TEKNIK PENGKODEAN SINYAL
A.Kombinasi Pengkodean
1.Digital signaling: sumber data g(t), berupa digital atau analog, dikodekan
menjadi sinyal digital x(t) berdasarkan teknik tertentu
2.Analog signaling: sinyal input m(t) disebut “modulating signal” dikalikan
dengan sinyal pembawa, hasil modulasi berupa sinyal analog s(t) disebut
“modulated signal”
3.Ada 4 kombinasi hubungan data dan sinyal:
• Data digital, sinyal digital → perangkat pengkodean data digital menjadi
sinyal digital lebih sederhana dan murah daripada perangkat modulasi
digital-to-analog
• Data analog, sinyal digital → konversi data analog ke bentuk digital
memungkinkan penggunaan perangkat transmisi dan switching digital
• Data digital, sinyal analog → beberapa media transmisi hanya bisa
merambatkan sinyal analog, misalnya unguided media
• Data analog, sinyal analog → data analog dapat dikirimkan dalam
bentuk sinyal baseband, misalnya transmisi suara pada saluran
pelanggan PSTN.
B.Teknik Pengkodean dan Modulasi
1.Bentuk x(t) bergantung pada teknik pengkodean dan dipilih yang sesuai dengan
karakteristik media transmisi
2.Frekuensi sinyal pembawa dipilih yang kompatibel dengan media transmisi
C.Data Digital, Sinyal Digital
1.Sinyal digital merupakan deretan pulsa tegangan diskrit dan diskontinu, tiap
pulsa merupakan elemen sinyal.
2.Jika semua elemen sinyal memiliki tanda aljabar yang sama (positif atau
negatif), maka sinyal tersebut unipolar.
3.Penerima harus mengetahui timing dari setiap bit
D.Definisi Format Pengkodean
E.Format Pengkodean Sinyal Digital
F.Data Digital, Sinyal Digital
Jika faktor lain konstan, maka pernyataan berikut adalah benar:
• Laju data naik → BER (bit error rate/ratio) naik
• SNR naik → BER turun
• Bandwidth naik → laju data (datarate) naik
Parameter pembanding teknik pengkodean:
• Spektrum sinyal → jumlah komponen frekuensi tinggi yang sedikit berarti
lebih hemat bandwidth transmisi
• Clocking → menyediakan mekanisme sinkronisasi antara source dan
destination
• Deteksi kesalahan → kemampuan error detection dapat dilakukan secara
sederhana oleh skema line coding
• Kekebalan terhadap interferensi sinyal dan derau → dinyatakan dalam BER
• Biaya dan kompleksitas →semakin tinggi laju pensinyalan atau laju data,
semakin besar biaya
Bandingkan keenam teknik line coding di atas berdasarkan parameter tersebut.
G.Rapat Spektral
NRZ
• Mudah direkayasa
• Sebagian besar energi berada antara dc dan 0,5 kali laju bit
• Ada komponen DC,
• kemampuan sinkronisasi buruk
• Biasanya digunakan pada penyimpanan magnetik
Multilevel binary
• Kasus bipolar AMI dan pseudoternary
• Tidak ada akumulasi komponen dPengkodean diferensial informasi yang akan dikirim didasarkan atas perbedaan antara simbol data yang berurutan.
H.BER Teoritis
Multilevel binary
• Untuk memperoleh BER tertentu, perlu daya 3 dB lebih besar dibandingkan NRZ
I.Biphase
Kasus Manchester dan differential Manchester
Keunggulan
• Sinkronisasi: penerima dapat melakukan sinkronisasi pada setiap
transisi dalam 1 durasi bit
• Tanpa komponen dc
• Deteksi kesalahan: transisi yang tidak terjadi di tengah bit dapat
digunakan sebagai indikasi kesalahan
Kelemahan
• Bandwidth lebih besar dibandingkan NRZ dan multilevel binary
Kode Manchester digunakan pada standar IEEE 802.3 (CSMA/CD)
untuk LAN dengan topologi bus, media transmisi kabel koaksial baseband dan twisted pair Kode differential Manchester digunakan pada IEEE 802.5 (token ring LAN), media transmisi STP.
