tugas materi

TRANSMISI DATA

Transmisi data terjadi diantara transmitter dan receiver melalui beberapa media transmisi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Media transmisi dapat digolongkan sebagai berikut.

1.   Media kabel disebut juga guided media, media ini mengendalikan gelombang dalam jalur fisik kepada penerima data.

Contoh : fiber optik, twisted pair, dan coaxial kabel.

2.  Media tanpakabel (wireless) disebut juga unguided media, media ini menyediakan alat untuk mentransmisikan gelombang namun tidak mengendalikannya.

Contoh : perambatan (propagation) di udara dan laut.

Sebuah transmisi memiliki metode-metode operasi dalam proses pengiriman sinyal-sinyal, yang terbagi atas tiga macam, yaitu :

1.  Simplex, data ditransmisikan hanya kesatu arah, satu station sebagai transmitter dan lainnya sebagai receiver. Contoh : siaran televisi atau siaran radio.

2.  Half duplex, data ditransmisikan kedua arah secara bergantian, waktu yang diperlukan mengganti arah transfer data. Contoh : chatting, SMS, walkie talkie.

3.  Full duplex, data dapat ditransmisikan kedua arah secara bersamaan. Contoh : telepon, hand phone.

  FREKUENSI, SPEKTRUM, DAN BANDWIDTH

·Konsep Time Domain

Bila dipandang dalam fungsi waktu, sebuah sinyal elektromagnetik dapat berupa :

1. Sinyal kontinu adalah sinyal dimana intensitasnya berubah-ubah dalam bentuk halus sepanjang waktu, tidak ada sinyal yang terputus. Sinyal ini menggambarkan percakapan .
2. Sinyal diskrete adalah sinyal dimana intensitasnya mempertahankan level yang konstan selama beberapa periode waktu kemudian berubah ke level konstan yang lain. Sinyal ini menggambarkan biner 1 dan 0.
3. Sinyal periodik adalah sinyal yang berulang dalam interval waktu tertentu sehingga memiliki pola pengulangan.
4. Sinyal aperiodik adalah sinyal yang tidak memperlihatkan pola pengulangan setiap waktu dan terlihat random.

 

Sinyal Kontinu dan Diskrete

 

Sinyal Periodik

Gelombang sinus adalah sinyal periodek yang fundamental, dapat digambarkan oleh tiga parameter, yaitu :

a.    Amplitudo puncak (A) adalah nilai tertinggi atau kekuatan sinyal setiap waktu. Biasanya diukur dalam volts.

b.    Frekuensi (f) adalah rate (dalam putaran per detik, atau Hertz [Hz]) di mana sinyal berulang-ulang.

c.    Fase (ø) adalah ukuran posisi relative dalam satu waktu di dalam satu periode sinyal.

Gelombang sinus dapat dirumuskan sebagai berikut.

s (t) = A sin (2πft + ø)

 

Gelombang Sinus

·         Konsep Frequency-Domain

Sebuah sinyal elektromagnetik dibentuk  dari  komponen berbagai frekuensi, masing-masing komponen itu disebut  sinusoid. Setiap sinyal mempunyai suatu fungsi frekuansi domain S(f) yang menentukan amplitude puncak  dari frekuensi sinyal yang konsisten.

 

Representasi Domain Frekuansi

·         Spektrum dan Bandwidth

a.    Spektrum adalah jarak atau rentang frekuensi yang mengandung sinyal.

b.    Bandwidth mutlak adalah lebar spektrum.

c.    Bandwidth efektif adalah lebar spektrum dimana semakin sempit frekuensi      semakin banyak energinya.

d.    DC component adalah komponen konstan dimana jika sebuah sinyal mencakup sebuah komponen zero (0) yang merupakan suatu direct current (dc).

