Komunikasi data

  Komunikasi jaringan dan data Model Komunikasi 

  Sumber

   Menghasilkan data untuk ditransmisikan

  

  Pemancar

   Mengubah data menjadi sinyal yg dapat dipancarkan

  

  Sistem Transmisi

  

  Sistem Transmisi

   Membawa data

  

  Penerima

   Mengubah sinyal yg diterima menjadi data

  

  Tujuan

   Pengambilan data

Tugas Komunikasi

  Pemanfaatan sistem transmisi Pengalamatan I nterfacing Routing Generasi sinyal Recovery

  Sinkronisasi Format pesan Pertukaran manajemen Keamanan

  

Koreksi dan deteksi error Manajemen jaringan

Flow control

  Diagram-model komunikasi yg disederhanakan

  Model komunikasi data yang disederhanakan

  Networking 

  Komunikasi point to point tidak selalu praktis

   Alat terlalu jauh terpisah

   Peralatan yang besar memerlukan jumlah koneksi yang tidak praktis tidak praktis

  

  Solusi dalam jaringan komunikasi

   W ide Area Network (W AN)

   Local Area Network (LAN) W ide Area Networks 

  Area geograf is yang besar

  

  Crossing public rights of way

  

  Rely in part on common carrier circuits

  

  Teknologi alterna tive

  

  Teknologi alterna tive

   Circuit switching

   Packet switching

   Frame relay

  

Asynchronous Transf er Mode (ATM) Circuit Switching 

  Komunikasi dipersembahkan selama dalam percakapan

  

  Misal : jaringan telepon Circuit Switching A

B

  Jalur komunikasi (sirkit) A – B terbentuk melalui routing yang terbaik dan akan tetap terhubung selama komunikasi berlangsung (belum diputus oleh salah satu pihak) Packet Switching 

  Data dikirim sesuai urutan

  

  Paket data secara serentak

  

  Paket melewati dari titik ke titik antara sumber dan tujuan tujuan

  

  Digunakan untuk komunikasi dari terminal ke komputer dan komputer ke komputer Packet Switching Contoh :

   A akan mengirim data ke B

   Data dibagi dalam 3 paket

  3 ^{2 1} A B Packet Switching

  1 ₃ Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda

  2 A B Packet Switching

  2 ³ A B Packet Switching Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda

  

1

₂

  B Packet Switching

  1 _{3 2 1} Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda

  3 A B Packet Switching

  1 _{3 2 1} Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda A

  B Packet Switching W alaupun tiap paket sampai di tujuan tidak berurutan, masing-masing menempati

posisi sesuai no. urut, sehingga penerima menerima data dengan urutan sesuai yang

dikirim

  3 ^{2 1} A B Contoh Paketisasi

  Message Segmented Message

Hello Bob He ll o b Bo

  H He

  H H H H ll o Bo b Message Packetized

Message Header

  Paket

  1 Paket

  2 Paket

  3 Paket

  4 Paket

  5 Frame Relay 

  Packet switching systems mempunyai biaya kompensasi yang besar untuk kesalahan

  

  Sistem yang modern lebih dapat dipercaya

  

  Errors dapat diketahui pada akhir sistem

  

  Errors dapat diketahui pada akhir sistem

  

  Most overhead untuk kontrol error dilepaskan ke luar Asynchronous Transf er Mode 

  ATM

  

  Evolusi dari f rame relay

  

  Little overhead untuk kontrol error

  

  Fixed packet (called cell) yang panjang

  

  Fixed packet (called cell) yang panjang

  

  Anything f rom 10Mbps to G bps

  

  Data rate yang konstan menggunaka teknik paket switching Local Area Networks 

  Lingkup lebih kecil

   Bangunan atau kampus kecil

  

  Biasanya dimiliki oleh organisasi yang mempunyai alat yang sama alat yang sama

  

  Data rates jauh lebih tinggi

  

  Biasanya digunakan sistem broadcast

  

  Sekarang sistem switched dan ATM mulai dikenalkan LAN Conf igurations 

  Switched

   Switched Ethernet

   May be single or multiple switches 

   Fibre Channel

  

  W ireless

   Mobility

   Instalasi yang mudah

  

Metropolitan Area Networks



  MAN

  

  Pertengahan antara LAN dan W AN

  

  Pribadi dan jaringan umum

  

  Kecepatan tinggi

  

  Kecepatan tinggi

  

  Area besar Networking

Conf iguration

  Further Reading 

  Stallings, W . [2003] Data and Computer Communications (7th edition), Prentice Hall, Upper Saddle River NJ, chapter 1

   

  W eb site f or Stallings book W eb site f or Stallings book

   http:/ / williamstallings.com/ DCC7e.html

  Komunikasi Data

TRANSMISI DATA

   Media transmisi dengan kabel (guided)

   Media transmisi tanpa kabel (unguided)

  

Fungsi : Sebagai jalur lintas data dan distribusi informasi

Menghubungkan satu terminal dengan terminal lain Menghubungkan antara terminal dengan ser ver Menghubungkan satu terminal dengan suatu peripheral Media Transmisi : Dengan menggunakan kabel Tanpa kabel