J.Laju Modulasi
Yaitu laju perubahan level sinyal (pembangkitan elemen sinyal), berbeda dengan laju data
Contoh: pada Manchester
• Data rate = 1/Tb
• Modulation rate = 2/Tb
K.Laju Modulasi
Secara umum D = R/b
• D=laju modulasi,
• R=laju data (bps), b=jumlah bit per elemen sinyal
Tujuan perancangan pengkodean data adalah:
• Tidak ada komponen dc
• Tidak ada urutan bit yang menyebabkan sinyal berada pada level 0
dalam waktu lama
• Tidak mengurangi laju data
• Kemampuan deteksi kesalahan
Unipolar: semua elemen sinyal (pulsa) memiliki tanda yang sama, positif atau negatif
Polar: satu keadaan diwakili oleh level tegangan positif, dan keadaan lain oleh level negatif.
L.Laju Transisi Sinyal
A.Salah satu cara dalam penentuan laju modulasi adalah dengan mencari
rata-rata jumlah transisi yang terjadi per periode bit.
B.Tabel berikut memberikan contoh laju transisi sinyal dengan kasus
aliran data 1 dan 0 bergantian (101010…)
C.Carilah laju transisi sinyal jika aliran datanya 11001100…
M.Teknik Scrambling
Terdapat 2 teknik yang sering digunakan pada layanan transmisi jarak jauh.
B8ZS (bipolar with 8-zeros substitution) → Amerika Utara
Jika pulsa tegangan terakhir sebelum 8-zero memiliki level positif,maka dikodekan sebagai 000+-0+
Jika pulsa tegangan terakhir memiliki level negatif, maka kodenya adalah 000-+0+-
HDB3 (high density bipolar-3 zeros) → Eropa dan Jepang.
Teknik B8ZS memiliki 2 violation terhadap kode AMI, sedangkan HDB3 memiliki 1 violation pada bit keempat.
N.Teknik Scrambling
O.Data Digital, Sinyal Analog
Contoh: transmisi data digital melalui jaringan telepon publik (PSTN); perangkat
digital dihubungkan ke jaringan melalui modem.
P.Modulasi Digital
Ada 3 teknik pengkodean atau modulasi dasar untuk mengubah data digital
menjadi sinyal analog: amplitude shift keying (ASK), frequency shift keying (FSK),
dan phase shift keying (PSK).
Q.Kinerja
Rasio datarate terhadap bandwidth transmisi disebut efisiensi bandwidth
• Bandwidth transmisi ASK dan PSK adalah: BT = (1+r)R
• Untuk FSK: BT = 2ΔF+(1+r)R
• Untuk pensinyalan multilevel: BT = (1+r)R/b
• Bandingkan dengan pensinyalan digital: BT = 0,5(1+r)D
Ingatlah bahwa Eb/No = (S/N).(BT/R)
• BER dapat dikurangi dengan menaikkan Eb/No
Legenda:
• R=bitrate,
• r=faktor roll-off (0<r<1),
• ΔF=frekuensi offset=f2-fc=fc-f1,
• b=jumlah bit per elemen sinyal,
• D=laju modulasi
R.Efisiensi Bandwidth
Rasio datarate terhadap bandwidth transmisi untuk berbagai skema
pengkodean digital-to-analog ditunjukkan pada tabel.
Contoh: berapa efisiensi bandwidth FSK, ASK, PSK, dan QPSK untuk BER 10-7 pada kanal yang memiliki SNR 12 dB?.
S.Data Analog, Sinyal Digital
A.Setelah konversi data analog ke data digital, proses selanjutnya adalah salah
satu dari 3 cara berikut:
• Data digital langsung ditransmisikan dalam bentuk NRZ-L
• Data digital dikodekan sebagai sinyal digital dengan menggunakan kode selain NRZ-L
• Data digital dikonversi menjadi sinyal analog, dengan menggunakan teknik Modulasi.
B.Teknik dasar yang digunakan dalam codec:
• Pulse code modulation → SNR=6,02n+1,76 dB
• Delta modulation → implementasi lebih sederhana, karakteristik SNR lebih buruk.
T.Teorema Pencuplikan
Jika x(t) adalah sinyal bandlimited, dengan bandwidth fh,
Dan p(t) adalah sinyal pencuplik yang terdiri dari pulsa-pulsa pada interval Ts=1/fs;
Maka xs(t) = x(t)p(t) adalah sinyal tercuplik.
