Modul Daring Sistem komunikasi Data

memiliki fungsinya masing masing berurutan dari atas kebawah (enkapsulasi)
dan dari bawah ke atas (de-kapsulasi). Setiap lapisan memiliki format khusus
yang mengimplementasi-kan fitur dan fungsi pada protokol tersebut.
 Network Access Protocol (NAP) menambahkan akses jaringan header ke data
yang diterimanya dari transport layer, membuat jaringan akses PDU, biasanya
disebut paket. Contoh barang yang mungkin disimpan di headernya meliputi
yang berikut ini:
1. Source computer address: Menunjukkan sumber paket ini.
2. Destination computer address: Jaringan harus tahu ke komputer mana

jaringan data akan dikirim.
3. Facilities requests: Protokol akses jaringan mungkin menginginkan

jaringan tersebut memanfaatkan fasilitas tertentu, seperti prioritas.
 TCP / IP adalah hasil dari penelitian dan pengembangan protokol yang

dilakukan pada jaringan packet-switched eksperimental, ARPANET, yang
didanai oleh Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), dan
umumnya disebut sebagai TCP / IP protokol suite.
 Transfer data dari satu aplikasi ke aplikasi lainnya dengan terlebih dahulu
mendapatkan data ke komputer tempat aplikasi berada dan kemudian
mendapatkan data ke aplikasi yang dimaksudkan di dalam komputer. Dengan
konsep ini, kita dapat mengatur tugas komunikasi menjadi lima tugas sebagai
o Physical layer
o Network access/data link layer
o Internet layer
o Host-to-host, or transport layer
o Application layer
 Router adalah prosesor yang menghubungkan dua jaringan dan yang fungsi
utamanya adalah menyampaikan data dari satu jaringan jaringan ke yang lain
dalam rutenya dari sumber ke sistem akhir tujuan. Lapisan host-ke-host, atau
lapisan transport, dapat menyediakan end-to-end yang andal layanan,
sebagaimana dibahas dalam Bagian 2.3, atau hanya layanan pengiriman ujung ke

Modul 2 Protokol Komunikasi                                                            1.25 dari 29 halaman
                                                                                   
 

ujung tanpa mekanisme keandalan. Transmission Control Protocol (TCP) adalah
protokol yang paling umum digunakan untuk menyediakan fungsionalitas ini.
 Host-to-host layer, atau Transport Layer, dapat menyediakan end-to-end yang
andal layanan, sebagaimana dibahas dalam Bagian 2.3, atau hanya layanan
pengiriman ujung ke ujung tanpa mekanisme keandalan. Transmission Control
Protocol (TCP) adalah protokol yang paling umum digunakan untuk
menyediakan fungsionalitas ini.
 Setiap lapisan dalam rangkaian TCP / IP berinteraksi dengan lapisan yang
berdekatan langsung. Di sumbernya, lapisan aplikasi menggunakan layanan dari
lapisan ujung ke ujung dan menyediakan data hingga ke lapisan itu. Hubungan
serupa ada di antarmuka antara lapisan transportasi dan internet dan pada
antarmuka internet dan lapisan akses jaringan. Di tempat tujuan, setiap lapisan
mengirimkan data ke lapisan berikutnya lapisan yang lebih tinggi.

TES FORMATIF 1

1. Serangkaian aturan yang mempengaruhi pertukaran data antara pengirim dan

penerima pada sebuah hubungan komunikasi atau jaringan disebut . . . 

a. Receiver c. Tranceiver

b. Protokol d. Network

2. Dalam sebuah protokol diawali dengan Inisialisasi dan untuk memulai transmisi

data perlu dilakukan hal-hal sebagai berikut, Kecuali . . .

a. Framing c. Line Control

b. Flow Control d. Timing

3. Secara umum, komunikasi data terdistribusi dapat dikatakan melibatkan tiga hal

agen, Kecuali . . .

a. Aplikasi c. Framing

b. Komputer d. Jaringan

4. Berapa jumlah bit IPv4 menggunakan alamat . . .

a. 64 bit c. 16 bit

Modul 2 Protokol Komunikasi                                                            1.26 dari 29 halaman
                                                                                   
 

b. 32 bit d. 128 bit

5. Fitur utama dari sebuah protokol adalah sebagai berikut :

a. Syntax c. Layer

b. Timer d. Peer

JAWABAN TES FORMATIF 1

1. Jawab : B. Protokol dapat didefinisikan sebagai serangkaian aturan yang
mempengaruhi pertukaran data antara pengirim (transmitter) dan penerima
(receiver) pada sebuah hubungan komunikasi atau jaringan (network).

2. Jawab : D. Timing, Karena yang termasuk inisialisasi untuk memulai transmisi
data perlu Framing, Flow Control, Line Control, Error Control, dll

3. Jawab : C. Framing, Secara umum, komunikasi data terdistribusi dapat
dikatakan melibatkan tiga hal agen: aplikasi, komputer, dan jaringan

4. Jawab : B. 32 Bit, IPv4 menggunakan alamat 32-bit untuk menentukan sumber
atau tujuan.

5. Jawab : A. Syntax karena yang termasuk sebuah protocol adalah Semantics,
Timing, dan Syntax

LATIHAN SOAL 1
1. Apakah yang di maksud dengan sistem protokol ?
2. Sebutkan hal-hal yang perlu dilakukan sebuah protokol ketika akan memulai

untuk proses transmisi data ?
3. Sebutkan fitur utama dari sebuah protokol adalah ?
4. Bagaimana sistem kerja dari Network Access Layer ?
5. Apa fungsi dari Router ?

Modul 2 Protokol Komunikasi                                                            1.27 dari 29 halaman
                                                                                   
 

JAWABAN LATIHAN SOAL 1

1. Protokol dapat didefinisikan sebagai serangkaian aturan yang mempengaruhi
pertukaran data antara pengirim (transmitter) dan penerima (receiver) pada
sebuah hubungan komunikasi atau jaringan (network).

2. Hal-hal yang perlu dilakukan sebuah protokol ketika akan memulai untuk proses
transmisi data sebagai berikut :
 Penyusunan kerangka (framing) dan penyelarasan kerangka (frame
synchronization)- didefinisikan sebagi permulaan dan penyelesaian dari
suatu kerangka/susunan untuk memastikan bahwa penerima (receiver) dapat
diselaraskan dengan kerangka (frame).
 Kontrol alur (Flow control), untuk memastikan bahwa penerima tidak
dibanjiri data.
 Kontrol lintasan (Line control), digunakan pada hubungan rangkap dimana
pengirim memberi tanda pada penerima untuk memulai transmisi.
 Kontrol Kesalahan (Error control)
 Kontrol Jeda (Timeout control), sehingga tindakan dapat dilakukan jika
tidak ada tanda/pesan diterima dalam suatu waktu tertentu.

3. Fitur utama dari sebuah protokol adalah sebagai berikut :
 Syntax: Memperhatikan format blok data
 Semantics: Berisi informasi kontrol untuk koordinasi dan penanganan
kesalahan
 Timing: Termasuk pencocokan kecepatan dan urutan

4. Pertukaran data antara komputer dan jaringan yang terhubung dengannya.
Komputer pengirim harus menyediakan jaringan dengan alamat komputer
tujuan, sehingga jaringan dapat merutekan data ke tujuan yang sesuai. Komputer
pengirim mungkin ingin memanggil layanan tertentu, seperti prioritas, yang
mungkin disediakan oleh jaringan

5. Menghubungkan dua jaringan dan fungsi utamanya adalah menyampaikan data
dari satu jaringan jaringan ke yang lain dalam rutenya dari sumber ke sistem
akhir tujuan

Modul 2 Protokol Komunikasi                                                            1.28 dari 29 halaman
                                                                                   
 

DAFTAR PUSTAKA

Stallings, William. 2014. “Data and computer communications/William Stallings.—
Tenth edition”. Pearson Education, Inc., publishing as Prentice Hall, 1 Lake
Street, Upper Saddle River, New Jersey.

Sukaridhoto, Stitrusta. 2016. “Komunikasi Data dan Komputer, Dasar-dasar
Komunikasi Data”. Politeknik Elektronika Negeri Surabaya. Surabaya.

 

Modul 2 Protokol Komunikasi                                                            1.29 dari 29 halaman
                                                                                   
 

Program Studi: Teknik Elektronika Modul Pembelajaran Daring
Semester : 3 (Tiga) Sistem Komunikasi Data

MODUL 3
DATA DAN SINYAL

PENDAHULUAN
Salah satu fungsi utama lapisan fisik adalah untuk memindahkan data dalam bentuk
sinyal elektromagnetik melintasi media transmisi. Apakah Anda mengumpulkan
numerik statistik dari komputer lain, mengirim gambar animasi dari workstation
desain, atau menyebabkan bel berbunyi di pusat kendali yang jauh, Anda sedang
bekerja dengan transmisi data melalui koneksi jaringan.

Umumnya, data yang dapat digunakan seseorang atau aplikasi tidak dalam
bentuk yang semestinya ditransmisikan melalui jaringan. Misalnya, foto harus diubah
dulu ke bentuk yang dapat diterima media transmisi. Media transmisi bekerja dengan
menghantarkan energy di sepanjang jalur fisik.

3.1 ANALALOG DAN DIGITAL
Baik data dan sinyal yang mewakilinya bisa dalam bentuk analog atau digital.
3.1.1 Data Analog dan Digital
Data bisa analog atau digital. Istilah data analog mengacu pada informasi yang
kontinu; data digital mengacu pada informasi yang memiliki status diskrit. Misalnya,
jam analog yang memiliki jarum jam, menit, dan detik memberikan informasi dalam
bentuk kontinu; gerakan tangan terus menerus. Di sisi lain, jam digital yang
melaporkan jam dan menit akan berubah tiba-tiba dari 8:05 menjadi 8:06.

Data analog, seperti suara yang dibuat oleh suara manusia, memiliki nilai yang
berkelanjutan. Ketika seseorang berbicara, gelombang analog dibuat di udara. Ini
dapat ditangkap oleh mikrofon dan diubah menjadi sinyal analog atau diambil
sampelnya dan diubah menjadi sinyal digital.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.1 dari 34 halaman                      
 

Data digital mengambil nilai diskrit. Misalnya data disimpan di memori
komputer dalam bentuk 0s dan 1s. Mereka dapat diubah menjadi sinyal digital atau
dimodulasi menjadi sinyal analog untuk transmisi melalui media.

