Kerusakan Signal dan Pengcodean

Cacat yang dialami sinyal ketika ditransmisikan Distorsi akibat redaman Distorsi fasa Distorsi akibat noise

Distorsi akibat redaman Setiap kanal komunikasi bersifat meredam sinyal Sinyal-sinyal berfrekuensi tinggi akan lebih teredam dibandingkan sinyal-sinyal berfrekuensi rendah

Distorsi fasa Waktu yang diperlukan oleh sinyal untuk melewati kanal komunikasi disebut delay Delay absolut adalah delay yang dialami sinyal ketika melewati kanal pada suatu frekuensi referensi Di lain pihak, waktu propagasi sinyal yang frekuensinya berbeda akan berbeda pula Kondisi ini ekivalen dengan pergeseran fasa Jika pergeseran fasa terjadi MERATA pada seluruh frekuensi yang terkandung pada sinyal komunikasi, maka sinyal output akan sama dengan sinyal input Sebaliknya apabila pergeseran fasa tidak linier dengan frekuensi maka sinyal output akan terdistorsi Distorsi delay disebut juga distorsi fasa Distorsi akibat delay ini biasanya dinyatakan dalam milisecond atau microsecond di sekitar frekuensi referensi

Noise Noise merupakan segala sinyal yang tidak diinginkan di dalam sirkit telekomunikasi Noise merupakan pembatas utama dari kinerja telekomunikasi. Noise dapat dibagi ke dalam empat katagori: Thermal noise Intermodulation noise Crosstalk Impulse noise

Thermal Noise Thermal noise merupakan noise yang muncul pada seluruh media transmisi dan perangkat komunikasi akibat pergerakan elektron Thermal noise memiliki distribusi energi yang uniform pada spektrum frekuensi dan memiliki distribusi level yang normal (Gaussian) Thermal noise merupakan faktor penentu batas bawah sensitivitas sistem penerima Thermal noise dapat didekati oleh suatu white noise yang memiliki rapat spektral daya yang uniform pada spektrum frekuensi Thermal noise berbanding lurus dengan bandwidth dan suhu Thermal noise untuk sistem dengan bandwidth B adalah: Pn = -228,6 dBW + 10 log T + 10 log B T = suhu kerja absolut (dalam satuan Kelvin) Satuan Pn adalah dBW Note: Kelvin = Celsius + 273,15 Untuk penerima (receiver) yang bekerja pada suhu ruang (290 K), thermal noise pada receiver tersebut adalah: Pn = -228,6 dBW + 10 log 290 + NFdB +10 log BHz Pn = -204 dBW + 10 log 290 + NFdB +10 log BHz NF adalah noise figure dalam satuan dB

Contoh: Misalnya ada suatu receiver yang memiliki temperatur derau (noise) 100 K dengan bandwidth 10 MHz, berapa level thermal noise pada output receiver tersebut? Jawab: Pn = -228,6 dBW + 10 log T + 10 log B = -228,6 dBW + 10 log 102 + 10 log 107 = -228,6 + 20 + 70 = -138,6 dBW Misalnya ada suatu amplifier dengan temperatur derau 10.000 K dan bandwidth 10 MHz, hitung level thermal noise di output! Pn = -228,6 dBW + 10 log 104 + 10 log 107 = -228,6 + 40 + 70 = -118,6 dBW Suatu receiver mempunyai noise figure 4 dB dan beroperasi pada suhu ruangan (290 K). Bandwidth receiver tersebut adalah 20 MHz, berapa thermal noise threshold? Pn = -228,6 dBW + 10 log 290 + NFdB +10 log BHz = -204 dBW + 4 dB + 73 dB = -127 dBW

Intermodulation Noise Intermodulation noise muncul akibat gejala intermodulasi Bila kita melewatkan dua sinyal masing-masing dengan frekuensi F1 dan F2 melalui suatu medium atau perangkat non-linier, maka akan dihasilkan frekuensi-frekuensi spurious yang berasal dari frekuensi harmonisa sinyal Frekuensi-frekuensi spurious ini bisa terletak di dalam atau di luar pita frekuensi kerja yang diinginkan F1 Medium/perangkat non-linier Second-order products: 2F1,2F2,F1F2 Third-order products: 2F1F2 2F2F1 F2 Fourth-order products: 2F12F2 3F1F2 Penyebab intermodulation noise a.l.: Level input terlalu tinggi sehingga perangkat berkerja daerah non-linier Kesalahan penalaan perangkat sehingga perangkat bekerja secara non-linier

Crosstalk Crosstalk terjadi akibat kopling antar dua jalur sinyal yang tidak diinginkan Ada dua tipe crosstalk: Intelligible crosstalk Bila crosstalk menyebabkan paling tidak ada empat kata yang dapat didengar (dari sumber yang tidak diinginkan) selama percakapan 7 detik Unintelligible crosstalk Setiap bentuk gangguan akibat crosstalk lainnya