  

Media Transmisi dengan kabel



  Jenis kabel : 

  

Twisted Pair seperti Kabel telepon



  Coaxial 

  Serat O ptik ( f ibre optic) 

  Serat O ptik ( f ibre optic) Jenis Twisted Pair 

  Shielded : Kabel yang setiap pasang di beri perlindungan, lebih mahal 

  Unshielded : Dibagi beberapa kategori Keuntungan : - Mudah dalam membangun instalasi

• - Relatif lebih murah harganya

  Kelemahan : - Jarak jangkau dan kecepatan terbatas (lokal)

• - Mudah terpengaruh oleh noise

Jenis Coaxial 

  Baseband (Kabel 50 ohm) : Digunakan untuk transmisi digital 

  Broadband (Kabel 75 ohm) : Digunakan untuk transmisi analog Keuntungan :

• Tidak terpengaruh noise ^-

  Harga lebih murah Kelemahan : Penggunaan kabel mudah dibajak - Untuk jenis coaxial tertentu tidak memungkinkan untuk dipasang di beberapa - jenis ruang

Serat optik Serat optik dapat mentransformasikan data dengan pulsa cahaya

  Komponen : - Media transmisi : Serat kaca yang sangat halus

• Sumber cahaya : Light emitting diode & laser diode
• Detektor : Photo diode Keuntungan : Keuntungan : - Jarak jangkau yang cukup luas - Jarak jangkau yang cukup luas
• Tidak terpengaruh noise
• Tidak dapat disadap & tidak mudah mengalami gangguan Kelemahan : - Harga cukup mahal

• - Sulit dalam pemasangan instalasi

• Teknologi masih berkembang

Jenis-jenis serat optik : ^- AMP SC Duplex Style Connector ^- SC Epoxy Connector ^- SC Epoxyless Connector ^- ST Epoxyless Connector Penanganan Jalur & bundel kabel : Fungsi : - Menghindari adanya gangguan pada kabel

• Menciptakan suasana ruang yang rapi & nyaman Penanganan kabel di luar : Dengan alat bantu berupa box & rak

  Penanganan kabel di dalam : Instalatur bangunan bekerjasama dengan arsitek bangunan

  Media transmisi Tanpa Kabel Fungsi untuk mendistribusikan inf ormasi data yang jaraknya cukup jauh & sulit dengan menggunakan radiasi elektromagnetik (W ireless) Jenis : Jenis :

   G elombang Mikro

   System Satelit

   Inf ra Merah

   Sinar Laser

Gelombang Mikro

  G elombang radio f rekuensi tinggi yang dipancarkan dari satu stasiun ke stasiun lain

System Satelit

  Stasiun relay yang letaknya di luar angkasa Stasiun relay yang letaknya di luar angkasa

Infra Merah

  Teknologi ini dipakai untuk jaringan komputer, lokal dalam 1 ruangan Sinar Laser

  

Teknologi yang digunakan untuk tempat – tempat yang jauh

Keuntungan wireless

   Dapat membangun jaringan komputer yang terpisah & kondisi medan yang sulit

   Dapat dipakai oleh bangunan yang terlanjur sudah jadi

  

Dapat digunakan pebisnis yang mobilitasnya tinggi

   Mudah dalam perawatan

Kelemahan wireless

  

Kemampuan transf er data lebih kecil daripada

   jaringan kabel

Keamanan data belum terjamin masih mungkin

   disadap Biaya instalasi yang mahal

   Jaringan mud ah terganggu

   Sulitnya proses instalasi karena masih sedikit SDM

   yang menguasai teknologi ini

  Komunikasi Data Terminologi (1) 

  Transmitter

  

  Receiver

  

  Media Transmisi

    G uided media G uided media

   Contoh; twisted pair, serat optik

   Unguided media

   Contoh; udara, air, ruang hampa Terminologi (2) 

  Hubungan Langsung (Direct link)

   Tanpa alat perantara

  

  Point-to-point

   Terma suk hubungan langsung

   Terma suk hubungan langsung

   Hanya 2 alat yang menggunakan jalur hubungan

  

  Multi-point

   Lebih dari 2 alat yang menggunakan jalur hubungan Terminologi (3) 

  Simplex

   Satu arah

   Contoh; Televisi  

  Half duplex Half duplex

   Dua arah, tetapi hanya satu arah pada satu waktu

   Contoh; Radio polisi

  

  Full duplex

   Dua arah pada waktu bersamaan

   Contoh; Telepon

  

Frekuensi, Spektrum dan Bandwidth



  Konsep domain W aktu

   Sinyal Kontinu

   Bentuk bervariasi yang mulus dengan berjalannya waktu

   Sinyal Diskret

    Berada pada tingkat konstan tertentu kemudian berubah Berada pada tingkat konstan tertentu kemudian berubah pada tingkat konstan yang lain

   Sinyal Periodik

   Mempunyai bentuk yang berulang dengan berjalannya waktu

   Sinyal Aperiodik

   Bentuk tidak berulang dengan berjalannya waktu Sinyal Kontinu & Diskret

Sinyal Periodik

  G elombang Sinus 

  Amplitudo Puncak (A)

   maximum kuat sinyal

   volt

  

