Komunikai Data - Pertemuan 2

•Data
–Entitas yg melambangkan suatu pengertian
–Jenis : data analog & data digital
•Signal / Sinyal
–Suatu bentuk/cara utk menyalurkan data
–Jenis : signal analog & signal digital


Model Sederhana Komunikasi Data
•Source System
–Source
Menentukan data untuk dikirim
–Transmitter
Mengubah data menjadi signal yang dapat dikirim
•Transmission System
–Mengirim data
•Destination System
–Receiver
Mengubah signal yang diterima menjadi data
–Destination
Pengguna data yang diterima


Istilah-istilah Dlm Sistem Komunikasi
•Transmitter
–Converts data into transmittable signals
•Receiver
–Converts received signal into data
•Transceiver
–Device with transmitter and receiver functionality
•Medium
–Guided medium
•e.g. twisted pair, optical fiber
–Unguided medium
•e.g. air, water, vacuum
•Direct link
–No intermediate devices
•Point-to-point
–Direct link
–Only 2 devices share link
•Multi-point
–More than two devices share the link
•Simplex
–One direction
•e.g. Television
•Half duplex
–Either direction, but only one way at a time
•e.g. police radio
•Full duplex
–Both directions at the same time
•e.g. telephone


Pengantar ke “Frekuensi”
•Frekuensi: terkait dengan kekerapan / jumlah perulangan  wilayah waktu (time domain).
•Dalam wilayah waktu, suatu kejadian/ kegiatan/kondisi yang diamati dalam ukuran waktu bersifat:
–Kontinu: perubahan terjadi secara halus/ sangat rapat/smooth sepanjang waktu pengamatan
–Diskrit: perubahan terjadi secara seketika dari kondisi tetap tertentu ke kondisi tetap lain
–Periodik: Pola berulang sepanjang waktu
–Non Periodik: Pola tidak berulang sepanjang waktu


Bentuk yang periodik  Frekuensi
Frekuensi: jumlah siklus dalam suatu waktu
Satuan Frekuensi: cycle/second (umum) atau Hertz (dari Gustav Hertz)


Data
•Data
–Entitas yang melambangkan suatu pengertian
•Data Analog
–Nilai kontinu di dalam beberapa interval
–Contoh: Suara, video
•Data Digital
–Nilai diskrit
–Contoh: teks, bilangan bulat


Signal / Sinyal
•Suatu cara untuk menjalarkan/ mempropagasikan data
•Analog
–Variabel yang kontinu
–Medium yang bervariasi
•Kabel tembaga, serat optik, udara
•Digital
–Menggunakan 2 nilai arus listrik searah DC


Data & Signal
•Umumnya menggunakan sinyal digital utk data digital dan sinyal analog utk data analog
•Sinyal analog utk membawa data digital
–Modem
•Sinyal digital utk membawa data analog
–Compact Disc Audio


Frekuensi & Panjang Gelombang
•Peak Amplitude (A)
–Kuat sinyal maksimum
–Diukur dalam volts
•Frequency (f)
–Kecepatan perubahan kuat sinyal
–Diukur dalam Hertz (Hz) atau Cycle/second (C/s)
•Panjang Gelombang ()
–Jarak satu buah siklus
–Diukur dalam meter (m)
–Faktor kecepatan sinyal  v
• = v.T = v/f
•Sinyal telekomunikasi  kecepatan sinyal = kecepatan cahaya di udara bebas, dilambangkan dengan c
•c = 3.108 m/det


Wilayah Frekuensi (Frequency Domain)
•Sinyal umumnya terdiri dari banyak frekuensi
•Dengan analisa Fourier sembarang sinyal dapat diuraikan menjadi gelombang berbentuk sinus (sine wave) dengan frekuensi yang berbeda-beda
•Dapat digambarkan dalam fungsi wilayah frekuensi  cara lain memandang/ menggambarkan sinyal


