2. Dasar Transmisi Data

(1)

Komunikasi

Data

(2)

KONSEP DAN

ISTILAH-ISTILAH

• Data ditransmisikan melewati transmitter

(pemancar) dan receiver (penerima) dengan melalui medium transmisi.

• Media transmisi diklasifikasikan sebagai:

1. Media terpandu (guided media): gelombang-gelombang dipandu melewati jalur fisik.

2. Media tak terpandu (unguided media): menyediakan suatu peralatan untuk

(3)

• _{Direct Link :}_{menyatakan arah transmisi antara}

dua perangkat dimana sinyal disebarkan langsung dari transmiter ke pesawat penerima tanpa

perangkat perantara (amplifier atau repeater yang dipakai untuk meningkatkan kekuatan sinyal.)

• Sistem transmisi menurut ANSI:

1. Simplex, sinyal ditransmisikan dalam satu arah saja.

Stasiun yang satu bertindak sebagai pendirim dan yang lainnya sebagai oenerima

2. Half Duplex, kedua stasiun dapat melakukan transmisi tetapi hanya sekali dalam satu waktu.

3. Full Duplex, kedua stasiun dapat melakukan transmisi

(4)

• _Bandwidth:

Semua sistem komunikasi elektronik mengirimkan informasi dengan memancarkan energi elektromagnetik. Energi elektromagnetik ini dapat berjalan sebagai sebuah tegangan atau arus yang melalui dawai sebagaimana emisi radio melintasi udara.

Untuk mengirim informasi, sistem komunikasi harus menggunakan spektrum elektromagnetik dalam jumlah atau range tertentu.

contoh: musik menggunakan range frekuensi dari 0 sampai 20.000 siklus per detik (cycle per second) atau juga disebut Hertz (Hz)  20kHz.

(5)

(6)

• Carrier: merupakan sinyal tetap dalam sebuah

sirkuit yang berada dalam frekuensi tertentu atau dalam range frekuensi tertentu.

• Hertz (Hz) : merupakan ukuran bandwidth dalam

sirkuit analog. Istilah ini diambil dari nama ilmuwan fisika Heinrich Rudolf Hertz, orang yang

menemukan gelombang suara. Hertz merupakan jumlah dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang ditransmisikan per detik.

• bps (bit per second): jika satuan bandwidth pada

sirkuit analog yang diukur dalam Hertz. Satuan bandwidth sirkuit digital diukur dalam bps. Bps adalah jumlah bit data biner yang dapat

(7)

• Baud : jumlah sinyal yang terjadi per detik dalam

(8)

TRANSMISI ANALOG DAN

DIGITAL

•

Transmisi data dibagi menjadi dua, yaitu

transmisi

analog

dan

digital

.

(9)

• Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk

gelombang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua parameter/ karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplituda dan frekuensi.

• Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan

(10)

• Gelombang pada sinyal analog yang umumnya

berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.

– Amplitudo merupakan ukuran tinggi

rendahnya tegangan dari sinyal analog.

– Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal

analog dalam satuan detik.

– Phase adalah besar sudut dari sinyal analog

(11)

2. Sinyal Digital

Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang

(12)

• Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0

dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau/noise, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat.

• Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal

(13)

Transmisi Analog & Digital

Analog

Digital

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)

1. Tahan terhadap Noise

2. Proses regenerasi dilakukan bagi signal yang diterima. 3. Bebas cross talk

4. Bentuk signal diskrit (discrete)

(14)

14

Elemen Sistem Transmisi

•

Untuk sistem komunikasi dua arah, maka

(15)

Permasalahan umum sinyal

analog dan digital adalah:

1. Atenuasi (Attenuation) : peningkatan atenuasi seiring dengan fungsi frekuensi.

2. Penurunan kekuatan sinyal seiring dengan fungsi jarak. Pengembalian kualitas sinyal dapat

dilakukan dengan ada cara yaitu dengan amplifier untuk sinyal analog, dan repeater untuk sinyal

digital.

3. Delay distortion terjadi ketika komponen

frekuensi yang berbeda berjalan pada kecepatan yang berbeda.

(16)

Attenuation (Atenuasi)

• Apabila sebuah sinyal dilewatkan suatu medium

seringkali mengalami berbagai perlakuan dari medium (kanal) yang dilaluinya. Ada satu

mekanisme dimana sinyal yang dilewati suatu medium mengalami pelemahan energi yang

selanjutnya dikenal dengan atenuasi (pelemahan/ redaman) sinyal.

• _{Bentuk diagram blok dari sebuah operasi penurunan}

sinyal dapat diberikan pada gambar berikut:

(17)

•

Penguatan maupun penurunan sinyal

seringkali dinyatakan dalam desibel , yang

didefinisikan sebagai:

•

Contoh:

)

/

log(

10

)

(

/

loss

dB

Pout

(18)

Delay Distortion

• Terjadi akibat kecepatan sinyal yang melalui

medium berbeda-beda sehingga tiba pada penerima dengan waktu yang berbeda.