  Frekuensi (f )

   Kecepatan perubahan sinyal

   Hertz (Hz) atau putaran per detik

   Perioda = waktu untuk satu pengulangan (T)

   T = 1/ f

  

  Fase (

  

  )

   Posisi Relatif dalam waktu Berbagai G elombang Sinus

  Panjang G elombang 

  Jarak yang didapat dengan satu putaran

  

  Jarak antara dua titik yang bersesuaian dengan f ase pada dua putaran yang berkesinambungan

   

   

  

  Anggap kecepatan sinyal

  v 

   = vT

    f = v

• 1

   c = 3* 10

  8 mdt

  (kecepatan cahaya pada ruang hampa) Konsep Domain Frekuensi 

  Sinyal biasanya dibentuk dari berbagai f rekuensi

  

  Komponennya adalah gelombang sinus

  

  Dapat dijelaskan (Analisis Fourier) bahwa setiap sinyal dibuat dari komponen gelombang sinus sinyal dibuat dari komponen gelombang sinus

  

  Dapat mencetak (plot) f ungsi domain f rekuensi

  

Penjumlahan Komponen Frekuensi Domain

Frekuensi

  Spektrum & Bandwidth 

  Spektrum 

  

Jangkauan f rekuensi yang dikandung didalam sinyal



  Bandwidth absolut 

  Lebar spektrum 

  Bandwidth ef ektif 

  Sering disebut bandwidth saja  Pita sempit dari f rekuensi yang mengandung kebanyakan energi

   Komponen DC

   Komponen f requensi nol Sinyal dengan Komponen DC

  Kecepatan Data dan Bandwidth 

  Setiap sistem transmisi mempunyai pita terbatas dari f rekuensi

  

  Hal ini membatasi kecepatan data yang dapat dibawa dibawa

  

Transmisi Data Analog dan Digital



  Data

   Entitas-entitas yang convey meaning

  

  Sinyal

    Representasi listrik atau elektromagnetik dari data Representasi listrik atau elektromagnetik dari data

  

  Transmisi

   Komunikasi data dengan propagasi (penjalaran) dan pemrosesan sinyal Data 

  Analog

   Nilai-nilai kontinu didalam beberapa interval

   Contoh; suara (sound), gambar (video)

  

  Digital

  

  Digital

   Nilai-nilai Diskret

   Contoh; text, integer Spektrum Akustik (Analog)

  Sinyal 

  Data yang dijalarkan/ dipropagasikan/ ditransmisikan 

  Analog  Variabel secara kontinu 

  Berbagai media transmisi  kawat, serat optik, udara

   kawat, serat optik, udara

   Speech Bandwidth 100Hz sampai 7kHz

   Telephone Bandwidth 300Hz sampai 3400Hz

   Video Bandwidth 4MHz

   Digital

   Menggunakan dua komponen DC Data and Sinyal 

  Biasanya menggunakan sinyal digital untuk data digital dan sinyal analog untuk data analog

  

  Bisa menggunakan sinyal analog untuk membawa data digital data digital

   Modem

  

  Bisa menggunakan sinyal digital untuk membawa data analog

   Compact Disc audio

  

Sinyal Analog membawa Data Analog

dan Data Digital

  

Sinyal Digital membawa Data Analog

dan Digital

  Transmisi Analog 

  Sinyal Analog ditransmisikan tanpa mengetahui isinya

  

  Bisa berupa data analog atau digital

   

  Terjadi pelemahan (atenuasi) jika melebihi jarak Terjadi pelemahan (atenuasi) jika melebihi jarak yang ditentukan

  

  Menggunakan amplif ier untuk meningkatkan kuat sinyal

  

  Tapi juga bisa menaikkan “ noise” Transmisi Digital 

  Sangat memperhatikan isi

  

  Integritas sinyal sangat dipengaruhi oleh “ noise” , atenuasi dll.

  

  Menggunakan Repeater

  

  Repeater menerima sinyal

  

  Meng-” Extract” bit pattern

  

  Mengirim ulang

  

  Atenuasi bisa ditanggulangi

  

  “ Noise” tidak dikuatkan Kelebihan Transmisi Digital 

  Teknologi Digital 

  Teknologi LSI/ VLSI yang murah 

  Integritas Data 

  Jarak yang lebih jauh bisa dilewatkan pada jalur dengan kualitas yang lebih rendah 

  Penggunaan Kapasitas Jalur 

  High bandwidth links economical 

  High degree of multiplexing easier with digital techniques 

  Pengamanan dan Privasi 

  Enkripsi 

  Integrasi 

  Dapat memperlakukan sama terhadap data analog dan digital Transmission Impairments 

  Sinyal yang diterima bisa jadi berbeda dari sinyal yang dikirimkan

  

  Analog - degradasi kualitas sinyal

  

  Digital - kesalahan bit

  

  Digital - kesalahan bit

  