Impulse noise Impulse noise merupakan noise tidak kontinu yang terdiri dari pulsa-pulsa tak beraturan atau noise spikes berdurasi pendek dengan amplituda yang relatif tinggi Spike-spike ini biasa disebut hits Impulse noise sangat mengganggu transmisi data

Signal-to-noise ratio (S/N) (S/N) = Level signal/Level noise (S/N)dB = Level signal (dBm) – Level noise (dBm)

Noise Figure NF = (S/N)in/(S/N)out NFdB = (S/N)dB input - (S/N)dB output Contoh Suatu receiver memiliki noise figure 10 dB. S/N pada output adalah 50 dB, berapa S/N input? Jawab: 10 dB = (S/N)dB input – 50 dB (S/N)dB input = 60 dB

Pengantar Pengcodean Kita kirim paket pos… Bagaimana Pihak pos menjamin bahwa paket yang kita kirimkan benar-2 sampai ? 1. Penerima harus tanda tangan. Tapi, tanda tangan penerima tidak diberikan ke pengirim. 2. Penerima harus tanda tangan. Dan COPY tanda tangan penerima tersebut, diberikan kepada pengirim. 3. Pihak POS memberikan jaminan bahwa jika paket hilang, maka ditanggung 10x biaya kirim. 4. dll. Mengapa paket bisa hilang ? 1. Alamat tujuan rusak, atau tidak terbaca. 2. Pihak pos tidak mengenal alamat tujuan. Karena jaringan POS di alamat tujuan tidak memadai. 3. Pihak pos nya nakal. Kita kirim paket pos… Bagaimana Pihak pos menjamin bahwa paket yang kita kirimkan benar-2 sampai ? 1. Penerima harus tanda tangan. Tapi, tanda tangan penerima tidak diberikan ke pengirim. 2. Penerima harus tanda tangan. Dan COPY tanda tangan penerima tersebut, diberikan kepada pengirim. 3. Pihak POS memberikan jaminan bahwa jika paket hilang, maka ditanggung 10x biaya kirim. 4. dll.

Pengantar Pengcodean(1) Masalah utama dalam komunikasi data: realibility. Sinyal yang dikirim melalui medium tertentu dapat mengalami pelemahan, distorsi, keterbatasan bandwidth Data yang dikirim dapat menjadi rusak, hilang, berubah, terduplikasi Tujuan Pengcodean / Coding adalah menangani kerusakan dan hilangnya data antar 2 titik komunikasi yang terhubung oleh satu medium transmisi fisik

Pengantar Pengcodean(2) B data X A mengirim data ke B. Jalur antara A dan B tidak reliable, sehingga mungkin ada data yang rusak/hilang. Bagaimana menjamin bahwa data yang dikirim A benar-benar sampai ke B ?

Pengantar Pengcodean(3) B data X A mengirim data yang panjang ke B. Data dibagi menjadi frame, sehingga kerusakan sebuah frame tidak merusak keseluruhan data. Bagaimana B dapat mendeteksi bahwa frame yang dikirim A mengalami kerusakan? A menambahkan error check bits ke frame, sehingga B dapat memeriksa frame dan menentukan apakah telah terjadi perubahan

Pengantar Pengcodean(4) B data X Bagaimana A mengetahui data yang dikirimnya telah diterima B? B dapat mengirimkan ACK/pemberitahuan jika data diterima dengan benar, dan NAK (Negative ACK) / pemberitahuan data salah jika data rusak Jika A menerima NAK, A dapat mengirimkan ulang frame yang rusak

Pengantar Pengcodean(5) B data X Mengapa frame dapat hilang? - Bagian alamat/id/header mengalami kerusakan, sehingga frame tidak dikenali - Temporer disconnection - Frame tersesat jalan Apa yg terjadi jika frame dapat hilang? - B tidak mengetahui ada pengiriman dari A, A menunggu ack dari B - B mengirimkan ack namun hilang di jalan. A menunggu ack dari B

Pengantar Pengcodean(6) B data X A harus memiliki timer, yang akan mengirim ulang jika tidak menerima kabar dari B Jangka waktu timeout harus diatur. - Jika timeout terlalu cepat, A akan mengirimkan ulang sebelum ack dari B tiba. - Jika timeout terlalu lama, A akan menunggu terlalu lama jika ada frame yg hilang

Pengantar Pengcodean(6) B data X A mengirim frame 1 A mengalami timeout, dan mengirimkan ulang frame 1 A menerima ack, melanjutkan mengirim frame 2 A menerima ack kedua untuk frame 1, namun dianggap sebagai ack untuk frame 2 (error) A harus memberikan frame number, sehingga B dapat memberikan ack spesifik untuk frame number tertentu