DATA ENCODING KOMUNIKASI DATA

MODULASI Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi pada sinyal pembawa (carrier) Gelombang/sinyal carrier adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi sinyal informasi Sinyal carrier ditentukan pada satu frekuensi saja. Frekuensi sinyal carrier ditetapkan dalam suatu alokasi frekuensi yang ditentukan oleh badan yang berwewenang. Metode modulasi AM (Amplitude Modulation ) FM (Frequency Modulation ) PAM (Pulse Amplitude Modulation ) PCM (Pulse Code Modulation) PM (Phase  Modulation) KOMUNIKASI DATA

Tipe Modulasi Continuous Wave (CW) Carrier Modulation Gelombang pembawa (carrier waveform) berupa gelombang kontinyu (biasanya sinusoidal) Salah satu parameter dari gelombang pembawa diubah sesuai bentuk sinyal informasi yang akan ditransmisikan Pulse Modulation Gelombang pembawa (carrier waveform) berbentuk pulsa (biasanya pulsa persegi/rectangular) Salah satu parameter dari pulsa gelombang pembawa diubah sesuai bentuk sinyal informasi yang akan ditransmisikan KOMUNIKASI DATA

Amplitudo, Frekuensi, Phase cycle (T) +900 voltage A B C B A 1800 00 π 2π time (t) C Amplitude (V) -900 Amplitudo Nilai maksimum dari besaran elektrik (mis voltage) dari gelombang Frekuensi Jumlah cycle yang dihasilkan dalam satu detik (cycles per second atau Hertz) Phase Gelombang A dengan phase 00 Gelombang B dengan selisih phase -900 (lebih lambat) terhadap A Gelombang C dengan selisih phase +900 (lebih cepat) terhadap A KOMUNIKASI DATA

Modulasi Analog Modulation Theorem  Frequency Transalation carrier wave frekuensi 4 KHz fc Modulation Theorem  Frequency Transalation Shifting atau pergeseran dari spektrum didalam frequency domain Merubah atau menempatkan frekwensi rendah menjadi frekwensi yang lebih tinggi agar dapat dikirimkan/ditransmisikan melalui media transmisi. Jenis-jenis modulasi analog : Amplitude modulation (AM) Frequency modulation (FM) Pulse Amplitude Modulation (PAM) KOMUNIKASI DATA

Amplitude Modulation (AM) Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling sederhana Gelombang pembawa (carrier wave) diubah amplitudonya sesuai dengan signal informasi yang akan dikirimkan Modulasi ini disebut juga linear modulation, artinya bahwa pergeseran frekwensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan Modulation Message signal Carrier waveform Modulated signal time voltage Digambarkan dalam spektrum frekuensi carrier frekuensi 4 KHz fc Message signal Modulated signal KOMUNIKASI DATA

Frequency Modulation (FM) Frekwensi dari gelombang pembawa (carrier wave) diubah-ubah menurut besarnya amplitudo dari sinyal informasi Karena noise pada umumnya terjadi dalam bentuk perubahan amplitudo, FM lebih tahan terhadap noise dibandingkan dengan AM Modulation Message signal Carrier waveform Modulated signal time voltage KOMUNIKASI DATA

Pulse Amplitude Modulation (PAM) Konsep dasar PAM adalah mengubah amplitudo pembawa yang berupa deretan pulsa (diskrit) mengikuti bentuk amplitudo dari signal informasi yang akan dikirimkan Sinyal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja (sampling signal) voltage voltage time Modulation time Message signal voltage Modulated signal time Carrier KOMUNIKASI DATA

Modulasi Digital Teknik modulasi digital pada prinsipnya merupakan variant dari metode modulasi analog Teknik modulasi digital : Teknik dasar : Amplitude shift keying (ASK) Frequency shift keying (FSK) Phase shift keying (PSK) Variant dari teknik dasar di atas : 4 Pulse Amplitude Modulation (4-PAM) Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) Quadrature Amplitude Modulation (QAM) KOMUNIKASI DATA

BASK, BFSK dan BPSK Binary Amplitude Shift Keying (BASK) Sinyal direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa Sinyal “1”  direpresentasikan dengan status “ON” (ada gelombang pembawa) Sinyal “0”  direpresentasikan dengan status “OFF” (tidak ada gelombang pembawa) Binary Frequency Shift Keying (BFSK) Sinyal direpresentasikan dalam perubahan frekuensi gelombang pembawa Sinyal “1”  direpresentasikan dengan frekuensi tinggi Sinyal “0”  direpresentasikan dengan frekuensi rendah Binary Phase Shift Keying (BPSK) Sinyal direpresentasikan dalam perubahan phase gelombang pembawa Sinyal “1”  Phase gelombang pembawa tidak bergeser (pergeseran phase 00) Sinyal “0”  Phase gelombang pembawa bergeser 1800 (berlawanan) KOMUNIKASI DATA

BASK, BFSK dan BPSK BASK BFSK BPSK Signal KOMUNIKASI DATA

4 Pulse Amplitude Modulation (4-PAM) Sinyal direpresentasikan dengan 4 nilai besaran amplitudo dari gelombang pembawa. Bit value Amplitude 00 -2 01 -1 10 +1 11 +2 -2 -1 +1 +2 00 01 10 11 KOMUNIKASI DATA

Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) Sinyal direpresentasikan dengan 4 status pergeseran phase dari gelombang pembawa. 01 +900 Bit value Phase shift 00 01 +900 10 -900 11 1800 11 00 1800 00 -900 10 KOMUNIKASI DATA

Quadrature Amplitude Modulation (QAM) Merupakan kombinasi amplitude modulation dan phase shift keying Sinyal direpresentasikan dalam kombinasi besaran amplitudo (2 besaran) dan pergeseran phase (4 status). Memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi untuk bandwidth yang ditentukan Lebih tahan terhadap noise 00 900 1800 2700 1 2 000 001 010 011 100 101 110 111 Bit value Amplitude Phase shift 000 1 00 001 2 010 900 011 100 1800 101 110 2700 111 KOMUNIKASI DATA

Quadrature Amplitude Modulation (QAM) Contoh : Bit stream sinyal sbb : 001010100011101000011110 Bagi dalam kelompok masing-masing 3 bit: 001-010-100-011-101-000-011-110 Perubahan amplitudo dan phase Bentuk gelombang modulasi Bit value Amplitude Phase shift 001 2 00 010 1 900 100 1800 011 101 000 110 2700 KOMUNIKASI DATA

DATA ENCODING Encoder Encoder Modulator Demodulator x(t) g(t) x(t) Digital Or Analog digital t x(t) s(t) m(t) m(t) Modulator Demodulator Digital Or Analog analog t t KOMUNIKASI DATA

DATA ENCODING Empat kombinasi yang muncul dari komunikasi pada gambar : data digital, sinyal digital data analog, sinyal digital data digital, sinyal analog data analog, sinyal analog. KOMUNIKASI DATA

DATA DIGITAL, SINYAL DIGITAL Elemen sinyal adalah tiap pulsa dari sinyal digital. Data binary ditransmisikan dengan meng-encode -kan tiap bit data menjadi elemen -elemen sinyal. Sinyal unipolar adalah semua elemen sinyal yang mempunyai tanda yang sama, yaitu positif semua atau negatif semua. Sinyal polar adalah elemen-elemen sinyal dimana salah satu logic statenya diwakili oleh level tegangan positif dan yang lainnya oleh level tegangan n egatif. Durasi atau lebar suatu bit adalah waktu yang diperlukan oleh transmitter untuk memancarkan bit tersebut. Modulation rate adalah kecepatan dimana level sinyal berubah, dinyatakan dalam bands atau elemen sinyal per detik. KOMUNIKASI DATA

DATA DIGITAL, SINYAL ANALOG Transmisi data digital dengan menggunakan sinyal analog. Contoh umum yaitu public telephone network. Device yang dipakai yaitu modem (modulator-demodulator) yang mengubah data digital ke sinyal analog (modulator) dan sebaliknya mengubah sinyal analog menjadi data digital (demodulator). KOMUNIKASI DATA

NONRETURN TO ZERO (NRZ) Nonreturn-to-Zero-Level (NRZ-L) yaitu suatu kode dimana tegangan negatif dipakai untuk mewakili suatu binary dan tegangan positif dipakai untuk mewakili binary lainnya. Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) yaitu suatu kode dimana suatu transisi (low ke high atau high ke low) pada awal suatu bit time akan dikenal sebagai binary '1' untuk bit time tersebut; tidak ada transisi berarti binary '0'. Sehingga NRZI merupakan salah satu contoh dari differensial encoding. Keuntungan differensial encoding : lebih kebal noise, tidak dipengaruhi oleh level tegangan. Kelemahan dari NRZ-L maupun NRZI : keterbatasan dalam komponen dc dan kemampuan synchronisasi yang buruk KOMUNIKASI DATA

Encoding sinyal digital KOMUNIKASI DATA

BIPHASE Dua tekniknya yaitu : manchester dan differential manchester. Manchester yaitu suatu kode dimana ada suatu transisi pada setengah dari periode tiap bit : transisi low ke high mewakili '1' dan high ke low mewakili '0'. Differential manchester yaitu suatu kode dimana binary '0' diwakili oleh adanya transisi di awal periode suatu bit dan binary '1' diwakili oleh ketiadaan transisi di awal periode suatu bit. Keuntungan rancangan biphase : Synchronisasi : karena adanya transisi sel ama tiap bit time, receiver dapat men -synchron-kan pada transis tersebut atau dikenal sebagai self clocking codes. Tidak ada komponen dc. Deteksi terhadap error : ketiadaan dari transisi yang diharapkan, dapat dipakai untuk mendeteksi error. Kekurangannya : memakai bandwidth yang lebih lebar dari pada multilevel binary. KOMUNIKASI DATA

MODULATION RATE (KECEPATAN MODULASI) Modulation rate adalah kecepatan dimana elemen-elemen sinyal terbentuk. Contoh : untuk kode manchester, maksimum modulation rate = 2 / t B. Salah satu cara menyatakan modulation rate yaitu dengan menentukan rata-rata jumlah transisi yang terjadi per bit time. 1 Data rate = ------------------ durasi bit (t B) 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 data rate hanya sampai 1200 bps pada voice-grade line; dipakai untuk transmisi melalui fiber optik. KOMUNIKASI DATA

TEKNIK-TEKNIK ENCODING Frequency-shift keying (FSK), dua binary diwakilkan dengan dua frekuensi berbeda yang dekat dengan frekuensi carrier atau dinyatakan sebagai : KOMUNIKASI DATA

TEKNIK-TEKNIK ENCODING Pada 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 dibandingkan 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. KOMUNIKASI DATA

TEKNIK-TEKNIK ENCODING 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, atau dapat dinyatakan sebagai : 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 . KOMUNIKASI DATA

KINERJA Bandwidth untuk ASK d an 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 L KOMUNIKASI DATA

KINERJA 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) KOMUNIKASI DATA

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. Codec (coder-decoder) adalah device yang digunakan untuk mengubah data analog menjadi bentuk digital untuk transmisi, dan kemudian men dapatkan kembali data analog asal dari data digital tersebut. Dua teknik yang digunakan dalam codec : pulse code modulation delta code modulation. KOMUNIKASI DATA

Thank You KOMUNIKASI DATA