U.Pulse Code Modulation
1.Jika data suara dibatasi pada frekuensi di bawah 4000 Hz, maka frekuensi 8000 cuplikan per detik dianggap cukup untuk mewakili sinyal suara.
2.Pada gambar di samping, tiap cuplikan dikuantisasi menjadi 16 level
3.Kemudian hasil kuantisasi direpresentasikan oleh 4 bit
4.Berapa laju bit yang dihasilkan?
5.Contoh lain: jumlah level kuantisasi 256, frekuensi pencuplikan 8000 Hz, berapa laju
V.Contoh PCM
1.Perbandingan sinyal terhadap noise untuk derau kuantisasi dapat dinyatakan sebagai
2.SNRdB = 20log2n+1,76 dB
3.Alasan utama penggunaan
teknik digital
• Tidak ada additive
noise
• Tida ada
intermodulation noise
W.Data Analog, Sinyal Analog
1.Alasan utama diperlukannya
modulasi analog:
• Transmisi efektif terjadi
pada frekuensi tinggi
• Memungkinkan frequencydivision
multiplexing
2.Modulasi amplitudo
s(t) = [1+nax(t)]cos(2πfct)
• cos(2πfct) adalah pembawa
• x(t) adalah sinyal masukan (membawa data)
X.Data Analog, Sinyal Analog
1.Modulasi sudut s(t) = Accos[2πtfc+φ(t)]
• Modulasi fasa: φ(t) = npm(t)
• Modulasi frekuensi: φ’(t) = nfm(t)
2.Contoh turunan AM: Quadrature Amplitude Modulation
3.QAM merupakan teknik pensinyalan analog yang digunakan pada jaringan
4.asymmetric digital subscriber line (ADSL)
5.Sinyal QAM:
s(t) =d1(t)cos(2πfct)+d2(t)sin(2πfct)
Y.Spread Spectrum
1.Teknik ini digunakan untuk mengirimkan data analog atau digital, dengan sinyal analog.
2.Ide dasarnya adalah penyebaran sinyal informasi dalam bandwidth yang lebih lebar sehingga menyulitkan jamming
3.Skema dalam penerapan spektral tersebar:
• Frequency hopping →sinyal di-broadcast dengan deretan frekuensi radio
yang acak, berpindah dari 1 frekuensi ke frekuensi lain pada selang waktu
yang sempit
• Direct sequence →tiap bit dalam sinyal asli diwakili oleh banyak bit dalam
sinyal yang ditransmisikan, disebut sebagai chipping code; contoh: chipping
code 10-bit menyebarkan sinyal pada pita frekuensi yang besarnya 10 kali.
Z.Contoh Direct Sequence
Minggu, 09 Juni 2013
TEKNIK PENGKODEAN SINYAL
TEKNIK PENGKODEAN SINYAL
TEKNIK PENGKODEAN SINYAL
A.Kombinasi Pengkodean
1.Digital signaling: sumber data g(t), berupa digital atau analog, dikodekan
menjadi sinyal digital x(t) berdasarkan teknik tertentu
2.Analog signaling: sinyal input m(t) disebut “modulating signal” dikalikan
dengan sinyal pembawa, hasil modulasi berupa sinyal analog s(t) disebut
“modulated signal”
3.Ada 4 kombinasi hubungan data dan sinyal:
• Data digital, sinyal digital → perangkat pengkodean data digital menjadi
sinyal digital lebih sederhana dan murah daripada perangkat modulasi
digital-to-analog
• Data analog, sinyal digital → konversi data analog ke bentuk digital
memungkinkan penggunaan perangkat transmisi dan switching digital
• Data digital, sinyal analog → beberapa media transmisi hanya bisa
merambatkan sinyal analog, misalnya unguided media
• Data analog, sinyal analog → data analog dapat dikirimkan dalam
bentuk sinyal baseband, misalnya transmisi suara pada saluran
pelanggan PSTN.