• Hal ini merupakan hal yang kritis bagi data

digital yang dibentuk dari sinyal-sinyal dengan frekuensi –frekuensi yang berbeda beda sehingga menyebabkan intersymbol interference (ISI)

• Tidak begitu berpengaruh pada komunikasi

(19)

Noise

• _{Noise sinyal tambahan yang tidak diinginkan, sehingga bisa}_→ menghasilkan sejumlah retransmission data dan

mengakibatkan lambatnya pengiriman (transfer) informasi

• Penyebab Noise :

1. Electromagnetic interference (EMI) 2. Radio frequency interference (RFI)

• _{Signal to noise ratio (SNR) besarnya rasio/perbandingan}_→ antara daya sinyal utama dan daya noise/derau yang

mengganggu sinyal utama(untuk mengukur kualitas sinyal yang ditransmisikan).

Satuan dalam “decibel(db)”.

S/N minimum; - suara : 40 dB - video (TV) : 45 dB

(20)

Gambar menunjukkan kanal suara analog nominal (300-3400Hz) dengan signal test 1000 Hz.

– Vertikal : daya sinyal dalam dBm – horizontal : frekuensi, 0 – 3400 Hz

– _{S/N = 10 dB; dimana level sinyal +15dBm, level}

(21)

Jenis-jenis Noise

1. Thermal Noise,

– _{Disebabkan oleh agitasi termal electron dalam suatu}

konduktor.

– Sering dinyatakan sebagai white noise. – _{Tidak dapat dilenyapkan.}

– _{Besar thermal noise (dalam watt per 1 Hz Bandwidth)} – _{Dapat dinyatakan sebagai:}

N=k.T.B

Dimana: N=noise power density

(22)

• Derau diasumsikan sebagai keleluasaan

frekuensi, sehingga derau suhu dalam watt ditampilkan dalam suatu bandwith (B) Hertz dapat dinyatakan sebagai: N=k.T.B

atau dalam desibel watt

N (dB) = 10 log K + 10 log T + 10 log B 10 log 1,38 x 10 -23 J/ K= -228.6⁰

• Contoh:

(23)

2. Intermodulation noise,

– _{Disebabkan sinyal pada frekuensi-frekuensi yang}

berbeda tersebar pada medium transmisi yang sama sehingga menghasilkan sinyal pada suatu frekuensi yang merupakan penjumlahan atau pengalian dari frekuensi-frekuensi asalnya.

Misalnya, sinyal frekuensi f1 dan f2 maka akan mengganggu sinyal dengan frekuensi f1+f2

(24)

3. Crosstalk

– Suatu penghubung antar sinyal yang tidak

diinginkan.

– Dapat terjadi oleh hubungan elektrikal antara

kabel yang berdekatan dan dapat pula karena energi dari gelombang mikro.

Contoh:

– Di telepon,terdengar percakapan orang lain

– Terjadi karena sambungan yang kurang baik atau

(25)

(26)

4. Impulse Noise

• Terdiri dari pulsa-pulsa tak beraturan atau

spike noise dengan durasi pendek dan dan amplituda yang relatif tinggi

• _{Dihasilkan oleh kilat, kesalahan dan cacat pada}

sistem komunikasi

• Noise ini merupakan sumber utama kesalahan

dalam komunikasi data digital dan hanya

(27)

Keuntungan Transmisi

Digital

• Teknologi digital, murah (LSI, VLSI) • Data integrity

– Jarak lebih panjang melalui saluran kualitas rendah

• Capacity utilization

– _{Ekonomis untuk link dengan bandwidth tinggi}

– _{Multiplexing untuk derajat yang tinggi lebih mudah} pada teknologi digital

• Security & privacy

– _Encryption

• _Integration

(28)

Kanal Komunikasi (Communication

Channel)

• Kanal komunikasi adalah bagian dari sistem transmisi yang menghubungkan transmitter dengan receiver, yang menurut jenis media-nya terbagi:

– _{media fisik (mis. kabel, fiber optik)}

– media non fisik (mis. udara, ruang angkasa)

• Dalam kanal komunikasi selalu ada gangguan-gangguan yang menyebabkan penyaluran informasi mengalami

ketidaksempurnaan yang menyebabkan terjadinya distorsi sinyal

• Jenis gangguan antara lain : – Noise

– Interferensi – Redaman – _Fading

• Akibat gangguan

– Analog: degradasi kualitas sinyal _ signal-to-noise ratio (S/ N)

(29)

Kapasitas kanal (Channel

Capacity)

• Kapasitas kanal menyatakan kecepatan yang

mana data dapat ditransmisikan melalui suatu jalur komunikasi yang diberikan, atau kanal, dibawah kondisi tertentu yang diberikan

• Kapasitas kanal dibatasi oleh keadaan fisik dari

(30)

• Menurut Nyquist:

C = 2 W log

₂

M

dimana:C = kapasitas kanal (bps)

W = bandwidth dari kanal (Hz)

M = jumlah sinyal diskrit atau level tegangan

•

Menurut Claude Shannon

(31)

• Kecepatan data dapat ditingkatkan dengan

meningkatkan kekuatan sinyal ataupun bandwidth. Tetapi dengan kekuatan sinyal yang meningkat akan timbul ketidak linieran dalam sistem sehingga meningkatkan intermodulation noise. Disamping itu dengan semakin melebarnya bandwidth maka noise akan semakin mudah untuk masuk ke sistem.