3.1.2 Sinyal Analog Dan Digital
Seperti data yang mereka wakili, sinyal dapat berupa analog atau digital. Sinyal
analog memiliki banyak tingkat intensitas selama periode waktu tertentu. Saat
gelombang bergerak dari nilai A ke nilai B, gelombang melewati dan menyertakan
jumlah nilai yang tak terbatas di sepanjang jalurnya. Sinyal digital, di sisi lain, hanya
dapat didefinisikan dalam jumlah terbatas nilai-nilai. Meskipun setiap nilai bisa
berupa angka apa pun, seringkali sesederhana 1 dan 0.

Cara termudah untuk menunjukkan sinyal adalah dengan memplotnya pada
sepasang sumbu tegak lurus. Sumbu vertikal mewakili nilai atau kekuatan suatu
sinyal. Sumbu horizontal mewakili waktu. Gambar 3.1 mengilustrasikan sinyal
analog dan sinyal digital. Kurva yang mewakili sinyal analog melewati sejumlah titik
yang tak terbatas. Garis vertikal sinyal digital, bagaimanapun, menunjukkan
lompatan tiba-tiba yang dibuat sinyal dari nilai ke nilai.

Gambar 3.1 Perbandingan sinyal analog dan digital

3.2 SINYAL PERIODIK DAN NONPERIODIK
Sinyal analog dan digital dapat mengambil salah satu dari dua bentuk: periodik atau
nonperiodik (kadang-kadang disebut sebagai aperiodik, karena awalan a dalam
bahasa Yunani berarti "non").

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.2 dari 34 halaman                      
 

Sinyal periodik melengkapi pola dalam kerangka waktu terukur, yang disebut
periode, dan mengulangi pola itu selama periode identik berikutnya. Penyelesaian
satu pola penuh disebut siklus. Sinyal nonperiodik berubah tanpa menunjukkan pola
atau siklus yang berulang dari waktu ke waktu.

Sinyal analog dan digital dapat berupa periodik atau nonperiodik. Dalam
komunikasi data, kami biasanya menggunakan sinyal analog periodik (karena
mereka membutuhkan lebih sedikit bandwidth, dan sinyal digital nonperiodik
(karena dapat mewakili variasi dalam data).

3.3 SINYAL ANALOG PERIODIK
Sinyal analog periodik dapat diklasifikasikan sebagai sederhana atau komposit.
Sinyal analog periodik sederhana, gelombang sinus, tidak dapat diuraikan menjadi
sinyal yang lebih sederhana. Sinyal analog periodik komposit terdiri dari beberapa
gelombang sinus.

3.3.1 Gelombang Sinus
Gelombang sinus adalah bentuk paling mendasar dari sinyal analog periodik. Saat
kita memvisualisasikannya sebagai kurva osilasi sederhana, perubahannya selama
siklus berlangsung mulus dan konsisten, aliran bergulir yang terus menerus. Gambar
3.2 menunjukkan gelombang sinus. Setiap siklus terdiri dari satu busur di atas sumbu
waktu diikuti oleh satu busur di bawahnya.

Gambar 3.2 Gelombang sinus
Gelombang sinus dapat diwakili oleh tiga parameter: amplitudo puncak,
frekuensi, dan fase. Ketiga parameter ini sepenuhnya menggambarkan gelombang
sinus.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.3 dari 34 halaman                      
 

Peak Amplitude
Amplitudo puncak sinyal adalah nilai absolut dari intensitas tertingginya, sebanding
dengan energi yang dibawanya. Untuk sinyal listrik, amplitudo puncak biasanya
diukur dalam volt. Gambar 3.3 menunjukkan dua sinyal dan amplitudo puncaknya.

Contoh 1
Kekuatan di rumah Anda dapat diwakili oleh gelombang sinus dengan amplitudo
puncak 155 hingga 170 V. Namun, sudah menjadi rahasia umum bahwa tegangan
listrik di rumah A.S. adalah 110 hingga 120 V.

Gambar 3.3 Dua sinyal dengan fasa dan frekuensi yang sama, tetapi amplitudo
berbeda

Perbedaan ini disebabkan oleh fakta bahwa ini adalah nilai root mean square (rms).
Sinyal dikuadratkan dan kemudian amplitudo rata-rata dihitung. Nilai puncaknya
sama dengan nilai 2112 x rms.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.4 dari 34 halaman                      
 

Contoh 2
Tegangan baterai adalah konstan; nilai konstan ini dapat dianggap sebagai
gelombang sinus, seperti yang akan kita lakukan sampai nanti. Misalnya, nilai
puncak baterai AA biasanya 1,5 V.

Periode dan Frekuensi
Periode mengacu pada jumlah waktu, dalam detik, sinyal harus menyelesaikan 1
siklus. Frekuensi mengacu pada jumlah periode dalam I s. Perhatikan bahwa periode
dan frekuensi hanyalah satu karakteristik yang ditentukan dalam dua cara. Periode
adalah kebalikan dari frekuensi, dan frekuensi adalah kebalikan dari periode, seperti
yang ditunjukkan oleh rumus berikut.

dan

Gambar 3.4 Dua sinyal dengan amplitudo dan fasa yang sama, tetapi frekuensi yang
berbeda

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.5 dari 34 halaman                      
 

Periode secara resmi dinyatakan dalam hitungan detik. Frekuensi secara formal
dinyatakan dalam Hertz (Hz), yang merupakan siklus per detik. Satuan periode dan
frekuensi ditunjukkan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Satuan periode dan frekuensi

Unit Equivalent Unit Equivalent
Seconds (s) 1s Hertz (Hz) 1 Hz
Milliseconds (ms) 10-3 s Kilohertz (kHz) 103 Hz
Microseconds (µs) 10-6 s Megahertz (MHz) 106 Hz
Nanoseconds (ns) 10-9 s Gigahertz (GHz) 109 Hz
Picoseconds (ps) 10-12 s Terahertz (THz) 1012 Hz

Contoh 3
Daya yang kami gunakan di rumah memiliki frekuensi 60 Hz (50 Hz di Eropa).

Periode gelombang sinus ini dapat ditentukan sebagai berikut:

1 1 0,0166 10 16,6
f 60

Ini berarti periode daya lampu di rumah kami adalah 0,0116 s, atau 16,6 ms.

Mata kita tidak cukup sensitif untuk membedakan perubahan amplitudo yang cepat

ini.

Contoh 4
Nyatakan periode 100 ms dalam mikrodetik.
Solusi
Dari Tabel 3.1 kita menemukan ekuivalen dari 1 ms (1 ms adalah 10-3 s) dan 1 s (1
sis 106 µs). Kami melakukan pergantian pemain berikut :

100 ms = 100 x 10-3 s = 100 x 10-3 x 106 µs = 102 x 10-3 x 106 µs =105 µs

Contoh 5
Periode sinyal adalah 100 ms. Berapa frekuensinya dalam kilohertz?
Solusi :
Pertama kita ubah 100 ms menjadi detik, lalu kita hitung frekuensi dari periode (1 Hz
= 10-3 kHz).

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.6 dari 34 halaman                      
 

100 ms = 100 X 10-3 S=10-1 S

1 1 10 10 10 10
T 10

Lebih Lanjut Tentang Frekuensi
Kita sudah tahu bahwa frekuensi adalah hubungan sinyal ke waktu dan frekuensi
gelombang adalah jumlah siklus yang diselesaikannya dalam 1 detik. Tetapi cara lain
untuk melihat frekuensi adalah sebagai pengukuran laju perubahan. Sinyal
elektromagnetik adalah bentuk gelombang yang berosilasi; yaitu, mereka
berfluktuasi terus menerus dan dapat diprediksi di atas dan di bawah tingkat energi
rata-rata. Sinyal 40 Hz memiliki setengah frekuensi sinyal 80 Hz; itu menyelesaikan
1 siklus dalam dua kali waktu sinyal 80 Hz, jadi setiap siklus juga membutuhkan
waktu dua kali lebih lama untuk berubah dari level tegangan terendah ke tertinggi.
Oleh karena itu, frekuensi, meskipun dijelaskan dalam siklus per detik (hertz), adalah
pengukuran umum laju perubahan sinyal terhadap waktu.

Jika nilai sinyal berubah dalam rentang waktu yang sangat singkat,
frekuensinya tinggi. Jika berubah dalam rentang waktu yang lama, frekuensinya
rendah.

Two Ekstrem
Bagaimana jika sinyal tidak berubah sama sekali? Bagaimana jika itu
mempertahankan level tegangan konstan selama aktif? Dalam kasus seperti itu,
frekuensinya nol. Secara konseptual, ide ini sederhana. Jika sinyal tidak berubah

sama sekali, ia tidak pernah menyelesaikan satu siklus, jadi frekuensinya adalah a

Hz.
Tetapi bagaimana jika sinyal berubah seketika? Bagaimana jika itu melompat

dari satu level ke level lainnya dalam waktu singkat? Maka frekuensinya tidak
terbatas. Dengan kata lain, ketika sebuah sinyal berubah seketika, periodenya nol;
karena frekuensi adalah kebalikan dari periode, dalam hal ini, frekuensinya adalah
1/0, atau tidak terbatas (tidak terbatas). Jika sinyal tidak berubah sama sekali,
frekuensinya nol. Jika suatu sinyal berubah seketika, frekuensinya tidak terbatas.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.7 dari 34 halaman                      
 

3.3.2 Fase
Istilah fase menggambarkan posisi bentuk gelombang relatif terhadap waktu O. Jika
kita menganggap gelombang sebagai sesuatu yang dapat digeser ke belakang atau ke
depan sepanjang sumbu waktu, fase menggambarkan jumlah pergeseran itu. Ini
menunjukkan status siklus pertama. Fase menggambarkan posisi bentuk gelombang
relatif terhadap waktu 0

Fase diukur dalam derajat atau radian [360° adalah 2n rad; 1° adalah 2n / 360
rad, dan 1 rad adalah 360 / (2n)]. Pergeseran fase 360° sama dengan pergeseran
periode lengkap; sebuah fase pergeseran 180° sesuai dengan pergeseran satu-
setengah periode; dan pergeseran fasa 90° sesuai dengan pergeseran seperempat
periode (lihat Gambar 3.5).