A. Keberhasilan Transmisi Data tergantung pada :

1. Kualitas signal yang ditransmisikan

2. Karakteristik media transmisi

B. Jenis-jenis media Transmisi :

a. Kawat terbuka / open wire

b. Kabel jalin ganda / twisted pair cable

    Terdiri dari dua isolasi kawat tembaga yang diatur dalam suatu spiral yang terlindungi. Gulungan ini meminimkan interferensi antar kabel. Digunakan untuk dipakai pada system telephone, untuk jarak yang jauh dengan data rate 4 Mbps atau lebih, biaya murah. Mempunyai bandwidth terendah.

c. Kabel coaxial

Terdiri dari konduktor cilinder rongga luar yang mengelilingi suatu kawat konduktor tunggal, kedua konduktor dipisahkan oleh bahan isolasi. Digunakan untuk transmisi telephone dan televisi jarak jauh, television distribution (TV kabel), local area networks, short-run system links. Lebih mahal daripada twisted pair. Tidak mudah terkena noise bila dibandingan dengan twisted pair sehingga dapat digunakan secara efektif pada frekuensi-frekuensi tinggi dan data rate yang tinggi, untuk transmisi analog yang jauh, dibutuhkan amplifier setiap beberapa kilometer sedangkan untuk transmisi digital, diperlukan repeater setiap kilometer.

d. Fiber optik / serat optik

Adalah suatu medium fleksibel tipis yang mampu menghantarkan sinar ray. Berbagai kaca dan plastik dipakai untuk membuatnya. Bandwidth yang lebih besar jika dibandingkan kabel koaksial atau twisted pair, attenuation yang lebih rendah, digunakan untuk local loops, local area networks. Paling kuat / tahan terhadap keadaan alam.

e. Mikrowave / gelombang mikro

Untuk memperoleh transmisi dengan jarak yang jauh, digunakan gedung-gedung relay microwave yang diseri dan point to point microwave yang dirangkai bersama sesuai

dengan jarak yang diinginkan, digunakan antena parabolik, digunakan untuk

telekomunikasi jarak jauh, transmisi suara dan televisi, local networks, local data distribution. Dibandingkan dengan kabel koaksial, jarak antar amplifier atau repeater lebih jauh.

f. Transmisi satelit

Adalah stasiun relay microwave yang digunakan untuk merangkai dua atau lebih

transmitter / receiver dari ground-based microwave yang dikenal sebagai stasiun bumi,

setiap satelit yang mengorbit akan beroperasi pada sejumlah band frekuensi yang disebut channel transponder atau transponder saja. Digunakan untuk television distribusion, paling luas digunakan diseluruh dunia; memakai

teknologi DBS (Direct Broadcast Sattelite) dimana sinyal video dari satelit ditransmisikan langsung ke rumah-rumah, transmisi telepon jarak jauh, private business networks, digunakan sistim VSAT (Very Small Aperture Terminal) untuk menekan biaya.

g. Gelombang radio

Perbedaan dengan microwave bahwa radio adalah segala arah sedangkan microwave

adalah terfokus. Dengan demikian tidak diperlukan antena berbentuk parabola dan tidak perlu diletakkan pada jurusan yang tepat, digunakan pada band VHF dan UHF : 30 MHz sampai 1 GHz termasuk radio FM dan UHF dan VHF televisi, untuk komunikasi data digital digunakan packet radio. Paling terpengaruh oleh hujan, petir dan keadaan alam. Transmisi data terjadi antara transmiter (pemancar / pengirim) dan receiver (penerima) melalui beberapa media transmisi.

Direct link / transmisi data melalui sambungan langsung, menyatakan arah transmisi antara dua device dimana sinyal disebarkan langsung dari transmitter ke receiver dengan tanpa device perantara (amplifier atau repeater yang dipakai untuk meningkatkan kekuatan sinyal).

Terminologi Transmisi Data :

a. Point to point

Direct link antara dua device, dan hanya 2 peralatan sama-sama memakai media.

b. Multipoint

Konfigurasi multipoint dimana dapat lebih dari dua device pada medium yang sama.

