Path loss dan Noise pada Coaxial

Posted: 1 Oktober 2010 in Instalasi LAN

Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas

Path loss (atau atenuasi path) adalah pengurangan rapat daya ( atenuasi ) dari gelombang elektromagnetik yang merambat melalui ruang. Path rugi merupakan komponen utama dalam analisis dan desain link budget sistem telekomunikasi.

Istilah ini umumnya digunakan dalam komunikasi nirkabel dan sinyal propagasi . Jalur kerugian mungkin karena banyak efek, seperti -ruang rugi bebas , refraksi , difraksi , refleksi , aperturemenengah rugi kopling , dan penyerapan . Path rugi juga dipengaruhi oleh kontur medan, lingkungan (perkotaan atau pedesaan, vegetasi dan dedaunan), medium propagasi (udara kering atau lembab), jarak antara pemancar dan penerima, dan tingginya dan lokasi antena.

Penyebab

Jalur rugi propagasi biasanya mencakup kerugian yang disebabkan oleh perluasan alami dari gelombang radio di depan ruang bebas (yang biasanya mengambil bentuk sebuah bola yang pernah meningkat), penyerapan kerugian (kadang-kadang disebut kerugian penetrasi), ketika sinyal melewati media tidak transparan untuk gelombang elektromagnetik , difraksi kerugian ketika bagian dari gelombang radio depan terhambat dengan adanya kendala opak, dan kerugian yang disebabkan oleh fenomena lain.

Sinyal dipancarkan oleh pemancar juga mungkin berjalan bersama dan berbeda banyak jalan ke penerima secara bersamaan, efek ini disebut multipath . Multipath gelombang menggabungkan di antena penerima, sehingga sinyal yang diterima yang sangat bervariasi, tergantung pada distribusi intensitas dan waktu relatif propagasi dari gelombang dan bandwidth dari sinyal yang ditransmisikan. Daya total mengganggu gelombang dalam Rayleigh fading cepat skenario bervariasi sebagai fungsi ruang (yang dikenal sebagai skala kecil fading ). Small-scale fading refers to the rapid changes in radio signal amplitude in a short period of time or travel distance. Kecil memudar mengacu pada perubahan yang cepat dalam amplitudo sinyal radio dalam waktu singkat atau jarak perjalanan.

Loss exponent

Artikel utama: Log-distance path loss model

Dalam studi komunikasi nirkabel, path loss dapat diwakili oleh eksponen path loss, yang nilainya biasanya berkisar antara 2 sampai 4 (di mana 2 adalah untuk propagasi pada ruang bebas , 4 adalah untuk lossy lingkungan yang relatif dan untuk kasus penuh specular refleksi dari permukaan bumi-yang disebut -model bumi datar Dalam beberapa lingkungan, seperti bangunan, stadion dan lingkungan dalam ruangan lainnya, eksponen path loss dapat mencapai nilai dalam kisaran 4 sampai 6. Di sisi lain, terowongan mungkin bertindak sebagai Waveguide , mengakibatkan eksponen path loss kurang dari 2. Dalam bentuk yang paling sederhana, path loss dapat dihitung dengan menggunakan rumus

dimana L adalah path loss dalam desibel, n adalah eksponen path loss, d adalah jarak antara pemancar dan penerima, biasanya diukur dalam meter, dan C adalah konstanta yang bertanggung jawab atas kerugian sistem.

Radio engineer formula

Radio dan antena insinyur menggunakan rumus sederhana berikut (juga dikenal sebagai transmisi persamaan Friis ) untuk rugi rugi lintasan antara dua isotropik antena dalam ruang bebas:

Path loss in dB

Dimana L adalah path loss dalam desibel, λ adalah panjang gelombang dan d adalah jarak pemancar-penerima dalam satuan yang sama dengan panjang gelombang.

Prediksi

Perhitungan path loss biasanya disebut prediksi. prediksi Exact hanya mungkin untuk kasus-kasus sederhana, seperti disebutkan bebas ruang propagasi-atas atau model-bumi datar.Untuk kasus praktis path loss dihitung menggunakan berbagai pendekatan.

