Transmisi Digital

download Transmisi Digital

If you can't read please download the document

  • date post

    19-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    222
  • download

    5

Embed Size (px)

description

pengenalan teknologi transmisi digital pada sistem komunikasi digital

Transcript of Transmisi Digital

1Transmisi adalah proses pengangkutan informasi dari satu titik ke titik lain di dalam suatu jaringanJarak antar titik bisa sangat jauhBisa ada banyak elemen jaringan yang terhubungElemen-elemen tersebut dihubungkan oleh koneksi yang disediakan oleh sistem transmisi 2Elemen Sistem TransmisiUntuk sistem komunikasi dua arah, maka pada arah transmisi yang berlawanan juga diperlukan elemen yang sama3Elemen Sistem Transmisi (!TransmitterTransmitter mengolah sinyal masukan menjadi sinyal yang sesuai dengan karakteristik kanal transmisi"engolhan sinyal meliputi en#oding dan modulasiTransmission $hannel%anal transmisi adalah suatu media elektral yang menjembatani sumber dan tujuanBisa berupa pasangan kabel, #oa&ial, radio atau serat optikSetiap kanal transmisi menyumbangkan sejumlah loss transmisi atau redaman sehingga daya sinyal akan berkurang seiring bertambahnya jarakSinyal juga akan terdistorsi akibat perbedaan redaman yang dialami oleh komponen-komponen frekuensi sinyal yang berbedaSinyal biasanya terdiri dari banyak komponen frekuensi yang mana beberapa diantaranya teredam ada juga yang tidak teredam' %ondisi ini akan menyebabkan perubahan bentuk sinyal (distorsi!(e#ei)er"enerima mengolah sinyal yang masuk dari kanal transmisi"roses pada penerima meliputi penapisan (*ltering! untuk menghilangkan out-of-band noise, penguatan (ampli*#ation! untuk mengkompensasi loss transmisi, ekualisasi (e+uali,ing! untuk mengkompensasi distorsi!, serta demodulasi dan de#oding untuk membalikkan proses yang terjadi di transmiter-oise, .istortion, and /nterferen#e0erupakan faktor-faktor yang mempengaruhi sinyal yang ditransmisikan4Sinyal dan SpektrumSinyal komunikasi merupakan besaran yang selalu berubah terhadap waktuSetiap sinyal dapat dinyatakan di dalam domain waktu (time domain! maupun didalam domain frekuensi (fre+uen#y domain!Ekspresi sinyal di dalam domain frekuensi disebut spektrumSinyal di dalam domain waktu merupakan penjumlahan dari komponen-komponen spektrum sinusoidal1nalisa 2ourier digunakan untuk menghubungkan sinyal dalam domain waktu dengan sinyal di dalam domain frekuensi5Jika misalnya durasi pulsa adalah T 3 4 ms, maka komponen spektrum yang paling kuat berada di bawah 4 k5, (46T 3 464 ms 3 4,777 46s 3 4 k5,!.ari hasil di atas kita punya rule of thumb bahwa kita dapat mengirimkan 4'777 pulsa seperti di atas di dalam satu detik melalui kanal yang bandwidthnya 4 k5, (sama dengan sinyal biner berke#epatan 4-%bps!'Untuk menaikkan ke#epatan data (data rate!, kita harus menurunkan durasi pulsa tetapi konsekuensinya lebar spektrum akan naik sehingga membutuhkan bandwidth yang lebih lebar0isalnya bila ingin menaikkan data rate menjadi 47 kali lebih tinggi, maka kita harus menggunakan pulsa yang 47 kali lebih singkat dan membutuhkan bandwidth yang 47 kali lebih leba6time domain of a pulsefrequency domain of a pulseContoh #1This is baseband transmission(no modulation involved)$ontoh di atas menunjukkan sebuah pulsa yang dikirimkan sebagai frekuensi radio (menggunakan modulasi amplitude shift keying (1S%!!Terlihat bahwa spektrum terkonsentrasi pada frekuensi pembawa f# (bukan pada frekuensi 7 seperti pada #ontoh sebelumnya!"erhatikan bahwa lebar spektrum di sekitar frekuensi pembawa hanya tergantung pada durasi pulsa T seperti pada #ontoh sebelumnyaJika data rate kita naikkan (dengan mempersingkat durasi pulsa!, maka spektrum akan melebar sehingga dibutuhkan bandwidth frekuensi radio yang lebih lebar7Contoh #2Esensi dari dua #ontoh tadi'''Bandwidth merupakan faktor pembatas utama untuk transmisi.ari dua #ontoh sebelumnya kita bisa menyimpulkan adanya hubungan antara data rate dengan bandwidth yang diperlukan.engan menurunkan data rate kita bisa menaikkan kapasitas jaringan/ngat pada waktu kita membahas spee#h #oding8 9riset di dalam spee#h #oding selalu men#ari teknik #oding yang mampu memberikan data rate yang seke#il mungkin dengan kualitas yang masih dapat diterima:Tujuannya agar jumlah pembi#araan di dalam jaringan meningkat walaupun kapasitas jaringan tetap