B.Teknik Pengkodean dan Modulasi
1.Bentuk x(t) bergantung pada teknik pengkodean dan dipilih yang sesuai dengan
karakteristik media transmisi
2.Frekuensi sinyal pembawa dipilih yang kompatibel dengan media transmisi
C.Data Digital, Sinyal Digital
1.Sinyal digital merupakan deretan pulsa tegangan diskrit dan diskontinu, tiap
pulsa merupakan elemen sinyal.
2.Jika semua elemen sinyal memiliki tanda aljabar yang sama (positif atau
negatif), maka sinyal tersebut unipolar.
3.Penerima harus mengetahui timing dari setiap bit
D.Definisi Format Pengkodean
E.Format Pengkodean Sinyal Digital
F.Data Digital, Sinyal Digital
Jika faktor lain konstan, maka pernyataan berikut adalah benar:
• Laju data naik → BER (bit error rate/ratio) naik
• SNR naik → BER turun
• Bandwidth naik → laju data (datarate) naik
Parameter pembanding teknik pengkodean:
• Spektrum sinyal → jumlah komponen frekuensi tinggi yang sedikit berarti
lebih hemat bandwidth transmisi
• Clocking → menyediakan mekanisme sinkronisasi antara source dan
destination
• Deteksi kesalahan → kemampuan error detection dapat dilakukan secara
sederhana oleh skema line coding
• Kekebalan terhadap interferensi sinyal dan derau → dinyatakan dalam BER
• Biaya dan kompleksitas →semakin tinggi laju pensinyalan atau laju data,
semakin besar biaya
Bandingkan keenam teknik line coding di atas berdasarkan parameter tersebut.
G.Rapat Spektral
NRZ
• Mudah direkayasa
• Sebagian besar energi berada antara dc dan 0,5 kali laju bit
• Ada komponen DC,
• kemampuan sinkronisasi buruk
• Biasanya digunakan pada penyimpanan magnetik
Multilevel binary
• Kasus bipolar AMI dan pseudoternary
• Tidak ada akumulasi komponen dPengkodean diferensial informasi yang akan dikirim didasarkan atas perbedaan antara simbol data yang berurutan.
H.BER Teoritis
Multilevel binary
• Untuk memperoleh BER tertentu, perlu daya 3 dB lebih besar dibandingkan NRZ
I.Biphase
Kasus Manchester dan differential Manchester
Keunggulan
• Sinkronisasi: penerima dapat melakukan sinkronisasi pada setiap
transisi dalam 1 durasi bit
• Tanpa komponen dc
• Deteksi kesalahan: transisi yang tidak terjadi di tengah bit dapat
digunakan sebagai indikasi kesalahan
Kelemahan
• Bandwidth lebih besar dibandingkan NRZ dan multilevel binary
Kode Manchester digunakan pada standar IEEE 802.3 (CSMA/CD)
untuk LAN dengan topologi bus, media transmisi kabel koaksial baseband dan twisted pair Kode differential Manchester digunakan pada IEEE 802.5 (token ring LAN), media transmisi STP.
J.Laju Modulasi
Yaitu laju perubahan level sinyal (pembangkitan elemen sinyal), berbeda dengan laju data
Contoh: pada Manchester
• Data rate = 1/Tb
• Modulation rate = 2/Tb
K.Laju Modulasi
Secara umum D = R/b
• D=laju modulasi,
• R=laju data (bps), b=jumlah bit per elemen sinyal
Tujuan perancangan pengkodean data adalah:
• Tidak ada komponen dc
• Tidak ada urutan bit yang menyebabkan sinyal berada pada level 0
dalam waktu lama
• Tidak mengurangi laju data
• Kemampuan deteksi kesalahan
Unipolar: semua elemen sinyal (pulsa) memiliki tanda yang sama, positif atau negatif
Polar: satu keadaan diwakili oleh level tegangan positif, dan keadaan lain oleh level negatif.
L.Laju Transisi Sinyal
A.Salah satu cara dalam penentuan laju modulasi adalah dengan mencari
rata-rata jumlah transisi yang terjadi per periode bit.
B.Tabel berikut memberikan contoh laju transisi sinyal dengan kasus
aliran data 1 dan 0 bergantian (101010…)
C.Carilah laju transisi sinyal jika aliran datanya 11001100…
M.Teknik Scrambling
Terdapat 2 teknik yang sering digunakan pada layanan transmisi jarak jauh.