Metode statistik (juga disebut stokastik atau empiris) didasarkan pada rata-rata kerugian dan diukur sepanjang kelas khas link radio. Di antara metode yang umum digunakan seperti kebanyakan Okumura-Hata , maka BIAYA Hata model , WCYLee , dll Ini juga dikenal sebagai model propagasi gelombang radio dan biasanya digunakan dalam perancangan jaringan selular dan PLMN .. Untuk komunikasi nirkabel di VHF dan UHF pita frekuensi (band-band yang digunakan oleh walkie-talkie, polisi, taksi dan telepon selular), salah satu metode yang paling umum digunakan adalah bahwa dari OkumuraHata sebagai dimurnikan oleh 231 BIAYA proyek. model yang terkenal lainnya adalah dari WalfischIkegami , WCY Lee , dan Erceg . Untuk radio FM dan siaran TV path loss yang paling sering diperkirakan menggunakan ITU model seperti yang dijelaskan di P.1546 (mantan P.370 ) rekomendasi.

metode deterministik berdasarkan hukum-hukum fisika rambat gelombang juga digunakan; ray tracing adalah salah satu metode tersebut. Metode ini diharapkan dapat menghasilkan prediksi yang lebih akurat dan dapat diandalkan path loss daripada metode empiris, namun mereka secara signifikan lebih mahal dalam upaya komputasi dan bergantung pada deskripsi rinci dan akurat dari semua objek dalam ruang propagasi, seperti bangunan, atap, jendela, pintu, dan dinding. Untuk alasan ini mereka digunakan terutama untuk path propagasi pendek. Di antara metode yang paling umum digunakan dalam desain peralatan radio seperti antena dan feed adalah perbedaan-hingga waktu-domain metode .

Path loss pada pita frekuensi lain ( MW , SW , Microwave ) diprediksi dengan metode yang serupa, meskipun algoritma beton dan formula mungkin sangat berbeda dari orang-orang untuk VHF / UHF. Reliable prediksi rugi jalan di HF / SW band sangat sulit, dan akurasi adalah sebanding dengan cuaca prediksi. [ rujukan? ]

Mudah perkiraan untuk menghitung path loss jarak signifikan lebih pendek daripada jarak ke radio horizon :

  • Di ruang bebas meningkat path loss dengan 20 dB per dekade (satu dekade adalah ketika jarak antara pemancar dan penerima meningkat sepuluh kali) atau 6 dB per oktaf (satu oktaf adalah ketika jarak antara pemancar dan penerima ganda). Ini dapat digunakan sebagai perintah pendekatan kasar pertama sangat untuk SHF ( microwave ) hubungan komunikasi;
  • Untuk sinyal pada pita / UHF VHF menyebarkan di atas permukaan bumi meningkat path loss dengan sekitar 35 – 40 dB per dekade (10 – 12 dB per oktaf). Ini dapat digunakan dalam jaringan selular sebagai menebak pertama.

Contoh

Dalam jaringan seluler, seperti UMTS dan GSM , yang beroperasi pada pita UHF, nilai path loss di-up daerah-daerah yang dibangun dapat mencapai 110-140 dB untuk kilometer pertama dari link antara BTS dan mobile . Kerugian path untuk sepuluh kilometer pertama mungkin 150-190 dB (Catatan: Nilai-nilai ini sangat perkiraan dan diberikan di sini hanya sebagai ilustrasi rentang di mana angka digunakan untuk menyatakan nilai-nilai path loss pada akhirnya bisa, ini tidak angka definitif atau mengikat – path loss mungkin sangat berbeda untuk jarak yang sama sepanjang dua jalan yang berbeda dan bisa berbeda bahkan sepanjang jalan yang sama jika diukur pada waktu yang berbeda).

Path Loss adalah loss yang terjadi ketika data / sinyal melewati
media udara dari antenna ke penerima dalam jarak tertentu. Path loss dapat
timbul disebabkan oleh banyak faktor, seperti kontur tanah, lingkungan
yang berbeda, medium propagasi (udara yang kering atau lembab), jarak
antara antena pemancar dengan penerima, lokasi dan tinggi antena.
Path loss merupakan komponen penting dalam perhitungan dan
analisis desain link budget sistem telekomunikasi. Perhitungan path loss
dengan menggunakan rumus Okumura-Hata model untuk urban area.
Model Hata didasarkan atas pengukuran empiris ekstensif yang dilakukan
di lingkungan perkotaan.
Dengan jarak antara mobile station ke base station dibuat teratur,
mulai dari jarak 0,1 km sampai dengan jarak 20 km. Persamaan Hata dapat
diringkas sebagai berikut:
LHata (urban) [dB] = 69,55 + 26.16 x log (f) + [ 44,9 – 6,55 x log (hb) ] x
log (d) – 13,82 x log (hb) – A (hm) (1)
Dimana :
A (hm) [dB]= [11 x log (f) – 0,7] x hm – [ 1,56 x log (f) – 0,8 (2)
Dengan :
Lhata : Path loss (dB)
f : frekuensi (MHz)
hb : node B antenna height (m) = 30 m
d : jarak dari node B ke antenna mobile (km)
A (hm) : mobile antenna height gain correction factor

hm : mobile antenna height (m) = 1,5 m
Masalah-masalah dalam komunikasi data
Noise ( gangguan )
White Noise : oleh alam dan lingkungan
Black Noise : oleh kesengajaan manusia

Macam-macam White Noise

Thermal Noise
Thermal noise ini terdapat di semua media transmisi dan pada semua peralatan komunikasi. Disebabkan oleh panas elektron dalam konduktor (agitasi termal elektron), sehingga tidak dapat dihapus / dilenyapkan. Thermal noise memiliki distribusi energi yang uniform pada spektrum frekuensi dan memiliki distribusi level yang normal (Gaussian).
Thermal noise merupakan faktor penentu batas bawah sensitivitas sistem penerima. Thermal noise tidak terlalu berpengaruh untuk transmiasi voice, tetapi akan sangat berpengaruh pada komunikasi data. Dalam komunikasi data impuls noise dapat membuat cacat sinyal yang diterima,sehingga data atau informasi yang dibawa dapat berubah artinya.
Thermal noise dapat didekati oleh suatu white noise yang memiliki rapat spektral daya yang uniform pada spektrum frekuensi. Semua peralatan dan media transmisi mempunyai saham dalam timbulnya thermal noise jika temperaturnya di atas 0o (derajat Kelvin).
Harga thermal noise dalam decibel :
No = k.T
Dengan :
No = kerapatan tenaga noise (watt/Hz)
k = konts Boltzman = 1,3803 x 10–230K
T = temperatur (0K)
J/
Harga thermal noise dalam watt pada bandwidth W Hz adalah :
N = k.T.W
Dan dalam desibel watt :
N = 10 log k + 10 log T + 10 log W
= – 228,6 dBW + 10 log T + 10 log W
Cara untuk mereduksi thermal noise antara lain adalah:
1) Persempit bandwidth
2) Kurangi jumlah resistive element
3) Kurangi temperatur komponen elektron
4) Jauhkan media transmisi dari sumber noise
5) Memberi jacket pada kabel

Cross Talk
Ditimbulkan oleh kopel elektrik antara kabel yang diletakkan berdekatan, misalnya antara twisted pair / kabel coaxial yang membawa multiple sinyal,yang merupakan penghubung antar sinyal yang tidak diinginkan. Bicara Silang (Cross Talk) akan semakin jelas atau bertambah apabila jarak yang ditempuh semakin jauh, sinyal yang ditransmisikan semakin kuat/besar atau semakin besar frekuensinya.
Misalnya pada percakapan telepon mendengar suara lainnya, sinyal pemancar yang
ditangkap antena.
Ada 3 (tiga) hal penting yang menyebabkan timbulnya crosstalk. Hal
tersebut adalah :
1. Electrical coupling diantara media transmisi, misalnya antara pasangan- pasangan kawat pada sistem komunikasi yang menggunakan kabel sebagai media transmisinya.
2. Pengendalian yang kurang baik dari frekuensi respons misalnya design
filter yang kurang baik.
3. Non linearity pada analog multiplex system (FDM).
Ada dua tipe crosstalk:
1. Intelligible crosstalk
Bila crosstalk menyebabkan paling tidak ada empat kata yang dapat
didengar (dari sumber yang tidak diinginkan) selama percakapan 7 detik
2. Unintelligible crosstalk
Setiap bentuk gangguan akibat crosstalk lainnya
Penyebab crosstalk antara lain:
– Gandengan elektris antar media
– Pengendalian respon frekuensi yang buruk
– Ketidaklinieran mux analog
Melihat dari namanya maka crosstalk ini adalah suatu pembicaraan silang, akan tetapi yang sebenarnya crosstalk ini tidak saja hanya terbatas pada pembicaraan saja. Crosstalk ini dalam pengertian luas adalah merupakan suatu ketidak seimbangan sehingga suatu sinyal akan masuk ke dalam saluran sinyal yang lainnya, sehingga akan mempengaruhi sinyal asli yang dikirimkan.
Jika crosstalk ini terdapat pada suatu hubungan komunikasi suara, maka gangguan ini dapat mengganggu pembicaraan yang sedang berlangsung. Akan tetapi jika crosstalk ini terdapat pada suatu hubungan komunikasi yang lainnya di luar suara, maka ini akan mempengaruhi sinyal yang diterima sehingga akan merusak sinyal yang diterima sedemikian rupa sampai merubah arti dari informasi yang dimaksudkan sebenarnya.
Penanggulangan:
1. Beri jarak antar kabel
2. Pergunakan kabel terisolasi

Intermodulation Noise
Apabila sinyal-sinyal dengan frequency berbeda bersamaan memakai medium transmisi yang sama, sehingga menghasilkan sinyal-sinyal pada suatu frekuensi yang merupakan penjumlahan atau pengalian dari dua frekuensi asalnya. Sebagai contoh sinyal dengan frekuensi f1 dan f2 maka akan mengganggu sinyal dengan frekuensi f1 dan f2, hal ini timbul karena ketidak linearan dari transmitter, receiver atau sistim transmisi.
Intermodulation noise biasanya muncul akibat gejala intermodulasi.Bila kitamelewatkan dua sinyal masing-masing dengan frekuensi misalkan f1 danf2 melalui suatu medium atau perangkat non-linier, maka akan dihasilkan frekuensi-frekuensi
spurious yang berasal dari frekuensi harmonisa sinyal.Frekuensi-frekuensi spurious
ini bisa terletak di dalam atau di luar pita frekuensi kerja yang diinginkan.
Intermodulasi ini dapat terbentuk dari frekuensi harmonisa suatu sinyal.
Untuk contoh di atas maka intermodulasi yang terjadi akan mempunyai frekuensi-
frekuensi sebagai berikut ini :
– harmonic yang pertama : F1 ± F2
– harmonic yang kedua : 2 F1 ± FR ; F1 ± 2 F2 ; dst
– harmonic yang ketiga : 2 F1 ± 2 F2 ; 3 F1 ± F2 ; dst
Intermodulation Noise dapat timbul karena berbagai macam hal, antara lain:
– Level input terlalu tinggi sehingga perangkat berkerja daerah non-linier
– Kesalahan penalaan perangkat sehingga perangkat bekerja secara non-linier.
– Level setting yang tidak baik. Jika level dari input dari suatu peralatan terlalu tinggi, maka peralatan akan bekerja pada suatu daerah kerja yang non linier. Hal ini yang disebut sebagai over drive.
– Penempatan komponen yang kurang benar yang menyebabkan peralatan
bekerja pada daerah kerja yang non linier
– Non linear envelope delay.
Ketidaklineran sistem atau perangkat komunikasi yang menyebabkan terjadinya
intermodulation noise dapat disebabkan karena:
– Ketidaktepatanpengaturanlevel
– Ketidaktepatan pengaturan titik kerja perangkat
– Non linier envelope delay
– Kerusakanperangkat
Meskipun penyebab dari intermodulation noise ini berbeda dengan penyebab dari thermal noise, akan tetapi dampak serta bentuknya sama. Salah satu cara untuk menanggulangi intermodulation noise ini adalah dengan pengaturan penggunaan frekuensi.
Penanggulangan: Pengaturan penggunaan frekuensi

Impulse Noise
Sebab: Medan Listrik mengenai media transmisi
Penanggulangan:
1. Menjauhkan media transmisi dari medan listrik
2. Menaikkan SNR
3. Memasang Surge Protector
4. Menggunakan Kabel Terisolasi
Gangguan terhadap Saluran Transmisi
Gangguan pada saluran transmisi dikenal dua golongan besar :
a. Random
Derau Panas (thermal noise)
Gangguan yang disebabkan oleh pergerakan acak elektron bebas dalam rangkaian. Derau Impuls (impuls noise) Gangguan yang disebabkan oleh tegangan listrik yang tingginya lebih dibandingkan tegangan rata – ratanya.
Bicara Silang (cross talk)

Gangguan yang disebabkan oleh masuknya signal dari kanal lain yang letaknya
berdekatan
Gema (echo)
Gangguan yang disebabkan oleh signal yang dipantulkan kembali sebagai akibat dari
perubahan impedansi dalam sebuah rangkaian listrik.
Perubahan Phasa (Phase changer)
Gangguan yang disebabkan oleh phase signal yang kadang-kadang berubah sebagai
akibat dari impulse noise.
Derau Intermodulasi (intermodulation noise)
Gangguan yang disebabkan oleh dua signal dari saluran berbeda (intermodulation)
membentuk signal baru yang menduduki frekuensi signal lain.
Phase Jitter
Gangguan yang disebabkan oleh jitter yang timbul oleh sistem pembawa yang
dimultipleks dan menghasilkan perubahan frekuensi.
Fading
Gangguan yang disebabkan oleh signal yang disalurkan mencapai penerima melalui
berbagai jalur akibat dari kondisi atmosfir.
b. Tak Random
Redaman
Gangguan yang disebabkan oleh tegangan suatu signal berkurang ketika melalui saluran transmisi sebagai akibat daya yang diserap oleh saluran transmisi yang tergantung frekuensi dam media transmisinya.
Tundaan

Gangguan yang disebabkan oleh signal dengan masing masing frekuensi yang tidak berjalan dengan dengan kecepatan yang sama hingga tiba dipenerima pada waktu yang berlainan.

referensi:

“wikipedia.com”

:”http://www.scribd.com/doc/32625162/Impulse-Noise-Dalam-Komunikasi-Data”

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s