Gambar 3.5 Tiga gelombang sinus dengan amplitudo dan frekuensi yang sama,
tetapi fase yang berbeda

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.8 dari 34 halaman                      
 

Melihat Gambar 3.5, kita dapat mengatakannya :
1. Gelombang sinus dengan fase 0° dimulai pada waktu 0 dengan amplitudo
nol. Amplitudo meningkat.
2. Gelombang sinus dengan fase 90° dimulai pada waktu 0 dengan amplitudo
puncak. Amplitudo menurun.
3. Gelombang sinus dengan fase 180 ° dimulai pada waktu 0 dengan
amplitudo nol. Amplitudo menurun.

Cara lain untuk melihat fase adalah dalam istilah shift atau offset. Kita bisa bilang
begitu.

1. Gelombang sinus dengan fase 0° tidak bergeser.\
2. Gelombang sinus dengan fase 90° bergeser ke kiri sebanyak 1/4 siklus.

Namun, perhatikan bahwa sinyal tidak benar-benar ada sebelum waktu 0
3. Gelombang sinus dengan fase 180 ° digeser ke kiri sebesar 1/2 siklus.

Namun, perhatikan bahwa sinyal tidak benar-benar ada sebelum waktu 0.

3.3.3 Wavelength
Wavelength / Panjang Gelombang adalah karakteristik lain dari sinyal yang berjalan
melalui media transmisi. Panjang gelombang mengikat periode atau frekuensi
gelombang sinus sederhana dengan kecepatan propagasi medium (lihat Gambar 3.6).

Gambar 3.6 Panjang gelombang dan periode
Sementara frekuensi sinyal tidak bergantung pada medium, panjang gelombang
bergantung pada frekuensi dan medianya. Panjang gelombang adalah properti dari
semua jenis sinyal. Dalam komunikasi data, kita sering menggunakan panjang
gelombang untuk mendeskripsikan transmisi cahaya dalam serat optik. Panjang
gelombang adalah jarak yang ditempuh sinyal sederhana dalam satu periode.
Panjang gelombang dapat dihitung jika diberi kecepatan propagasi (kecepatan
cahaya) dan periode sinyal. Namun, karena periode dan frekuensi terkait satu sama

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.9 dari 34 halaman                      
 

lain, jika kita mewakili panjang gelombang dengan λ, kecepatan propagasi dengan c
(kecepatan cahaya), dan frekuensi dengan I, kita dapatkan

ℎ Propagation Speed x Period propagation speed
frequency

Kecepatan propagasi sinyal elektromagnetik bergantung pada media dan
frekuensi sinyal. Misalnya, dalam ruang hampa, cahaya dirambatkan dengan
kecepatan 3 x 108 ml. Kecepatan itu lebih rendah di udara dan bahkan lebih rendah di
kabel.

Panjang gelombang biasanya diukur dalam mikrometer (mikron), bukan meter.
Misalnya panjang gelombang cahaya merah (frekuensi = 4 x 1014) di udara adalah

c 3 10 0.75 10 0.75 µ
f 4 10

Namun, pada kabel koaksial atau serat optik, panjang gelombangnya lebih pendek
(0,5 µm) karena kecepatan perambatan pada kabel tersebut menurun.

3.3.4 Domain Waktu Dan Frekuensi
Gelombang sinus secara komprehensif ditentukan oleh amplitudo, frekuensi, dan
fasenya. Kami telah menunjukkan gelombang sinus dengan menggunakan apa yang
disebut plot domain waktu. Plot domain waktu menunjukkan perubahan amplitudo
sinyal sehubungan dengan waktu (ini adalah plot amplitudo-versus-waktu). Fase
tidak secara eksplisit ditampilkan pada plot domain waktu.

Untuk menunjukkan hubungan antara amplitudo dan frekuensi, kita dapat
menggunakan apa yang disebut plot domain frekuensi. Plot domain frekuensi hanya
berkaitan dengan nilai puncak dan frekuensi. Perubahan amplitudo selama satu
periode tidak ditampilkan. Gambar 3.7 menunjukkan sinyal dalam domain waktu dan
frekuensi.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.10 dari 34 halaman                      
 

Gambar 3.7 Plot domain waktu dan domain frekuensi gelombang sinus

Jelas bahwa domain frekuensi mudah untuk dipetakan dan menyampaikan
informasi yang dapat ditemukan dalam plot domain waktu. Keuntungan dari domain
frekuensi adalah kita dapat langsung melihat nilai frekuensi dan amplitudo puncak. A
lengkap gelombang sinus diwakili oleh satu lonjakan. Posisi spike menunjukkan
frekuensi; tingginya menunjukkan amplitudo puncak. Gelombang sinus lengkap
dalam domain waktu dapat diwakili oleh satu lonjakan tunggal dalam domain
frekuensi.

Contoh 7
Domain frekuensi lebih kompak dan berguna ketika kita berhadapan dengan lebih
dari satu gelombang sinus. Misalnya, Gambar 3.8 menunjukkan tiga gelombang
sinus, masing-masing dengan amplitudo dan frekuensi yang berbeda. Semua dapat
diwakili oleh tiga lonjakan dalam domain frekuensi.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.11 dari 34 halaman                      
 

Gambar 3.8 Domain waktu dan domain frekuensi dari tiga gelombang sinus

3.3.5 Signal Komposit
Sejauh ini, kami telah berfokus pada gelombang sinus sederhana. Gelombang sinus
sederhana memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Kita dapat
mengirimkan satu gelombang sinus untuk membawa energi listrik dari satu tempat ke
tempat lain. Misalnya, perusahaan listrik mengirimkan gelombang sinus tunggal
dengan frekuensi 60 Hz untuk menyalurkan energi listrik ke rumah dan bisnis.
Sebagai contoh lain, kita dapat menggunakan gelombang sinus tunggal untuk
mengirim alarm ke pusat keamanan ketika pencuri membuka pintu atau jendela
rumah. Dalam kasus pertama, gelombang sinus membawa energi; di gelombang
kedua, gelombang sinus adalah sinyal bahaya.

Jika kita hanya memiliki satu gelombang sinus untuk menyampaikan
percakapan melalui telepon, itu tidak masuk akal dan tidak membawa informasi.
Kami hanya akan mendengar dengungan. kita perlu mengirim sinyal komposit untuk
mengkomunikasikan data. Sinyal komposit terbuat dari banyak gelombang sinus
sederhana.

Sebuah gelombang sinus frekuensi tunggal tidak berguna dalam komunikasi
data; kita perlu mengirim sinyal komposit, sinyal yang terbuat dari banyak
gelombang sinus sederhana.

Pada awal 1900-an, matematikawan Prancis Jean-Baptiste Fourier
menunjukkan bahwa sinyal komposit apa pun sebenarnya merupakan kombinasi
gelombang sinus sederhana dengan frekuensi, amplitudo, dan fase yang berbeda.
Analisis Fourier dibahas dalam Lampiran C; untuk tujuan kami, kami hanya

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.12 dari 34 halaman                      
 

menyajikan konsepnya. Menurut analisis Fourier, sinyal komposit apa pun adalah
kombinasi gelombang sinus sederhana dengan frekuensi, amplitudo, dan fase yang
berbeda. Analisis Fourier dibahas dalam Lampiran C.

Sinyal komposit dapat berupa periodik atau nonperiodik. Sebuah sinyal
komposit periodik dapat diuraikan menjadi rangkaian gelombang sinus sederhana
dengan frekuensi frekuensi diskrit yang memiliki nilai integer (1, 2, 3, dan
seterusnya). Sinyal komposit nonperiodik dapat diuraikan menjadi kombinasi
gelombang sinus sederhana dalam jumlah tak terbatas dengan frekuensi kontinu,
frekuensi yang memiliki nilai nyata.

Jika sinyal komposit periodik, dekomposisi menghasilkan serangkaian sinyal
dengan frekuensi diskrit; jika sinyal komposit non periodik, dekomposisi
menghasilkan kombinasi gelombang sinus dengan frekuensi kontinu.

Contoh 8
Gambar 3.9 menunjukkan sinyal komposit periodik dengan frekuensi f Jenis sinyal
ini tidak khas dari yang ditemukan dalam komunikasi data. Kita dapat
menganggapnya sebagai tiga sistem alarm, masing-masing dengan frekuensi yang
berbeda. Analisis sinyal ini dapat memberi kita pemahaman yang baik tentang cara
mendekomposisi sinyal.

Gambar 3.9 Sinyal periodik komposit
Sangat sulit untuk menguraikan sinyal ini secara manual menjadi serangkaian
gelombang sinus sederhana. Namun, ada alat, baik perangkat keras maupun
perangkat lunak, yang dapat membantu kita melakukan pekerjaan itu. Kami tidak
peduli tentang bagaimana itu dilakukan; kami hanya tertarik pada hasilnya. Gambar

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.13 dari 34 halaman                      
 

3.10 menunjukkan hasil penguraian sinyal di atas dalam domain waktu dan
frekuensi.

Amplitudo gelombang sinus dengan frekuensi f hampir sama dengan amplitudo
puncak sinyal komposit. Amplitudo gelombang sinus dengan frekuensi 3f adalah
sepertiga dari yang pertama, dan amplitudo gelombang sinus dengan frekuensi 9f
adalah satu-sembilan dari yang pertama.

Frekuensi gelombang sinus dengan frekuensif sama dengan frekuensi sinyal
komposit; itu disebut frekuensi fundamental, atau harmonik pertama. Gelombang
sinus dengan frekuensi 3f memiliki frekuensi 3 kali frekuensi dasar; itu disebut
harmonik ketiga. Gelombang sinus ketiga dengan frekuensi 9f memiliki frekuensi 9
kali frekuensi dasar; itu disebut harmonik kesembilan.