  Disebabkan oleh

   Atenuasi dan distorsi atenuasi

   Delay distortion

   Noise Atenuasi 

  Kuat Sinyal menurun dengan bertambahnya jarak

  

  Tergantung pada Media transmisinya

  

  Kuat sinyal yang diterima:

    harus cukup untuk dideteksi harus cukup untuk dideteksi

   harus cukup lebih tinggi dibanding “ noise” yang akan diterima tanpa kesalahan

  

  Atenuasi merup akan suatu f ungsi kenaikan dari f rekuensi Delay Distortion 

  Hanya ada di guided media

  

  Kecepatan penjalaran (Propagasi) ber variasi terhadap f rekuensinya Noise (1) 

  Sinyal tambahan yang masuk diantara transmitter dan receiver

  

  Thermal (suhu)

   Akibat dari “ thermal agitation” dari elektron

   Tersebar secara uniform

   W hite noise

  

  Intermodulation

   Sinyal yang merupaka n penjumlahan dan pengurangan dari f rekuensi aslinya yang menggunakan media bersama Noise (2) 

  Crosstalk

   Suatu sinyal dari satu jalur yang diambil oleh jalur lain

  

  Impulse

  

Pulsa yang tidak beraturan atau spike (lonjakan)

  

Pulsa yang tidak beraturan atau spike (lonjakan)

   Contoh; Interf erensi elektromagnetik eksternal

   Short duration

   Amplitudo yang tinggi Kapasitas Channel 

  Kecepatan Data (Data rate)

   Dalam bit per detik (bit per second : bps)

   Rata-rata dimana data dapat dikomunikasikan

   

  Bandwidth Bandwidth

   Dalam putaran per detik (cycle per second : cps) dari Hertz

   Dibatasi oleh transmitter dan media

  

Required Reading



  Stallings chapter 3

  Komunikasi Data Pendahuluan 

  Karakter data yang akan dikirim dari suatu titik ke titik lain tidak dapat dikirimkan secara langsung. Perlu proses pengkodean pada setiap titik. Dengan kata lain, karakter-karakter data tersebut harus dikodekan

terlebih dahulu dengan kode yang dikenal oleh setiap terlebih dahulu dengan kode yang dikenal oleh setiap

terminal yang ada.

   Tujuan dari pengodean adalah menjadikan setiap karakter dalam sebuah inf ormasi digital kedalam bentuk biner agar dapat ditransmisikan. Suatu terminal yang berbeda menggunakan kode niner yang berbeda untuk mewakili suatu karakter.

   Kode-kode yang digunakan untuk keperluan komunikasi data pada sistem komputer dari sejak komputer ditemukan sampai pada komunikasi data modern memiliki perbedaan dari generasi ke generasi. Hal ini disebabkan oleh semakin besar dan kompleksnya data yang akan dikirim atau dipergunakan. dipergunakan.

   Secara umum ada beberapa kode yang digunakan dalam komunikasi data diantaranya adalah:

  1. BCD ( Binary Coded Decimal )

  2. SBCDIC ( )

  Standard Binar y Coded Decimal Interchange Code

  3. EBCDIC ( )

  Extended Binar y Coded Decimal Interchange Code 4.

  BO UDO T 5. ASCII ( American Standard Code f or Inf ormation Interchange ) BCD 

  Merupakan kode biner yang digunakan hanya untuk mewakili nilai digit desimal dari 0-9. BCD menggunakan kombinasi 4 bit sehingga ada 16 kombinasi yang bisa diperoleh dan hanya 10 kombinasi yang digunakan.

  

  Kode BCD sudah jarang digunakan untuk komputer dan transmisi data sekarang ini karena tidak dapat mewakili huruh atau simbol karakter khusus. BCD hanya digunakan oleh komputer generasi pertama.

  

BCD 4 bit Digit Desimal

0000

  Tabel Binary Coded Decimal 0001

  2 0010 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001

  9 SBCDIC 

  Merupakan kode biner yang dikembangkan dari BCD. SBCDIC menggunakan kombinasi 6 bit sehingga lebih banyak kombinasi yang bisa dihasilkan. Yaitu 64 kombinasi kode. Ada 10 kode untuk digit angka dan 26 kode untuk alphabet dan sisanya untuk karakter khusus tertentu. SBCDID digunakan pada komputer generasi kedua.

  

  Tabel SBCDIC _SBCDIC

  Karakter ^{SBCDIC Karakter} _{BA8421 BA8421 001010 100001 J 000001 1 100010 K 000101 000100} 000010

^{000010 2 100011 L 2 100011 L} _{4 100101 N 5 100110 O 001000 000111} 000110 ^{6 100111 P} _{7 101000 Q 8 101001 R} 001001 ^{9 010010 S} _{110001 A 010011 T 110010 B 010100 U} 110011 C 010101 ^V _{110100 D 010110 W 110101 E 010111 X} 110110 F 011000 Y _{110111 G 011001 Z} EBCDIC 

  EBCDID adalah kode 8 bit yang memungkinka n untuk mewakili karakter 256 kombinasi karakter.