Spektrum & Bandwidth
•Spectrum
–rentang frekuensi yang diduduki oleh sinyal
•Absolute bandwidth (Lebar pita absolut)
–lebar dari spectrum
•Effective bandwidth (lebar pita efektif)
–biasa disebut bandwidth
–pita sempit (narrow band) dari frekuensi-frekuensi dengan energi yg utama
•Kecepatan data (data rate)
–sistem transmisi memiliki lebar pita frekuensi yang terbatas
–hal ini membatasi kecepatan data yang disalurkan


Teknik Encoding
•Data Analog, Sinyal Analog
•Data Analog, Sinyal Digital
•Data Digital, Sinyal Analog
•Data Digital, Sinyal Digital


Transmisi Analog
•Sinyal analog ditransmisikan tanpa memperhatikan isinya
•Data dapat berupa data analog atau digital
•Terdapat redaman yang berbanding lurus dengan jarak
•Menggunakan amplifiers untuk memperkuat sinyal  noise/derau juga ikut dikuatkan


Transmisi Digital
•Memperhatikan isi data
•Integritas terancam oleh noise/derau, redaman dan lainnya
•Menggunakan pengulang / repeaters
•Repeater menerima sinyal, mengekstrak pola bit,dan kemudian ditransmisikan kembali
•Dengan demikian, redaman dapat diatasi namun noise/derau tidak dikuatkan.


Perbandingan Transmisi Analog & Digital
Analog
1.Rentan terhadap Noise
2.Signal yang diterima diproses dengan diulang dan diamplifikasi.
3.Mudah terjadi crosstalk
4.Bentuk sinyal kontinyu.
5.Kualitas signal diukur dalam satuan S/N (Signal To Noise Ratio)

Digital
1.Tahan terhadap Noise
2.Proses regenerasi dilakukan bagi signal yang diterima.
3.Bebas cross talk
4.Bentuk signal diskrit (discrete)
5.Kualitas signal diukur dalam BER (Bit Error Rate)



Data & Signal
DataAnalog:

Dua Alternatif: (1) Signal menempati spektrum yang sama sebagai analog data; (2) Data analog ditandai agar menempati bagian spektrum yang berlainan
Signal Digital
Data Analog yang ditandai dengan menggunakan sebuah kodek agar menghasilkan suatu digital bit stream
Data Digital
Signal Analog
Data Digital disandikan dengan menggunakan modem untuk menghasilkan signal analog
Signal Digital
Dua alternatif: (1) signal terdiri dari dua level voltage untuk menggambarkan dua nilai biner; (2) digital data ditandai agar menghasilkan suatu digital signal dengan sifat-sifat yang diinginkan



Perlakuan Signal
SignalAnalog
Transmisi Analog
Disebarkan melalui amplifier; perlakuan yang sama apakah signal dipergunakan untuk menggambarkan data analog ataukah untuk menggambarkan data digital
Transmisi Digital
Anggap saja sinyal analog menggambarkan data digital. Signal disebarkan melalui repeater; pada masing-masing repeater, digital data diperoleh kembali dari signal yang masuk dan dipergunakan untuk menghasilkan analog signal keluar yang baru
SignalDigital
Transmisi Analog
Tidak dipergunakan
Transmisi Digital
Signal digital menampilkan stream 1 dan 0, yang bisa menggambarkan data digital atau menggambarkan pengkodean data analog. Signal disebarkan melalui repeater; pada masing-masing repeater; deretan 1 dan 0 diperoleh kembali dari signal yang masuk dan dipergunakan untuk menghasilkan digital signal keluar yang baru


Modulasi
•Modulasi adalah proses penggabungan data (sinyal informasi) yang akan dikirim dengan gelombang pembawa, sehingga memungkinkan sinyal tsb ditransmisikan melalui communication channel.
•Penggabungan dilakukan dengan mengubah-ubah besaran tertentu dari gelombang pembawa sesuai dengan bentuk sinyal informasi


Data Analog, Signal Analog
•Modulasi analog
–Amplitude Modulation (AM)
•Amplitudo gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi
–Frequency Modulation (FM)
•Frekuensi gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi
–Phase Modulation (PM)
•Phase gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi
•Dipandang sebagai “special case” dari frequency modulation