Symbol (ate (Baud (ate! dan Bandwidth%omunikasi membutuhkan bandwidth transmisi yang memadai untuk mengakomodasi adanya spektrum sinyal; kalau tidak, 1!akan terjadi distorsi%enyataan8 Setiap kanal komunikasi memiliki bandwidth yang terbatasSemakin tinggi data rate, durasi pulsa digital yang digunakan akan semakin pendekSemakin pendek durasi pulsa, semakin lebar bandwidth yang digunakan%etika sebuah sinyal berubah-rubah dengan #epat (dari sisi waktu!, spektrumnya akan melebar sehingga kita katakan bahwa sinyal itu memiliki bandwidth yang lebar11/lustrasi0isalnya kita masukan sebuah pulsa digital berdurasi T (T 3 4ms! ke dalam suatu kanal yang memiliki sifat seperti lowpass flter ideal dengan bandwidth B12Kanal Transmisi dengan Bandwidth B"ulsa #eluaran yan$ diharap#an"ulsa #eluaran %i#a &'2(1)T"ulsa #eluaran %i#a &'1(1)T"ulsa #eluaran %i#a &'(1)2)(1)T"ulsa #eluaran %i#a &'(1)4)(1)TEsensi dari ilustrasi"ulsa keluaran akan semakin terdistorsi bila bandwidth kanal transmisi semakin ke#il13/lustrasi lain1ndaikan kita kirim beberapa pulsa digital untuk kasus yang paling buruk (bandwidth terke#il! dari yang sudah ditunjukkan pada ilustrasi sebelumnya14* +,+ a#an menyebab#an #esalahan pendete#sian sinyal di penerima- &it .!/ bisa disan$#a bit .1/ dan sebali#nyaintersymbol interference (+,+)Kanal Transmisi dengan Bandwidth B = (1/4)*1/TEsensi ilustrasi"engiriman sinyal dengan data rate tinggi harus menggunakan kanal transmisi yang bandwidthnya lebarSupaya efek /S/ tidak terasaBandingkan ilustrasi berikut dengan ilustrasi sebelumnya15Kanal Transmisi dengan Bandwidth B = 2*1/T* +,+ yan$ ter0adi tida# a#an menyebab#an #esalahan dete#si"ada transmisi baseband, suatu sinyal digital yang terdiri dari r symbols per detik memerlukan bandwidth transmisi, B (dalam satuan 5ert,!, sebesar 8B r/2 /stilah symbol menga#u pada satu sinyal pulsa yang digunakan untuk mentransmisikan data digitalSatu symbol belum tentu merepresentasikan 4 bit data$ontoh8 "ada modulasi B atau B ? r617.alam kenyataan, tidak ada yang namanya pulsa sinc itu, sehingga analisa kita menghasilkan symbol rate maksimum pada suatu kanal lowpass.i dalam kenyataan digunakan pulsa yang mirip dengan pulsa sin# bandwidthnya biasanya 4,@ sampaikali lebih lebar daripada pulsa sin#2!Symbol (ate dan Bit (ate.alam komunikasi digital, digunakan symbol-symbol (berbentuk pulsa! sebagai representasi informasiBila kita dapat membuat beberapa symbol dengan amplituda yang berbeda (masing-masing merepresentasikan bit-bit yang dibawanya!, maka kita dapat menaikkan data rate dengan tetap mempertahankan symbol rate21Aambar (a! di atas memperlihatkan empat buah simbol yang masing-masing digunakan untuk merepresentasikanbit informasiAambar (b! memperlihatkan penggunaan symbol di dalam mengirimkan deretan bit 74474477744722(a)(b)Se#ara umum, jumlah simbol (0! ditentukan oleh jumlah bit informasi (k! yang diwakilinya, yaitu8M 3 k5ubungan antara bit rate dengan jumlah simbol adalah sbb8Bit rate = rb 3 r log

