TRANMISI DATA Oleh: Wahyu Nurjaya WK

KONSEP & TERMINOLOGI TERMINOLOGI TRANSMISI Transmitter Receiver Medium Medium terbimbing (Guided medium) Contoh: twisted pair, optical fiber, coaxial cabel Medium tdk terbimbing (Unguided medium) Contoh: udara, air, hampa

KONSEP & TERMINOLOGI Saluran langsung (Direct link) Point-to-point Tdk ada peralatan/devices perantara/intermediate, berbeda dengan amplifier atau repeater yang dipergunakan untuk meningkatkan kekuatan signal. Catatan: istilah ini dapat digunakan untuk media guided dan unguided. Point-to-point Direct link Hanya 2 perangkat membagi media yang sama Contoh: hubungan di antara dua simpul switching Multi-point Lebih dari 2 perangkat membagi media yang sama Contoh: hubungan yang menghubungkan workstation di atas LAN

KONSEP & TERMINOLOGI TRANSMISI DAPAT BERUPA: Simplex Half duplex Signal ditransmisikan hanya pada satu direction (arah); satu station sebagai transmitter dan lainnya sebagai receiver. Contoh: Television Half duplex Bisa kedua arah, tetapi hanya satu arah untuk tiap saat Contoh: Radio polisi Full duplex Kedua arah pada saat bersamaan Contoh: telepon

FREKUENSI, SPEKTRUM & BANDWIDTH KONSEP DOMAIN WAKTU Sinyal analog Variasi secara halus (smooth) dalam waktu Sinyal digital Menjaga level konstan lalu berubah ke level konstan lain Sinyal periodik Pola berulang dalam waktu Sinyal aperiodik Pola tdk berulang dlm waktu

SINYAL ANALOG & SINYAL DIGITAL CONTOH SINYAL ANALOG & DIGITAL

SINYAL PERIODIK CONTOH SINYAL PERIODIK

SINYAL APERIODIK CONTOH SINYAL APERIODIK

GELOMBANG SINUS GELOMBANG SINUS ADALAH SINYAL PERIODIK YANG FUNDAMENTAL. SUATU GELOMABNG SINUS UMUM DAPAT DIGAMBARKAN OLEH TIGA PARAMETER: Amplituda puncak (A) Kuat sinyal maksimum volts Frekuensi (f) Laju perubahan sinyal Hertz (Hz) atau cycles per second Parameter yang ekuivalen adalah Perioda = waktu utk satu pengulangan (T) T = 1/f Phasa () Posisi relatif dalam satu waktu di dalam satu periode sinyal

GELOMBANG SINUS UMUM s(t) = A sin(2ft +)

PANJANG GELOMBANG (WAVELENGTH) -  Jarak yg diduduki oleh satu cycle (putaran) Jarak antara dua titik dari phasa berkesesuaian dari dua cycle berturutan Asumsi kecepatan sinyal v  = vT f = v c = 3*108 ms-1 (kecepatan cahaya dalam ruang bebas)

KONSEP DOMAIN FREKUENSI Sinyal umumnya tersusun dari banyak frekuensi. Komponen-komponennya adalah gelombang sinus. Dapat diperlihatkan (analisa Fourier: William Stallings) bahwa sembarang sinyal dibentuk dari komponen-komponen gelombang sinus. Dapat plot fungsi-fungsi domain frekuensi

PENAMBAHAN KOMPONEN FREKUENSI T = 1 / f Terdapat poin menarik dari gambar ini: Frekuensi kedua adalah suatu penggandaan dari frekuensi pertama. Bila semua koponen frekuensi dari sebuah sinyal adalah penggandaan dari satu frekuensi, frekuensi berikutnya ditunjukan sebagai fundamental frekuensi. Periode sinyal keseluruhan setara dengan periode fundamental frekuensi.