Gambar 3.10 Dekomposisi sinyal periodik komposit dalam domain waktu dan
frekuensi

Perhatikan bahwa dekomposisi frekuensi sinyal bersifat diskrit; ia memiliki
frekuensi f, 3f, dan 9f Karena f adalah bilangan integral, 3f dan 9f juga bilangan
integral. Tidak ada frekuensi seperti 1.2f atau 2.6f. Domain frekuensi dari sinyal
komposit periodik selalu terbuat dari lonjakan diskrit.

Contoh 9
Gambar 3.11 menunjukkan sinyal komposit nonperiodik. Ini bisa menjadi sinyal
yang dibuat oleh mikrofon atau pesawat telepon ketika satu atau dua kata diucapkan.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.14 dari 34 halaman                      
 

Dalam hal ini, sinyal komposit tidak boleh periodik, karena itu berarti kita
mengulang kata atau kata yang sama dengan nada yang persis sama.

Gambar 3.11 Domain waktu dan frekuensi dari sinyal nonperiodik
Dalam representasi domain waktu dari sinyal komposit ini, terdapat sejumlah
frekuensi sinus sederhana yang tak terbatas. Meskipun jumlah frekuensi dalam suara
manusia tidak terbatas, jangkauannya terbatas. Manusia normal dapat menciptakan
rentang frekuensi yang terus menerus antara 0 dan 4 kHz.
Perhatikan bahwa dekomposisi frekuensi sinyal menghasilkan kurva kontinu.
Ada jumlah frekuensi yang tak terbatas antara 0,0 dan 4000,0 (nilai nyata). Untuk
menemukan amplitudo yang terkait dengan frekuensi J, kita menggambar garis
vertikal di atas untuk memotong amplop melengkung. Ketinggian garis vertikal
adalah amplitudo frekuensi yang sesuai.

3.3.6 Bandwidth
Rentang frekuensi yang terkandung dalam sinyal komposit adalah bandwidth-nya.
Bandwidth biasanya merupakan perbedaan antara dua angka. Misalnya, jika sinyal
komposit berisi frekuensi antara 1000 dan 5000, bandwidth-nya adalah 5000 - 1000,
atau 4000. Bandwidth sinyal komposit adalah perbedaan antara frekuensi tertinggi
dan terendah yang terkandung dalam sinyal itu.

Gambar 3.12 menunjukkan konsep bandwidth. Gambar tersebut
menggambarkan dua sinyal komposit, satu periodik dan nonperiodik lainnya.
Bandwidth dari sinyal periodik berisi semua frekuensi integer antara 1000 dan 5000
(1000, 100 I, 1002, ...). Bandwidth sinyal nonperiodik memiliki jangkauan yang
sama, tetapi frekuensinya kontinu.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.15 dari 34 halaman                      
 

Gambar 3.12 Bandwidth sinyal komposit periodik dan non periodik
Contoh 10
Jika sinyal periodik didekomposisi menjadi lima gelombang sinus dengan frekuensi
100, 300, 500, 700, dan 900 Hz, berapakah bandwidth-nya? Gambarkan
spektrumnya, dengan asumsi semua komponen memiliki amplitudo maksimum 10 V.
Solusi
Letfh menjadi frekuensi tertinggi, fl frekuensi terendah, dan B bandwidth. Kemudian

B = fh - fl = 900 - 100 =800 Hz

Spektrum hanya memiliki lima paku, pada 100, 300, 500, 700, dan 900 Hz (lihat
Gambar 3.13).

Gambar 3.13 Bandwidth untuk Contoh 10\

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.16 dari 34 halaman                      
 

Contoh 11
Sinyal periodik memiliki bandwidth 20 Hz. Frekuensi tertinggi adalah 60 Hz. Apa
yang terendah frekuensi? Gambarkan spektrum jika sinyal mengandung semua
frekuensi dengan amplitudo yang sama.
Solusi
Misalkan frekuensi tertinggi, fz frekuensi terendah, dan B bandwidth. Kemudian

B =fh - fl => 20 =60 - ft => fl = 60 – 20 = 40 Hz
Spektrum berisi semua frekuensi integer. Kami menunjukkan ini dengan serangkaian
paku (lihat Gambar 3.14).

Gambar 3.14 Bandwidth untuk Contoh 3.11
Contoh 12
Sinyal komposit nonperiodik memiliki bandwidth 200 kHz, dengan frekuensi tengah
140 kHz dan amplitudo puncak 20 V. Dua frekuensi ekstrem memiliki amplitudo 0.
Gambarkan domain frekuensi sinyal.
Solusi
Frekuensi terendah harus pada 40 kHz dan tertinggi pada 240 kHz. Gambar 3.15
menunjukkan domain frekuensi dan bandwidth.

Gambar 3.15 Bandwidth untuk Contoh 3.12

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.17 dari 34 halaman                      
 

3.4 SINYAL DIGITAL
Selain diwakili oleh sinyal analog, informasi juga dapat direpresentasikan dengan
sinyal digital. Misalnya, a I dapat dikodekan sebagai tegangan positif dan 0 sebagai
tegangan nol. Sinyal digital bisa memiliki lebih dari dua level. Dalam hal ini, kami
dapat mengirim lebih dari 1 bit untuk setiap level. Gambar 3.16 menunjukkan dua
sinyal, satu dengan dua level dan yang lainnya dengan empat.

Gambar 3.16 Dua sinyal digital: satu dengan dua level sinyal dan yang lainnya
dengan empat level sinyal

Kami mengirim 1 bit per level di bagian a gambar dan 2 bit per level di bagian
b gambar. Secara umum, jika sinyal memiliki level L, setiap level membutuhkan bit
log2L.
Contoh 13
Sinyal digital memiliki delapan level. Berapa banyak bit yang dibutuhkan per level?
Kami menghitung jumlah bit dari rumus

Number of bits per level =log2 8 =3

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.18 dari 34 halaman                      
 

Setiap level sinyal diwakili oleh 3 bit.

Contoh 14
Sinyal digital memiliki sembilan level. Berapa banyak bit yang dibutuhkan per level?
Kami menghitung jumlah bit dengan menggunakan rumus. Setiap level sinyal
diwakili oleh 3.17 bit. Namun, jawaban ini tidak realistis. Jumlah bit yang dikirim
per level harus berupa bilangan bulat serta pangkat 2. Untuk contoh ini, 4 bit dapat
mewakili satu level.

3.4.1 Bit Rate
Kebanyakan sinyal digital adalah nonperiodik, sehingga periode dan frekuensi
bukanlah karakteristik yang sesuai. Istilah lain-bit rate (bukan frekuensi) -digunakan
untuk menggambarkan sinyal digital. Kecepatan bit adalah jumlah bit yang dikirim
dalam Is, diekspresikan dalam bit per detik (bps). Gambar 3.16 menunjukkan bit rate
untuk dua sinyal.

Contoh 15
Asumsikan kita perlu mendownload dokumen teks dengan kecepatan 100 halaman
per menit. Berapa kecepatan bit saluran yang diperlukan?

Solusi
Sebuah halaman rata-rata terdiri dari 24 baris dengan 80 karakter di setiap baris. Jika
kita mengasumsikan bahwa satu karakter membutuhkan 8 bit, maka kecepatan bitnya
adalah

100 x 24 x 80 x 8 =1,636,000 bps =1.636 Mbps

Contoh 16
Saluran suara digital, seperti yang akan kita lihat di Bab 4, dibuat dengan
mendigitalkan sinyal suara analog bandwidth 4 kHz. Kita perlu mengambil sampel
sinyal pada frekuensi tertinggi dua kali (dua sampel
per hertz). Kami berasumsi bahwa setiap sampel membutuhkan 8 bit. Berapa bit rate
yang dibutuhkan?
Solusi
Kecepatan bit dapat dihitung sebagai

2 x 4000 x 8 =64,000 bps =64 kbps

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.19 dari 34 halaman                      
 

Contoh 17
Berapa kecepatan bit untuk TV definisi tinggi (HDTV)?
Solusi
HDTV menggunakan sinyal digital untuk menyiarkan sinyal video berkualitas tinggi.
Layar HDTV biasanya dengan rasio 16: 9 (berbeda dengan 4: 3 untuk TV biasa)
yang berarti layarnya lebih lebar. Ada 1920 x 1080 piksel per layar, dan layar
diperbarui 30 kali per detik. Dua puluh empat bit mewakili satu piksel warna. Kita
dapat menghitung kecepatan bit sebagai

1920 x 1080 x 30 x 24 = 1,492,992,000 or 1.5 Gbps

Stasiun TV mengurangi kecepatan ini hingga 20 hingga 40 Mbps melalui kompresi.

3.4.2 Bit Length
Kami membahas konsep panjang gelombang untuk sinyal analog: jarak yang
ditempati satu siklus pada media transmisi. Kita dapat mendefinisikan sesuatu yang
serupa untuk sinyal digital: panjang bit. Panjang bit adalah jarak yang ditempati satu
bit pada media transmisi.

Bit length =propagation speed x bit duration

3.5 SINYAL DIGITAL SEBAGAI SINYAL ANALOG KOMPOSIT
Berdasarkan analisis Fourier, sinyal digital merupakan sinyal analog komposit.
Bandwidth tidak terbatas, seperti yang mungkin sudah Anda duga. Kita dapat secara
intuitif memahami konsep ini ketika kita mempertimbangkan sinyal digital. Sinyal
digital, dalam domain waktu, terdiri dari terhubung segmen garis vertikal dan
horizontal. Garis vertikal dalam domain waktu berarti frekuensi tak terhingga
(perubahan waktu mendadak); garis horizontal dalam domain waktu berarti frekuensi
nol (tidak ada perubahan waktu). Beranjak dari frekuensi nol ke frekuensi tak
terhingga (dan sebaliknya) menyiratkan semua frekuensi di antaranya adalah bagian
dari domain.

Analisis Fourier dapat digunakan untuk menguraikan sinyal digital. Jika sinyal
digital bersifat periodik, yang jarang terjadi dalam komunikasi data, sinyal yang

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.20 dari 34 halaman                      
 

terdekomposisi memiliki representasi domain frekuensi dengan bandwidth tak
terbatas dan frekuensi diskrit. Jika sinyal digital nonperiodic, sinyal yang
terdekomposisi masih memiliki bandwidth tak terhingga, tetapi frekuensinya
kontinu. Gambar 3.17 menunjukkan sinyal digital periodik dan nonperiodik beserta
bandwidthnya.

