Sinyal yang ditransmisikan dari satu titik ke titik lain dapat diklasifikasikan mempunyai dua bagian, yaitu satu bagian yang memuat informasi dan bagian yang lain adalah bagian yang tidak dikehendaki; bagian ini selanjutnya disebut derau (noise).
Beberapa perangkat matematis digunakan untuk mengevaluasi pengaruh derau berdasar besarnya derau (relatif terhadap besarnya sinyal). Pengukuran yang biasa dilakukan antara lain:
1. SNR (Signal to Noise Ratio)
2. Noise Factor dan Noise Figure
3. BER (Bit Error Rate)
4. Kapasitas kanal
1. SNR (Signal to Noise Ratio)
Salah satu ukuran derau yang sangat penting adalah signal to noise ratio (SNR atau S/N). Ukuran derau ini merupakan perbandingan antara daya sinyal dan daya derau. Dengan SNR dapat dilakukan evaluasi dan antisipasi pengaruh derau dari luar. SNR biasanya diukur pada ujung penerimaan dari sistem telekomunikasi sebelum proses deteksi sinyal. Secara matematis, SNR dinyatakan dalam satuan desibel (dB) dengan menggunakan rumusan:
2. Noise Factor dan Noise Figure
SNR tidak menunjukkan besarnya derau tambahan yang ditimbulkan oleh berbagai komponen dalam sistem telekomunikasi. Parameter yang digunakan untuk keperluan ini adalah noise factor. Noise factor merupakan ukuran tingkat kebisingan suatu peralatan tertentu, misalnya sebuah penguat atau penerima. Besarnya merupakan perbandingan antara SNR input (Si/Ni) dan SNR output (So/No) pada sisi input dan output peralatan yang bersangkutan. Jika noise factor dinyatakan dalam satuan desibell, maka disebut noise figure. Apabila sebuah peralatan yang tidak membangkitkan derau-nya sendiri, maka SNR input dan outputnya menjadi sama. Keadaan ini merupakan keadaan ideal: noise factor-nya menjadi satu, yang ekivalen dengan noise figure-nya sebesar 0 dB.
3. BER (Bit Error Rate)
Ukuran kinerja sistem yang lain adalah BER, yang menyatakan jumlah bit yang rusak saat data ditransmisikan dari sumbernya hingga penerima. Sebagai contoh, BER sebesar 5 x 10 –6 berarti ada lima bit yang rusak dalam setiap satu juta bit yang ditransmisikan. Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya BER adalah:
1. Lebang bidang
2. SNR
3. Kecepatan transmisi
4. Media transmisi
5. Lingkungan
6. Jarak transmisi
4. Kapasitas kanal
Teori yang dilahirkan Claude Shannon pada tahun 1948, menyatakan bahwa kapasitas kanal (dalam bit per second) adalah fungsi bandwidth, kekuatan sinyal, dan noise, memberikan infinite time.
Jika SNR (pada sistem komunikasi digital) cukup besar, dimungkinkan untuk mengatasi pengaruh derau dari luar secara keseluruhan. Namun keadaan ini sulit dicapai. Sebuah panduan matematis dapat digunakan untuk menentukan besarnya pesat transfer maksimum (secara teoritis) melalui suatu kanal berdasarkan lebar bidang kanal dan SNR. Hal ini disebut dengan kapasitas kanal. Salah satu hukum dasar yang digunakan dalam telekomunikasi adalah aturan Shannon (Shannon’s law).
Aturan Shannon dapat digunakan untuk mengetahui besarnya kapasitas kanal (dalam satuan bit per second /bps) dengan asumsi bahwa sinyal berada dalam pengaruh derau Gaussian. Kapasitas kanal menurut aturan Shannon dapat dinyatakan sebagai,
Keterangan:
BW : lebar bidang dalam hertz
S/N : perbandingan daya sinyal dan daya derau Gaussian (S:Level sinyal (watt) | N:Noise power (watt))
C : kapasitas kanal (dalam bps)
Resiko yang akan timbul:
- Menambah bandwidth atau power sinyal meningkatkan rate data
- menambah noise, mengurangi rate data
- menambah bandwidth, menimbulkan noise lebih
- menambah power sinyal akan menyebabkan bertambahnya intermodulasi noise
Contoh Soal:
1. Jalur suara standart mempunyai SNR sebesar 25 dB dan lebar bidang dengan jangkauan frekuensi terendah 300 sampai dengan 3400 Hz. Tentukan kapasitas kanal menggunakan aturan Shannon.
Penyelesaian:
Lebar bidang jalur adalah sebesar:
BW = 3400 – 300 = 3100 Hz
SNR sebesar 25 dB setara dengan perbandingan S/N sebesar:
C= 3100Log(2)(1+316) bps
C= 3100*(log(317)/log(2)) bps
C= 3100*(2.501/0.301) bps
C= 3100*8.308 bps
C= 25754.8 bps
C= 25.755 kbps
Referensi: https://meandmyheart.files.wordpress.com/2009/09/kuliah-2-derau.pdf
0 Comments