bab 4

BAB 4

Transmisi Digital

4.1 Penyandian kanal (Line Coding)

Beberapa Karakteristik

Pola-pola penyandian kanal (Line Coding Schemes)

Beberapa pola penyandian yang lain

Gambar 4.1 Penyandian kanal

Gambar 4.2 Level sinyal versus level data

Gambar 4.3 Komponen DC

Contoh 1Contoh 1

Suatu sinyal memiliki dua lever data dengan durasi 1 ms. Dapat dihitung laju pulsa (pulse rate) dan laju bit (bit rate) sebagai berikut:

Pulse Rate = 1/ 10Pulse Rate = 1/ 10-3-3= 1000 pulses/s= 1000 pulses/s

Bit Rate = Pulse Rate x logBit Rate = Pulse Rate x log22 L = 1000 x log L = 1000 x log22 2 = 1000 bps 2 = 1000 bps

Contoh 2Contoh 2

Suatu sinyal memiliki empat level data, dengan durasi pulsa 1 ms. Pulse rate dan bit rate dapat dihitung sebagai berikut:

Pulse Rate = = 1000 pulses/sPulse Rate = = 1000 pulses/s

Bit Rate = PulseRate x logBit Rate = PulseRate x log22 L = 1000 x log L = 1000 x log22 4 = 2000 bps 4 = 2000 bps

Gambar 4.4 Keterlambatan (lag of) sinkronisasi

Contoh 3Contoh 3

Pada transmisi digital, jika clock penerima 0.1 persen lebih cepat dari clock pengirimnya. Berapa ekstra bit per detik yang diterima oleh penerima, jika data rate-nya 1 Kbps? Berapa laju bit jika bekerja dapa 1 Mbps?

PenyelesaianPenyelesaian

Pada 1 Kbps:1000 bit terkirim 1001 bit diterima1 ekstra bpsPada 1 Mbps: 1,000,000 bit terkirim 1,001,000 bit diterima1000 ekstra bps

Gambar 4.5 Skema penyandian kanal (Line coding)

Penyandian unipolar hanya menggunakan satu level voltage.

Catatan:Catatan:

Gambar 4.6 Penyandian Unipolar

Penyandian Polar menggunakan dua Penyandian Polar menggunakan dua level voltage (positif dan negatif).level voltage (positif dan negatif).

Catatan:Catatan:

Gambar 4.7 Tipe-tipe penyandian polar

Dalam NRZ-L, level sinyal ditentukan Dalam NRZ-L, level sinyal ditentukan oleh keadaan (state) bit-nya.oleh keadaan (state) bit-nya.

Catatan:Catatan:

Dalam NRZ-I, sinyal akan membalik Dalam NRZ-I, sinyal akan membalik keadaan (inverted) jika menjumpai keadaan (inverted) jika menjumpai

logika 1 (transisi dari tinggi-ke-rendah logika 1 (transisi dari tinggi-ke-rendah atau transisi dari rendah-ke- tinggi).atau transisi dari rendah-ke- tinggi).

Catatan:Catatan:

Gambar 4.8 Sinyal penyandian NRZ-L dan NRZ-I encoding

Gambar 4.9 Penyandian RZ

A good encoded digital signal must A good encoded digital signal must contain a provision for contain a provision for

synchronization.synchronization.

Catatan:Catatan:

Gambar 4.10 Penyandian Manchester

Dalam penyandian Manchester, Dalam penyandian Manchester, terjadi transision di tengah bit-nya terjadi transision di tengah bit-nya

digunakan untuk sinkronisasi bit dan digunakan untuk sinkronisasi bit dan juga representasi bitjuga representasi bit

Catatan:Catatan:

Gambar 4.11 Penyandian Differential Manchester

Dalam penyandian differential Dalam penyandian differential Manchester, transisi pada tengah bit Manchester, transisi pada tengah bit

digunakan hanya untuk sinkronisasi. digunakan hanya untuk sinkronisasi. Bit diwakili ditetapkan oleh adanya Bit diwakili ditetapkan oleh adanya

perubahan (inversion) atau perubahan (inversion) atau (noninversion) pada awal bit.(noninversion) pada awal bit.

Catatan:Catatan:

Dapam penyandian bipolar, Dapam penyandian bipolar, menggunakan tiga level: positif, nolo, menggunakan tiga level: positif, nolo,

dan negatif.dan negatif.

Catatan:Catatan:

Gambar 4.12 Penyandian Bipolar AMI

Gambar 4.13 2B1Q

Gambar 4.14 Sinyal MLT-3

4.2 Penyandian Block (Block Coding)

Langkah-lanhkah dalam Transformasi

Beberapa Common Block Codes

Gambar 4.15 Penyandian Block

Gambar 4.16 Substitusi dalam penyandian block

Tabel 4.1 Penyandian 4B/5BTabel 4.1 Penyandian 4B/5B

Data Code Data Code

0000 1111011110 1000 1001010010

0001 0100101001 1001 1001110011

0010 1010010100 1010 1011010110

0011 1010110101 1011 1011110111

0100 0101001010 1100 1101011010

0101 0101101011 1101 1101111011

0110 0111001110 1110 1110011100

0111 0111101111 1111 1110111101

Tabel 4.1 Penyandian 4B/5B encoding (Lanjutan)Tabel 4.1 Penyandian 4B/5B encoding (Lanjutan)

