BAB 4 Transmisi Digital

Beberapa Karakteristik 4.1 Penyandian kanal (Line Coding) Beberapa Karakteristik Pola-pola penyandian kanal (Line Coding Schemes) Beberapa pola penyandian yang lain

Gambar 4.1 Penyandian kanal

Gambar 4.2 Level sinyal versus level data

Gambar 4.3 Komponen DC

Contoh 1 Suatu sinyal memiliki dua lever data dengan durasi 1 ms. Dapat dihitung laju pulsa (pulse rate) dan laju bit (bit rate) sebagai berikut: Pulse Rate = 1/ 10-3= 1000 pulses/s Bit Rate = Pulse Rate x log2 L = 1000 x log2 2 = 1000 bps

Contoh 2 Suatu sinyal memiliki empat level data, dengan durasi pulsa 1 ms. Pulse rate dan bit rate dapat dihitung sebagai berikut: Pulse Rate = = 1000 pulses/s Bit Rate = PulseRate x log2 L = 1000 x log2 4 = 2000 bps

Gambar 4.4 Keterlambatan (lag of) sinkronisasi

Contoh 3 Pada transmisi digital, jika clock penerima 0.1 persen lebih cepat dari clock pengirimnya. Berapa ekstra bit per detik yang diterima oleh penerima, jika data rate-nya 1 Kbps? Berapa laju bit jika bekerja dapa 1 Mbps? Penyelesaian Pada 1 Kbps: 1000 bit terkirim 1001 bit diterima1 ekstra bps Pada 1 Mbps: 1,000,000 bit terkirim 1,001,000 bit diterima1000 ekstra bps

Gambar 4.5 Skema penyandian kanal (Line coding)

Penyandian unipolar hanya menggunakan satu level voltage. Catatan: Penyandian unipolar hanya menggunakan satu level voltage.

Gambar 4.6 Penyandian Unipolar

Penyandian Polar menggunakan dua level voltage (positif dan negatif). Catatan: Penyandian Polar menggunakan dua level voltage (positif dan negatif).

Gambar 4.7 Tipe-tipe penyandian polar

Dalam NRZ-L, level sinyal ditentukan oleh keadaan (state) bit-nya. Catatan: Dalam NRZ-L, level sinyal ditentukan oleh keadaan (state) bit-nya.

Catatan: Dalam NRZ-I, sinyal akan membalik keadaan (inverted) jika menjumpai logika 1 (transisi dari tinggi-ke-rendah atau transisi dari rendah-ke- tinggi).

Gambar 4.8 Sinyal penyandian NRZ-L dan NRZ-I encoding

Gambar 4.9 Penyandian RZ

Catatan: A good encoded digital signal must contain a provision for synchronization.

Gambar 4.10 Penyandian Manchester

Catatan: Dalam penyandian Manchester, terjadi transision di tengah bit-nya digunakan untuk sinkronisasi bit dan juga representasi bit

Gambar 4.11 Penyandian Differential Manchester

Catatan: Dalam penyandian differential Manchester, transisi pada tengah bit digunakan hanya untuk sinkronisasi. Bit diwakili ditetapkan oleh adanya perubahan (inversion) atau (noninversion) pada awal bit.

Catatan: Dapam penyandian bipolar, menggunakan tiga level: positif, nolo, dan negatif.

Gambar 4.12 Penyandian Bipolar AMI

Gambar 4.13 2B1Q

Gambar 4.14 Sinyal MLT-3

4.2 Penyandian Block (Block Coding) Langkah-lanhkah dalam Transformasi Beberapa Common Block Codes

Gambar 4.15 Penyandian Block

Gambar 4.16 Substitusi dalam penyandian block

Tabel 4.1 Penyandian 4B/5B Data Code 0000 11110 1000 10010 0001 01001 1001 10011 0010 10100 1010 10110 0011 10101 1011 10111 0100 01010 1100 11010 0101 01011 1101 11011 0110 01110 1110 11100 0111 01111 1111 11101