B8ZS (bipolar with 8-zeros substitution) → Amerika Utara
Jika pulsa tegangan terakhir sebelum 8-zero memiliki level positif,maka dikodekan sebagai 000+-0+
Jika pulsa tegangan terakhir memiliki level negatif, maka kodenya adalah 000-+0+-
HDB3 (high density bipolar-3 zeros) → Eropa dan Jepang.
Teknik B8ZS memiliki 2 violation terhadap kode AMI, sedangkan HDB3 memiliki 1 violation pada bit keempat.
N.Teknik Scrambling
O.Data Digital, Sinyal Analog
Contoh: transmisi data digital melalui jaringan telepon publik (PSTN); perangkat
digital dihubungkan ke jaringan melalui modem.
P.Modulasi Digital
Ada 3 teknik pengkodean atau modulasi dasar untuk mengubah data digital
menjadi sinyal analog: amplitude shift keying (ASK), frequency shift keying (FSK),
dan phase shift keying (PSK).
Q.Kinerja
Rasio datarate terhadap bandwidth transmisi disebut efisiensi bandwidth
• Bandwidth transmisi ASK dan PSK adalah: BT = (1+r)R
• Untuk FSK: BT = 2ΔF+(1+r)R
• Untuk pensinyalan multilevel: BT = (1+r)R/b
• Bandingkan dengan pensinyalan digital: BT = 0,5(1+r)D
Ingatlah bahwa Eb/No = (S/N).(BT/R)
• BER dapat dikurangi dengan menaikkan Eb/No
Legenda:
• R=bitrate,
• r=faktor roll-off (0<r<1),
• ΔF=frekuensi offset=f2-fc=fc-f1,
• b=jumlah bit per elemen sinyal,
• D=laju modulasi
R.Efisiensi Bandwidth
Rasio datarate terhadap bandwidth transmisi untuk berbagai skema
pengkodean digital-to-analog ditunjukkan pada tabel.
Contoh: berapa efisiensi bandwidth FSK, ASK, PSK, dan QPSK untuk BER 10-7 pada kanal yang memiliki SNR 12 dB?.
S.Data Analog, Sinyal Digital
A.Setelah konversi data analog ke data digital, proses selanjutnya adalah salah
satu dari 3 cara berikut:
• Data digital langsung ditransmisikan dalam bentuk NRZ-L
• Data digital dikodekan sebagai sinyal digital dengan menggunakan kode selain NRZ-L
• Data digital dikonversi menjadi sinyal analog, dengan menggunakan teknik Modulasi.
B.Teknik dasar yang digunakan dalam codec:
• Pulse code modulation → SNR=6,02n+1,76 dB
• Delta modulation → implementasi lebih sederhana, karakteristik SNR lebih buruk.
T.Teorema Pencuplikan
Jika x(t) adalah sinyal bandlimited, dengan bandwidth fh,
Dan p(t) adalah sinyal pencuplik yang terdiri dari pulsa-pulsa pada interval Ts=1/fs;
Maka xs(t) = x(t)p(t) adalah sinyal tercuplik.
U.Pulse Code Modulation
1.Jika data suara dibatasi pada frekuensi di bawah 4000 Hz, maka frekuensi 8000 cuplikan per detik dianggap cukup untuk mewakili sinyal suara.
2.Pada gambar di samping, tiap cuplikan dikuantisasi menjadi 16 level
3.Kemudian hasil kuantisasi direpresentasikan oleh 4 bit
4.Berapa laju bit yang dihasilkan?
