TEKNIK PENGKODEAN DATA/KOMUNIKASI DATA
TEKNIK-TEKNIK
ENCODING
Tiga teknik dasar encoding atau modulasi untuk mengubah
data digital menjadi sinyal analog :
·
Amplitude -shift
keying (ASK)
Dua binary diwakilkan dengan dua amplitudo frekuensi
carrier (pembawa) yang berbeda atau dinyatakan sebagai :
s(t) =
Data rate hanya sampai 1200 bps pada voice-grade line;
dipakai untuk transmisi melalui fiber optik.
·
Frequency-shift keying
(FSK),
Dua binary diwakilkan dengan dua frekuensi berbeda yang
dekat dengan frekuensi carrier atau dinyatakan sebagai :
S(t) =
Lihat gambar 3.7 dimana terdapat dua frekuensi center untuk
komunikasi full-duplex; pada salah satu arah (dapat transmisi atau menerima) ,
frekuensi centernya (f1) = 1170 Hz dengan lebar 100 Hz pada setiap sisinya
(bandwidth = 200 Hz) sedangkan arah lainya, frekuensi centernya (f2) = 2125 Hz
dengan lebar 100 Hz pada setiap sisinya
(bandwidth 200 Hz); sulit untuk terkena
noise dibandingka n ASK;
Data rate dapat mencapai 1200 bps
pada voice-grade line; dipakai untuk transmisi radio frekuensi tinggi dan juga local
network dengan frekuensi tinggi yang memakai kabel koaksial.
·
Phase-shift keying
(PSK),
Binary 0 diwakilkan dengan mengirim
suatu sinyal dengan fase yang sama terhadap sinyal yang dikirim sebelumnya dan
binary 1 diwakilkan dengan mengirim suatu sinyal dengan fase berlawanan terhadap
sinyal yang dikirim sebelumnya
Bila elemen pensinyalan mewakili lebih dari satu bit, maka
bandwidth yang dipakai lebih efisien, sebagai contoh quadrature phase-shift keying
(QPSK) memakai beda fase setiap 90 derajat .
Sehingga tiap elemen sinyal mewakili 2 bit; jadi terdapat
12 sudut fase yang memakai modem standard 9600 bps.
Hubungan data rate (dalam bps) dan modulation rate (dalam
bauds) :
D = R/l = R/ log2L
dimana :
D = modulation rate, bauds
R = data rate, bps
L = jumlah elemen sinyal yang berbeda
l = jumlah bit per elemen sinyal.
KINERJA
- Bandwidth untuk ASK dan PSK : BT = (1 + r) R
Dimana
R = bit rate
r = berhubungan
dengan teknik dimana sinyal difilter untuk mencapai
suatu bandwidth
bagi transimisi (0 < r < 1).
- Bandwidth untuk FSK : BT = 2 F + (1 + r) R
Dimana
F = f2 - fc= fc - f1=
beda frekuens i modulasi dari frekuensi carrier.
Dengan pensinyalan multilevel, bandwidth yang dapat dicapai
:
BT= (1 + r) R/l = (1 + r) R/ log2L
Diketahui bahwa : Eb/No
= S / NoR
dimana : No
= noise power density (watts/Hz).
Bila noise dalam suatu sinyal dengan bandwidth BT
adalah N = No BT
maka : Eb/No =(S/N) (B/R)
Bit error dapat dikurangi dengan meningkatkan Eb/No atau
dengan kata lain, yaitu dengan mengurangi efisiensi bandwidth.
- ASK DAN FSK mempunyai efisiensi bandwidth yang sama, PSK lebih baik lagi.
Pendekatan yang baik dari bandwidth untuk pensinyalan
digital :
BT= 0,5 (1 + r) D
dimana : D
= modulation rate. Untuk NRZ, D = R maka :
R/B = 2 / (1 + r)
1.
DATA ANALOG, SINYAL DIGITAL
Transformasi data analog ke sinyal digital, proses ini
dikenal sebagai digitalisasi.
Tiga hal yang paling umum terjadi setelah proses
digitalisasi :
- Data digital dapat ditransmisi menggunakan NRZ-L.