Mode Transmisi :

1. Transmisi Serial

Data dikirimkan 1 bit demi 1 bit lewat kanal komunikasi yang telah dipilih.

2. Transmisi Paralel

Data dikirim sekaligus misalnya 8 bit bersamaan melalui 8 kanal komunikasi,

sehingga kecepatan penyaluran data tinggi, tetapi karakteristik kanal harus baik dan

mengatasi masalah “Skew” yaitu efek yang terjasi pada sejumlah pengiriman bit secara

serempak dan tiba pada tempat yang dituju dalam waktu yang tidak bersamaan.

Dalam transmisi serial harus ada sinkronisasi / penyesuaian antara Tx dan Rx, yang berfungsi sebagai :

a. Sinkronisasi bit

Supaya penerima mengetahui dengan tepat bilamana sinyal yang diterimanya merupakan bit dari suatu data.

b. Sinkronisasi karakter

Supaya penerima mengetahui dengan tepat bilamana sinyal yang diterimanya merupakan bit data yang membentuk sebuah karakter.

c. Sinkronisasi blok

Supaya penerima mengetahui dengan tepat bilamana sinyal yang diterimanya merupakan bit data yang membentuk sebuah blok data.

Mode Transmisi berdasarkan cara sinkronisasi :

1. Asinkron

Pengiriman data dilakukan 1 karakter setiap kali, sehingga penerima harus melakukan sinkronisasi agar bit data yang dikirim dapat diterima dengan benar

Trasmisikeccepatan tinggi

1 karakter dengan yang lainnya tidak ada waktu antara yang tetap

Bila terjadi kesalahan maka 1 blok data akan hilang

Membutuhkan start pulse / start bit (tanda mulai menerima bit data)

Idle transmitter = ‘1’ terus menerus, sebaliknya ‘0’

Tiap karakter diakhiri dengan stop pulse / stop bit

Dikenal sebagai start-stop transmission

2. Sinkron

Pengiriman dilakukan per-blok data

Sinkronisasi dilakukan setiap sekian ribu bit data

Transmisi kecepatan tinggi

Tiap karakter tidak memerlukan bit awal / akhir

Dibutuhkan 16-32 bit untuk sinkronisasi

Bila terjadi kesalahan, 1 blok data akan hilang

Pemakaian saluran komunikasi akan efektif, karena transmisi hanya dilakukan bila dimiliki sejumlah blok data

Pengirim dan penerima bekerja sama, karena sinkronisasi dilakukan dengan mengirimkan pola data tertentu (karakter sinkronisasi) antara pengirim dan penerima.

3. Isokron

Merupakan kombinasi antara asinkron dan sinkron

Tiap karakter diawali dengan start bit dan diakhir data ditutup dengan stop bit, tetapi

pengirim dan penerima disinkronisasikan.

Metode Transmisi Data

Untuk melakukan pengiriman data atau transmisi data dapat menggunakan beberapa metode pengiriman yang biasa diterapkan pada komunikasi data seperti berikut ini :

1. Metode Transmisi Paralel

2. Metode Transmisi Seria

3. Metode Transmisi Sinkron dan Tak Sinkron

4. Metode Transmisi Full Duplex dan Half Duplex

1.Metode Transmisi Paralel 

             Suatu pengiriman data disebut paralel, jika sekelompok bit data ditransmisikan secara bersama-sama dan melewati beberapa jalur transmisi. Pada metode pengiriman paralel, bit-bit yang membentuk karakter dikirimkan secara serempak melewati sejumlah penghantar yang terpisah.Keuntungan dari transmisi parallel adalah kecepatan. Tetapi, transmisi parallel membutuh sejumlah n jalur komunikasi untuk mentrasnmisikan aliran data.

2. Metode Transmisi Serial

         Suatu pengiriman data disebut serial, jika bit-bit data ditransmisikan satu demi satu melewati saluran yang sama.Keuntungan dari transmisi serial adalah mengurangi biaya karena hanya memerlukan satu jalur transmisi.