5.Contoh lain: jumlah level kuantisasi 256, frekuensi pencuplikan 8000 Hz, berapa laju
V.Contoh PCM
1.Perbandingan sinyal terhadap noise untuk derau kuantisasi dapat dinyatakan sebagai
2.SNRdB = 20log2n+1,76 dB
3.Alasan utama penggunaan
teknik digital
• Tidak ada additive
noise
• Tida ada
intermodulation noise
W.Data Analog, Sinyal Analog
1.Alasan utama diperlukannya
modulasi analog:
• Transmisi efektif terjadi
pada frekuensi tinggi
• Memungkinkan frequencydivision
multiplexing
2.Modulasi amplitudo
s(t) = [1+nax(t)]cos(2πfct)
• cos(2πfct) adalah pembawa
• x(t) adalah sinyal masukan (membawa data)
X.Data Analog, Sinyal Analog
1.Modulasi sudut s(t) = Accos[2πtfc+φ(t)]
• Modulasi fasa: φ(t) = npm(t)
• Modulasi frekuensi: φ’(t) = nfm(t)
2.Contoh turunan AM: Quadrature Amplitude Modulation
3.QAM merupakan teknik pensinyalan analog yang digunakan pada jaringan
4.asymmetric digital subscriber line (ADSL)
5.Sinyal QAM:
s(t) =d1(t)cos(2πfct)+d2(t)sin(2πfct)
Y.Spread Spectrum
1.Teknik ini digunakan untuk mengirimkan data analog atau digital, dengan sinyal analog.
2.Ide dasarnya adalah penyebaran sinyal informasi dalam bandwidth yang lebih lebar sehingga menyulitkan jamming
3.Skema dalam penerapan spektral tersebar:
• Frequency hopping →sinyal di-broadcast dengan deretan frekuensi radio
yang acak, berpindah dari 1 frekuensi ke frekuensi lain pada selang waktu
yang sempit
• Direct sequence →tiap bit dalam sinyal asli diwakili oleh banyak bit dalam
sinyal yang ditransmisikan, disebut sebagai chipping code; contoh: chipping
code 10-bit menyebarkan sinyal pada pita frekuensi yang besarnya 10 kali.
Z.Contoh Direct Sequence
A.Kombinasi Pengkodean
1.Digital signaling: sumber data g(t), berupa digital atau analog, dikodekan
menjadi sinyal digital x(t) berdasarkan teknik tertentu
2.Analog signaling: sinyal input m(t) disebut “modulating signal” dikalikan
dengan sinyal pembawa, hasil modulasi berupa sinyal analog s(t) disebut
“modulated signal”
3.Ada 4 kombinasi hubungan data dan sinyal:
• Data digital, sinyal digital → perangkat pengkodean data digital menjadi
sinyal digital lebih sederhana dan murah daripada perangkat modulasi
digital-to-analog
• Data analog, sinyal digital → konversi data analog ke bentuk digital
memungkinkan penggunaan perangkat transmisi dan switching digital
• Data digital, sinyal analog → beberapa media transmisi hanya bisa
merambatkan sinyal analog, misalnya unguided media
• Data analog, sinyal analog → data analog dapat dikirimkan dalam
bentuk sinyal baseband, misalnya transmisi suara pada saluran
pelanggan PSTN.
B.Teknik Pengkodean dan Modulasi
1.Bentuk x(t) bergantung pada teknik pengkodean dan dipilih yang sesuai dengan
karakteristik media transmisi
2.Frekuensi sinyal pembawa dipilih yang kompatibel dengan media transmisi
C.Data Digital, Sinyal Digital
1.Sinyal digital merupakan deretan pulsa tegangan diskrit dan diskontinu, tiap
pulsa merupakan elemen sinyal.
2.Jika semua elemen sinyal memiliki tanda aljabar yang sama (positif atau
negatif), maka sinyal tersebut unipolar.
3.Penerima harus mengetahui timing dari setiap bit
D.Definisi Format Pengkodean
E.Format Pengkodean Sinyal Digital
F.Data Digital, Sinyal Digital
Jika faktor lain konstan, maka pernyataan berikut adalah benar:
• Laju data naik → BER (bit error rate/ratio) naik
• SNR naik → BER turun
• Bandwidth naik → laju data (datarate) naik
Parameter pembanding teknik pengkodean:
• Spektrum sinyal → jumlah komponen frekuensi tinggi yang sedikit berarti
lebih hemat bandwidth transmisi
• Clocking → menyediakan mekanisme sinkronisasi antara source dan
destination
• Deteksi kesalahan → kemampuan error detection dapat dilakukan secara
sederhana oleh skema line coding
• Kekebalan terhadap interferensi sinyal dan derau → dinyatakan dalam BER
• Biaya dan kompleksitas →semakin tinggi laju pensinyalan atau laju data,
semakin besar biaya
Bandingkan keenam teknik line coding di atas berdasarkan parameter tersebut.
