KOMUNIKASI DATA Tema : Physical layer Oleh : Danny Kurnianto, S.T., M.Eng Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom

I. SINYAL ANALOG DAN DIGITAL Sinyal dapat direpresentasikan dalam bentuk analog dan digital Sinyal analog mempunyai banyak level-level intensitas yang tak terbatas selama 1 periode waktu tertentu Sinyal digital mempunyai nilai level intensitas yang terbatas, yang paling sederhana yaitu direpresentasikan oleh nilai 0 dan 1.

Sinyal Analog Periodik Sinyal analog dan digital dapat berupa sinyal periodic ataupun non periodic. Pada komunikasi data, biasanay digunakan sinyal analog periodic (karena membutuhkan bandwidth yg kecil) dan sinyal digital non periodic (karena dapat merepresentasikan banyak data). Sinyal analog periodic dapat dikelompokkan dalam 2 bentuk yaitu sinyal analog periodic sederhana dan campuran. Sinyal analog periodic sederhana contohnya adalah sinyal sinusoida yang tdk dapat diuraikan lagi dalam bentuk sinyal yg lebih sederhana. Sinyal analog periodic campuran dapat diuraikan lagi menjadi beberapa sinyal sinusoida yang lebih sederhana lagi.

Sinyal Analog Periodik Sederhana : Sinyal Sinusoida Terdapat 3 parameter yang penting pada sinyal sinusoida, yaitu amplitude, frekuensi dan phase.

Amplitudo Puncak Nilai tertinggi dari intensitas sinyal.

Frekuensi dan Periode Frekuensi adl banyaknya gelombang dalam 1 detik. Periode adl waktu yg dibutuhkan untuk 1 gelombang Satuan frekuensi (f) adl Hertz Satuan periode (T) adl detik

Sudut Phase Sudut phase suatu sinyal adl posisi sinyal relative terhadap sumbu t = 0 Dapat dipandang sebagai pergeseran gelombang pada sumbu x Phase diukur dalam derajat atau radian 360 derajat = 2π rad 1 derajat = 2π/360 1 rad = 360/2π Pergeseran phase sebesar 360 derajat itu berarti pergeseran selama 1 periode penuh. Pergeseran phase sebesar 180 derajat itu berarti pergeseran selama ½ periode

Domain Waktu dan Frekuensi Pada gambar domain waktu menunjukkan perubahan amplitudo sinyal terhadap waktu. Sudut phase tidak ditunjukkan secara eksplisit pada domain waktu. Untuk menunjukkan hubungan antara amplitudo dan frekuensi, maka digunakan penggambaran sinyal pada domain frekuensi. Penggambaran pada domain frekuensi hanya memfokuskan pada nilai puncak dan frekuensi. Perubahan amplitudo selama 1 periode tidak ditunjukkan.

Sinyal Analog Periodik Campuran (Composite) Pada komunikasi data, sinyal sinusoida dengan frekuensi tunggal tidak digunakan, tapi digunakan sinyal sinusoida campuran yang dibentuk dari banyak sinyal sinusoida sederhana. Sesuai dengan analisis fourier, sebuah sinyal sinusoida campuran adalah kombinasi dari sinyal sinusoida sederhana dengan frekuensi, amplitudo dan phase yang berbeda. Jika sinyal sinusoida campuran berupa sinyal periodic, maka dekomposisi sinyal akan menghasilkan deretan sinyal sinusoida sederhana dengan frekeunsi diskrit. Jika sinyal sinusoida campuran berupa sinyal non periodic, mka dekomposisi sinyal akan menghasilkan kombinasi sinyal sinusoida dengan frekeunsi kontinyu.

Di tunjukkan sinyal sinusoida campuran periodik Hasil dekomposisi sinyal diatas menghasilkan sinyal sebagai berikut : Amplitudo sinyal dg frek f sama dg amplitudo sinyal campuran dan frekuensinya juga sama dengan frek sinyal campuran yang biasa disebut sbg frekuensi fundamental atau harmonik ke-1 Amplitudo sinyal dg frek 3f sama dg 1/3 amplitudo sinyal campuran dan frekuensinya 3x frek sinyal campuran dan disebut sbg harmonic ke-3. Amplitudo sinyal dg frek 9f sama dg 1/9 amplitudo sinyal campuran dan frekeunsinya 9x frek sinyal campuran dan disebut sbg harmonic ke-9.

