modulasi (#2)

2. Gelombang pembawa
Gelombang pembawa (carrier wave) adalah bentuk gelombang (biasanya sinusoidal) yang dimodifikasi untuk mewakili informasi yang disalurkan. Gelombang pembawa ini biasanya mempunyai frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada sinyal yang mengandung informasinya.
Pada siaran radio, gelombang pembawa digunakan oleh pesawat pengirim saat mengirimkan isyarat (signal) melalui ruang bebas atau bahan tertentu (misalnya air untuk komunikasi kapal selam) sehingga isyarat tersebut dapat dimengerti pada sebuah pesawat penerima.
Untuk pengiriman isyarat radio tuturan (voice), terdapat dua jenis modulasi yang umum digunakan yaitu modulasi frekuensi (FM) dan modulasi amplitudo (AM). Tuturan pada FM maupun AM dikirimkan dengan bantuan gelombang pembawa. Pengiriman isyarat gambar (image) menggunakan modulasi Vestigial-sideband modulation (VSB) yang merupakan varian dari Single-sideband modulation (SSB). Modulasi SSB banyak digunakan dalam komunkasi handy talky.
Setelah gelombang pembawa dan isyarat dimodulasi, maka akan terjadi pembangkitan frekuensi harmonik (harmonic frequency) yang lebar. Pengertian lebar pada sumbu frekuensi berarti banyak. Pada modulasi VSB dan SSB, sebagian besar frekuensi gelombang pembawa plus frekuensi harmoniknya ditekan atau ditapis (filtered) untuk menghemat lebar-pita (bandwidth).
Frekuensi sebuah stasiun radio, misalnya radio BERJAYA dengan frekuensi 90,8 MHz, sebenarnya merupakan frekuensi dari gelombang pembawa yang digunakan. Gelombang pembawa ini tidak boleh sembarangan dipakai, melainkan harus berdasarkan ijin dari instansi telekomunikasi, misalnya Direktorat Jenderal Pos dan Telekomunikasi di Indonesia.
Beberapa metode komunikasi radio terbaru tidak lagi menggunakan gelombang pembawa secara kentara, misalnya pada metode spektrum-tersebar (spread spectrum) dan pita ultra-lebar (ultra wide band) dan COFDM. Yang terakhir ini digunakan untuk pengiriman siaran televisi HDTV.
3. Jenis Modulasi
Dari banyak teknik modulasi, AM, PM dan FM adalah modulasi yang banyak diterapkan pada radio siaran. Keduanya dipakai karena tekniknya relatif lebih mudah dibandingkan dengan teknik-teknik lain. Dengan begitu, rangkaian pemancar dan penerima radionya lebih sederhana dan mudah dibuat.
A. Modulasi Amplitudo (AM)

Di pemancar radio dengan teknik AM, amplitudo gelombang carrier akan diubah seiring dengan perubahan sinyal informasi (suara) yang dimasukkan. Frekuensi gelombang carrier-nya relatif tetap. Kemudian, sinyal dilewatkan ke RF (Radio Frequency) Amplifier untuk dikuatkan agar bisa dikirim ke jarak yang jauh. Setelah itu, dipancarkan melalui antena.
Tentu saja dalam perjalanannya mencapai penerima, gelombang akan mengalami redaman (fading) oleh udara, mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Gangguan-gangguan itu umumnya berupa variasi amplitudo sehingga mau tidak mau akan mempengaruhi amplitudo gelombang yang terkirim.
Akibatnya, informasi yang terkirim pun akan berubah dan ujung-ujungnya mutu informasi yang diterima jelas berkurang. Efek yang kita rasakan sangat nyata. Suara merdu Andien yang mendayu akan terdengar serak, aransemen Dewa yang bagus itu jadi terdengar enggak karuan, dan suara Iwan Fals benar-benar jadi fals.
Cara mengurangi kerugian yang diakibatkan oleh redaman, noise, dan interferensi cukup sulit. Pengurangan amplitudo gangguan (yang mempunyai amplitudo lebih kecil), akan berdampak pada pengurangan sinyal asli. Sementara, peningkatan amplitudo sinyal asli juga menyebabkan peningkatan amplitudo gangguan. Dilema itu bisa saja diatasi dengan menggunakan teknik lain yang lebih rumit. Tapi, rangkaian penerima akan menjadi mahal, sementara hasil yang diperoleh belum kualitas Hi Fi dan belum tentu setara dengan harga yang harus dibayar.
Itulah barangkali yang menyebabkan banyak stasiun radio siaran bermodulasi AM pindah ke modulasi FM. Konsekuensinya, mereka juga harus pindah frekuensi carrier karena aturan alokasi frekuensi carrier untuk siaran AM berbeda dengan siaran FM. Frekuensi carrier untuk siaran AM terletak di Medium Frequency (300 kHz - 3 MHz/MF), sedangkan frekuensi carrier siaran FM terletak di Very High Frequency (30 MHz - 300 MHz/VHF).
B. Modulasi Phasa (PM)