G.Rapat Spektral
NRZ
• Mudah direkayasa
• Sebagian besar energi berada antara dc dan 0,5 kali laju bit
• Ada komponen DC,
• kemampuan sinkronisasi buruk
• Biasanya digunakan pada penyimpanan magnetik
Multilevel binary
• Kasus bipolar AMI dan pseudoternary
• Tidak ada akumulasi komponen dPengkodean diferensial informasi yang akan dikirim didasarkan atas perbedaan antara simbol data yang berurutan.
H.BER Teoritis
Multilevel binary
• Untuk memperoleh BER tertentu, perlu daya 3 dB lebih besar dibandingkan NRZ
I.Biphase
Kasus Manchester dan differential Manchester
Keunggulan
• Sinkronisasi: penerima dapat melakukan sinkronisasi pada setiap
transisi dalam 1 durasi bit
• Tanpa komponen dc
• Deteksi kesalahan: transisi yang tidak terjadi di tengah bit dapat
digunakan sebagai indikasi kesalahan
Kelemahan
• Bandwidth lebih besar dibandingkan NRZ dan multilevel binary
Kode Manchester digunakan pada standar IEEE 802.3 (CSMA/CD)
untuk LAN dengan topologi bus, media transmisi kabel koaksial baseband dan twisted pair Kode differential Manchester digunakan pada IEEE 802.5 (token ring LAN), media transmisi STP.
J.Laju Modulasi
Yaitu laju perubahan level sinyal (pembangkitan elemen sinyal), berbeda dengan laju data
Contoh: pada Manchester
• Data rate = 1/Tb
• Modulation rate = 2/Tb
K.Laju Modulasi
Secara umum D = R/b
• D=laju modulasi,
• R=laju data (bps), b=jumlah bit per elemen sinyal
Tujuan perancangan pengkodean data adalah:
• Tidak ada komponen dc
• Tidak ada urutan bit yang menyebabkan sinyal berada pada level 0
dalam waktu lama
• Tidak mengurangi laju data
• Kemampuan deteksi kesalahan
Unipolar: semua elemen sinyal (pulsa) memiliki tanda yang sama, positif atau negatif
Polar: satu keadaan diwakili oleh level tegangan positif, dan keadaan lain oleh level negatif.
L.Laju Transisi Sinyal
A.Salah satu cara dalam penentuan laju modulasi adalah dengan mencari
rata-rata jumlah transisi yang terjadi per periode bit.
B.Tabel berikut memberikan contoh laju transisi sinyal dengan kasus
aliran data 1 dan 0 bergantian (101010…)
C.Carilah laju transisi sinyal jika aliran datanya 11001100…
M.Teknik Scrambling
Terdapat 2 teknik yang sering digunakan pada layanan transmisi jarak jauh.
B8ZS (bipolar with 8-zeros substitution) → Amerika Utara
Jika pulsa tegangan terakhir sebelum 8-zero memiliki level positif,maka dikodekan sebagai 000+-0+
Jika pulsa tegangan terakhir memiliki level negatif, maka kodenya adalah 000-+0+-
HDB3 (high density bipolar-3 zeros) → Eropa dan Jepang.
Teknik B8ZS memiliki 2 violation terhadap kode AMI, sedangkan HDB3 memiliki 1 violation pada bit keempat.
N.Teknik Scrambling
O.Data Digital, Sinyal Analog
Contoh: transmisi data digital melalui jaringan telepon publik (PSTN); perangkat
digital dihubungkan ke jaringan melalui modem.
P.Modulasi Digital
Ada 3 teknik pengkodean atau modulasi dasar untuk mengubah data digital
menjadi sinyal analog: amplitude shift keying (ASK), frequency shift keying (FSK),
dan phase shift keying (PSK).
Q.Kinerja
Rasio datarate terhadap bandwidth transmisi disebut efisiensi bandwidth
• Bandwidth transmisi ASK dan PSK adalah: BT = (1+r)R
• Untuk FSK: BT = 2ΔF+(1+r)R
• Untuk pensinyalan multilevel: BT = (1+r)R/b
• Bandingkan dengan pensinyalan digital: BT = 0,5(1+r)D
Ingatlah bahwa Eb/No = (S/N).(BT/R)
• BER dapat dikurangi dengan menaikkan Eb/No
Legenda:
• R=bitrate,
• r=faktor roll-off (0<r<1),
• ΔF=frekuensi offset=f2-fc=fc-f1,
• b=jumlah bit per elemen sinyal,
• D=laju modulasi
R.Efisiensi Bandwidth
Rasio datarate terhadap bandwidth transmisi untuk berbagai skema
pengkodean digital-to-analog ditunjukkan pada tabel.