Data Code

Q (Quiet) 0000000000

I (Idle) 1111111111

H (Halt) 0010000100

J (start delimiter) 1100011000

K (start delimiter) 1000110001

T (end delimiter) 0110101101

S (Set) 1100111001

R (Reset) 0011100111

Gambar 4.17 Contoh Penyandian 8B/6T

4.3 Pencuplikan (Sampling)4.3 Pencuplikan (Sampling)

PAM (Pulse Amplitude Modulation)PCM (Pulse Code Modulation)Sampling Rate: Nyquist TheoremBerapa jumlah Bits per Sample?Laju bit (Bit Rate)

Gambar 4.18 PAM

Pulse amplitude modulation memiliki Pulse amplitude modulation memiliki beberapa aplikasi, tetapi beberapa aplikasi, tetapi

penerapannya tidak digunakan pada penerapannya tidak digunakan pada komunikasi data. Akan tetapi, ini komunikasi data. Akan tetapi, ini merupakan langkah pertama dari merupakan langkah pertama dari metode-metode lain yang sangat metode-metode lain yang sangat

populer seperti PCMpopuler seperti PCM(pulse code modulation).(pulse code modulation).

Catatan:Catatan:

Gambar 4.19 Sinyal PAM terkuantisasi

Gambar 4.20 Kuantisasi dengan tanda (sign) dan magnitude

Gambar 4.21 PCM

Gambar 4.22 Dari sinyal analog ke kode PCM

Berdasar teorema Nyquist, laju Berdasar teorema Nyquist, laju pencuplikan (sampling rate) paling pencuplikan (sampling rate) paling

rendah adalah 2 kali frekuensi rendah adalah 2 kali frekuensi tertingginya.tertingginya.

Catatan:Catatan:

Gambar 4.23 Theorema Nquist

Contoh 4Contoh 4

Berapakah sampling rate yang diperlukan untuk mendigitalisasi suatu sinyal dengan bandwidth 10,000 Hz (1000 sampai 11,000 Hz)?

PenyelesaianPenyelesaian

Sampling rate harus dua kali dari frekuensi tertinggi sinyalnya:

Sampling rate = 2 x (11,000) = 22,000 samples/sSampling rate = 2 x (11,000) = 22,000 samples/s

Contoh 5Contoh 5

Suatu sinyal dicuplik (sampling). Jika tiap sampel memerlukan hingga 12 level untuk kepresisian-nya (+0 ke +5 dan -0 ke -5). Berapa jumlah bit yang harus dikirim untuk tiap sampel-nya?

PenyelesaianPenyelesaian

Kita perlukan 4 bit; 1 bit untuk tanda (sign) dan 3 bit untuk nilainya. 3-bit nilai (value) dapat mewakili 23 = 8 level (000 sampai 111), artinya lebih dari yang diperlukan. Jika ditetapkan 2-bit untuk nilai (value) tidak mencukupi karena 22 = 4. Jika 4-bit value terlalu banyak karena 24 = 16.

Contoh 6Contoh 6

Digitalidasi tutur manusia (human voice). Berapakah bit rate-nya, anggap bahwa tiap sampel terdiri 8 bit?

PenyelesaianPenyelesaian

Suara tutur (voice) manusia umumnya memiliki frekuensi dari 0 sampai 4000 Hz. Sampling rate = 4000 x 2 = 8000 samples/sSampling rate = 4000 x 2 = 8000 samples/s

Bit rate = sampling rate x number of bits per sample Bit rate = sampling rate x number of bits per sample = 8000 x 8 = 64,000 bps = 64 Kbps= 8000 x 8 = 64,000 bps = 64 Kbps

Bahwa kita selalu dapat mengubah Bahwa kita selalu dapat mengubah suatu band-pass signal ke suatu low-suatu band-pass signal ke suatu low-

pass signal sebelum melakukan pass signal sebelum melakukan sampling. Dalam hal ini, sampling sampling. Dalam hal ini, sampling

rate-nya adalah dua kali bandwidth-rate-nya adalah dua kali bandwidth-nya.nya.

Catatan:Catatan:

4.4 Mode Transmisi4.4 Mode Transmisi

Transmisi Paralel Transmis Serial

Gambar 4.24 Transmisi data

Gambar 4.25 Transmisi Paralel

Gambar 4.26 Transmission Serial

Dalam transmisi asynchronous, kita Dalam transmisi asynchronous, kita kirimkan 1 start bit (0) pada awal dan kirimkan 1 start bit (0) pada awal dan 1 atau lebih stop bits (1s) pada akhir 1 atau lebih stop bits (1s) pada akhir masing-masing byte. Dapat terjadi masing-masing byte. Dapat terjadi

suatu gap diantara byte satu dan byte suatu gap diantara byte satu dan byte berikutnya.berikutnya.

Catatan:Catatan:

Asynchronous berarti “asynchronous Asynchronous berarti “asynchronous pada level byte,” tetapi bit-bit-nya pada level byte,” tetapi bit-bit-nya masih memerlukan sinkronisasi masih memerlukan sinkronisasi (synchronized); durasinya tetap (synchronized); durasinya tetap

(sama).(sama).

Catatan:Catatan:

Gambar 4.27 Transmisi Asynchronous

Pada transmisi synchronous, kelompok Pada transmisi synchronous, kelompok bit-bit (group) dikirimkan satu dengan bit-bit (group) dikirimkan satu dengan

yang lain (berikutnya) tanpa adanya yang lain (berikutnya) tanpa adanya start/stop bit atau gap. start/stop bit atau gap.

Catatan:Catatan:

Gambar 4.28 Transmission Synchronous