Sinyal Informasi

Ditinjau dari perangkat pengirim dan penerima yang secara umum dikatakan juga sebagai terminal / alat ujung komunikasi , maka sinyal informasi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1.    Sinyal telegrap

2.    Sinyal telepon

3.    Sinyal musik

4.    Sinyal facsimile

5.    Sinyal video

1.   Sinyal Telepon 

Sistem telepon digunakan para pelanggan untuk berkomunikasi tidak lain adalah untuk mendapatkan informasi, sehingga dengan demikian sinyal telepon tersebut adalah sinyal informasi.

Secara umum didefinisikan bahwa informasi adalah sesuatu yang tidak diketahui sebelumnya, sehingga bila diminta menampilkan sinyal tersebut secara grafis, maka  berarti harus menggambarkan sesuatu yang tidak diketahui; bagaimana wujudnya ?

Gbr. Sinyal informasi sebagai sinyal tak tentu

         A.  Bagaimana bentuk sinyal tersebut secara matematis?

Analisis Fourier:

Suatu fungsi/kurva yang bagaimanapun rumit/kompleks penampilannya, secara matematis merupakan superposisi dari fungsi/kurva sinus dengan frekuensi ( 0 – tak terhingga ) Hz.

Berarti bandwidth sinyal informasi adalah (0-tak terhingga) Hz

         B.  Kurva bidang pendengaran manusia normal

Gbr. Kurva bidang pendengaran manusia normal

         C.  Kurva bidang pendengaran manusia normal

Dari eksperimen ternyata bahwa telinga manusia normal hanya dapat menangkap frekuensi dalam rentang ( 16 – 16.000 ) Hz.

Dengan demikian bandwidth sinyal informasi akan mubazir bila ditetapkn ( 0 – tak terhingga )Hz karena tidak akan dapat juga ditangkap oleh telinga manusia normal.

Dengan ini sistem telepon cukup mempunyai bandwidth (16 – 16.000) Hz.     

         D.  Percobaan Logatom, yang menggunakan LPF dan HPF

Logatom merupakan susunan konsonan-vokal konsonan yang tidak punya arti Low Pass Filter (LPF) adalah satu perangkat yg hanya dapat menyalurkan frekuensi lebih rendah atau sama dengan frekuensi cut-off seperti terlihat pada Gambar dibawah.

Gbr. Output suatu Low Pass Filter

High Pass Filter (HPF) adalah perangkat yg hanya dapat menyalurkan frekuensi lebih tinggi atau sama dengan frekuensi cut-off, seperti terlihat pada Gambar dibawah.

Gbr. Output suatu High Pass Filter

 

Berdasar sifat LPF dan HPF yang diterapkan kepada logatom ternyata bahwa tingkat kefahaman informasi akan mencapai 80% apabila bandwidth yang digunakan adalah (300 – 3000)Hz seperti yang terlihat pada Gambar dibawah sebagai hasil percobaan logatom.

Tingkat kefahaman informasi (%)

    

Gbr. Percobaan dengan LPF dimana tingkat kefahaman

80% diperoleh pada frekuensi cut-off 3.000Hz

Tingkat kefahaman informasi (%)

 

Gbr. Percobaan dengan HPF dimana tingkat kefahaman

80% diperoleh pada frekuensi cut-off 300Hz

Krn Committee Consultative of International Telephone and Telegraph ( CCITT ) merekomendasikan bahwa tingkat kefahaman informasi dlm telekomunikasi adalah ≥ 80%, maka dari gabungan kedua percobaan logatom LPF/HPF yang dilaksanakan dieperoleh kesimpulan bahwa bandwidth sinyal telepon cukup (300-3000) Hz sebagaimana terlihat pada Gambar berikut.

Tingkat kefahaman informasi (%)

Gbr. Gabungan percobaan HPF/LPF yang memperlihatkan bahwa

pada tingkat kefahaman 80%, bandwidth sinyal telepon (30 –

3000 )Hz .

     

Namun dengan adanya faktor toleransi 1,6 dari CCITT, maka sebagai    ketetapan akhir dinyatakan bahwa bandwidth sinyal telepon adalah          (300-3400)Hz.

Kesimpulan :

Sistem telepon harus dapat menyalurkan frekuensi (300-3400)H

2.   Sinyal Musik

Musik pada hakekatnya hampir sama dgn suara, yang membedakan musik dari suara hanya persyaratan keindahan, sehingga dengan demikian dapat dikatakan bahwa persyaratan sinyal musik adalah:

·        Dapat difahami

·        Memiliki keindahan yang sangat ditentukan oleh warna suara

Warna suara sangat tergantung pada harmonisa yang meyertainya, dimana musik akan terasa semakin indah bila harmonisanya semakin banyak, berarti musik semakin indah bila bandwidthnya semakin lebar.