REPRESENTASI DOMAIN FREKUENSI Dapat kita katakan bahwa untuk setiap sinyal, terdapat fungsi time-domain s(t) yang menentukan amplitudo sinyal pada setiap waktu tertentu. Hampir sama dengan itu, terdapat suatu fungsi frekuensi-domain S(f) yang menentukan amplitudo puncak dari frekuensi sinyal yang konsisten.

SPEKTRUM & BANDWIDTH Spektrum Bandwidth absolut Effective bandwidth Rentang frekuensi yang termuat dalam sinyal Bandwidth absolut Lebar dari spektrum Effective bandwidth Kadang-kadang hanya bandwidth Pita sempit dari frekuensi-frekuensi berisi energi yang utama Komponen DC (direct current) bila sebuah sinyal mencakup sebuah komponen zero frequency. Komponen dari frekuensi nol

SINYAL DENGAN KOMPONEN DC

LAJU DATA (DATA RATE) DAN BANDWIDTH Suatu sistem transmisi mempunyai Lebar frekuensi yang terbatas. Ini membatasi laju data yg dapat dimuat.

TRANSMISI DATA ANALOG & DATA DIGITAL Entitas yg memuat arti Sinyal Representasi elektrik atau elektromagnetik dari data Transmisi Komunikasi data melalui propagasi dan pemrosesan sinyal

DATA ANALOG & DIGITAL Analog Digital Nilai kontinyu dalam suatu interval Contoh: sound, video Digital Nilai diskrit Contoh: text, integer

SPEKTRUM ACOUSTIC (ANALOG)

SINYAL ANALOG & SINYAL DIGITAL Cara dimana data dipropagasikan Analog Secara kontinyu berubah Macam-macam media kawat, serat optik (fiber optic), udara Bandwidth suara (speech) 100Hz sd 7kHz Bandwidth telepon 300Hz sd 3400Hz Bandwidth video 4MHz Digital Menggunakan dua komponen DC (direct current)

KEUNTUNGAN & KERUGIAN DIGITAL Lebih murah Kurang rentan (susceptible) terhadap noise Redaman lebih besar Pulsa-pulsa menjadi rounded dan lebih kecil Menuju ke kehilangan informasi

REDAMAN SINYAL DIGITAL

KOMPONEN-KOMPONEN DARI SPEECH Rentang frekuensi (pendengaran) 20Hz-20kHz Spektrum speech 100Hz-7kHz Mudah dikonversikan ke sinyal elektromagnetik utk transmisi Frekuensi suara dg variasi/macam-macam volume dikonversikan ke frekuensi dg macam-macam tegangan Membatasi rentang frekuensi utk kanal voice 300-3400Hz

KONVERSI VOICE INPUT KE SINYAL ANALOG

KOMPONEN-KOMPONEN VIDEO USA - 483 garis discan per frame dg 30 frames per second 525 garis tetapi 42 garis hilang selama vertical retrace Shg 525 grs x 30 scans = 15750 garis per second 63.5s per garis 11s utk retrace, shg 52.5 s per garis video Frekuensi max jika grs berubah bergantian hitam dan putih Resolusi horizontal sekitar 450 grs memberikan 225 cycles glb dlm 52.5 s Frekuensi max 4.2MHz

DATA BINER DIGITAL Dari komputer ke terminals dll. Dua komponen DC Bandwidth tergantung pada laju data

KONVERSI DARI INPUT PC KE SINYAL DIGITAL

DATA DAN SINYAL Umumnya menggunakan sinyal digital untuk data digital dan sinyal analog untuk data analog Dapat menggunakan sinyal analog untuk memuat data digital Modem Dapat menggunakan sinyal digital untuk memuat data analog Compact Disc audio

SINYAL ANALOG MEMBAWA DATA ANALOG DAN DATA DIGITAL

SINYAL DIGITAL MEMBAWA DATA ANALOG DAN DATA DIGITAL

TRANSMISI ANALOG Sinyal analog ditransmisikan tanpa memperdulikan content Bisa data analog atau digital Mengalami redaman terhadap jarak Menggunakan amplifier untuk memperkuat sinyal Juga memperkuat noise

