Chapter 3 Data Transmission

KONSEP DAN TERMINOLOGI

TERMINOLOGI TRANSMISI Transmitter Receiver Medium Guided medium  kabel Contoh, kabel koaksial, twisted pair, serat optik Unguided medium  nirkabel Contoh, udara, ruang hampa udara dan air

Con’t Direct link Point-to-point Multi-point Tidak ada alat perantara / langsung Point-to-point Hanya 2 device yang berbagi link Multi-point Lebih dari dua device yang berbagi link

Con’t Simplex Half duplex Full duplex Sinyal ditransmisikan satu arah  Televisi Half duplex Sinyal ditransmisikan dua arah, tapi hanya satu transmisis pada satu waktu, contoh  police radio Full duplex Sinyal ditransmisikan dua arah, dan dapat dilakukan pada satu waktu secara bersamaan, contoh  telephone

Frequency, Spectrum and Bandwidth Transmisi  pengiriman sinyal Sinyal  fungsi waktu / frekwensi Konsep domain waktu Sinyal Analog Tidak ada sinyal yang terputus. percakapan Sinyal Digital Mempertahankan level konstan pada beberapa waktu, dan berubah ke level konstan lainnya. Biner 1 dan 0 Sinyal Periodik Pola sinyal yang sama berulang sepanjang waktu Sinyal Aperiodic Pola sinyal tidak berulang speanjang waktu

Analogue & Digital Signals

Periodic Signals

Gelombang Sinus Tiga Parameter Peak Amplitude (A)  amplitudo tertinggi maximum strength of signal volts Frequency (f) Rate of change of signal Hertz (Hz) or cycles per second Period = time for one repetition (T) T = 1/f Phase () Relative position in time

Varying Sine Waves s(t) = A sin(2ft +)

Wavelength Jarak satu siklus tunggal Jarak antara dua titik dari fase yang bersesuaian dari dua putaran yang berurutan. Simbol   Diasumsikan, sinyal bergerak dengan kecepatan v, maka hubungan pajang gelombang dengan periode adalah:  = vT f = v Untuk kasus v =c, maka kecepatan cahaya dalam ruangbebas = 3*108 ms-1

Frequency Domain Concepts Sinyal dibentuk dari banyak frekuensi Komponennya adalah gelombang sinus

Addition of Frequency Components (T=1/f) Gel. Sinus, frekuensi f Gel. Sinus, frekuensi 3f Gabungan a dan b

Spectrum & Bandwidth bandwidth Spectrum Absolute bandwidth Rentang frekuensi dimana spektrum berada Absolute bandwidth Lebar spectrum Effective bandwidth bandwidth DC Component Komponen frekeunsi nol = arud DC

Signal with DC Component

Analog and Digital Data Transmission Entitas yang menyampaikan informasi Signals Representase data electric atau electromagnetic Transmission Komunikasi data melalui perambatan dan pemrosesan sinyal

Analog and Digital Data Menerima nilai yang kontiyu pada beberapa interval Contoh, suara, video, suhu, tekanan. Digital Menerima nilai diskrit Contoh teks, bilangan bulat, dll

Data analog Contoh AUDIO

Analog and Digital Signals Dalam komunikasi, data disebarkan Analog Gelombang elektromagnetik yang selalu bervariasi media wire, fiber optic, space Speech bandwidth 100Hz to 7kHz Telephone bandwidth 300Hz to 3400Hz Video bandwidth 4MHz Digital Use two DC components Bit 0 & bit 1

Advantages & Disadvantages of Digital Lebih murah Tidak rentan dengan noise Memiliki atenuasi lebih besar Kekurangan dari kekuatan sinyal  atenuasi Pulsa membulat dan menjadi lebih kecil Menyebabkan kehilangan informasi

Attenuation of Digital Signals

Components of Speech Frequency range (of hearing) 20Hz-20kHz Speech 100Hz-7kHz Lebih mudah dikonversi menjadi sinyal electromagnetic untuk transmisi Frekuensi suara dengan beragam volume dikonversi menjadi frekuensi electromagnetic dengan beragam tegangan listrik Batas rata-rata frekuensi untuk voice channel 300-3400Hz