M BbpsC"ada #ontoh sebelumnya jumlah simbol ada sebanyak 0 3 k 3

3 D, maka bit rate 3 rb 3 r log

M = r log

= ! bps' 0aka bila baud rate adalah 4 kbaud, maka bit rate sama dengankbps'/ngat log

!n = n -ilai baud rate bisa lebih ke#il daripada bit rateJadi dengan baud rate tertentu kita bisa terus menaikkan bit rate dengan #ara menambah jumlah simbol (dengan kata lain8 memperbanyak jumlah bit yang dibawa oleh satu simbol!23%alau gitu'''' -aikin aja terus jumlah bit per simbol agar bit rate transmisi sebesar mungkin''''248alau hanya band1idth batasannya meman$ demi#ian666Tetapi ada fa#tor pembatas lain yaitu9 :oise666666625,ema#in banya# 0umlah simbol2 dete#si simbol sema#in sulit dila#u#an dan pen$aruh noise a#an sema#in si$nifi#an(bisa menyebab#an perubahan level simbol)noise;mpat level simbol5elapan level simbol

"ada tahun 4EDF, $laude Shannon mempublikasikan suatu kajian mengenai data rate maksimum teoritis pada kanal komunikasi yang terganggu noise27.engan mempertimbangkan sekaligus bandwidth dan noise, Shannon menyatakan bahwa error-free bit rate (bit rate yang tidak mengakibatkan error! pada suatu kanal transmisi tidak dapat melebihi kapasitas maksimum $Se#ara matematis, $ dinyatakan oleh8" 3 B log

(4G#6$!.imana8$ 3.ata rate informasi maksimum dalam satuan bit per detikB 3 bandwidth dalam satuan 5ert, S 3 daya sinyal- 3 daya noiseS6- 3 Signal-to-noise ratio, dinyatakan dalam perbandingan daya (bukan dalam dB!2$ontoh80isalkan suatu kanal transmisi yang bebas noise memiliki bandwidth D k5,' 0aka symbol rate maksimum pada kanal tersebut adalah r > B 3 F kbauds1rtinya, kita dapat mengirimkan sampai F777 sinyal (simbol!per detikBila kanal di atas digunakan pada suatu lingkungan yang mengandung noise dengan S6- sebesar F dB (bila dinyatakan dalam bentuk perbandingan S6- 3 47,F H IJ40aksimum bit rate menurut Shannon 3 $$ 3 B log

(4 G S6-! 3 D'777 log

(IJ! 3 JK' %bps1gar batas kapasitas kanal tidak terlampaui, maka jumlah bit persimbol yang diijinkan untuk ditransmisikan pada kanal di atas adalah D/ngat rumus ini8Bit rate = r log

MBila kita masukkan hasil perhitungan di atas8JK, kbps 3 F kbauds % log

!k & maka jumlah bit maksimum yang diperbolehkan adalah sebanyak D bit per simbol27Line $oding'ine coding merupakan metoda untuk merubah simbol dari sumber ke dalam bentuk lain untuk ditransmisikanLine #oding merubah pesan-pesan digital ke dalam deretan simbol baru (ini merupakan proses en#oding!(ecoding bekerja kebalikannya yaitu merubah kembali deretan yang sudah dikodekan (en#oded se+uen#e! menjadi pesan aslinya3!* ,istem yan$ men$$una#an line coding tetapi tida# melibat#an modulasi disebut sistem transmisi baseband - ,pe#trum hasil pen$#odean tetap berada di dalam rentan$ fre#uensi pesan asliTujuan Line $oding0erekayasa spektrum sinyal digital agar sesuai dengan medium transmisi yang akan digunakan.apat dimanf