Bab tiga membahas tentang isyarat analog dan digital, termasuk perbedaan antara data analog dan digital, jenis-jenis isyarat komunikasi data, pengekodean dan pemodulasian data, serta perbedaan antara bit per detik (bps) dan baud."

1. BAB TIGA (3)
ISYARAT ANALOG & DIGITAL
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
1

2. Tujuan Pelajaran

Setelah menyelesaikan bab ini, anda
mampu:– Menerangkan pengkodean & pemodulasian
– Membedakan jenis2 pertukaran isyarat
– Membicarakan perbedaan antara bps dan baud
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
2

3. Isi
Analog vs Digital
 Pengkodan (Encoding) & Pemodulasian
(Modulating)

– Digital-to-digital
– Digital-to-analog
• Bps VS Baud
– Analog-to-digital
– Analog-to-analog
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
3

4. Digital VS Analog



Analog ~ sesuatu yg kontinyu (continuous) ~ “a set of
specific points of data and all possible point between.”
Digital ~ sesuatu yg diskret (discrete) ~ “a set of specific
points of data with no other points in between.”
Istilah digital dan analog digunakan pada 3 konteks
komunikasi data yaitu:
– Data ~ informasi/ pesan yg dihantar
– Isyarat ~ gelombang elektrik / elektromagnetik yg
membawa dan mewakili data
– Sistem pengiriman ~ infrastruktur / komponen
komunikasi data yang „melayani‟ isyarat dlm media
pengiriman (media transmisi).
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
4

5. Data Digital
Data yg berbentuk diskret (sifat unsur yg
jelas terpisah atau sendirian)
 Data yg disimpan dalam memori komputer
dlm bentuk 0s dan 1s. Data biasanya
diubah ke dalam isyarat digital apabila
dikirim dari satu tempat ke tempat lain di
dalam atau di luar komputer.
 Contoh: rententan aksara/huruf, teks, angka.

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
5

6. Data Analog
Data yg bersifat kontinyu (continuous)
 Suara manusia merupakan contoh data
analog. Apabila seseorang berbicara,
gelombang kontinyu tercipta di dlm udara.
Ia dapat ditangkap oleh mikrofon dan diubah
ke dalam isyarat analog.
 Contoh: suara, audio, video, temperatur, dll.

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
6

7. Isyarat Komunikasi Data
Informasi atau data yg melewati media
transmisi disalurkan dalam bentuk isyarat
elektrik atau gelombang elektromagnet yg
dikenali sebagai isyarat analog dan digital.
 Isyarat analog & digital ada 2 bentuk:
– Periodic
– Aperiodic (nonperiodic)
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
7

8. Isyarat Periodic
Isyarat periodic memiliki pola sama yang
berulang2.
 Suatu isyarat disebut isyarat periodik apabila
ia dapat menyelesaikan suatu pola dlm
rentang waktu tertentu (periode) dan
mengulangi pola yg sama berulang2.
 Satu pola penuh yg diselesaikan disebut
“cycle”.

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
8

9. Isyarat Aperiodic (Nonperiodic)
Isyarat yg berubah2 tanpa mengikuti pola
tertentu.
 Ia tidak mememiliki pola yg berulang2.
 Isyarat aperiodic dan periodic apapun
polanya/bentuknya dapat diuraikan ke dlm
beberapa isyarat periodic sinusioda. Ini telah
dibuktikan oleh teknik yg dinamakan Fourier
Transform.

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
9

10. Isyarat Analog

Isyarat analog dapat dikelompokkan dalam:
– Simple
– Composite
 Simple analog signal juga dikenali sbg gelombang
sinusioda. Ia tidak dapat diurai menjadi isyarat yg
lebih sederhana.
 Composite analog signal terdiri atas beberapa
gelombang sinusioda.
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
10

11. Isyarat Analog (simple)

Isyarat tegangan atau arus yg berubah dengan
mulus dan menerus.
 Ia diwakili oleh gelombang sinusioda.
 Gelombang sinusioda dapat dinyatakan dg 3 ciri:
– Amplitude
– Period atau frekuensi
– Phase
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
11

12. Amplitudo

Nilai setiap isyarat yang menyatakan titik-titik
gelombang.
 Amplitudo merujuk pada ketinggian isyarat.
 Satuan amplitude bergantung kpd jenis isyarat.
 Bagi isyarat elektrik, ia diukur dlm satuan volt,
amphere atau watt
– Volts (voltage)
– Amperes (current)
– Watts (power)
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
12