Gambar 3.17 Domain waktu dan frekuensi sinyal digital periodik dan non periodik
Perhatikan bahwa kedua bandwidth tidak terbatas, tetapi sinyal periodik

memiliki frekuensi diskrit sedangkan sinyal non periodik memiliki frekuensi kontinu.

3.6 TRANSMISI SINYAL DIGITAL
Pembahasan sebelumnya menegaskan bahwa sinyal digital, periodik atau
nonperiodik, merupakan sinyal analog komposit dengan frekuensi antara nol dan tak
terhingga. Untuk sisa pembahasan, mari kita pertimbangkan kasus sinyal digital
nonperiodik, mirip dengan yang kita temui dalam komunikasi data. Pertanyaan
mendasarnya adalah, Bagaimana kita bisa mengirim sinyal digital dari titik A ke titik
B? Kami dapat mengirimkan sinyal digital dengan menggunakan salah satu dari dua
pendekatan yang berbeda: transmisi baseband atau transmisi broadband
(menggunakan modulasi).

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.21 dari 34 halaman                      
 

Baseband Transmission
Transmisi baseband berarti mengirimkan sinyal digital melalui saluran tanpa
mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog. Gambar 3.18 menunjukkan transmisi
pita dasar. Sinyal digital adalah sinyal analog komposit dengan bandwidth tak
terbatas

Gambar 3.18 Baseband transmission
Transmisi baseband mengharuskan kita memiliki saluran low-pass, saluran
dengan bandwidth yang dimulai dari nol. Ini adalah kasus jika kita memiliki media
khusus dengan bandwidth yang hanya terdiri dari satu saluran. Misalnya, seluruh
bandwidth kabel yang menghubungkan dua komputer adalah satu saluran tunggal.
Sebagai contoh lain, kami dapat menghubungkan beberapa komputer ke bus, tetapi
tidak mengizinkan lebih dari dua stasiun untuk berkomunikasi pada satu waktu.
Sekali lagi kami memiliki saluran low-pass, dan kami dapat menggunakannya untuk
komunikasi baseband. Gambar 3.19 menunjukkan dua saluran low-pass: satu dengan
bandwidth sempit dan yang lainnya dengan bandwidth lebar. Kita perlu ingat bahwa
saluran low-pass dengan bandwidth tak terbatas adalah yang ideal, tetapi kita tidak
dapat memiliki saluran seperti itu di kehidupan nyata. Namun, kita bisa mendekat.

Gambar 3.19 Bandwidths oftwo low-pass channels

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.22 dari 34 halaman                      
 

Mari kita pelajari dua kasus komunikasi baseband: saluran low-pass dengan
bandwidth lebar dan satu dengan bandwidth terbatas.

Kasus 1: Saluran Low-Pass dengan Lebar Pita
Jika kita ingin mempertahankan bentuk pasti dari sinyal digital nonperiodik dengan
segmen vertikal vertikal dan horizontal segmen horizontal, kita perlu mengirimkan
seluruh spektrum, rentang frekuensi kontinu antara nol dan tak terhingga. Ini
mungkin jika kita memiliki media khusus dengan lebar pita tak terbatas antara
pengirim dan penerima yang mempertahankan amplitudo tepat dari setiap komponen
sinyal komposit. Meskipun ini mungkin dilakukan di dalam komputer (mis., Antara
CPU dan memori), ini tidak mungkin dilakukan antara dua perangkat. Untungnya,
amplitudo frekuensi di perbatasan bandwidth sangat kecil sehingga dapat diabaikan.
Artinya jika kita memiliki media seperti kabel koaksial atau fiber optic dengan
bandwidth yang sangat lebar maka dua stasiun dapat berkomunikasi dengan
menggunakan sinyal digital dengan akurasi yang sangat baik, seperti terlihat pada
Gambar 3.20. Perhatikan bahwa! I mendekati nol, andh sangat tinggi.

Gambar 3.20 Transmisi baseband menggunakan dedicated medium
Meskipun sinyal keluaran bukan merupakan replika yang tepat dari sinyal
aslinya, data tersebut masih dapat disimpulkan dari sinyal yang diterima. Perhatikan
bahwa meskipun beberapa frekuensi diblokir oleh media, frekuensi tersebut tidak
kritis. Transmisi baseband dari sinyal digital yang mempertahankan bentuk sinyal
digital hanya mungkin jika kita memiliki saluran low-pass dengan lebar pita tak
terhingga atau sangat lebar.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.23 dari 34 halaman                      
 

Kasus 2: Saluran Low-Pass dengan Bandwidth Terbatas

Dalam saluran low-pass dengan bandwidth terbatas, kami memperkirakan sinyal

digital dengan sinyal analog. Tingkat perkiraan tergantung pada bandwidth yang

tersedia. Perkiraan Kasar Mari kita asumsikan bahwa kita memiliki sinyal digital

dengan kecepatan bit N. Jika kita ingin mengirim sinyal analog untuk

mensimulasikan sinyal ini secara kasar, kita perlu mempertimbangkan kasus

terburuk, jumlah maksimum perubahan pada sinyal digital. Ini terjadi ketika sinyal

membawa urutan 01010101... atau urutan 10101010... Untuk mensimulasikan kedua

kasus ini, kita memerlukan sinyal analog dari frekuensi f = N12. Misalkan 1 menjadi

nilai puncak positif dan mengamati nilai puncak negatif. Kami mengirim 2 bit di

setiap siklus; frekuensi sinyal analog adalah setengah dari bit rate, atau N12. Namun,

frekuensi yang satu ini saja tidak dapat membuat semua pola; kita membutuhkan

lebih banyak komponen. Frekuensi maksimum adalah NI2. Sebagai contoh Konsep

ini, mari kita lihat bagaimana sinyal digital dengan pola 3-bit dapat disimulasikan

dengan menggunakan sinyal analog. Gambar 3.21 menunjukkan gagasan tersebut.

Dua kasus serupa (000 dan 111) disimulasikan dengan sinyal dengan frekuensi f = 0

dan fase 180° untuk 000 dan fase 0° untuk 111. Dua kasus terburuk (010 dan 101)

disimulasikan dengan sinyal analog dengan frekuensif = NI2 dan fase 180° dan 0°.

Empat kasus lainnya hanya dapat disimulasikan dengan sinyal analog dengan f = NI4

dan fase 180°, 270°, 90°, dan 0°. Dengan kata lain, dibutuhkan saluran yang dapat

menangani frekuensi 0, N14, dan NI2. Perkiraan kasar ini disebut menggunakan

frekuensi harmonik pertama (NI2). Bandwidth yang dibutuhkan adalah

ℎ N 0 N
2 2

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.24 dari 34 halaman                      
 

Gambar 3.21 Perkiraan kasar dari sinyal digital menggunakan harmonik pertama
untuk kasus terburuk

Better Approximation Untuk membuat bentuk sinyal analog lebih mirip dengan
sinyal digital, kita perlu menambahkan lebih banyak harmonik dari frekuensi. Kita
perlu meningkatkan bandwidth. Kita bisa menambah bandwidth menjadi 3N12,
5N12, 7NI2, dan seterusnya. Gambar 3.22 menunjukkan pengaruh kenaikan ini
untuk salah satu kasus terburuk, pola 010.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.25 dari 34 halaman                      
 

Gambar 3.22 Mensimulasikan sinyal digital dengan tiga harmonisa pertama
Perhatikan bahwa kami hanya menampilkan frekuensi tertinggi untuk setiap
hannonic. Kami menggunakan hannonik pertama, ketiga, dan kelima. Bandwidth
yang dibutuhkan sekarang adalah 5NJ2, selisih antara frekuensi terendah 0 dan
frekuensi tertinggi 5NJ2. Seperti yang telah kami tekankan sebelumnya, perlu diingat
bahwa bandwidth yang dibutuhkan sebanding dengan bit rate. Dalam transmisi
baseband, bandwidth yang dibutuhkan sebanding dengan bit rate; jika kita perlu
mengirim bit lebih cepat, kita membutuhkan lebih banyak bandwidth.

Dengan menggunakan metode ini, Tabel 3.2 menunjukkan berapa banyak
bandwidth yang kita butuhkan untuk mengirim data dengan kecepatan yang berbeda.

Tabel 3.2 Bandwidth requirements

Bit Rate Harmonic 1 Harmonics 1, 3 Harmonics 1, 3, 5

n = 1 kbps B=500Hz B= 1.5 kHz B=2.5 kHz

n = 10 kbps B=5 kHz B= 15kHz B= 25 kHz

n = 100 kbps B= 50kHz B = 150 kHz B= 250 kHz

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.26 dari 34 halaman                      
 

Contoh 18
Berapa bandwidth yang dibutuhkan untuk saluran low-pass jika kita perlu mengirim
1 Mbps dengan menggunakan transmisi baseband?
Solusi
Jawabannya tergantung keakuratan yang diinginkan. Sebuah.

a. Bandwidth minimum, perkiraan kasarnya, adalah B =: bit rate / 2, atau 500
kHz. Kita butuh saluran low-pass dengan frekuensi antara 0 dan 500 kHz.

b. Hasil yang lebih baik dapat dicapai dengan menggunakan harmonisa
pertama dan ketiga dengan bandwidth yang dibutuhkan B =: 3 x 500 kHz
=: 1,5 MHz.

c. Hasil yang lebih baik dapat dicapai dengan menggunakan harmonisa
pertama, ketiga, dan kelima dengan B =: 5 x 500 kHz = 0 2.5 MHz.

Transmisi Broadband (Menggunakan Modulasi)
Transmisi atau modulasi broadband berarti mengubah sinyal digital menjadi sinyal
analog untuk transmisi. Modulasi memungkinkan kita untuk menggunakan saluran
bandpass-saluran dengan bandwidth yang tidak dimulai dari nol. Jenis saluran ini
lebih tersedia daripada sebuah saluran low-pass. Gambar 3.23 menunjukkan saluran
bandpass.