Modulasi ini menggunakan perbedaan sudut (phase) dari sinyal analog untuk membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada modulasi jenis ini, amplitudo dan frekuensi dari sinyal analog adalah tetap, yang berubah adalah phase sinyal analognya.
C. Modulasi Frekuensi (FM)

Di pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi lainnya. Amplitudo gelombang carrier relatif tetap. Setelah dilakukan penguatan daya sinyal (agar bisa dikirim jauh), gelombang yang telah tercampur tadi dipancarkan melalui antena.
Seperti halnya gelombang termodulasi AM, gelombang ini pun akan mengalami redaman oleh udara dan mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Tetapi, karena gangguan itu umumnya berbentuk variasi amplitudo, kecil kemungkinan dapat memengaruhi informasi yang menumpang dalam frekuensi gelombang carrier.
Akibatnya, mutu informasi yang diterima tetap baik. Dan, kualitas audio yang diterima juga lebih tinggi daripada kualitas audio yang dimodulasi dengan AM. Jadi, musik yang kita dengar akan serupa dengan kualitas musik yang dikirim oleh stasiun radio sehingga enggak salah kalau stasiun-stasiun radio siaran lama (yang dulunya AM) pindah ke teknik modulasi ini. Sementara stasiun-stasiun radio baru juga langsung memilih FM.
Selain itu, teknik pengiriman suara stereonya juga tidak terlalu rumit. Jadinya, rangkaian penerima FM stereo mudah dibuat, sampai-sampai dapat dibuat seukuran kotak korek api. Produk FM autotuner seukuran kotak korek api ini sudah gampang diperoleh di kaki lima dengan harga yang murah. Kualitasnya cukup memadai untuk peralatan semurah dan sekecil itu.
Sistem pemancar FM secara umum terdiri dari bagian-bagian seperti Gambar 1

Gambar 1
Diagram blok sistem pemancar FM
Sumber suara yang dapat digunakan bermacam-macam. Tape, CD-player, mp3-player, microphone bahkan radio juga dapat dipakai. Segala jenis catu daya juga dapat dipakai pada sistem pemancar FM asalkan catu daya tersebut bisa menghasilkan tegangan yang sesuai dan arus yang cukup. Bagaian yang penting dari sistem pemancar FM adalah antena, saluran transmisi dan pemancar itu sendiri. Pemancar FM secara umum terdiri dari blok-blok bagian seperti gambar 2

Gambar 2
Diagram blok pemancar FM
Pembagian kanal FM di Indonesia
Jumlah kanal yang disiapkan dalam alokasi frekuensi 87,5 MHz hingga 108 MHz memang sebanyak 204 kanal. Tapi, tentu saja hal itu tidak menyebabkan 204 stasiun radio bisa didirikan di kota kita. Sebab jarak antarkanal yang terlalu rapat akan menyebabkan interferensi antarstasiun radio.
Karena itu, aturan dalam Keputusan Menteri Perhubungan No KM 15 Tahun 2003 mensyaratkan jarak minimal antarkanal dalam satu area pelayanan (yang umumnya se-Kota atau se-Kabupaten) adalah 800 kHz. Kecuali pada kota besar semacam Jakarta, Bandung, Surabaya, Semarang, Medan yang sudah telanjur mempunyai stasiun cukup banyak. Jarak minimal untuk kota-kota itu adalah 400 kHz.
Pembagian kanal untuk tiap area layanan tentunya juga disesuaikan dengan faktor-faktor seperti : kepadatan penduduk, perkembangan kawasan, dan lainnya. Sebab, apalah gunanya menyediakan banyak kanal jika pendirian stasiun-stasiun baru di suatu area layanan tidak menjanjikan.