Modulasi dalam Jaringan Nirkabel

Pengertian Modulasi

Modulasi adalah 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 Modulasi

• Transmisi menjadi efisien atau memudahkan pemancaran.

• Masalah perangkat keras menjadi lebih mudah.

• Menekan derau atau interferensi.

• Untuk memudahkan pengaturan alokasi frekuensi radio.

• Untuk multiplexing, proses penggabungan beberapa sinyal informasi untuk disalurkan secara bersama-sama melalui satu kanal transmisi.

Manfaat Modulasi :

·         Untuk menitipkan pesan (kedalam sinyal pembawa)

• Untuk menggeser sinyal baseband dari frekuensi rendah ke frekuensi yang lebih tinggi agar mudah dipancarkan melalui antena yang panjangnya secara praktis mudah direalisasikan.

• Modulasi untuk memudahkan radiasi

• Modulasi untuk mengurangi derau dan interferensi

• Beberapa jenis modulasi tertentu mempunyai sifat yang sangat berguna, yaitu dapat menekan derau dan interferensi, walaupun keuntungan ini harus ditebus dengan kebutuhan akan lebar ban frekuensi yang jauh lebih besar dari spektrum sinyalnya yang asli. 

• Modulasi untuk pemilihan frekuensi

• Pemilik radio atau televisi dapat menentukan stasiun yang dikehendakinya, karena setiap stasiun menggunakan frekuensi untuk gelombang pembawa yang berbeda.

• Modulasi untuk multiplexing

• Sering diperlukan untuk mengirim banyak sinyal bersamaan dari satu tempat ke tempat tujuan yang sama. Teknik multiplexing, yang merupakan bentuk modulasi juga, memungkinkan pengiriman banyak sinyal melewati kanal yang sama, demikian rupa sehingga pada ujung penerimaan setiap sinyal dapat dipungut kembali dengan baik.

• Modulasi untuk mengatasi pembatasan peralatan termasuk dari aspek Bandwidth.

• Performa dari peralatan banyak ditentukan oleh frekuensi yang dipergunakan. Penempatan sinyal pada daerah frekuensi yang memberikan pembatasan peralatan yang minimum atau yang memberikan kemungkinan lebih baik untuk mencapai persyaratan rancangan, dapat dilakukan dengan modulasi.

Fungsi Modulasi

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.

Gelombang pembawa berbentuk sinusoidal

c(t) = Ac cos(2π fct + Φc )

Parameter – parameter dari gelombang tersebut yang dapat dimodulasi adalah :

•      Amplitudo, Ac untuk modulasi amplitudo

•      Frekuensi, fc atau ωc = 2π fc t untuk modulasi frekuensi

•      Phasa, Φc untuk modulasi fasa.

Amplitudo, Frekuensi, Phase

Amplitudo

Nilai maksimum dari besaran elektrik (mis voltage) dari gelombang

Frekuensi

Jumlah cycle yang dihasilkan dalam satu detik (cycles per second atau Hertz)

Phase

Gelombang A dengan phase 0⁰

Gelombang B dengan selisih phase  -90⁰ (lebih lambat) terhadap A

Gelombang C dengan selisih phase  +90⁰ (lebih cepat) terhadap A

Jenis-jenis modulasi analog

• Amplitude modulation (AM)

• Frequency modulation (FM)

• Pulse Amplitude Modulation (PAM)

1. Amplitude modulation (AM)

Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling simple, frekwensi pembawa atau carrier diubah amplitudenya sesuai dengan signal  informasi atau message signal yang akan dikirimkan. Dengan kata lain AM adalah modulasi dalam mana amplitude dari signal pembawa (carrier) berubah karakteristiknya sesuai dengan amplitude signal informasi. Modulasi ini disebut juga linear modulation, artimya bahwa pergeseran frekwensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan.

2. Frequency modulation (FM)

Modulasi Frekwensi adalah salah satu cara memodifikasi/merubah Sinyal sehingga memungkinkan untuk membawa dan mentransmisikan informasi ketempat tujuan. Frekwensi dari Sinyal Pembawa (Carrier Signal) berubah-ubah menurut besarnya amplitude dari signal informasi. FM ini lebih tahan noise dibanding AM.

3. Pulse Amplitude Modulation (PAM)

Basic konsep PAM adalah merubah amplitudo signal carrier yang berupa deretan pulsa (diskrit) yang perubahannya mengikuti bentuk amplitudo dari signal informasi yang akan dikirimkan ketempat tujuan. Sehingga signal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja (sampling signal).

Jenis - Jenis Modulasi 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 Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyalberdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metode modulasi dengan mengubah-ubah amplitude. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.

• 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. Biasanya, frekuensi instan diubah di antara dua nilai diskret yang dibatasi frekuensi tanda dan frekuensi ruang. 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.

• 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.

Sumber :

Fahmizal, "Tujuan Modulasi", diakses dari https://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/tujuan-modulasi/, pada 04 Februari 2017, 9.23 WIB.

Elektronika Dasar, "Modulasi Frekuensi (Frequensy Modulation, FM)", diakses dari http://elektronika-dasar.web.id/modulasi-frekuensi-frequency-modulation-fm/, pada 04 Februari 2017, 9.28 WIB.

Elektronika Dasar, "Teknik Modulasi", diakses dari http://elektronika-dasar.web.id/teknik-modulasi/, pada 04 Februari 2017, 9.29 WIB.

Rahmadhidayat, "Teknik Modulasi", diakses dari http://rahmadhidayat4000.blogspot.co.id/2013/10/teknik-modulasi.html, pada 04 Februari 2017, 9.31 WIB.

Happy Fibi, "Modulasi Digital", diakses dari http://www.nenghepi.com/2014/01/modulasi-digital.html, pada 04 Februari 2017, 9.46 WIB.

Teknik Telekomunikasi, "Teknik Modulasi", diakses dari http://telkompnl.blogspot.co.id/2012/02/teknik-modulasi.html, pada 04 Februari 2017, 9.54 WIB.