinisikan sebagai suatu teknik untuk meningkatkan kehandalan sistem dengan cara memasang secara simultan dua atau lebih system atau subsistem. Diversity lebih diminati oleh para desain sistem dibandingkan dengan penambahan gain sistem karena diversity relatif lebih murah.

Dalam diversity terdapat dua teknik diversity, yaitu:

a. Space Diversity

Sistem ini tidak membutuhkan lebih dari satu frekuensi kerja. Pada sistem ini, penerimaan menggunakan dua atau lebih antena yang dipasang sedemikian rupa sehingga antena yang satu dengan antena yang lain terletak pada bidang vertical secara terpisah.

Sistem Space Diversity

b. Frekuensi Deversity

Sistem Frekuensi Diversity

Pada teknik ini, sistem mengoperasikan dua frekuensi gelombang mikro pada satu antena baik di antena pemancar maupun antena penerima. Informasi yang dikirimkan oleh kedua transmitter yang beroperasi pada frekuensi yang berbeda diteruskan ke satu antena pemancar. Perbedaan frekuensi (Δf) antara kedua frekuensi cukup 2% dan akan lebih baik jika berbeda 6% untuk menghindari terjadinya interferensi yang besar.

1. 7 Link Analysis

Suatu jalur (link) gelombang mikro dapat terbentang jarak beberapa kilometer hingga beberapa ribu kilometer. Tiap-tiap satu loncatan (hop), lintasan antar antenna harus line of sight atau bebas pandang. Ukuran dari antena, daya keluaran pemancar (transmitter), daya penerimaan minimum dan panjang lintasan, semua hal tersebut saling berhubungan. Daya terima minimum adalah titik awal dalam perencanan lintasan.

sumber: Mata Kuliah GMD