Tabel 4.1 Penyandian 4B/5B encoding (Lanjutan) Q (Quiet) 00000 Data Code Q (Quiet) 00000 I (Idle) 11111 H (Halt) 00100 J (start delimiter) 11000 K (start delimiter) 10001 T (end delimiter) 01101 S (Set) 11001 R (Reset) 00111

Gambar 4.17 Contoh Penyandian 8B/6T

4.3 Pencuplikan (Sampling) PAM (Pulse Amplitude Modulation) PCM (Pulse Code Modulation) Sampling Rate: Nyquist Theorem Berapa jumlah Bits per Sample? Laju bit (Bit Rate)

Gambar 4.18 PAM

Catatan: Pulse amplitude modulation memiliki beberapa aplikasi, tetapi penerapannya tidak digunakan pada komunikasi data. Akan tetapi, ini merupakan langkah pertama dari metode-metode lain yang sangat populer seperti PCM (pulse code modulation).

Gambar 4.19 Sinyal PAM terkuantisasi

Gambar 4.20 Kuantisasi dengan tanda (sign) dan magnitude

Gambar 4.21 PCM

Gambar 4.22 Dari sinyal analog ke kode PCM

Catatan: Berdasar teorema Nyquist, laju pencuplikan (sampling rate) paling rendah adalah 2 kali frekuensi tertingginya.

Gambar 4.23 Theorema Nquist

Contoh 4 Berapakah sampling rate yang diperlukan untuk mendigitalisasi suatu sinyal dengan bandwidth 10,000 Hz (1000 sampai 11,000 Hz)? Penyelesaian Sampling rate harus dua kali dari frekuensi tertinggi sinyalnya: Sampling rate = 2 x (11,000) = 22,000 samples/s

Contoh 5 Suatu sinyal dicuplik (sampling). Jika tiap sampel memerlukan hingga 12 level untuk kepresisian-nya (+0 ke +5 dan -0 ke -5). Berapa jumlah bit yang harus dikirim untuk tiap sampel-nya? Penyelesaian Kita perlukan 4 bit; 1 bit untuk tanda (sign) dan 3 bit untuk nilainya. 3-bit nilai (value) dapat mewakili 23 = 8 level (000 sampai 111), artinya lebih dari yang diperlukan. Jika ditetapkan 2-bit untuk nilai (value) tidak mencukupi karena 22 = 4. Jika 4-bit value terlalu banyak karena 24 = 16.

Contoh 6 Digitalidasi tutur manusia (human voice). Berapakah bit rate-nya, anggap bahwa tiap sampel terdiri 8 bit? Penyelesaian Suara tutur (voice) manusia umumnya memiliki frekuensi dari 0 sampai 4000 Hz. Sampling rate = 4000 x 2 = 8000 samples/s Bit rate = sampling rate x number of bits per sample = 8000 x 8 = 64,000 bps = 64 Kbps

Catatan: Bahwa kita selalu dapat mengubah suatu band-pass signal ke suatu low- pass signal sebelum melakukan sampling. Dalam hal ini, sampling rate-nya adalah dua kali bandwidth- nya.

4.4 Mode Transmisi Transmisi Paralel Transmis Serial

Gambar 4.24 Transmisi data

Gambar 4.25 Transmisi Paralel

Gambar 4.26 Transmission Serial

Catatan: Dalam transmisi asynchronous, kita kirimkan 1 start bit (0) pada awal dan 1 atau lebih stop bits (1s) pada akhir masing-masing byte. Dapat terjadi suatu gap diantara byte satu dan byte berikutnya.

Catatan: Asynchronous berarti “asynchronous pada level byte,” tetapi bit-bit-nya masih memerlukan sinkronisasi (synchronized); durasinya tetap (sama).

Gambar 4.27 Transmisi Asynchronous

Catatan: Pada transmisi synchronous, kelompok bit-bit (group) dikirimkan satu dengan yang lain (berikutnya) tanpa adanya start/stop bit atau gap.

Gambar 4.28 Transmission Synchronous