- Data digital dapat di-encode sebagai sinyal digital memakai kode selain NRZ-L. dengan demikian, diperlukan step tambahan.
- Data digital dapat diubah menjadi sinyal analog, menggunakan salah satu teknik modulasi dalam section 3.2.
Codec (coder-decoder)
adalah device yang digunakan untuk mengubah data analog menjadi bentuk digital
untuk transmisi, dan kemudian mendapatkan kembali data analog asal dari data
digital tersebut.
Dua teknik yang digunakan dalam codec :
- Pulse Code Modulation
- Delta Code Modulation.
PULSE CODE MODULATION (PCM)
Dari teori sampling diketahui bahwa frekuensi sampling (fS)
harus lebih besar atau sama dengan dua kali frekuensi tertinggi dari sinyal (fH),
atau :
fS >= 2 fH
Sinyal asal dianggap mempunyai bandwidth B maka kecepatan
pengambilan sampel yaitu 2B atau 1/2B detik. Sampel-sampel ini diwakilkan
sebagai pulsa-pulsa pendek yang amplituda nya proporsional terhadap nilai dari
sinyal asal. Proses ini dikenal sebagai pulse amplitude modulation
(PAM).
Kemudian amplitudo tiap pulsa PAM dihampiri dengan n-bit
integer. Dalam contoh ini, n=3. Dengan demikian 8 = 23 level yang mungkin untuk pendekatan
pulsa-pulsa PAM. Sehingga dihasilkan data PCM.
Sedangkan pada receiver, prosesnya merupakan kebalikan dari
proses diatas untuk memperoleh data analog.
Masalah yang timbul yaitu nilai amplitudo terendah relatif
lebih terkena noise karena level quantization tidak sama jaraknya.
Solusinya :
·
Teknik PCM diperhalus
dengan teknik nonlinear encoding, dimana teknik ini menggunakan jumlah step
quatization yang lebih banyak untuk sinyal dengan amplitudo kecil, dan jumlah
step quatization yang lebih sedikit untuk sinyal dengan amplitudo besar.
·
Companding (compressing (peng-kompres-an)- expanding
(pemekaran) adalah suatu proses yang memampatkan intensitas range suatu sinyal
dengan memberi gain yang lebih kepada sinyal yang lemah daripada kepada sinyal yang
kuat pada input. Pada output, dilakukan operasi sebaliknya
DELTA
MODULATION (DM)
Proses dimana suatu input analog
didekati dengan suatu fungsi tangga yang bergerak
naik atau turun dengan satu level quantization (δ ) pada
tiap interval sampling (TS), dan outputnya diwakilkan sebagai suatu
bit binary tunggal untuk tiap sampel ('1' dihasilkan bila fungsi tangganya naik
selama interval berikutnya; '0' dihasilkan untuk
keadaan sebaliknya).
Gambar 3.16 menggambarkan pr oses logic-nya. Pada transmisi
: pada tiap waktu sampling, input analog dibandingkan dengan nilai pendekatan
pada fungsi tangga. Jika nilai gelombang yang disampel melewati fungsi tangga
tersebut, dihasilkan binary '1'; jika sebaliknya maka dihasilkan binary '0'.
Untuk penerimaan : membentuk kembali fungsi tangga tersebut secara halus dengan
proses integrasi atau melewatkannya melalui LPF (low pass filter) untuk
menghasilkan suatu pendekatan analog dari sinyal input analog.
Untuk akurasi yang baik, dengan meningkatkan kecepatan
sampling. Bagaimanapun, hal ini meningkatkan data rate dari sinyal output.
Keuntungan DM terhadap PCM yaitu
implementasinya yang sederhana.
Kekurangannya : PCM mempunyai karakteristik S/N yang lebih
baik pada data rate yang sama.
KINERJA
Reproduksi suara yang baik melalui
PCM dapat dicapai dengan 128 level quatization atau peng-kode-an 7 bit (27 = 128). Suatu sinyal suara menempati bandwidth
4 KHz. Berdasarkan teori sampling maka kecepatan sampling = 8000 sampel per
detik. Hal ini menghasilkan data rate 8000 x 7 = 56 Kbps untuk peng-kode-an
data digital dengan PCM.