13. Perioda dan Frekuensi

Perioda merujuk ke waktu (dalam detik) yang diperlukan
isyarat periodik untuk menyelesaikan satu putaran.
 Frekuensi merujuk ke banyaknya perioda dlm waktu 1
detik.
 Frekuensi suatu isyarat adalah bilangan yang menyatakan
putaran yang dilakukan oleh isyarat dalam waktu 1 detik
 Satuan perioda adalah second (s), millisecond (ms),
microsecond ( s), nanosecond (ns) dan picosecond (ps).
 Satuan frekuensi adalah hertz (Hz), kilohertz KHz),
megahertz (MHz), gigahertz (GHz) dan terahertz (THz).
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
13

14. Gambar putaran lengkap
gelombang Sinus
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
14

15. Phase

Ia menggambarkan kedudukan bentuk
gelombang pada waktu 0.
 Ia dinyatakan dlm derajat (degree) atau radian
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
15

16. Isyarat Digital

Isyarat elektrik yg bersifat diskret yg mempunyai dua
nilai khusus utk mewakili dua keadaan logik perduaan.
Ia diwakili oleh gelombang segi empat
Interval bit
amplitude (volts)

time
(sec)
Bit rate (bps)
= jumlah interval bit tiap detik
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
16

17. Ciri-ciri Isyarat Digital

Sinyal data yang diwakili oleh sinyal digital akan dinyatakan
sebagai 1 untuk mewakili tegangan positif sedangkan kode
0 mewakili tegangan nol
 Isyarat digital digambarkan dengan interval bit (pengganti
periode) dan bit rate (kecepatan bit, pengganti frekuensi).
 Interval bit adalah waktu yg gunakan utk menghantar 1 bit.
1 saat = 8 bit interval
Amplitudo
bit rate = 8bps
 Bit rate jumlah interval bit
dlm 1 saat (Jumlah bit yg
dikirim dalam waktu 1 saat).
Interval
bit
Satuan bit rate adalah bits
per second (bps).
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
17

18. Pengekodean & Permodulasian
(Encoding & Modulating)

Perubahan data digital ke isyarat digital dikenal
sebagai digital-to-digital conversion atau encoding
digital data into digital signal (pengekodean)
 Perubahan data analog ke isyarat digital dikenal sbg
analog-to-digital conversion atau digitizing an analog
signal (pendigitalan)
 Perubahan data digital ke isyarat analog dikenal sbg
digital-to-analog conversion atau modulating a digital
signal (pemodulasian)
 Perubahan data analog ke isyarat analog dikenal sbg
analog-to-analog conversion atau modulating an
analog signal.
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
18

19. Hubungan antara Data & Isyarat
Isyarat
Digital
Analog
(I)
Pengekodean
Data
(III)
Pendigitalan
(II)
Permodulasian
Data
Digital
Analog
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
(IV)
Penyesuaian
Isyarat 19

20. Hubungan antara Data & Isyarat
0
1
0
1
0
+15Volt
Pengekodean
data
-15Volt
0
1
0
1
0
pemodulasian
Pendigitalan
data analog
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
20

21. Sistem Transmisi:
Analog VS Digital
Digital
Setelah mencapai suatu jarak
Analog
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
P
e
n
g
u
l
a
n
g
P
e
n
g
u
a
t
21

22. Keunggulan Sistem Digital

Kualitas data yang lebih baik
– Mudah dipastikan data aslinya
Dapat membawa berbagai jenis data dalam
satu kabel
 Gabungan dengan komputer

– Dapat membangun sistem yang lebih canggih
dan dapat dipercaya
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
22

23. Lebar Jalur (Bandwidth)

Lebar spektrum frekuensi yang dapat ditransmisikan
 Perbedaan ant. frekuensi tertinggi dan frek. terendah
– Jika spektrum suara=300 hingga 3400Hz, maka lebar
jalurnya =3100Hz (300hz bertindak sebagai jalur
pengaman, guardband).

Semakin besar lebar jalur semakin besar biayanya
(peralatan dan media).
 Lebar jalur yang terbatas mudah terjadi gangguan.
 Analog diukur dalam Hertz, digital diukur dalam
baud.
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
23

24. