Selasa, 23 April 2013

UHF dan VHF





Ultra High Frequency (UHF)
Ultra High Frequency (UHF) merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi ultra tinggi antara 300 MHz sampai dengan 3 GHz (3.000 MHz). Panjang gelombang dari gelombang UHF ini berkisar dari satu sampai 10 desimeter atau sekitar 10 centimeter sampai 1 meter, sehingga UHF juga dikenal sebagai gelombang desimeter.
UHF biasa digunakan untuk transmisi sinyal televisi. Selain untuk siaran televisi, UHF juga bisa digunakan untuk hal-hal lain, yaitu:
·         Telepon seluler yang mampu mengirim dan menerima dalam spektrum UHF.
·         UHF banyak digunakan oleh badan-badan pelayanan publik untuk komunikasi radio dua arah, biasanya menggunakan modulasi frekuensi narrowband. Modem radio narrowband menggunakan frekuensi UHF untuk komunikasi data jarak jauh misalnya untuk pengawasan dan pengendalian jaringan distribusi tenaga listrik.
·         Siaran radio.
·         Operator radio amatir.
·         Global Positioning System.
·         Mendeteksi luahan parsial. Luahan parsial terjadi karena geometri tajam diciptakan dalam peralatan berisolasi tegangan tinggi. Keuntungan deteksi UHF adalah dapat digunakan untuk melokalisasi sumber pembuangannya. Sedangkan kelemahannya adalah sangat sensitif terhadap kebisingan eksternal. Metode pendeteksian UHF ini mulai digunakan untuk transformator distribusi yang besar, terutama untuk Wi-Fi, Bluetooth dan transfer energi nirkabel lainnya.
·         Beberapa identifikasi frekuensi radio menggunakan UHF yang umumnya dikenal sebagai UHFID atau Ultra-HighFID (Ultra-High Frequency Identification). Contoh sederhananya dan yang sering kita lihat adalah alat bertenaga baterai kecil seperti yang digunakan untuk membuka pintu mobil dari jarak jauh.
·         Semua frekuensi dalam pita UHF digunakan untuk menembus radar, serta frekuensi pada pita VHF. Umumnya, semakin rendah frekuensi, semakin besar kedalaman penetrasi sinyal radar. Frekuensi 250 Mhz, 500 MHz dan 100 MHz biasanya digunakan untukgeofisika arkeologi, sedangkan frekuensi di bawah 100 MHz digunakan untuk geofisika geologi dan pertambangan.
Keuntungan dan kerugian menggunakan UHF
·         Keuntungan utama dari pita UHF adalah gelombang fisik yang pendek mampu dihasilkan oleh frekuensi tinggi. Ukuran antena transmisi dan penerimaan, tergantung oleh ukuran gelombang radio. Antena UHF adalah sedikit gemuk dan pendek. Memasang antena yang lebih kecil sudah mampu digunakan untuk frekuensi yang lebih tinggi.
·         Kerugian utama dari UHF adalah dibatasinya jangkauan siaran dan penerimaan, sering disebut sebagai line-of-sight (jarak pandang) antara antena transmisi stasiun TV dan antena penerimaan pelanggan.
Karateristik
Pengiriman dan penerimaan sinyal TV dan radio dipengaruhi oleh banyak variabel. Atmosfer kelembaban, angin, matahari, penghalang fisik seperti gunung dan bangunan, dan cuaca sepanjang hari akan memiliki efek pada transmisi sinyal dan degradasi penerimaan sinyal. Semua gelombang radio sebagian diserap oleh uap air atmosfer. Jika penyerapan Atmosfer berkurang, maka hal ini akan melemahkan kekuatan sinyal radio jarak jauh.
Lapisan atmosfer bumi, ionosfer, diisi dengan partikel bermuatan yang dapat memantulkan beberapa gelombang radio. Pengguna radio amatir menggunakan kualitas dari ionosfer ini untuk membantu frekuensi rendah. Sinyal UHF tidak memiliki kemampuan untuk memanfaatkan apa yang dibawa sepanjang ionosfer tetapi sinyal UHF dapat terpantul dari partikel-partikel bermuatan rendah ke titik lain di bumi untuk mencapai jarak yang lebih jauh.
Very high frequency (VHF)
VHF (Very high frequency atau frekuensi sangat tinggi) adalah frekuensi radio yang berkisar dari 30 MHz ke 300 MHz. Frekuensi langsung di bawah VHF ditandai frekuensi tinggi (HF), dan frekuensi yang lebih tinggi berikutnya dikenal sebagai frekuensi ultra tinggi (UHF). alokasi frekuensi ini ditetapkan oleh ITU.
Penamaan tersebut mengacu pada penggunaan frekuensi tingkat tinggi berasal dari pertengahan abad ke-20, ketika layanan radio biasa digunakan MF, Frekuensi Medium, lebih dikenal sebagai "AM" di Amerika Serikat, di bawah HF. Saat ini VHF berada di urutan terbawah frekuensi penggunaan praktis, sistem baru cenderung menggunakan frekuensi dalam SHF dan EHF di atas jangkauan UHF.
Pada umumnya yang menggunakan VHF adalah siaran radio FM, siaran televisi, pemancar telepon genggam darat (darurat, bisnis, dan militer), komunikasi data jarak jauh dengan modem radio, Radio Amatir, komunikasi laut, komunikasi kendali lalu lintas udara dan sistem navigasi udara (misalnya VOR, DME & ILS).
Penggunaan VHF di Indonesia
Berdasarkan peraturan internasional yang berkaitan dengan pengaturan penggunaan frekuensi (Radio Regulation) untuk penyiaran televisi pada pita frekuensi VHF dan UHF. Sesuai dengan sistem pertelevisian yang dianaut oleh indonesia yaitu CCIR B dan G maka penggunaan frekuensi tersebut telah diatur sebagai berikut :
                VHF band I : saluran 2 dan 3
                VHF band III : saluran 4 s/d 11
                VHF band IV : saluran 21 s/d 37
                VHF band V : saluran 38 s/d 70

Sejarah pertelevisian di Indonesia diawali pada tahun 1962 oleh TVRI di Jakarta dengan menggunakan pemancar televisi VHF. Pembangunan pemancar TVRI berjalan dengan cepat terutama setelah diluncurkannya satelit Palapa pada tahun 1975. Pada tahun 1987, yaitu lahirnya stasiun penyiaran televisi swasta pertama di Indonesia, stasiun pemancar TVRI telah mencapai jumlah kurang lebih 200 stasiun pemancar yang keseluruhannya menggunakan frekuensi VHF, dan pemancar TV swasta pertama tersebut diberikan alokasi frekuensi pada pita UHF. Kebijaksanaan penggunaan pita frekuensi VHF untuk TVRI dan UHF untuk swasta pada saat itu dilakukan dengan beberapa pertimbangan yang menguntungkan negara sebagai berikut :
Jumlah saluran TV pada pita VHF yang jumlahnya hanya 10 saluran hampir seluruhnya telah digunakan untuk 200 stasiun pemancar terutama di pulau Jawa, maka pemancar TV swasta yang pertama dan berlokasi di Jakarata dialokasikan pada pita frekuensi UHF.
Pemancar VHF lebih ekonomis dan tidak berbeda kualitasnya dengan pemancar TV UHF sangat cocok unruk stasiun penyiaran pemerintah yang terbatas dana pembangunannya.
Kesinambungan pemeliharaan dan penggantian pemancar TVRI yang 70% adalah buatan LEN sangat didukung oleh hasil produksi LEN yang belum memproduksi pemancar UHF.
TVRI terus memperluas jangkauannya sampai ke pelosok tanah air dimana saat itu masih banyak masyarakat di daerah yang belum mampu membeli pesawat TV berwarna dan pada saat itu pesawat hitam putih hanya dapat menerima saluran VHF.

Perbedaan UHF dengan VHF
Perbedaan antena UHF dan VHF pada dasarnya terletak pada ukurannya. Frekuensi UHF jauh lebih tinggi daripada VHF, jadi antena yang digunakan lebih kecil. Perbedaan transmisi VHF dan UHF hanya pada area frekuensi mereka berasal.

Daya pancar
Besarnya daya pancar akan memengaruhi besarnya sinyal penerimaan siaran televisi di suatu tempat tertentu pada jarak tertentu dari stasiun pemancar televisi. Semakin tinggi daya pancar semakin besar level kuat medan penerimaan siaran televisi. Namun demikian besarnya penerimaan siaran televisi tidak hanya dipengaruhi oleh besarnya daya pancar.
Besarnya daya pancar yang diperlukan untuk menjangkau sasaran pada jarak tertentu dipengaruhi antara lain oleh besarnya frekuensi, ketinggian antena pemancar dan antena penerima, profil antara lokasi pemancar dengan lokasi penerima, serta besarnya level kuat medan yang diharapkan dapat diterima oleh pesawat penerima. Apabila dinyatakan dalam rumus, dapat kita lihat dengan jelas parameter-parameter yang berpengaruh pada penerimaan sinyal siaran televisi :
Pfs(db) = Po(db) + Gant Tx(db) – Apl(db) + Gant Rx(db)
·        Pfs(db) : Level Field Strength dalam satuan dB (level kuat medan)
·        Po(db) : Power Output pemancar dalam satuan dB (besarnya frekuensi)
·        Gant Tx(db) : Gain antena pemancar dalam satuan dB (ketinggian antena pemancar)
·        Apl(db) : Attenuation Path Loss dalam satuan dB (redaman ruang)
·        Gant Rx(db) : Gain antena penerima dalam satuan dB (ketinggian antenna penerima)

Untuk menganalisa perbedaan kebutuhan daya pancar antara pemancar VHF dengan UHF dapat dilakukan perhitungan dengan menggunakan grafik rumus propagasi gelombang pada "free space" dengan variable-variable sebagai berikut :
·         Jarak pemancar dengan penerima = 20 Km
Antara pemancar dan penerima tidak ada halangan dan ketinggian antena pemancar dan penerima tidak diperhitungkan
·         Frekuensi VHF = 200Mhz dan UHF = 500Mhz
·         Pfs = Field strength untuk VHF = 75dbuV/m = -30dBm/Z = 50Ohm
·         Pfs = Field strength untuk UHF = 80dBuV/m = -27dBm/Z = 50Ohm
·         Gant = Gain antena = 10dB
·         Po = power output pemancar

Po(db) = Pfs(db) – Gant(db) + 32,5(db) + (20logD(km))(db) + (20logF(Mhz))(db)

Dengan data sebagaimana tersebut di atas, dapat dihitung kebutuhan power output VHF yang dapat menjangkau sasaran sejauh 20 Km adalah sebagai berikut :
                Po(db) = Pfs(db) – Gant(db) + 32,5(db) + (20logD(km))(db) + (20logF(Mhz))(db)
                Po(db) = -32bdm – 10db + 32,5db + 20log20 + 20log200
                Po(db) = -32bdm – 10db + 32,5db + 26db + 46db
                Po(db) = 62,5 dbm = 2,5dbk = 1,8KW

Sedangkan untuk pemancar UHF diperlukan power output sebesar :
                Po(db) = Pfs(db) – Gant(db) + 32,5(db) + (20logD(km))(db) + (20logF(Mhz))(db)
                Po(db) = -27bdm – 10db + 32,5db + 20log20 + 20log500
                Po(db) = -27bdm – 10db + 32,5db + 26db + 54db
                Po(db) = 75,5 dbm = 15,5dbk = 35KW

Dengan data sebagaimana tersebut di atas dan dengan menggunakan standar CCIR, besarnya daya pancar dapat dihitung sebagai berikut :
·         Perhitungan Daya Pancar Pemancar VHF
1 Kw atau 0 dbk ERP pada jarak 20 Km dengan ketinggian antena pemancar 150 meter dapat diperoleh field strength sebesar 63 dbuV/m. Dengan demikian dapat dinyatakan bahwa untuk mendapatkan field strength sebesar 75 dbuV/m pada jarak 20 Km diperlukan ERP sebesar 12 dBk dan dengan menggunakan antena pemancar dengan gain 10 dB, power output pemancar VHF yang diperlukan sebesar 2 dBk atau 1,58 KW
·         Perhitungan Daya Pancar Pemancar UHF
1 KW atau 0 dbk ERP pada jarak 20 Km dengan ketinggian antena pemancar 150 meter dapat diperoleh Field Strength sebesar 61 dbuV/m. Dengan demikian dapat dinyatakan bahwa untuk mendapatkan field strength sebesar 19 dbk, dan dengan menggunakan antena pemancar dengan Gain 10 dB, power output pemancar UHF yang diperlukan adalah sebesar 9dbk atau 8 KW.

Dari uraian tersebut di atas dapat disampaikan bahwa untuk mendapatkan kualitas penerimaan gambar dan suara yang baik pada jarak yang sama diperlukan daya pancar yang lebih tinggi apabila menggunakan pemancar UHF daripada menggunakan pemancar VHF.

Gain Antenna
Besarnya gain antena dipengaruhi oleh jumlah dan susunan antena serta frekuensi yang digunakan. Antena pemancar UHF tidak mungkin digunakan untuk pemancar TV VHF dan sebaliknya, karena akan menimbulkan gangguan yang tinggi. Sedangkan antena penerima VHF dapat saja untuk menerima sinyal UHF dan sebaliknya, namun gain antenanya akan sangat mengecil dari yang seharusnya.

Biaya
Penggunaan pemancar UHF membutuhkan biaya yang jauh lebih besar daripada menggunakan pemancar VHF untuk menjangkau daerah yang sama. Hal ini sangat wajar karena untuk menjangkau sasaran tertentu pemancar UHF memerlukan daya yang 5 kali lebih besar daripada daya pemancar VHF.

Kualitas
Kualitas hasil pencaran dari pemancar VHF dibandingkan dengan kualitas hasil pancaran dari pemancar UHF adalah sama asalkan keduanya memenuhi persyaratan dan spesifikasi yang telah ditentukan. Perbedaan yang mungkin terjadi hanya dapat diketahui dengan menggunakan alat ukur.
Banyak orang mengira kalau UHF adalah teknologi baru yang lebih baik, anggapan ini salah. Teknologi dan prinsip yang digunakan pada sistem operasinya sama. Selama masih sedikit pengguna sistem wireless UHF maka salah satu keuntungan menggunakan operasi UHF ini adalah sedikit kemungkinan mengalami gangguan sehingga membuat siaran UHF lebih tajam dan jelas.

Karateristik
Pengiriman dan penerimaan sinyal TV dan radio dipengaruhi oleh banyak variabel. Atmosfer kelembaban, angin, matahari, penghalang fisik seperti gunung dan bangunan, dan cuaca sepanjang hari akan memiliki efek pada transmisi sinyal dan degradasi penerimaan sinyal. Semua gelombang radio sebagian diserap oleh uap air atmosfer. Jika penyerapan Atmosfer berkurang, maka hal ini akan melemahkan kekuatan sinyal radio jarak jauh. Pengaruh ini meningkatkan penurunan kualitas saat beralih dari sinyal VHF ke sinyal UHF. Sinyal UHF umumnya lebih rusak oleh kelembaban yang lebih rendah daripada sinyal VHF.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar