JaringanKomputer Materi 2 Transmisi Data

KonsepKomunikasi Data Analog and Digital Data [Stalling’s Discussion] Analogdandigital berhubungandengankontinuataudiskrit. Keduaistilahinidapatdigunakandalamtigakonteks: 1. data:: entiti yang menpunyaiinformasi/arti. analog – voice danvideo adalahpolaintensitas yang berubahsecarakontinu digital- menyatakannilaidiskrit (misal., integer, ASCII text) Data dipropagasikandarisatutitikketitik lain denganmenggunakansinyallistrik.

Signaling AnalogdanDigital sinyal:: pengkodean data secaraelektrikataupunelektromagnetik. signaling :: aksipempropagasikansinyalmelalui media yang sesuai. Sinyal Analog – sebuahgelombangelectromagnetikberubahkontinu yang dapatdipropagasikanmelaluiberbagaijenis media tergantungdarispektrumnya (contoh ., kabel, twisted pair, kabel coaxial, kabel fiber optikdan atmosphere atau propagation angkasa).

Signaling AnalogdanDigital Sinyal digital –sebuahurutanpulsategangan yang dapatditransmisikanmelaluisebuah medium.

Sinyal[DCC 6th Ed. W.Stallings] Cara data dipropagasikan Analog Berubahkontinu Berbagai media kabel, seratoptic,ruangudara Bandwidth voice 100Hz sampai7kHz Bandwitdhtelepon 300Hz sampai3400Hz Bandwidth video 4MHz Digital Menggunakanduakomponen DC

Signaling AnalogdanDigital Data digital dapat dinyatakan dengan sinyal analog menggunakan modem (modulator/demodulator). Data digital dikodekan disebuah frequency carrier. Data analog dapat dinyatakanr epresentasikano lehsinyal digital menggunakan sebuah codec (coder-decoder).

Sinyal Analog Membawa Data Analog dan Digital [DCC 6th Ed. W Sinyal Analog Membawa Data Analog dan Digital [DCC 6th Ed. W.Stallings]

Sinyal Digital Membawa Data Analog dan Digital [DCC 6th Ed. W Sinyal Digital Membawa Data Analog dan Digital [DCC 6th Ed. W.Stallings]

Perbandingan Pensinyalan Analog dan Digital Pensinyalan digital : Lebih murah Lebih tahan terhadap inteferensi noise Mengalami attenuas ilebih (daripensinyalan analog).

Attenuasi Attenuasisebuahsinyal:: penurunanataukehilangankekuatansinyalketikadikirimme laluisebuahsistem. Attenuasiadalahsebuahfungsinaikdarifrekuensi. Kekuatansinyalditerimaharuscukupkuatuntukdeteksidanhar uslebihtinggidari noise agar bisaditerimatanpa error.

26 gauge 30 24 gauge 27 24 22 gauge 21 18 Attenuation (dB/mi) 19 gauge 15 12 9 6 3 f (kHz) 1 10 100 1000 Copyright ©2000 The McGraw Hill Companies Leon-Garcia & Widjaja: Communication Networks Figure 3.37

TransmisiAnalogdanDigital {Stalling’s third context} Transmisi:: komunikasidari data melaluipropagasidanpengolahansinyal. Keduasinyalanalog dandigital dapatditransmisikanmelalui media transmisi yang sesuai. [Stalling’s argument]Cara sinyal “diperlakukan” adalahsebuahfungsidarisistemtransmisidanterpengaruholehperbedaanjenistransmisi.

(a) Transmisi analog : semua detail harusdireproduksiakurat Received Sent contoh. Transmisi AM, FM, TV (b) Transmisi digital : hanya level diskrit yang perludireproduksi Sent Received contohtelepon digital, CD Audio Copyright ©2000 The McGraw Hill Companies Leon-Garcia & Widjaja: Communication Networks Figure 3.6

Analog versus Digital DCC 6th Ed. W.Stallings

Transmisi Analog Transmisi analog ::sebuahcaramentransmisikansinyal analog tanpapedulikontennya(contoh, sinyal yang menyatakan data digital atau data analog). Transmisiteratenuasisesuaijaraknya. Sinyal analog – sistem transmission analog menggunakanamplifieruntukmenguatkanenergidarisinya l.

Transmisi Analog Amp menguatkanenergi menguatkansinyaldanmenguatkan noise. Penyusunan amplifier secaracascadeakanmendistorsisinyal. Catatan– voice (data analog) dapatmemtoleransidistorsi yang cukupbesartetapidistorsidi data digital menyebabkan error.

TransmisiDigital Transmisidigital menekankanpadakontendarisinyal. Atenuasidiatasitanpaharusmenguatkannoise. Sinyal analog {asumsi data digital}: Denganperangkatretransmisi[analog repeater]dititik- titiktertentu, perangkattersebutakanmengambil data digital darisinyalanalogadanmenghasilkansinyal analog baru yang bersih. noise tidakterakumulasi!!