Berdasar persyaratan bandwidth ini sinyal musikdibedakan atas :

·        Musik kualitas biasa dengan bandwidth ( 100-10.000 )Hz

·        Musik kualitas tinggi dengan bandwidth ( 50 – 15.000 )Hz

3.   Sinyal Facsimile

Facsimile merupakan pengiriman gambar yg diam seperti potret. Perangkat facs sebagaimana pada Gbr.II-1 terdiri dari 3 bagian utama yakni:

1.    Silinder yang dapat maju mundur relatif terhadap sumbunya.

2.    Lampu sorot

3.    Foto sel

Gbr. Prinsip kerja facsimile

  

Facsimile bekerja berdasar sifat pemantulan pada bidang warna, dimana semua enersi dari berkas cahaya akan dipantulkan apabila bidang pantul berwarna putih, sebaliknya semua enersi dari berkas cahaya akan diserap apabila bidang pantul berwarna hitam.

Gambar atau potret yg akan dikirim, dipasangkan pada permukaan silinder. Bila potret yg akan dikirim adalah hitam-putih, maka dapat dikatakan bahwa potret tsb sebenarnya merupakan kumpulan titik-titik dengan gradasi hitam-putih pula.

Selanjutnya berkas lampu sorot diatur sedemikian rupa sehingga tepat mengenai titik paling kiri atas dari gambar/potret.

Sekiranya titik itu putih, maka pantulan berkas cahaya akan punya enersi maksimum yang mengakibatkan output foto sel yang berupa besaran listrik juga akan maksimum.Akan tetapi bila titik tersebut berwarna hitam,maka enersi pantulan cahaya akan minimum sehingga output foto sel juga akan minimum.

  

Setelah titik 1 mengalami transformasi dari besaran cahaya ke listrik, maka silinder secara otomatis akan bergerak sedemikian rupa sehingga sekarang titik 2 yang disorot, setelah mana proses yang sama kembali berulang, demikian terjadi terus menerus sampai semua titik gambar dikenai cahaya dan pantulannya dirobah oleh foto sel ke besaran listrik. Output fotosel yang berupa besaran listrik selanjutnya dikirim ketujuan.

A.  Kecepatan Langkah Sinyal Facsimile 

Kecepatan langkah : jumlah pengiriman titik gambar/detik (Baud).

Contoh: Bila diameter silinder D = 60mm dengan kecepatan 2 putaran/ detik, sedang ukuran titik (3/16 x 3/16)mm², maka hitunglah kecepatan langkah dan bandwidth dari facsimile tsb

Keliling silinder = π D = π x 60mm ≈ 200mm

Jumlah titik terkirim/detik = 2 x 200mm / ( 3/16 ) mm = 2009,6 titik/detik

Dengan demikian kecepatan langkah V_S  ≈ 2010 Baud  ≈  2000 Baud       

B.  Bandwidth B Sinyal Facsimile

Karena hubungan antara kecepatan langkah V_S  dengan bandwidth B adalah

                             B ( Hz ) = ½ V_S  (Baud) ,

Maka bandwidth   B = ½ x 2000 Hz  =  1000 Hz

C.  Waktu Pengiriman Facsimile

Waktu pengiriman facsimile tergantung pada ukuran gambar/potret yang akan dikirimkan.

Bila ukuran gambar (18x12)cm² , berarti jumlah titik pada gambar adalah:

= luas gambar / luas titik = (180x120) / (3/16 x 3/16) = 614.400 titik

Waktu pengiriman gambar :

= jumlah titk / kecepatan langkah V_S  

= 614.400 / 2.000 detik = 307,2 detik  ≈  5 menit

4.    Sinyal Video / Gambar   

      

                                         

Gbr. Pengamatan terhadap suatu peristiwa dalam 30 detik

Jika suatu peristiwa yang sedang diamati selang 10 detik diambil potretnya, maka akan terlihat perobahan posisi dari objek yg bergerak, dalam Gambar di atas adalah sampan dan bangau yang sedang terbang. Karena pada contoh waktu  pengamatan adalah 30 detik maka akan diperoleh sebanyak 4 potret.

Perobahan posisi ini akan semakin kecil apabila jarak waktu pengambilan gambar semakin singkat.

Sekiranya potret yang diambil punya kecepatan 25 gambar/detik, dan potret yang dihasilkannya kembali ditampilkan dalam rentang waktu yang sama, maka mata akan melihat urutan gambar dengan kecepatan tinggi tersebut sebagai suatu gerakan yang kontinu dari semua objek.

Hal ini disebabkan keterbatasan mata manusia yg tidak mampu mengikuti/ mendeteksi kecepatan pergantian gambar ≥ 25 gambar/detik.

A.  Kecepatan Langkah Sinyal Video Hitam Putih

Pada standard TV PAL, titik gambar diperoleh dgn membagi bidang gambar atas 625 kolom dan 525 baris sebagaimana Gambar berikut.

Gbr. Standar PAL-TV dlm menentukan jumlah titik gambar

Jumlah titik dalam satu gambar =  625 x 525 titik = 328.125 titik/gbr

Kecepatan pengiriman gambar = 25 gbr/detik

Jumlah titik gambar yang terkirim/detik = 25 x 328.125 = 8.203.125 titik/detik

Kecepatan langkah sinyal video = 8.203.125 Baud

B.  Bandwidth Sinyal Video Hitam Putih

Bandwidth B =  ½ kecepatan langkah = 4.101.562,5 Hz ≈ 4,1 MHz

Oleh : Ibu Ir. Hj. Nien K. Nauman