CARA PENGKODEAN DATA

 

  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/ log2
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/ log2
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 fc
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"