  Pada EBCDID, high order bits atau 4 bit pertama disebut Zone bits dan low order bits atau 4 bit kedua disebut dengan numeric bit.

  

Tabel Extended Binary Code Decimal Interchange Code

  Kode Boudot 

  Kode Boudot terdiri atas 5 bit yang dipergunakan pada terminal teletype dan teleprinter. Karena kombinasi ini terdiri dari 5 bit maka hanya terdiri dari 25 sampai 32 kombinasi dengan kode huruf dan gambar yang berbeda. dan gambar yang berbeda.

  

  Jika kode ini dikirim menggunakan transmisi serial tak sinkron, maka pulsa stop bit-nya pada umumnya memiliki lebar 1,5 bit. Hal ini berbeda dengan kode ASCII yang menggunakan 1 atau 2 bit untuk pulsa stop-bitnya.

  

Tabel Kode Boudot Kode Karakter Letter Karakter Figure

  _{10010 D $ 01110 C : 10011 B ?} - 11000 A 10000 E _{10110 F ! 01011 G & 00101 H #} ³ _{01001 01001 L L ) ) 11110 K ( 11010 J ‘}

01100 ^{I 8} _{01101 P 00110 N ,} 00111 M . _{11101 Q 1 11100 U 00001 T 10100 S BELL} 01010 R _{7 5} ⁴

01111

_{10111 11001 W 10101 Y X /} ^{V ;} _{6 2 00100 SPC SPC 11011 FIGS FIGS 11111 LTRS LTRS} 10001 Z “ ASCII Code 

  Kode ASCII memiliki 128 bit kombinasi yang selalu digunakan. Dari 128 kombinasi tersebut 32 kode diantaranya digunakan untuk f ungsi-f ungsi kendali

seperti SYN, STX. Sisa karakter lain digunakan untuk

karakter-karakter alphanumerik dan sejumlah karakter karakter-karakter alphanumerik dan sejumlah karakter khusus seperti = , / . ?

   Pada dasarnya kode ASCII merupakan kode alf anumerik yang paling popular dalam teknik komunikasi data. Kode ini menggunakan tujuh bit untuk posisi pengecekan bit secara even atau odd parity.

  Unicode 

  O rang-orang di negara-negara yang berbeda menggunakan karakter berbeda untuk menuliskan kata-kata dalam bahasa ibu mereka. Sekarang ini kebanyakan aplikasi, mencakup sistem email dan web browser, menggunakan sistem 8 bit yang mana mereka dapat beroperasi yang tepat sesuai ketentuan, seperti ISO -8859-1. ketentuan, seperti ISO -8859-1.

   Unicode memiliki lebar per karakter sebesar 20 bit. Akan menjadi boros jika kita mengirim data Unicode yang berisi teks huruf Latin menggunakan 20 bit per karakter. O leh

karena itu maka Unicode ditransformasika n terlebih dahulu

menjadi UTF-8 atau UTF-16 (Unicode Transf ormation Format) dengan UTF-8 maka karakter-karakter pada U+ 0000

(Notasi U+ abcd) digunakan untuk mengacu pada karakter

bernomor abcd pada tabel Unicode.

   Pada dasarnya ada 4 cara untuk mengkodekan karakter Unicode, yaitu: 1.

  UTF-8: 128 karakter digunakan untuk mengkode 1 byte (karakter ASCII). 1.920 karakter digunakan mengkode 2 byte (untuk karakter

Roma, Yunani, Cyrilic, Coptic, Armenian, Ibrani dan Arab). 63.488

karakter digunakan untuk mengkde 3 byte (Cina dan Jepang). 247.418.112 karakter yang lain, yang belum digunakan, dapat 247.418.112 karakter yang lain, yang belum digunakan, dapat digunakan untuk mengkpde 4, 5, 6 karakter.

  2. UCS-2: Tiap-tiap karakter direpresentasikan oleh 2 byte. Pengkodean ini digunakan untuk merepresentasikan 65.536 karakter Unicode yang pertama.

  3. UTF-16: Ini adalah perluasan dari UCS-2 dimana dapat

direpresentasikan 1.112.064 karakter Unicode. 65.536 karakter

Unicode yang pertama diwakili 2 byte, yang lainnya 4 byte.

  4. UCS-4: Tiap-tiap karakter direpresentasikan oleh 4 byte.

  

  Unicode Bahasa Armenian

  Komunikasi Data

Data Analog Sinyal Analog

  Analog Modulation (AM) Frequency Modulation (FM) Frequency Modulation (FM) Phase Modulation (PM)

  

  Mengapa memodulasi sinyal analog?

   Frekuensi lebih tinggi dapat memberikan transmisi yg lebih ef isien

   Memung kinkan f requency division multiplexing

  

  Tipe-Tipe modulasi

   Amplitude Modulation (AM)

   Frequency Modulation (FM)

   Phase Modulation (PM)

  Lebar jalur AM

  Modulasi Frekuensi

  Lebarjalur keseluruhan yg diperlukan untuk FM dapat ditentukan melalui lebarjalur isyarat audio: BWt = 1 0 x BWm. Lebarjalur FM

  Lebarjalur isyarat audio stereo biasanya 1 5 KHz. O leh

itu, suatu station FM memerlukan sekurang-kurangnya

lebarjalur seluas 1 5 0 KHz. FCC menetapkan lebarjalur

minimum sekurang-kurangnya 2 0 0 KHz (0 .2 MHz). Jalur FM

Example We have an audio signal with a bandwidth of 4 MHz.