Data Digital, Signal Digital
•Modulasi digital
Sinyal informasi hanya merepresentasikan dua keadaan (“1” atau “0”)
–Amplitude Shift Keying (ASK)
•Sinyal informasi direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa
–Frequency Shift Keying (FSK)
•Sinyal informasi direpresentasikan dalam perubahan frekuensi gelombang pembawa
–Phase Shift Keying (PSK)
•Sinyal informasi direpresentasikan dalam perubahan phase gelombang pembawa


Tujuan Modulasi
•Memudahkan pemancaran (radiasi)
–Penggeseran spektrum frekuensi sinyal dari domain frekuensi rendah ke radio frequency (RF) untuk dapat dipancarkan (apabila communication channel berupa sistem radio)
•Modulasi untuk multiplexing
–Mentranslasikan sinyal ke spektrum frekuensi atau time slot yang berbeda-beda untuk memungkinkan beberapa sinyal ditransmisikan melalui channel yang sama
•Mengatasi keterbatasan perangkat
–Perangkat untuk sinyal processing (filter, amplifier) bekerja optimal pada frekuensi dan bandwidth tertentu
–Modulasi dapat digunakan untuk mentranslasikan sinyal ke frekuensi yang sesuai dengan kemampuan perangkat

•Frequency assignment
–Menentukan frekuensi kerja dari pemancar (radio, televisi dsb)
•Mengurangi noise dan interferensi
–Efek dari noise dan interferensi dapat diminimalisir dengan menggunakan type modulasi tertentu dengan bandwidth yang lebih lebar dari bandwidth sinyal
–Ada “trade-off” antara pengurangan noise dengan penambahan bandwidth


Data Analog, Signal Digital
•Digitalisasi
–Mengubah data analog ke data digital
–Selanjutnya data digital tersebut akan dapat dikirim dalam bentuk sinyal digita
•Proses konversi analog ke digital dengan teknik Pulse Code Modulation (PCM)
–Sampling
•Syarat: laju sampling harus lebih besar dari dua kali frekuensi tertinggi sinyal data
–Kuantisasi
–Pengkodean


Data Digital, Signal Digital
•Data Digital berupa bit-bit binari: 0 atau 1
•Sinyal digital
–berupa pulsa-pulsa tegangan listrik yang bersifat diskrit
–Setiap pulsa adalah sebuah elemen sinyal
–Data binari akan diubah (encoded) menjadi element-element sinyal
•Contoh teknik encoding data digital ke sinyal digital:
–Non Return to Zero – Level (NRZ-L)
–Bipolar AMI


Non Return To Zero – Level (NRZ-L)
•Dua tegangan listrik yang berbeda untuk bit-bit 0 dan 1
•Tegangan listrik konstan selama interval bit
•Umumnya digunakan tegangan konstan negatif untuk bit 1 dan tegangan konstan positif untuk 0
•Teknik yang paling sederhana


Bipolar - AMI
•Untuk kehandalan  digunakan teknik yang lebih kompleks, mis: Bipolar – AMI
•Bit 0 dilambangkan dengan sinyal tanpa tegangan
•Bit 1 dilambangkan dengan pulsa negatif atau positif
•Sebuah pulsa akan mengubah polaritas


Gangguan Dalam Transmisi
•Sinyal yang diterima dapat berbeda dari sinyal yang dikirim
•Pada sistem transmisi analog terjadi degradasi/penurunan kualitas sinyal
•Pada sistem transmisi digital terjadi kesalahan bit (bit errors)
•Hal-hal tersebut disebabkan oleh
–Redaman atau distorsi redaman
–Distorsi delay
–Derau (Noise)


Redaman (Attenuation)
•Kekuatan sinyal menurun sejalan dengan jarak
•Hal tersebut tergantung juga dengan media transmisi yang digunakan
•Kekuatan sinyal yang diterima:
–Harus mencukupi untuk dideteksi
–Harus cukup tinggi dari derau untuk dapat diterima tanpa kesalahan
•Redaman adalah fungsi yang meningkat dari frekuensi


Distorsi Delay
•Terjadi hanya di media transmisi terbimbing (guided media) misalnya kabel tembaga
•Kecepatan propagasi bervariasi dengan frekuensi