Gambar 3.23 Bandwidth saluran bandpass

Perhatikan bahwa saluran low-pass dapat dianggap sebagai saluran bandpass
dengan frekuensi yang lebih rendah mulai dari nol.

Gambar 3.24 menunjukkan modulasi sinyal digital. Pada gambar, sinyal digital
adalah diubah menjadi sinyal analog komposit. Kami telah menggunakan sinyal
analog frekuensi tunggal (disebut pembawa); amplitudo pembawa telah diubah agar
terlihat seperti sinyal digital. Hasilnya, bagaimanapun, bukanlah sinyal frekuensi

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.27 dari 34 halaman                      
 

tunggal; itu adalah sinyal komposit. Di penerima, sinyal analog yang diterima diubah
menjadi digital, dan hasilnya adalah replika dari apa yang telah dikirim. Jika saluran
yang tersedia adalah saluran bandpass, kita tidak dapat mengirim sinyal digital
langsung ke saluran tersebut; kita perlu mengubah sinyal digital menjadi sinyal
analog sebelum dikirim.

Gambar 3.24 Modulasi sinyal digital untuk transmisi pada saluran bandpass

3.7 IMPAIRMENT TRANSMISI
Sinyal bergerak melalui media transmisi yang tidak sempurna. Ketidaksempurnaan
menyebabkan gangguan sinyal. Artinya sinyal di awal medium tidak sama dengan
sinyal di ujung medium. Apa yang dikirim bukanlah apa yang diterima. Tiga
penyebab penurunan nilai adalah atenuasi, distorsi, dan kebisingan (lihat Gambar
3.25).

Gambar 3.25 Penyebab kerusakan

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.28 dari 34 halaman                      
 

3.7.1 Attenuation
Atenuasi berarti kehilangan energi. Ketika sebuah sinyal, sederhana atau komposit,
bergerak melalui sebuah medium, ia kehilangan sebagian energinya dalam mengatasi
hambatan medium tersebut. Itulah sebabnya kawat yang membawa sinyal listrik
menjadi hangat, jika tidak panas, setelah beberapa saat. Sebagian energi listrik dalam
sinyal diubah menjadi panas. Untuk mengimbangi untuk kerugian ini, amplifier
digunakan untuk memperkuat sinyal. Gambar 3.26 menunjukkan efek atenuasi dan
amplifikasi.

Gambar 3.26 Attenuation

Desibel

Untuk menunjukkan bahwa sinyal telah hilang atau bertambah kuat, teknisi

menggunakan satuan desibel. Desibel (dB) mengukur kekuatan relatif dari dua sinyal

atau satu sinyal pada dua titik berbeda. Perhatikan bahwa desibel bernilai negatif jika

sinyal dilemahkan dan positif jika sinyal diperkuat.

10


Variabel P1 dan P2 masing-masing adalah kekuatan sinyal pada titik 1 dan 2.

Perhatikan bahwa beberapa buku teknik mendefinisikan desibel dalam istilah voltase,

bukan daya. Dalam hal ini, karena daya sebanding dengan kuadrat tegangan,

rumusnya adalah dB = 20 log 10 (V2 | V1). Dalam teks ini, kami mengungkapkan dB

dalam istilah daya.

3.7.2 Distortion
Distorsi artinya sinyal berubah bentuk atau bentuknya. Distorsi dapat terjadi pada
sinyal komposit yang terbuat dari frekuensi berbeda. Setiap komponen sinyal

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.29 dari 34 halaman                      
 

memiliki kecepatan perambatannya sendiri (lihat bagian selanjutnya) melalui media
dan, oleh karena itu, penundaannya sendiri dalam mencapai tujuan akhir. Perbedaan
penundaan dapat membuat perbedaan dalam fase jika penundaan tidak persis sama
dengan durasi periode. Dengan kata lain, komponen sinyal di penerima memiliki fase
yang berbeda dari yang mereka miliki di pengirim. Oleh karena itu, bentuk sinyal
komposit tidak sama. Gambar 3.27 menunjukkan efek distorsi pada sinyal komposit.

Gambar 3.27 Distorsi
3.7.3 Noise
Noise adalah penyebab gangguan lainnya. Beberapa jenis derau, seperti derau termal,
derau induksi, crosstalk, dan derau impuls, dapat merusak sinyal. Derau termal
adalah gerakan acak elektron dalam kabel yang menciptakan sinyal tambahan yang
awalnya tidak dikirim oleh pemancar. Kebisingan yang ditimbulkan berasal dari
sumber seperti motor dan peralatan. Perangkat ini bertindak sebagai antena pengirim,
dan media transmisi bertindak sebagai antena penerima. Crosstalk adalah efek dari
satu kabel ke kabel lainnya. Satu kabel bertindak sebagai antena pengirim dan yang
lainnya sebagai antena penerima. Impulse noise adalah lonjakan (sinyal dengan
energi yang tinggi dalam waktu yang sangat singkat) yang berasal dari saluran listrik,
petir, dan sebagainya. Gambar 3.28 menunjukkan pengaruh noise pada sinyal.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.30 dari 34 halaman                      
 

Gambar 3.28 Noise

RANGKUMAN
1. Data harus diubah menjadi sinyal elektromagnetik yang akan dikirim.
2. Data dapat berupa analog atau digital. Data analog bersifat kontinu dan

mengambil nilai kontinu. Data digital memiliki status diskrit dan mengambil
nilai diskrit.
3. Sinyal bisa analog atau digital. Sinyal analog dapat memiliki jumlah nilai yang
tak terbatas dalam suatu rentang; digital, sinyal hanya dapat memiliki nilai
yang terbatas.
4. Dalam komunikasi data, kita biasanya menggunakan sinyal analog periodik
dan sinyal digital non periodik.
5. Frekuensi dan periode adalah kebalikan dari satu sama lain.
6. Frekuensi adalah tingkat perubahan terhadap waktu.
7. Fase menggambarkan posisi bentuk gelombang relatif terhadap waktu 0.
8. Gelombang sinus lengkap dalam domain waktu dapat diwakili oleh satu
lonjakan tunggal dalam domain frekuensi.
9. Gelombang sinus frekuensi tunggal tidak berguna dalam komunikasi data; kita
perlu mengirim sinyal komposit, sinyal yang terbuat dari banyak gelombang
sinus sederhana.
10. Menurut analisis Fourier, sinyal komposit apapun adalah kombinasi gelombang
sinus sederhana dengan frekuensi, amplitudo, dan fase yang berbeda.
11. Bandwidth sinyal komposit adalah perbedaan antara frekuensi tertinggi dan
terendah yang terkandung dalam sinyal itu.
12. Sinyal digital adalah sinyal analog komposit dengan bandwidth tak terbatas.

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.31 dari 34 halaman                      
 

13. Transmisi baseband dari sinyal digital yang mempertahankan bentuk sinyal
digital hanya mungkin jika kita memiliki saluran low-pass dengan lebar pita
tak terhingga atau sangat lebar.

14. Jika saluran yang tersedia adalah saluran bandpass, kita tidak dapat mengirim
sinyal digital langsung ke saluran tersebut; kita perlu mengubah sinyal digital
menjadi sinyal analog sebelum dikirim.

15. Untuk saluran tanpa suara, rumus bit rate Nyquist mendefinisikan kecepatan bit
maksimum teoritis. Untuk saluran yang berisik, kita perlu menggunakan
kapasitas Shannon untuk menemukan kecepatan bit maksimum.

16. Atenuasi, distorsi, dan noise dapat mengganggu sinyal.

LATIHAN SOAL 1
1. Apa hubungan antara periode dan frekuensi?
2. Jika sebuah sinyal disusun menjadi 5 buah gelombang sinus dengan frekuensi

100, 300, 500, 700, dan 900 Hz. Hitunglah berapakah lebar bandwidthnya?
3. Sebutkan tiga jenis gangguan transmisi?
4. Bedakan antara transmisi baseband dan transmisi broadband.
5. Bedakan antara saluran low-pass dan saluran band-pass.

JAWABAN LATIHAN SOAL 1

1. Hubungan antara frekuensi dan periode adalah berbanding terbalik, bila
frekuensi meningkat maka periode menurun dan sebaliknya. Dimana:

f = 1/T

T = 1/f
2. fn sebagai frekuensi tertinggi, fl sebagai frekuensi terendah, dan B sebagi

bandwidth.
B = fn - fl = 900 - 100 = 800 Hz

3. Attenuation (Pelemahan)
Distortion (Penyimpangan)
Noise (Derau)

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.32 dari 34 halaman                      
 

4. Baseband Transmission adalah teknik transmisi yang satu sinyal memerlukan
seluruh bandwidth saluran untuk mengirim data. Broadband Transmission
adalah teknik transmisi yang banyak sinyal dengan beberapa frekuensi
mentransmisikan data melalui satu saluran secara bersamaan.

5. Band Pass Filter atas sering disingkat dengan BPF adalah filter atau penyaring
frekuensi yang melewatkan sinyal frekuensi dalam rentang frekuensi tertentu
yaitu melewatkan sinyal yang berada diantara frekuensi batas bawah hingga
frekuensi batas atasnya. Salah satu aplikasi sederhana Band Pass Filter adalah
pada penguat audio, pengendali nada (tone control) dan penyaring crossover
speaker. Sedangkan low-pass filter adalah Penyaring yang melewatkan sinyal
Frekuensi rendah dan menghambat atau memblokir sinyal Frekuensi tinggi.
Dengan kata lain, LPF akan menyaring sinyal frekuensi tinggi dan meneruskan
sinyal frekuensi rendah yang diinginkannya. Contoh nya pada sebuah Resistor
10KΩ dan sebuah Induktor yang bernilai 470mH

 

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.33 dari 34 halaman                      
 

DAFTAR PUSTAKA

Forouzan, Behrouz A. 2007. “Data Communications And Networking”. Higher
Education. New York San Francisco.

Sukaridhoto, Stitrusta. 2016. “Komunikasi Data dan Komputer, Dasar-dasar
Komunikasi Data”. Politeknik Elektronika Negeri Surabaya. Surabaya.