Conversion of Voice Input into Analog Signal

Video Components USA - 483 lines scanned per frame at 30 frames per second 525 lines but 42 lost during vertical retrace So 525 lines x 30 scans = 15750 lines per second 63.5s per line 11s for retrace, so 52.5 s per video line Max frequency if line alternates black and white Horizontal resolution is about 450 lines giving 225 cycles of wave in 52.5 s Max frequency of 4.2MHz

Binary Digital Data Dari terminal komputer, dll Two dc components  bit 0 dan 1 Bandwidth depends on data rate

Conversion of PC Input to Digital Signal

Data and Signals Penggunaan sinyal digital untuk data dgital dan sinyal analog untuk data adanalog Menggunakan sinyal analog untuk membawa data digital Modem Menggunakan sinyal digital untuk membawa data analogcompact disc audio

Analog Signals Carrying Analog and Digital Data

Digital Signals Carrying Analog and Digital Data

Analog Transmission Sinyal analog ditransmisikan tanpa mempedulikan isi nya Isi ==. Data analog atau data digital Sinyal analog akan lemah pada jarak tertentu Digunakan amplifiers untuk menaikkan signal Dengan amplifier  noise meningkat

Digital Transmission Isi biner Transmisi Jarak terbatas Jarak jauh  Repeater Repeater menerima sinyal digital, mempeeroleh kembali pola 0 dan 1 dan mentransmisikan kembali sinyal baru.

Advantages of Digital Transmission Digital technology Low cost LSI (large scale integration)/VLSI technology Data integrity Transmisi jarak jauh  kualitas lebih rendah  repeater bukan amplifier Capacity utilization Lebih ekonomis  bandwith yang tinggi High degree of multiplexing easier with digital techniques Security & Privacy Encryption Integration Can treat analog and digital data similarly

Gangguan transmisi Sinyal diterima berbeda dengan sinyal yang dikirim Analog  menurunkan kualitas sinyal Digital - bit errors Disebbkan oleh Attenuation and attenuation distortion Delay distortion Noise

Attenuation Kekuatan sinyal berkurang  jarak jauh Attenuation  pertimbangan untuk transmission engineer. Sinyal yang diterima harus cukup kuat sehingga sirkuit elektronik dapat mendeteksi sinyal tersebut Sinyal harus dijaga pada level yang cukup tinggi dibandingkan noise sehingga dapat diterima tanpa error Atenuasi bervariasi sesuai dengan frekuensi Solusi  repeater  digital amplifier  analog

Delay Distortion attenuation bervariasi seperti fungsi dari frekuensi Sinyal yang diterima mengalami distorsi /menyimpanh Solusi Menyamakan attenuation melintasi band frequencies. Umum voice-grade telephone lines menggunakan coils yang mengganti properti elekrtikal dari line amplifiers  frekuensi lebih tinggi dibandinkan frekuensi terendah

Noise (1) Additional signals inserted between transmitter and receiver Thermal Pergelokan thermal dari electrons Uniformly distributed White noise Intermodulation Sinyal-sinyal yang bertambah dan berbeda dari frekuensi asli Signals that are the sum and difference of original frequencies sharing a medium

Noise (2) Crosstalk Impulse A signal from one line is picked up by another Impulse Irregular pulses e.g. External electromagnetic interference Short duration High amplitude

Channel Capacity Data rate Bandwidth In bits per second Rate at which data can be communicated Bandwidth In cycles per second of Hertz Constrained by transmitter and medium

Nyquist Bandwidth If rate of signal transmission is 2B then signal with frequencies no greater than B is sufficient to carry signal rate Given bandwidth B, highest signal rate is 2B Given binary signal, data rate supported by B Hz is 2B bps Can be increased by using M signal levels C= 2B log2M

Shannon Capacity Formula Consider data rate,noise and error rate Faster data rate shortens each bit so burst of noise affects more bits At given noise level, high data rate means higher error rate Signal to noise ration (in decibels) SNRdb=10 log10 (signal/noise) Capacity C=B log2(1+SNR) This is error free capacity

Required Reading Stallings chapter 3