  

What is the bandwidth needed if we modulate the signal

using FM? Ignore FCC regulations.

Solution Solution

  An FM signal requires 10 times the bandwidth of the original signal: BW = 10 x 4 MHz = 40 MHz

  Data Analog Sinyal Digital

  W a v e fo rm C o d e rs

  Sampling Sampling Filtering Filtering Encoding Encoding uantizing uantizing

  

1

  

1

  

1

  

1

  

1

  

1

  

1

  

1 S S E E Qu Qu W a v e fo rm E N C O D E R Digitalisasi Data Analog

Digitizing Voice: PCM W aveform Encoding 

  Nyquist Theorem: sinyal analog dicuplik dengan laju dua kali f rekuensi tertinggi sinyal analog tersebut  Voice f requency range: 300-3400 Hz  Sampling f requency = 8000/ sec (every 125us) 

  Bit rate: (2 x 4 Khz) x 8 bits per sample 

  = 64,000 bits per second (DS-0) 

  Metoda yang sering digunakan CODEC

  PCM = DS-0

  64 Kbps Pulse Code Modulation (PCM) (1) 

  Jika suatu sinyal dicuplik (sampling) dg interval regular dg laju lebih besar drpd dua kali f rekuensi tertinggi sinyal, sampel-sampel memuat semua inf ormasi dari sinyal original

  

  Data suara dibatasi di bawah 4000Hz

  

  Memerlukan 8000 sampel per detik

  

  Sampel-sampel analog (Pulse Amplitude Modulation, PAM)

  

  Tiap sampel dialokasikan nilai digital Pulse Code Modulation (PCM) (2) 

  Sistem 4 bit memberikan 16 level

  

  Kuantisasi

   Error kuantisasi atau noise

   Aproksimasi berarti tdk mungkin utk mendpkan kembali

   Aproksimasi berarti tdk mungkin utk mendpkan kembali sinyal original secara eksak

  

  Sampel 8 bit memberikan 256 level

  

  Kualitas sebanding dg transmisi analog

  

  8000 sampel per detik dg masing-masing sampel 8 bit memberikan 64kbps PCM Example

  PCM Block Diagram

  Nonlinear Encoding 

  Level kuantisasi tidak sama

  

  Mengurangi keseluruhan distorsi sinyal

  

  Dapat juga dilakukan dengan companding Ef f ect dari Non-Linear Coding

  Fungsi Companding Tipikal

  Delta Modulation 

  Input analog diaproksimasikan dg f ungsi tangga (staircase f unction)

  

  Naik atau turun satu level ( ) pd tiap inter val

  

  sampel sampel Delta Modulation - contoh

  Delta Modulation - O perasi

  

Delta Modulation - Perf ormansi



  Reproduksi suara baik

   PCM - 128 level (7 bit)

   Voice bandwidth 4khz

  

Memerlukan 8000 x 7 = 56kbps utk PCM

  

Memerlukan 8000 x 7 = 56kbps utk PCM

  

  Kompresi data dp memperbaiki ini

   mis. Teknik Interf rame coding untuk video

  Perkataan “Modem” : mo dulator/ dem odulator. Modulasi/ Demodulasi

Modem Tradisional

Modem 56K

Data Digital Sinyal Analog

  Dalam komunikasi data, transmisi jalur lebar selalu menggunakan isyarat analog utk menghantar data Penggunaan jalur lebar (broadband) dlm komunikasi

biasanya akan melibatkan penukaran isyarat digital < -

• > analog

   Biasanya modem menukarkan gelombang diskret ke sinus utk transmisi analog

   Proses ini disebut proses modulasi

   Terdapat 4 kaedah modulasi :

   ASK (Amplitude Shif t Keying)

   ASK (Amplitude Shif t Keying)

   FSK Frequency Shif t Keying)

   PSK (Phase Shif t Keying)

   Q AM (Q uadrature Amplitude Modulation )

  

Kedua modem yang terlibat perlu menggunakan

kaedah modulasi yang sama utk berkomunikasi

  ASK

  Frequency Shif t-Keying

  Phase Shif t-Keying

  Kombinasi Q AM

  Bit dan Baud

  Perbandingan Kadar Bit dan Baud

Modulation Units Bits/ Baud Baud rate Bit Rate

  1 N N 4-PSK, 4-Q AM Dibit

  5N 64-Q AM Hexabit

  8N

  8 N

  7N 256-Q AM O ctabit

  7 N

  6N 128-Q AM Septabit

  6 N

  5 N

  2 N

  ASK, FSK, 2-PSK Bit

  4 N

  4N kuliah2/ subali/ p-telkom

  4 N

  3N 16-Q AM Q uadbit

  3 N

  2N 8-PSK, 8-Q AM Tribit

  4N 32-Q AM Pentabit Kesimpulan 4 kombinasi yang dapat dihasilkan : 

  Data Analog, Sinyal Analog Ditransmisikan sebagai baseband yang mudah dan murah.