Alasan perkembangan teknik digital dalam transmisi data
analog :
·
Karena penggunaan
repeater daripada amplifier, maka tidak ada noise tambahan
·
Dengan TDM (dipakai
untuk sinyal digital), tidak ada intermodulation noise
·
Konversi ke sinyal
digital, memberikan efisiensi yang lebih pada teknik switching digital.
Penggunaan teknik PCM lebih disukai
daripada teknik DM pada digitalisasi sinyal analog yang mewakili data
digital.
1.
DATA ANALOG, SINYAL ANALOG
Dua alasan dasar dari proses ini :
- Diperlukan frekuensi yang tinggi untuk transmisi yang efektif; untuk transmisi unguided (tidak dituntun), hal tersebut tidak mungkin untuk men-transmisi sinyal-sinyal baseband
- Antena-antena yang diperlukan akan menjadi beberapa kilometer diameternya modulasi mendukung frequency-division multiplexing, suatu teknik yang penting yang akan dijelaskan dalam bab 6.
Teknik modulasi memakai data analog :
- Amplitude modulation (AM).
- Frequency modulation (FM).
- Phase modulation (PM).
AMPLITUDO
MODULATION
Dikenal sebagai double sideband
transmitter carrier (DSBTC). Secara matematik proses ini dinyatakan sebagai
:
s(t) = [1 + nax(t)] cos2π fct
dimana :
cos2π fct
= carrier
x(t) = sinyal input (pembawa data)
na = indeks modulasi = ration amplitudo
dari sinyal input terhadap carrier.
Gambar 3.10 menunjukkan spektrum sinyal AM yang terdiri
dari sinyal carrier
ditambah spektrum dari sinyal input sehingga terdapat lower
sideband (f > fc) dan
upper sideband (f <
fc).
Jenis AM :
·
Yang populer yaitu single
sideband (SSB) dimana pengiriman hanya satu sideband dan menghapus sideband
lain dan carriernya.
Keuntungan :
o Hanya separuh dari bandwidth yang dibutuhkan
o
Diperlukan power yang
lebih kecil sebab tidak ada power yang dipakai untuk men-transmisi carrier pada
sideband yang lain.
·
Double sideband
suppressed carrier (DSBSC) dimana
menyaring frekuensi carrier dan mengirimkan kedua sideband.
Keuntungan : menghemat power tetapi memakai bandwidth yang besarnya
sama dengan DSBTC.
Kerugian dari kedua -duanya : menahan carrier, padahal
carrier dapat dipakai untuk
tujuan synchronisasi.
Solusi : dengan vestigial sideband (VSB) dimana
memakai satu sideband dan mengurangi power carrier.
ANGEL
MODULATION
Yang termasuk jenis ini yaitu Frequency Modulation (FM) dan
Phase Modulation (PM).
Modulasi sinyalnya dinyatakan sebagai :
s(t) = Ac cos[2π fct + φ (t)]
- Untuk PM, phasenya adalah proporsional terhadap sinyal modulasi :
φ (t) = np m(t)
dimana : np = indeks
PM.
- Untuk FM, derifatif phasenya adalah proporsional terhadap sinyal modulasi :
φ (t) = nf m(t)
dimana : nf = indeks FM.
Perbedaannya dengan AM yaitu
diperlukan bandwidth yang lebih besar untuk
transmisi. Dengan aturan Carson :
BT = 2 ( β+ 1) β
∆F = peak deviasi = [1/ (2π )] ( nf Am
) Hz
- Untuk FM, formula ini dapat dinyatakan sebagai : BT = 2 ∆F + 2B
sedangkan untuk AM :
BT = 2B.
Jadi terjadi perbedaan harga
bandwidth sebesar 2∆ F.lumayan rumit sih tapi jika anda memahaminya saya yakin anda pasti bisa,semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semua.
0 Response to "CARA PENGKODEAN DATA"