(32)

Istilah analog dan digital yang

dalam komunikasi data dipakai

dalam tiga konteks

1. Data

, didefinisikan sebagai entitas yang

mengandung suatu arti

2. Signaling

(pensinyalan), adalah tindakan

penyebaran sinyal melalui medium yang

sesuai

3. Transmission

, adalah komunikasi data

(33)

Data

• Data : representasi informasi dalam bentuk

formal yang cocok untuk proses komunikasi, interprestasi ataupun proses pada manusia maupun mesin

• Informasi : arti dari data berdasarkan

(34)

Data

•

Analog

– Nilai-nilai kontinu didalam beberapa interval – Contoh; suara (sound), gambar (video)

•

Digital

– Nilai-nilai Diskret

(35)

(36)

Sinyal

•

Data yang dijalarkan/ dipropagasikan/

ditransmisikan

•

Analog

– Variabel secara kontinu – Berbagai media transmisi

• kawat, serat optik, udara

– Speech Bandwidth 100Hz sampai 7kHz

– Telephone Bandwidth 300Hz sampai 3400Hz – _{Video Bandwidth 4MHz}

•

Digital

– Menggunakan dua komponen DC (komponen

(37)

(38)

Data and Sinyal

•

Biasanya menggunakan sinyal digital untuk

data digital dan sinyal analog untuk data

analog

•

Bisa menggunakan sinyal analog untuk

membawa data digital

– Modem

•

Bisa menggunakan sinyal digital untuk

membawa data analog

(39)

Sinyal Analog membawa

(40)

(41)

Data Rate

Maksimum dari

Sebuah Kanal

(42)

Symbol Rate (Baud Rate) dan

Bandwidth

•

Komunikasi membutuhkan bandwidth

transmisi yang memadai untuk

mengakomodasi adanya spektrum sinyal;

kalau tidak,

(43)

•

Kenyataan:

– Setiap kanal komunikasi memiliki bandwidth yang

terbatas

– Semakin tinggi data rate, durasi pulsa digital yang

digunakan akan semakin pendek

– _{Semakin pendek durasi pulsa, semakin lebar}

bandwidth yang digunakan

•

Ketika sebuah sinyal berubah-rubah dengan

cepat (dari sisi waktu), spektrumnya akan

(44)

44

• _{Misalnya kita masukan sebuah pulsa digital}

berdurasi T (T = 1ms) ke dalam suatu kanal yang memiliki sifat seperti lowpass filter ideal dengan bandwidth B

Ilustrasi

Kanal Transmisi dengan Bandwidth B

Pulsa keluaran yang diharapkan Pulsa keluaran Jika B=2*1/T

Pulsa keluaran Jika B=1*1/T

Pulsa keluaran Jika B=(1/2)*1/T

(45)

Esensi dari ilustrasi

•

Pulsa keluaran akan semakin terdistorsi bila

(46)

Ilustrasi lain

• _{Andaikan kita kirim beberapa pulsa digital untuk kasus yang} paling buruk (bandwidth terkecil) dari yang sudah ditunjukkan pada ilustrasi sebelumnya

• _{ISI akan menyebabkan kesalahan pendeteksian sinyal di penerima}

– _{Bit ‘0’ bisa disangka bit ‘1’ dan sebaliknya}

intersymbol interference (ISI)

Kanal Transmisi dengan Bandwidth

(47)

47

Esensi ilustrasi

• _{Pengiriman sinyal dengan data rate tinggi harus}

menggunakan kanal transmisi yang bandwidthnya lebar

– _{Supaya efek ISI tidak terasa}

• _{Bandingkan ilustrasi berikut dengan ilustrasi}

sebelumnya

Kanal Transmisi dengan Bandwidth

B = 2*1/T

(48)

• _{Pada transmisi baseband, suatu sinyal digital yang}

terdiri dari r symbols per detik memerlukan bandwidth transmisi, B (dalam satuan Hertz), sebesar :

B



r

/2

– _{Istilah symbol mengacu pada satu sinyal pulsa yang} digunakan untuk mentransmisikan data digital

– _{Satu symbol belum tentu merepresentasikan 1 bit data}

• _{Contoh: Pada modulasi QPSK, satu symbol merepresentasikan} 2 bit data digital

– _{Oleh karena itu jumlah symbol yang dikirimkan per detik} dinyatakan di dalam baud (bukan bit rate)

• _{Jadi transmisi data dengan kecepatan 1000 baud (symbol/} detik) sama dengan bit rate 2000 bit per detik bila

menggunakan modulasi QPSK

• _{Dengan demikian, bandwidth yang tersedia (dalam}

satuan hertz) menentukan maximum symbol rate

dalam satuan bauds