 

   3. Metode Transmisi Sinkron dan Tak Sinkron

•  Metode Transmisi Sinkron

Pada transmisi sinkron, data dikirim dalam bentuk berkelompok (blok) dalam kecepatan yang tetap tanpa bit awal dan bit akhir. Awalan blok (start block) dan akhiran blok (stop block) diidentifikasikan dalam bentuk bytes dengan susunan yang spesifik. Clock pada penerima dioperasikan secara kontinyu dan dikunci agar sama dengan clock pada pengirim.

Keuntungan pada transmisi data ini adalah dapat bekerja dengan baik pada laju pengiriman yang tinggi. Kelemahannya adalah memerlukan biaya implementasi yang lebih mahal.

•  Metode Transmisi Tak Sinkron

Jika pada transmisi sinkron tidak memiliki bit awalan dan akhiran, maka transmisi tak sinkron memiliki kedua bit tersebut. Pada transmisi ini, informasi akan diuraikan menjadi karakter dan masing-masing karakter tersebut memiliki bit yang diidentifikasikan sebagai awalan blok (start block) dan bit akhiran blok (stop block).

Keuntungan pada transmisi data ini adalah biaya lebih murah. Kelemahan metode transmisi tak sinkron adalah laju transmisinya rendah, hal ini   disebabkan karena :

       A. Bahwa clock yang beroperasi bebas hanya memenuhi

            syarat pada laju yang rendah.

       B. Adanya bit awal dan bit akhir mengurangi efisiensi

            pengiriman bit sebesar 20 %

Karakteristik transmisi terdiri dari dua macam

arus :

1. DC (Direct Current)

Jarang digunakan Untuk jarak dekat

Kecepatan dibawah 300 bps

2. AC (Alternating Current)

Sering digunakan

Untuk jarak jauh

Untuk kecepatan tinggi

Kecepatan transmisi tergantung pada lebar frekuensi / bandwidth. Yang terdiri dari :

1. Kecepatan transmisi serial

Satuannya adalah bps (bit per-second), tetapi data yang diterima belum mempunyai arti sebelum mencapai jumlah bit tertentu.

2. Kecepatan transmisi paralel

Satuannya adalah kps (karakter per-second), karena jalur komunikasi = banyaknya jumlah bit per karakter.

3. Baud per-second (bps) dimana 2 bit = 1 baud Variasinya 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 bps

Transmisi data analog dan digital

Secara kasar analog dan digital keduanya adalah kontinu dan diskrit. Dan keduanya sering digunakan dalam komunikasi data. Dan sekurangkurangnya ada 3 bagian yaitu :

1. Data

Didefinisikan sebagai entity yang mengandung sesuatu arti

2. Signalling

Pen-sinyal-an, adalah tindakan penyebaran sinyal melalui suatu medium yang sesuai.

3. Transmisi

Adalah komunikasi dari data dengan penyebaran dan pemrosesan sinyal

Data

1. Data analog

Data analog diperoleh pada nilai-nilai continuous dalam beberapa interval. Contoh : suara, video, temperatur, tekanan, dll.

2. Data digital

Data digital didapat pada nilai-nilai discrete. Contoh : text dan integer.

Sinyal listrik

Komunikasi data berkaitan dengan komunikasi mesin ke mesin seperti terminal ke komputer dan komputer ke komputer. Karena mesin ini sinyalnya digital, maka komunikasi yang termudah dengan sinyal digital. Data merambat dari 1 titik ke titik lainnya berupa sinyal listrik.