Berikut ini adalah sinyal sinusoida campuran non periodik Pada representasi sinyal campuran non periodic pada domain waktu, terdapat jumlah tak terbatas dari frekuensi sinyal sinusoida , meskipun jumlah frekeunsi dari manusia terbatas pada rentang 0 – 4 kHz

Bandwidth Bandwidth adalah rentang frekuensi yang berisi sinyal campuran. Secara umum, bandwidth merupakan perbedaan antara nilai frekuensi atas dengan frekeunsi bawah. Bandwidth dari sinyal campuran periodic berupa nilai integer dari frekuensi Bandwidth dari sinyal campuran non periodic berupa nilai kontinyu dari frekeunsi.

B. Sinyal Digital Sinyal digital dapat direpresentasikan pada nilai yang terbatas Dibawah in ditunjukkan sinyal digital dengan 2 level nilai dan 4 level nilai. Untuk dapat menentukan berapa jumlah bit yang dapat merepresentasikan jumlah level nilai, maka digunakan rumus L = jumlah level Contoh, sebuah sinyal digital memiliki 8 level nilai, berapa jumlah bit yg dibutuhkan untuk merepresentasikan sinyal tsb?

Bit Rate Kebanyakan sinyal digital adalah sinyal non periodic, maka dengan demikian frekeunsi dan periode adalah sifat yang tidak sesuai. Karakteristik yang biasa dipakai pada sinyal digital adalag Bit rate. Bit rate adalah banyaknya bit yang dikirim dalam 1 detik dengan satuan bit per second (bps). Pada gambar dibawah ini ditunjukkan bit rate dari 2 sinyal digital

Dekomposisi Sinyal Digital Bit Length Bit length adalah panjang 1 bit yang menempati media transmisi Dekomposisi Sinyal Digital Jika sinyal digital periodic, maka dekomposisi sinyal digital pada domain frekeunsi menghasilkan bandwidth tak terbatas dan frekuensi diskrit. Jika sinyal digital non periodic, maka dekomposisi sinyal digital pada domain frekuensi menghasilkan bandwidth tak terbatas dan frekeunsi kontinyu.

Transmisi Sinyal Digital Sinyal digital dapat ditransmisikan melalui salah satu dari 2 pendekatan, yaitu baseband transmission dan broadband transmission. Baseband Transmission Berarti mengirikan sebuah sinyal digital melewati kanal komunikasi tanpa sinyal digital diubah ke sinyal analog. Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah baseband transmission Baseband transmission memerlukan sebuah kanal low-pass, yaitu sebuah kanal dengan bandwidth yang dimulai dengan nilai frekuensi = 0. Ini kasus jika bandwidth pada medium khusus untuk satu kanal saja.

2. Broadband Transmission Broadband transmission atau modulasi artinya mengubah sinyal digital ke sinyal analog saat di transmisikan. Pada broadband transmission, dibutuhkan sebuah kanal bandpass, yaitu sebuha kanal dengan bandwidth yg tidak di mulai dengan nilai frekuensi = 0. Kanal jenis ini lebih memungkinkan daripada kanal lowpass. Pada gambar dibawah ini ditunjukkan kanal bandpass.

Jika sebuah kanal merupakan kanal bandpass, maka sinyal digital tidak dapat di transmisikan secara langsung melewati kanal tsb, tapi perlu di ubah terlebih dulu menjadi sinyal analog. Gambar dibawah ini ditunjukkan sebuah transmisi broadband.

C. Cacat Sinyal Sinyal yang di transmisikan melewati suatu medium tidak selalu sempurna. Ketidaksempurnaan tsb disebabkan oleh cacat sinyal. Artinya, sinyal pada sisi sumber tidak sama dengan sinyal pada sisi penerima. Cacat sinyal tersebut dapat disebabkan oleh 3 variable yaitu Atenuasi, distorsi dan derau.

Untuk mengukur atenuasi biasanya digunakan satuan decibel (dB). distorsi Derai/Noise