 

Modul 3 Data dan Sinyal                                                                     2.34 dari 34 halaman                      
 

Program Studi: Teknik Elektronika Modul Pembelajaran Daring
Semester : 3 (Tiga) Sistem Komunikasi Data

MODUL 4
TEKNIK ENCODING I

PENDAHULUAN
Jaringan komputer dirancang untuk mengirimkan informasi dari satu titik ke titik
lainnya. Informasi ini perlu diubah menjadi sinyal digital atau sinyal analog untuk
transmisi. Dalam bab ini, kita membahas pilihan pertama, konversi ke sinyal digital;

Dalam bab ini, kami menunjukkan skema dan teknik yang digunakan untuk
mengirimkan data secara digital. Pertama, kita membahas teknik konversi digital-ke-
digital, metode yang mengubah data digital menjadi sinyal digital. Kedua, kita
membahas teknik konversi analog ke digital, metode yang mengubah sinyal analog
menjadi sinyal digital Terakhir, kita membahas mode transmisi.

4.1 KONVERSI DIGITAL KE DIGITAL
Pada Modul sebelumnya, kita membahas data dan sinyal. Pada modul tersebut
mengatakan data dapat berupa digital atau analog. Kami juga mengatakan bahwa
sinyal yang mewakili data juga bisa digital atau analog. Pada bagian ini, kita melihat
bagaimana kita dapat merepresentasikan data digital dengan menggunakan sinyal
digital. Konversi tersebut melibatkan tiga teknik: pengkodean garis, pengkodean
blok, dan pengacakan. Pengkodean baris selalu diperlukan pengodean blok dan
pengacakan mungkin tidak diperlukan.

4.1.1 Line Coding
Line Coding adalah proses mengubah data digital menjadi sinyal digital. Kami
berasumsi bahwa data, dalam bentuk teks, angka, gambar grafis, audio, atau video,
disimpan dalam memori komputer sebagai rangkaian bit (lihat Bab 1). Pengkodean
garis mengubah urutan bit menjadi sinyal digital. Di pengirim, data digital dikodekan

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.1 dari 20 halaman 
 

menjadi sinyal digital; di penerima, data digital dibuat kembali dengan mendekode
sinyal digital. Gambar 4.1 menunjukkan prosesnya. Karakteristik Sebelum
membahas skema pengkodean baris yang berbeda, kami membahas karakteristik
umum.

Gambar 4.1 Line coding and decoding
Elemen Sinyal versus Elemen Data Mari kita bedakan antara elemen data dan elemen
sinyal. Dalam komunikasi data, tujuan kami adalah mengirimkan elemen data.
Elemen data adalah entitas terkecil yang dapat merepresentasikan sepotong
informasi: ini adalah bit. Dalam komunikasi data digital, elemen sinyal membawa
elemen data. Sebuah sinyal elemen adalah unit terpendek (tepat waktu) dari sinyal
digital. Dengan kata lain, elemen data adalah apa yang perlu kita kirim; elemen
sinyal adalah apa yang dapat kami kirim. Elemen data sedang dibawa; elemen sinyal
adalah pembawa.

Kami mendefinisikan rasio r yang merupakan jumlah elemen data yang dibawa
oleh setiap elemen sinyal. Gambar 4.2 menunjukkan beberapa situasi dengan nilai r
yang berbeda.

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.2 dari 20 halaman 
 

Gambar 4.2 Signal element versus data element
Pada bagian a gambar, satu elemen data dibawa oleh satu elemen sinyal (r = 1).
Pada bagian b gambar, kita membutuhkan dua elemen sinyal (dua transisi) untuk
membawa setiap elemen data (r = 1/2). Kita akan melihat nanti bahwa elemen sinyal
tambahan diperlukan untuk menjamin 2 sinkronisasi. Pada bagian c gambar, elemen
sinyal membawa dua elemen data (r = 2). Akhirnya, di bagian d, sekelompok 4 bit
dibawa oleh sekelompok tiga elemen sinyal (r = 3/4). Untuk setiap skema
pengkodean baris yang kita bahas, kita akan memberikan nilai r.
Sebuah analogi dapat membantu di sini. Misalkan setiap elemen data adalah
orang yang perlu dibawa dari satu tempat ke tempat lain. Kita dapat menganggap
elemen sinyal sebagai kendaraan yang dapat membawa orang. Bila r = 1 berarti
setiap orang sedang mengendarai kendaraan. Jika r> 1, artinya lebih dari satu orang
bepergian dengan kendaraan (carpool, misalnya). Kita juga dapat memiliki kasus di
mana satu orang mengendarai mobil dan trailer (r = 1/2).
Kecepatan Data versus Tingkat Sinyal Kecepatan data menentukan jumlah
elemen data (bit) yang dikirim dalam Is. Satuannya adalah bit per detik (bps).
Tingkat sinyal adalah jumlah elemen sinyal yang dikirim dalam Is. Unitnya adalah
baud. Ada beberapa istilah umum yang digunakan dalam literatur. Kecepatan data

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.3 dari 20 halaman 
 

kadang-kadang disebut kecepatan bit; tingkat sinyal kadang-kadang disebut denyut
nadi, laju modulasi, atau baud rate.

Salah satu tujuan dalam komunikasi data adalah untuk meningkatkan
kecepatan data sekaligus menurunkan kecepatan sinyal. Meningkatkan kecepatan
data akan meningkatkan kecepatan transmisi; menurunkan kecepatan sinyal
menurunkan kebutuhan bandwidth. Dalam analogi kendaraan-orang, kami

perlu membawa lebih banyak orang dengan lebih sedikit kendaraan untuk
mencegah kemacetan lalu lintas. Kami memiliki bandwidth terbatas dalam sistem
transportasi kami.

Sekarang kita perlu mempertimbangkan hubungan antara kecepatan data dan
kecepatan sinyal (kecepatan bit dan kecepatan baud). Hubungan ini tentu saja
bergantung pada nilai r. Itu juga tergantung pada pola datanya. Jika kita memiliki
pola data dari semua 1s atau semua Os, kecepatan sinyalnya mungkin

berbeda dari pola data Os dan Is bolak-balik. Untuk mendapatkan rumus
hubungan, kita perlu mendefinisikan tiga kasus: terburuk, terbaik, dan rata-rata.
Kasus terburuk adalah ketika kita membutuhkan kecepatan sinyal maksimum; kasus
terbaik adalah ketika kita membutuhkan minimum. Dalam komunikasi data, kami
biasanya tertarik pada kasus rata-rata. Kita dapat merumuskan hubungan antara
kecepatan data dan kecepatan sinyal sebagai berikut :

S = c x N x 1/2 - baud

dimana N adalah kecepatan data (bps); c adalah faktor kasus, yang bervariasi untuk
setiap kasus; S adalah jumlah elemen sinyal; dan r adalah faktor yang ditentukan
sebelumnya.

Bandwidth Kita telah membahas dalam Bab 2 bahwa sinyal digital yang
membawa informasi tidak periodik. Kami juga menunjukkan bahwa bandwidth
sinyal nonperiodik kontinu dengan kisaran tak terbatas. Namun, sebagian besar
sinyal digital yang kita temui dalam kehidupan nyata memiliki bandwidth dengan
nilai yang terbatas. Dengan kata lain, bandwidth secara teoritis tidak terbatas, tetapi
banyak komponen memiliki amplitudo yang kecil sehingga dapat diabaikan.

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.4 dari 20 halaman 
 

Bandwidth efektif terbatas. Mulai sekarang, ketika kita berbicara tentang bandwidth
sinyal digital, kita perlu ingat bahwa kita berbicara tentang bandwidth efektif ini.

Kita dapat mengatakan bahwa baud rate, bukan bit rate, yang menentukan
bandwidth yang dibutuhkan untuk sinyal digital. Jika kita menggunakan analogi
transportasi, jumlah kendaraan mempengaruhi lalu lintas, bukan jumlah orang yang
diangkut. Lebih banyak perubahan dalam sinyal berarti memasukkan lebih banyak
frekuensi ke dalam sinyal. (Ingat bahwa frekuensi berarti perubahan dan perubahan
berarti frekuensi.) Bandwidth mencerminkan rentang frekuensi yang kita butuhkan.
Ada hubungan antara baud rate (signal rate) dan bandwidth. Bandwidth adalah ide
yang kompleks. Ketika kita berbicara tentang bandwidth, kita biasanya menentukan
rentang frekuensi. Kita perlu mengetahui di mana kisaran ini berada serta nilai
frekuensi terendah dan tertinggi. Selain itu, amplitudo (jika bukan fase) setiap
komponen merupakan masalah yang penting. Dengan kata lain, kita membutuhkan
lebih banyak informasi tentang bandwidth daripada hanya nilainya; kita
membutuhkan diagram bandwidth. Kami akan menunjukkan bandwidth untuk
sebagian besar skema yang kami diskusikan di bab ini. Untuk saat ini, kita dapat
mengatakan bahwa bandwidth (rentang frekuensi) sebanding dengan kecepatan
sinyal (baud rate). Bandwidth minimum dapat diberikan sebagai berikut :

1


Kami dapat memecahkan kecepatan data maksimum jika bandwidth saluran

diberikan

1


Contoh 1
Kecepatan data maksimum saluran (lihat modul 2) adalah Nmax = 2 x B x log2L
(ditentukan oleh rumus Nyquist). Apakah ini sesuai dengan rumus Nmax sebelumnya?

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.5 dari 20 halaman 
 

Solusi
Sebuah sinyal dengan level L sebenarnya dapat membawa log2 L bit per level. Jika
setiap level sesuai dengan satu elemen sinyal dan kami mengasumsikan kasus rata-
rata (c = 1/2), maka kami punya

1 2


Pengembaraan berdasarkan dalam mendekode sinyal digital, penerima menghitung

rata-rata berjalan dari daya sinyal yang diterima. Rata-rata ini disebut baseline.

Kekuatan sinyal yang masuk dievaluasi terhadap baseline ini untuk menentukan nilai

elemen data. String panjang 0 atau 1 dapat menyebabkan penyimpangan di baseline

(baseline wandering) dan menyulitkan penerima untuk mendekode dengan benar.