Alasan penggunaan sinyal listrik atau elektro optic dalam komunikasi jarak jauh :

a. jarak jangkau tidak terbatas

b. kecepatan sangat tinggi 300.000 km/dt

c. pembangkit sinyal listrik mudah

d. pengubahan sinyal menjadi besaran listrik dan sebaliknya dapat dilakukan secara mudah

Jenis Sinyal Listrik

1. Sinyal analog

Adalah sinyal yang sifatnya seperti gelombang, selalu sambung menyambung dan tidak ada perubahan yang tiba-tiba antara bagian-bagian sinyal tersebut. Penyaluran data banyak dilakukan dengan sinyal analog. Merupakan gelombang elektromagnetik yang berubah-ubah secara continuous yang menjalar melalui suatu media, tergantung pada spektrumnya.

2. Sinyal digital

Adalah sinyal yang sifatnya pulsa, terputusputus / terjadi perubahan yang tiba-tiba antara bagian-bagian sinyal tersebut. Sistem computer bekerja dengan sinyal ini. Merupakan serangakaian pulsa tegangan yang dapat ditransmisikan melalui suatu medium kawat. Data digital dapat juga dijadikan sinyal analog dengan memakai modem (modulator / demodulator) sedangkan data analog dapat dijadikan sinyal digital dengan memakai codec (coder-decoder).

Data dan Sinyal

Data analog dapat merupakan sinyal analog. Demikian pula, data digital dapat merupakan sinyal digital.

1. Data analog, sinyal analog

Merupakan fungsi terhadap waktu dan mempunyai spektrum frekuensi terbatas untuk

masing-masing data. Dapat dipresentasikan oleh sinyal elektromagnetik yang mempunyai nspektrum sama.

2. Data digital, sinyal digital

Dipresentasikan oleh sinyal digital dengan beda level tegangan untuk masing-masing 2 binari digit. Dan dapat dipresentasikan oleh sinyal analog dengan menggunakan sebuah modem.

Transmisi :

1. Transmisi analog adalah suatu upaya mentransmisi sinyal analog tanpa memperhatikan muatannya; sinyal-sinyalnya dapat mewakili data analog atau data digital. Untuk jarak yang jauh dipakai amplifier yang akan menambah kekuatan sinyal sehingga menghasilkan distorsi yang terbatas, tetapi akan menikkan noise / gangguan.

2. Transmisi digital, berhubungan dengan muatan dari sinyal. Untuk mencapai jarak yang jauh dipakai repeater yang menghasilkan sinyal sebagai '1' atau '0' sehingga tidak terjadi distorsi.

Transmisi Impairment

1. Attenuasi dan distorsi attenuasi

Kekuatan sinyal akan melemah karena jarak yang jauh melalui medium transmisi apapun.

a. Untuk medium hardwire

Attenuasi berbentuk logaritma dan biasanya merupakan harga konstan dari desibel

persatuan jarak.

b. Untuk medium softwire

Attenuasi lebih komplek, fungsi dari jarak dan melalui atmosfier Dan 3 pertimbangan teknik transmisi untuk attenuasi, yaitu :

a.    Sinyal penerima harus mempunyai kekuatan yang cukup sehingga rangkaian elektronik penerima dapat mendeteksi dan menginterprestasi sinyal.

b.    Sinyal yang diterima harus tetap dijaga supaya cukup tinggi daripada noise tanpa ada gangguan

c.    Attenuasi bertambah besar fungsi terhadap frequensi, contoh pada jalur telepon. Serta Attenuasi relatif dalam desibel yaitu :

NF = 10 log10 Pf/P100

Yang diukur relatif terhadap attenuasi pada 100 Hz. Dengan Pf = tenaga tone / nada sebagai masukan dan P100 = tenaga pada keluaran.

2. Delay distorsi / kelambatan distorsi

Kejadian aneh dari media transmisi hardwire yang disebabkan oleh kecepatan perambatan sinyal melalui medium hardwire dengan variasi.

Terjadi akibat kecepatan sinyal yang melalui medium berbeda-beda sehingga tiba pada

penerima dengan waktu yang berbeda. Dan delay distorsi kritis untuk data digital.