TransmisiDigital Sinyal digital –repeater digital digunakanuntukmenjangkaujaraklebihjauh. Repeater digital ≈menerimasinyaldigital, mengambilpola 0 dan 1 danretransmisikansinyal digital baru. Data analog dan digital diperlakukansama.

Transmisi Analog Transmisi Digital Source Source Amplifier Amplifier Destination Transmisi Digital Source Repeater Repeater Destination Copyright ©2000 The McGraw Hill Companies Leon-Garcia & Widjaja: Communication Networks Figure 3.7

Attenuated & distorted signal + noise Recovered signal + Transmisi Analog Attenuated & distorted signal + noise Recovered signal + residual noise Amp. Equalizer Amplifier Copyright ©2000 The McGraw Hill Companies Leon-Garcia & Widjaja: Communication Networks Figure 3.8

Repeater (digital signal) Digital Transmission Decision Circuit. & Signal Regenerator Amplifier Equalizer Timing Recovery Repeater (digital signal) Copyright ©2000 The McGraw Hill Companies Leon-Garcia & Widjaja: Communication Networks Figure 3.9

Digital versus Analog Transmissions [DCC 6th Ed. W.Stallings] Digital transmission advantages Superior cost of digital technology Low cost LSI/VLSI technology Repeaters versus amplifiers costs Superior quality {Data integrity} Longer distances over lines with lower error rates Capacity utilization Economical to build high bandwidth links High degree of multiplexing easier with digital techniques TDM (Time Division Multiplexing) is easier and cheaper than FDM (Frequency Division Multiplexing)

Digital versus Analog Transmissions [DCC 6th Ed. W.Stallings] Digital transmission advantages Security & Privacy Encryption techniques readily applied to digitized data Integration Can treat analog and digital data similarly Economies of scale from integrating voice, video and data Analog transmission advantages Digital signaling not as versatile or practical (digital impossible for satellite and microwave systems) LAN star topology reduces the severity of the noise and attenuation problems.

Blok Diagram Transmisi Data Diagram blok transmisi data Menceritakan proses pengiriman informasi digital Source encoder :mengubah informasi ke format tertentu (codec) Channel encoder : penyesuai bentuk sinyal dengan kondisi kanal

Blok Transmisi Data Sumber informasi Pengkode sumber (source coder) Didapat dari alam (suara, gambar, sinyal yang didapat oleh sensor)  sinyal analog Besaran tak hingga disumbu waktu dan amplitudo Pengkode sumber (source coder) Melakukan pengubahan sinyal analog ke format sinyal digital Dikenal 2 teknik pengkodean dasar Lossless  “tidak ada” kehilangan kualitas sinyal Lossy  ada kehilangan kualitas sinyal Dilakukan optimasi untuk media yang berbeda (gambar, suara, data)  untuk menghasilkan sinyal digital dengan laju data minimal

Blok Transmisi Data Pengkode saluran (channel coder) + modulator digital Melakukan teknik pengodean untuk mendapatkan laju data maksimal pada media itu Bisa berubah-ubah pengkodeannya sesuai dengan kualitas saluran saat itu Saluran transmisi Jalan yang dilalui sinyal Mempunyai karakteristik khusus sesuai jenis media

Pengkodean Sinyal Mengapadikodekan ? Jenis-jenisgangguan Agar bisa dikirimkan dengan jumlah bit minimal Menanggulangi pengaruh derau (noise) dan interferensi yang dialami disaluran transmisi Jenis-jenisgangguan Derau ISI BER Distorsi Echo Delay propagasi Xtalk Pengkodean sinyal, BER, ISI, noise, distorsi, echo, delay propagasi, xtalk

PerubahanSinyal Sinyalbisaberubahkarena : Alami : gangguanelektromagnetik, listrik, fisikdll Ketidaksempurnaansistem : perubahansifatkomponenkarenapanasatausebab lain Sifatfisikdari media : redaman, kapasitansi, induktansi

PerubahanBentukSinyal SinyalMenempuhJarak Sinyal Real Sinyal Di Penerima Sinyal Ideal

Interferensi Antar Simbol (ISI) Misal ada dua path. Path yang pendek mempunyai panjang d1, path yang panjang mempunyai panjang d2. Apa perbedaan delay propagasi antara keduanya? Simbol diterima di path pendek 2 3 1 Berapa besar  agar 3 di path panjang diterima tepat saat 0 di path pendek diterima? Berapa perbedaan panjang path agar hal ini bisa terjadi? 2 Simbol diterima di path panjang 3  1 Sinyal diterima – gabungan kedua sinyal

Modulasi Digital Mengapa dilakukan modulasi: Menyesuaikan dengan kondisi media untuk mengoptimalkan kecepatan transmisi Memperpanjang jarak tempuh Modulasi digital Tujuan : efisiensi bandwitdh  Shannon teory Memperpanjang jarak tempuh

LajuModulasi DCC 6th Ed. W.Stallings

TeoremaNyquist {asumsikanaltanpa noise} Jikasebuahsinyal arbitrary melaluisebuah filter low-pass dengan bandwidth H, makaharusdilakukan minimal 2Hsampel/detikuntukbisamendapatkanbentuksinyal tersebutkembali. Dan iniberlakuuntuksinyaldengan level diskritV, Catatan– laju sampling yang lebihbesarmenjadipercumakarenaakanterfilter. Laju data maks:: C = 2H log 2 (V)bit/detik.

A(f) A(f) 1 f f H H Kanal t t (a) Lowpassdankanallowpassideal H H (b) Lajutransmisipulsamaksimumadalah2Hpulsa/detik Kanal t t Copyright ©2000 The McGraw Hill Companies Leon-Garcia & Widjaja: Communication Networks Figure 3.11

Salurantelepon Voice-grade Contoh1. {laju sampling} H = 4000 Hz 2H = 8000 sampel/detik.  disamplingsetiap 125 mikrodetik!! Contoh2. {kapasitas noiseless} D = 2400 baud {D = 2H} V = pulsa16 level C = 2H log 2 (V) = D x log 2 (V) = 2 x 2400 x 4 = 19200 bps.

SNR (dB) = 10 log10SNR signal noise signal + noise High SNR signal t t t signal noise signal + noise Low SNR t t t Average Signal Power SNR = Average Noise Power SNR (dB) = 10 log10SNR Copyright ©2000 The McGraw Hill Companies Leon-Garcia & Widjaja: Communication Networks Figure 3.12

KapasitasKanalTeoritis Shannon {asumsihanyaada thermal noise} Untukkanalbernoisedengan bandwidth HHz. Dan ber- signal-to-noise ratio SNR, maksimumlahu data:: Tidaktergantungdarijemlah level sinyaldanfrekwensi sampling. C = H log 2 (1 + SNR)

Contoh Shannon – Kanal Noisy [LG&W p. 110] Kanal telepon(3400 Hz) dengan S/N 40 dB C = H log 2 (1+SNR) b/s S/N =40 dB ; 40 =10 log 10 (SNR) ; 4 = log 10 (SNR) ; SNR =10,000 C = 3400 log 2 (10001) = 44.8 kbps

Channel Coding Kegunaan: Efesiensidaya Memaksimalkan bandwidth Mengurangi sampling error Sistemharussepasang (samacodingnya)

Bk Bk Ak Ak 4 “levels”/ pulse 16 “levels”/ pulse 2 bits / pulse Signal Constellations Ak Bk 16 “levels”/ pulse 4 bits / pulse 4D bits per second Ak Bk 4 “levels”/ pulse 2 bits / pulse 2D bits per second Figure 3.34 Copyright ©2000 The McGraw Hill Companies Leon-Garcia & Widjaja: Communication Networks

Constellation Diagrams (a) QPSK. (b) QAM-16. (c) QAM-64. Figure 2-25.

Modulasi Modem Data dikirim dalam berbagai format code Bentuk sinyal tergantung code yang digunakan dipandu sinyal clock

Modulasi Modem Telepon

Konstalasi berbagai modulasi V.series V.22: 4 PSK V.22bis: 16 QAM V.25: 4 PSK V.27: 8 PSK V.29: 16 QAM V.32: 32 QAM V.33: 128TCM

Konstalasi V.34 Terdapat 960 titik kontalasi Mampu memberikan laju data 28800 bps

Wired Setiap media transmisi mempunyai bandwitdh kerja sendiri-sendiri. Semakin tinggi bandwith kerja akan semakin besar lajudata yang bisa dibawanya Jenis media transmisi : TP, Coax, FO, Wireless

Wireless Spektrum frekuensi radio terbagi menjadi banyak band Telah ditentukan penggunaan setiap band yang bisa berbeda untuk masing-masing negara Pada prinsipnya alokasi band terbatas, sehingga telah dikembangkan banyak teknologi akses jamak untuk memperbesar kapasitas band tersebut

Kesimpulan Transmisi dengan sinyal digital (informasi digital sinyal analog) lebih baik dari sinyal analog (karena informasi dibawa sebagai kombinasi biner) Sumber kesalahan (atenuasi, delay, jitter dll) adalah pada saluran transmisi (tidak ada saluran transmisi yang 100% bebas kesalahan) Suatu media transmisi pasti punya limit bandwith (frekuensi yang mampu dilewatkan) Pengkodean sumber informasi harus standar Penambahan kecepatan (bps) dilakukan dengan menaikan frekuensi dan menggunakan modulasi digital yang lebih baik (menaikan bit/Herz)