  Penggunaan modulasi untuk menggeser bandwidth dari sinyal baseband ke porsi lainnya dari spektrum  

  Data Analog, Sinyal Digital Data Analog, Sinyal Digital

Yang diijinkan adalah menggunakan transmisi digital moder n dan

peralatan sakelar

   Data Digital, Sinyal Analog Beberapa media transmisi seperti serat optik / sof tware yang hanya merambatkan sinyal analog

   Data Digital, Sinyal Digital Secara umum peralatan untuk mengkode data digital menjadi sinyal digital adalah sedikit lebih komplek dan lebih mahal daripada peralatan modulator digital ke analog

  Data Digital Sinyal Digital

   Elemen sinyal adalah tiap pulsa dari sinyal digital. Data binari / digital ditransmisikan dengan mengkodekan bit-bit data ke dalam elemen- elemen sinyal.

  Contoh : bit binari 0 untuk level tegangan rendah bit binari 1 untuk level tegangan tinggi   kecepatan data signalling dalam bps (bit per detik) kecepatan data signalling dalam bps (bit per detik)

   Sinyal unipolar adalah semua elemen sinyal yang mempunyai tanda yang

sama, yaitu positif semua atau negatif semua. Sedangkan sinyal polar

adalah elemen sinyal dimana salah satu logic statenya diwakili oleh level tegangan positif dan yang lainnya oleh level tegangan negatif.

  

Durasi = panjang bit (1/ R) adalah jumlah waktu yang dibutuhkan oleh

transmiter untuk mengirimkan bit dengan kecepatan R

  

Kecepatan modulasi : kecepatan perubahan level sinyal dalam satuan

baud (besaran eleman sinyal perdetik)

   Mark menunjukkan binari 1, dan

  

Faktor kesuksesan penerima dalam mengartikan sinyal yang datang:

   Ratio signal to noise (S/ N) : peningkatan S/ N akan menurunkan bit error rate

   Kecepatan data / data rate : peningkatan data rate akan meningkatkan bit error rate (kecepatan error dari bit) meningkatkan bit error rate (kecepatan error dari bit)

   Bandwidth : peningkatan bandwidth dapat meningkatkan data rate.

  

Hubungan ketiga faktor tersebut adalah :

   Kecepatan data bertambah, maka kecepatan errorpun

bertambah, sehingga memungkinkan bit yang diterima error.

   Kenaikan S/ N mengakibatkan kecepatan error berkurang

   Lebar bandwidth membesar yang diperbolehkan, kecepatan data akan bertambah

   5 faktor evaluasi (faktor-faktor yang mempengaruhi coding) : 1.

  Spektrum sinyal / signal spektrum Ketidakadaan komponen f rekuensi tinggi berarti diperlukan bandwidth sempit untuk transmisi.

  2. Kemampuan sinkronisasi / clocking / signal synchronization capability

Untuk menghitung posisi start dan stop dari tiap posisi bit dengan

mekanisme sinkronisasi.

  3. Kemampuan mendeteksi error / signal error detecting capability Kemampuan error detection dapat diberikan secara sederhana dengan pengkodean natural.

  4. Tahan terhadap gangguan / signal interf erence and noise immunity Digambarkan oleh kecepatan bit error.

  5. Biaya dan kompleksitas / cost and complexity Semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi data rate yang ada, semakin besar biayanya.

  

Teknik Data Digital, Sinyal Digital terbagi atas :

   Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L)

   Nonreturn to Zero Inverted (NRZI)

   Bipolar -AMI

   Bipolar -AMI

   Pseudoternary

   Manchester

   Dif f erential Manchester

  

   HDB3 Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) 

  Dua tegangan berbeda utk bit-bit 0 dan 1

  

  Tegangan konstan selama bit interval

   Tdk ada transisi yaitu ada tegangan kembali ke nol

  

  Mis. Tdk ada tegangan utk “ 0” , tegangan positif

  

  Mis. Tdk ada tegangan utk “ 0” , tegangan positif konstan utk “ 1”

  

  Lebih sering, tegangan negatif utk satu harga dan positif utk lainnya

  

  Ini adalah NRZ-L

  

Nonreturn to Zero Inverted (NRZ-I)



  Nonreturn to zero inverted on ones

  

  Pulsa tegangan konstan utk durasi bit

  

  Data dikodekan sbg ada atau tdk ada transisi sinyal pd awal waktu bit sinyal pd awal waktu bit

  

  Transisi (rendah ke tinggi atau tinggi ke rendah) menyatakan biner 1

  

  Tdk ada transisi menyatakan biner 0

  

  Contoh dari dif f erential encoding NRZ

  Dif f erential Encoding 

  Data direpresentasikan dg perubahan dr level- level

  

  Deteksi transisi lebih handal drpd level

  

  Dlm layout transmisi yg kompleks sangat mudah

  