Skema pengkodean garis yang baik perlu mencegah pengembaraan garis dasar.

Komponen DC Ketika level tegangan dalam sinyal digital konstan untuk sementara,
spektrum menghasilkan frekuensi yang sangat rendah (hasil analisis Fourier).
Frekuensi sekitar nol ini, yang disebut komponen DC (arus searah), menimbulkan
masalah bagi sistem yang tidak dapat melewatkan frekuensi rendah atau sistem yang
menggunakan sambungan listrik (melalui trafo). Misalnya, saluran telepon tidak
dapat melewatkan frekuensi di bawah 200 Hz. Juga hubungan jarak jauh dapat
menggunakan satu atau lebih transformator untuk mengisolasi bagian-bagian berbeda
dari saluran secara elektrik. Untuk sistem ini, kami membutuhkan skema tanpa
komponen DC.

Sinkronisasi mandiri Untuk menafsirkan sinyal yang diterima dari pengirim dengan
benar, interval bit penerima harus sama persis dengan interval bit pengirim. Jika jam
penerima lebih cepat atau lebih lambat, interval bit tidak cocok dan penerima
mungkin salah menafsirkan sinyal. Gambar 4.3 menunjukkan situasi di mana
penerima memiliki durasi bit yang lebih pendek. Pengirim mengirim 10110001,
sedangkan penerima menerima 110111000011.

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.6 dari 20 halaman 
 

Gambar 4.3 Pengaruh kurangnya sinkronisasi
Sinyal digital yang menyinkronkan diri mencakup informasi pengaturan waktu
dalam data yang sedang dikirim. Hal ini dapat dicapai jika ada transisi dalam sinyal
yang mengingatkan penerima ke awal, tengah, atau akhir pulsa. Jika jam penerima
tidak sinkron, titik-titik ini dapat mengatur ulang jam.

Deteksi Kesalahan Bawaan Sangat diharapkan untuk memiliki kemampuan
pendeteksi kesalahan bawaan dalam kode yang dihasilkan untuk mendeteksi
beberapa atau semua kesalahan yang terjadi selama transmisi. Beberapa skema
pengkodean yang akan kita bahas memiliki kemampuan ini sampai batas tertentu.

Kekebalan terhadap Kebisingan dan Gangguan Karakteristik kode lain yang
diinginkan adalah kode I yang kebal terhadap kebisingan dan gangguan lainnya.
Beberapa skema pengkodean yang akan kita bahas memiliki kemampuan ini.

Kompleksitas Skema kompleks lebih mahal untuk diterapkan daripada skema
sederhana. Misalnya, skema yang menggunakan empat level sinyal lebih sulit
ditafsirkan daripada skema yang hanya menggunakan dua level.

4.1.2 Line Coding Schemes
Secara kasar kita dapat membagi skema pengkodean garis menjadi lima kategori
besar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4.

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.7 dari 20 halaman 
 

Gambar 4.4 Line coding schemes
Ada beberapa skema di setiap kategori. Kita perlu terbiasa dengan semua
skema yang dibahas di bagian ini untuk memahami sisa buku ini. Bagian ini dapat
digunakan sebagai referensi untuk skema yang dihadapi nanti.
Skema Unipolar
Dalam skema unipolar, semua level sinyal berada di satu sisi sumbu waktu, baik di
atas atau di bawah.
NRZ (Non-Return-to-Zero) Secara tradisional, skema unipolar dirancang sebagai
skema non-return-to-zero (NRZ) di mana tegangan positif mendefinisikan bit 1 dan
tegangan nol mendefinisikan bit 0. Ini disebut NRZ karena sinyal tidak kembali ke
nol di tengah bit. Gambar 4.5 menunjukkan skema NRZ unipolar.

Gambar 4.5 Unipolar NRZ scheme
Dibandingkan dengan pasangan kutubnya (lihat bagian selanjutnya), skema ini
sangat mahal. Seperti yang akan kita lihat sebentar lagi, daya yang dinormalisasi
(daya yang dibutuhkan untuk mengirim 1 bit per resistansi saluran unit) adalah dua
kali lipat dari NRZ kutub. Karena alasan ini, skema ini biasanya tidak digunakan
dalam komunikasi data saat ini.

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.8 dari 20 halaman 
 

Skema Polar
Dalam skema kutub, tegangan berada di kedua sisi sumbu waktu. Misalnya, level
tegangan untuk 0 bisa positif dan level tegangan untuk I bisa negatif.
Non-Return-to-Zero (NRZ) Dalam pengkodean NRZ kutub, kami menggunakan dua
tingkat amplitudo tegangan. Kita dapat memiliki dua versi kutub NRZ: NRZ-Land
NRZ-I, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.6. Gambar tersebut juga
menunjukkan nilai r, baud rate rata-rata, dan bandwidth. Pada variasi pertama, NRZ-
L (NRZ-Level), level tegangan menentukan nilai bit. Pada variasi kedua, NRZ-I
(NRZ-Invert), perubahan atau kekurangan perubahan level tegangan menentukan
nilai bit. Jika tidak ada perubahan, bitnya adalah 0; jika ada perubahan maka bitnya
adalah 1.

Gambar 4.6 Polar NRZ-L dan skema NRZ-I
Dalam NRZ-L level tegangan menentukan nilai bit. Dalam NRZ-I, inversi atau
kurangnya inversi menentukan nilai bit. Mari kita bandingkan kedua skema ini
berdasarkan kriteria yang telah kita tentukan sebelumnya. Meskipun pengembaraan
dasar adalah masalah untuk kedua variasi, hal itu dua kali lebih parah pada NRZ-L.
Jika ada urutan Os atau Is yang panjang di NRZ-L, daya sinyal rata-rata menjadi
miring. Penerima mungkin kesulitan membedakan nilai bit. Di NRZ-I masalah ini
terjadi hanya untuk urutan panjang sebagai. Jika entah bagaimana kita bisa
menghilangkan urutan panjang as, kita bisa menghindari pengembaraan baseline.
Kami akan segera melihat bagaimana ini bisa dilakukan.

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.9 dari 20 halaman 
 

Masalah sinkronisasi (jam pengirim dan penerima tidak disinkronkan) juga ada
di kedua skema. Sekali lagi, masalah ini lebih serius di NRZ-L daripada di NRZ-I.
Sementara urutan panjang as dapat menyebabkan masalah di kedua skema, urutan
panjang 1s hanya memengaruhi NRZ-L.

Masalah lain dengan NRZ-L terjadi ketika ada perubahan polaritas yang tiba-
tiba dalam sistem. Misalnya, jika kabel twisted-pair adalah medianya, perubahan
polaritas hasil kabel di semua ditafsirkan sebagai Is dan semua diartikan sebagai.
NRZ-I tidak punya masalah ini. Kedua skema memiliki kecepatan sinyal rata-rata
NI2 Bd. NRZ-L dan NRZ-J keduanya memiliki laju sinyal rata-rata NI2 Bd.

Mari kita bahas bandwidthnya. Gambar 4.6 juga menunjukkan bandwidth yang
dinormalisasi untuk kedua variasi. Sumbu vertikal menunjukkan kepadatan daya
(daya untuk setiap I Hz bandwidth); sumbu horizontal menunjukkan frekuensi.
Bandwidth menunjukkan masalah yang sangat serius untuk jenis pengkodean ini.
Nilai kerapatan daya sangat tinggisekitar frekuensi mendekati nol. Artinya terdapat
komponen DC yang membawa energi tingkat tinggi. Faktanya, sebagian besar energi
terkonsentrasi pada frekuensi antara a dan NIl. Ini berarti bahwa meskipun rata-rata
kecepatan sinyal adalah N12, energi tidak didistribusikan secara merata antara dua
bagian.

Kembali ke Nol (RZ) Masalah utama dengan pengkodean NRZ terjadi ketika jam
pengirim dan penerima tidak disinkronkan. Penerima tidak tahu kapan satu bit telah
berakhir dan bit berikutnya dimulai. Salah satu solusinya adalah skema return-to-zero
(RZ), yang menggunakan tiga nilai: positif, negatif, dan nol. Di RZ, sinyal tidak
berubah antar bit tetapi selama bit. Pada Gambar 4.7 kita melihat bahwa sinyal
menuju ke 0 di tengah setiap bit. Itu tetap di sana sampai awal bit berikutnya.
Kerugian utama pengkodean RZ adalah membutuhkan dua perubahan sinyal untuk
menyandikan sedikit dan karenanya menempati bandwidth yang lebih besar. Masalah
yang sama yang kami sebutkan, perubahan polaritas yang tiba-tiba mengakibatkan
semua ditafsirkan sebagai 1s dan semua 1s ditafsirkan sebagai, masih ada di sini,
tetapi tidak ada masalah komponen DC. Masalah lainnya adalah kompleksitas: RZ
menggunakan tiga level tegangan, yang lebih kompleks untuk dibuat dan dilihat.

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.10 dari 20 halaman 
 

Sebagai akibat dari semua kekurangan ini, skema tersebut tidak digunakan saat ini.
Alih-alih, itu telah digantikan oleh skema Manchester yang berkinerja lebih baik dan
skema Manchester diferensial (dibahas selanjutnya)

Gambar 4.7 Skema Polar RZ
Biphase: Manchester dan Diferensial Manchester Ide RZ (transisi di tengah bit) dan
ide NRZ-L digabungkan ke dalam skema Manchester. Dalam pengkodean
Manchester, durasi bit dibagi menjadi dua bagian. Tegangan tetap di satu level
selama paruh pertama dan pindah ke level lain di paruh kedua. Transisi di tengah bit
menyediakan sinkronisasi. Diferensial Manchester, di sisi lain, menggabungkan
gagasan RZ dan NRZ-I. Selalu ada transisi di tengah bit, tetapi nilai bit ditentukan di
awal bit. Jika bit berikutnya adalah 0, berarti ada transisi; jika bit berikutnya adalah
1, maka tidak ada. Gambar 4.8 menunjukkan pengkodean Manchester dan diferensial
Manchester.

Gambar 4.8 Bifase Polar: Manchester dan skema Manchester diferensial

Modul 4 Teknik Encoding I                                                                 4.11 dari 20 halaman