3. Noise

Tambahan sinyal yang tidak diinginkan dan merupakan faktor pembatas utama dalam

sistem komunikasi data. Terbagi dalam 4 kategori, yaitu :

a.    Thermal noise / white noise

Disebabkan oleh panas elektron dalam konduktor (agitasi termal elektron), sehingga tidak dapat dihapus / dilenyapkan. Harga thermal noise dalam decibel : No = k.T

Dengan :

No = kerapatan tenaga noise (watt/Hz)

k = konts Boltzman = 1,3803 x 10–23 J/0K

T = temperatur (0K)

Harga thermal noise dalam watt pada bandwidth W Hz adalah :

N = k.T.W

Dan dalam desibel watt :

N = 10 log k + 10 log T + 10 log W

= - 228,6 dBW + 10 log T + 10 log W

b.    Intermodulasi noise

Apabila sinyal-sinyal dengan frequency berbeda bersamaan memakai medium transmisi yang sama, sehingga menghasilkan sinyal-sinyal pada suatu frekuensi yang merupakan penjumlahan atau pengalian dari dua frekuensi asalnya. misalnya : sinyal dengan frekuensi f1 dan f2 maka akan mengganggu sinyal dengan frekuensi f1 + f2, hal ini timbul karena ketidak linearan dari transmitter, receiver atau sistim transmisi.

c.    Crosstalk

Ditimbulkan oleh kopel elektrik antara kabel yang diletakkan berdekatan, misalnya antara twisted pair / kabel coaxial yang membawa multiple sinyal, yang merupakan penghubung antar sinyal yang tidak diinginkan. Misalnya pada percakapan telepon mendengar suara lainnya, sinyal pemancar yang ditangkap antena.

d.    Impuls noise

Terdiri dari pulsa-pulsa tak beraturan atau spike-spike noise dengan durasi pendek dan dengan amplitudo yang relatif tinggi, dihasilkan oleh kilat, dan kesalahan dan cacat dalam sistim komunikasi atau merupakan gangguan kecil untuk data analog karena gangguan elektromagnetik dan menjadi sumber utama dalam komunikasi data digital.

Macam-macam gangguan saluran transmisi :

1.     Random

Tidak dapat diramalkan terjadinya, misalnya : thermal noise, impulse noise, cross talk, echo, perubahan pasa, intermodulasi noise, phase jitter, dll

2.    Tak random

Terjadinya dapat diramalkan / diperhintungkan, misalnya redaman dan tundaan.

Kapasitas channel (kanal) menyatakan kecepatan yang mana data dapat ditransmisikan melalui suatu path komunikasi yang diberikan, atau channel, dibawah kondisi-kondisi tertentu yang diberikan.

Ada empat konsep disini yang akan dihubungan satu sama lain :

a.    data rate : adalah kecepatan, dalam bit persecond (bps), dimana data dapat berkomunikasi.

b.    bandwith : adalah bandwidth dari sinyal transmisi yang dimiliki oleh transmitter dan sifat dasar medium transmisi, dinyatakan dalam cycles per second, atua hertz.

c.    noise : level noise rata-rata yang melalui path komunikasi.

d.    Error rate : kecepatan dimana error dapat terjadi.

Batas maximum kapasitas channel adalah dalam bps (bit per detik) menggunakan :

A.   rumus Claude Shannon

c W log2 (1 + S/N) bps

dimana : C = kapasitas channel (bps)

W = bandwidth dari channel (Hz)

Misal : dianggap suatu channel dengan

bandwidth 3100 Hz, dan ratio S/N suatu

line 1000:1, maka : C = 3100 log2

(1+1000) = 30894 bps.

B.    rumus Nyquist

untuk bandwidth W, maksimum kecepatan data elemen signalling binary (2 level) adalah 2W. Tetapi untuk lebih dari 2 level :

C= 2M log2 M

dimana : M = jumlah sinyal discrete atau level tegangan

misal : bandwidth line telepon 3100 Hz , maka : C = 6200 log2 M dan jika M = 8

sehingga C = 18600 bps.