TRANSMISI DIGITAL Berkepentingan dengan content Integritas mengalami bahaya karena noise, redaman, dll. Digunakan repeater Repeater menerima sinyal Mengekstrak pola bit Retransmisi Redaman diatasi Noise tdk diperkuat

KEUNTUNGAN TRANSMISI DIGITAL Teknologi Digital Biaya rendah teknologi LSI/VLSI Integritas Data Jarak lebih panjang melalui saluran kualitas rendah Utilisasi kapasitas Ekonomis link dengan bandwidth tinggi Multiplexing untuk orde tinggi mudah Security & Privacy Encryption Integrasi Dapat memperlakukan data analog dan digital secara sama

CACAT (IMPAIRMENTS) TRANSMISI Sinyal yang diterima mungkin berbeda dengan sinyal yang ditransmisikan Analog – degradasi kualitas sinyal Digital - bit errors Disebabkan oleh Redaman dan distorsi redaman Distorsi delay Noise

REDAMAN Kekuatan sinyal berkurang bersama jarak Tergantung pada medium Kekuatan sinyal yg diterima: Harus cukup untuk dideteksi Harus cukup lebih tinggi dari pada noise untuk diterima tanpa error Redaman adalah fungsi meningkat dari frekuensi

DISTORSI DELAY Hanya dalam guided media Kecepatan propagasi bervariasi dengan frekuensi

NOISE (1) Sinyal tambahan disisipkan antara transmitter dan receiver Thermal Karena thermal agitation dari elektron Terdistribusi secara uniform White noise Intermodulasi Sinyal-sinyal yang merupakan penjumlahan dan perbedaan dari frekuensi-frekuensi original yang menggunakan bersama

NOISE (2) Crosstalk Impulse Suatu sinyal dari satu saluran diambil oleh yang lain (coupling yang tidak diinginkan antar lintasan sinyal) Impulse Pulsa-pulsa iregular atau spikes Misal: External electromagnetic interference Durasi pendek Amplituda tinggi

KAPASITAS KANAL Laju data Bandwidth Dalam bits per second Laju dimana data dp dikomunikasikan Bandwidth Dalam cycles per second (Hertz) Dibatasi oleh transmitter dan medium

BANDWIDTH NYQUIST Jika laju transmisi sinyal 2B maka sinyal dengan frekuensi tidak lebih besar drpd B memadai untuk membawa laju sinyal Diberikan bandwidth B, laju sinyal tertinggi adalah 2B Diberikan sinyal biner, laju data yg didukung oleh B Hz adalah 2B bps Dapat ditingkatkan menggunakan M level sinyal C= 2B log2M

FORMULA KAPASITAS SHANNON Perhatikan laju data, noise dan laju error Laju data lebih cepat memperpendek tiap bit sehingga deretan (burst) noise mempengaruhi lebih banyak bit Untuk suatu level noise yg diberikan, laju data tinggi berarti laju error lebih tinggi Signal to noise ratio (dalam decibels) SNRdb=10 log10 (signal/noise) Kapasitas C=B log2(1+SNR) Ini adalah kapasitas bebas error

BACAAN YANG DISARANKAN BELL90, Bellcore. (Bell Communications Research), Telecomunications Transmission Engineering, 3rd edition. Three volumes, 1990. COUC97, Couch, L. Digital and Analog Communication System. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1997. FREE98, Freeman, R. Telecommunications Transmission Handbook, New York: Wiley, 1998. GLOV98, Glover, I, and Grant, P. Data Communications. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1998. JAME98, James, J. A Student’s Guide to Fourier Transforms. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1995. LATH98, Lathi, B. Modern Digital and Analog Communication Systems. New York: Oxford University Press, 1998.

Semoga Sukses