Contoh: berapa efisiensi bandwidth FSK, ASK, PSK, dan QPSK untuk BER 10-7 pada kanal yang memiliki SNR 12 dB?.
S.Data Analog, Sinyal Digital
A.Setelah konversi data analog ke data digital, proses selanjutnya adalah salah
satu dari 3 cara berikut:
• Data digital langsung ditransmisikan dalam bentuk NRZ-L
• Data digital dikodekan sebagai sinyal digital dengan menggunakan kode selain NRZ-L
• Data digital dikonversi menjadi sinyal analog, dengan menggunakan teknik Modulasi.
B.Teknik dasar yang digunakan dalam codec:
• Pulse code modulation → SNR=6,02n+1,76 dB
• Delta modulation → implementasi lebih sederhana, karakteristik SNR lebih buruk.
T.Teorema Pencuplikan
Jika x(t) adalah sinyal bandlimited, dengan bandwidth fh,
Dan p(t) adalah sinyal pencuplik yang terdiri dari pulsa-pulsa pada interval Ts=1/fs;
Maka xs(t) = x(t)p(t) adalah sinyal tercuplik.
U.Pulse Code Modulation
1.Jika data suara dibatasi pada frekuensi di bawah 4000 Hz, maka frekuensi 8000 cuplikan per detik dianggap cukup untuk mewakili sinyal suara.
2.Pada gambar di samping, tiap cuplikan dikuantisasi menjadi 16 level
3.Kemudian hasil kuantisasi direpresentasikan oleh 4 bit
4.Berapa laju bit yang dihasilkan?
5.Contoh lain: jumlah level kuantisasi 256, frekuensi pencuplikan 8000 Hz, berapa laju
V.Contoh PCM
1.Perbandingan sinyal terhadap noise untuk derau kuantisasi dapat dinyatakan sebagai
2.SNRdB = 20log2n+1,76 dB
3.Alasan utama penggunaan
teknik digital
• Tidak ada additive
noise
• Tida ada
intermodulation noise
W.Data Analog, Sinyal Analog
1.Alasan utama diperlukannya
modulasi analog:
• Transmisi efektif terjadi
pada frekuensi tinggi
• Memungkinkan frequencydivision
multiplexing
2.Modulasi amplitudo
s(t) = [1+nax(t)]cos(2πfct)
• cos(2πfct) adalah pembawa
• x(t) adalah sinyal masukan (membawa data)
X.Data Analog, Sinyal Analog
1.Modulasi sudut s(t) = Accos[2πtfc+φ(t)]
• Modulasi fasa: φ(t) = npm(t)
• Modulasi frekuensi: φ’(t) = nfm(t)
2.Contoh turunan AM: Quadrature Amplitude Modulation
3.QAM merupakan teknik pensinyalan analog yang digunakan pada jaringan
4.asymmetric digital subscriber line (ADSL)
5.Sinyal QAM:
s(t) =d1(t)cos(2πfct)+d2(t)sin(2πfct)
Y.Spread Spectrum
1.Teknik ini digunakan untuk mengirimkan data analog atau digital, dengan sinyal analog.
2.Ide dasarnya adalah penyebaran sinyal informasi dalam bandwidth yang lebih lebar sehingga menyulitkan jamming
3.Skema dalam penerapan spektral tersebar:
• Frequency hopping →sinyal di-broadcast dengan deretan frekuensi radio
yang acak, berpindah dari 1 frekuensi ke frekuensi lain pada selang waktu
yang sempit
• Direct sequence →tiap bit dalam sinyal asli diwakili oleh banyak bit dalam
sinyal yang ditransmisikan, disebut sebagai chipping code; contoh: chipping
code 10-bit menyebarkan sinyal pada pita frekuensi yang besarnya 10 kali.
Z.Contoh Direct Sequence