  Dlm layout transmisi yg kompleks sangat mudah kehilangan sense polaritas NRZ pros dan cons 

  Pros

   Mudah dlm rekayasa

   Baik dlm penggunaan bandwidth

  

  Cons

  

  Cons

   komponen dc

   Kurang kemampuan sinkronisasi

  

  Digunakan utk perekaman (recording) magnetis

  

  Tdk sering digunakan utk transmisi sinyal Multilevel Binary 

  Menggunakan lebih dari dua level

  

  Bipolar-AMI

  

nol direpresentasikan dg tdk ada sinyal saluran

   Satu direpresentasikan dg pulsa positif atau negatif

   Pulsa-pulsa satu bergantian dlm polaritas

  

Tdk kehilangan sinkronisasi utk deretan satu yg

panjang (Nol masih masalah)

   Tdk ada komponen dc

   Bandwidth lebih rendah

   Deteksi error mudah Pseudoternary 

  Satu direpresentasikan dg ketiadaan sinyal saluran

  

  Nol direpresentasikan pergantian positif dan negatif

  

  Tdk ada kelebihan atau kekurangan dibandingkan

  

  Tdk ada kelebihan atau kekurangan dibandingkan bipolar-AMI Bipolar-AMI dan Pseudoternary

  Untung Rugi utk Multilevel Binary 

  Tdk seef isien NRZ

   Tiap elemen sinyal hanya merepresentasikan satu bit

   Dlm suatu sistem 3 level dp merepresentasikan log 3 =

  2 1.58 bits

   Penerima harus membedakan antara tiga level (+ A, -A, 0)

   Memerlukan kira-kira daya sinyal 3dB lebih utk probabilitas bit error yg sama Biphase 

  Manchester 

  Transisi pd pertengahan tiap perioda bit 

  Transisi berperan sbg clock dan data 

  Rendah ke tinggi menyatakan satu 

  Tinggi ke rendah menyatakan nol  Digunakan pd IEEE 802.3

   Dif f erential Manchester

   Transisi pertengahan bit hanya utk clocking

   Transisi pd awal perioda bit menyatakan nol

   Tdk ada transisi pd awal perioda bit menyatakan satu

   Cat: ini suatu skimdif f erential encoding

   Digunakan pd IEEE 802.5 Manchester Encoding

  Dif f erential Manchester Encoding

  Biphase Pros dan Cons 

  Con

   Paling sedikit satu transisi per waktu bit dan kemungkinan dua

   Laju modulasi maksimum dua kali NRZ

   Memerlukan lebih banyak bandwidth

   Memerlukan lebih banyak bandwidth

  

  Pros

   Sinkronisasi pd pertengahan transisi bit (self clocking)

   Tdk ada komponen dc

   Deteksi error

   Ketiadaan transisi yg diharapkan Laju Modulasi

  Scrambling 

  G unakan pengacakan (scrambling) utk menggantikan deretan yg akan menghasilkan tegangan konstan 

  Pengisisan (f illing) deretan 

  Harus menghasilkan cukup transisi utk sinkronisasi 

  Harus dikenali oleh penerima dan diganti dg yg original 

  Harus dikenali oleh penerima dan diganti dg yg original 

  Sama panjang spt original 

  Tdk ada komponen dc 

  Tdk ada level sinyal saluran nol yg panjang 

  Tdk ada pengurangan dlm laju data 

  Kemampuan deteksi error

   Bipolar dg substitusi 8 Nol (Bipolar W ith 8 Zeros Substitution)

   Didasarkan pd bipolar-AMI

   Jika octet dari semua nol dan tegangan pulsa terakhir sebelumnya positif code-kan sbg 000+ -0-+

   Jika octet dari semua nol dan tegangan pulsa terakhir negatif code kan sbg 000-+ 0+ -

   Menyebabkan dua pelanggaran thd AMI code

   Kecil kemungkinannya terjadi sbg hasil dari noise

   Penerima mendeteksi dan menginterpretasikan sbg octet dari semua nol

  HDB3 

  High Density Bipolar 3 Zeros

  

  Kan pd bipolar-AMI

  

  Deretan empat nol digantikan dg satu atau dua pulsa pulsa B8ZS and HDB3

Spectral Density Skim Encoding

  Teknik-teknik Komunikasi Digital 

  Serial and Paralel Data Transmission 

  Asynchronous and Synchronous Transmission 

  Error Detection and Correction 

  Line Conf iguration 

  Line Conf iguration 

  Data Communications Interf acing

  2

  

3

• Dalam waktu bersamaan 8 bit (1 karakter) dikirim secara paralel

• • Digunakan untuk menghubungkan komputer ke printer atau ke komputer lain

  dalam satu ruangan dengan menggunakan kabel dengan delapan kawat

• Transf er data lebih cepat, tapi hanya digunakan untuk jarak yang relatif pendek (mis 10 meter)

  Transmisi Asinkron dan Sinkron 

  Masalah waktu membutuhkan mekanisme untuk menyamakan antara transmiter dan receiver

  

  Dua solusi

   Asinkronisasi

   Asinkronisasi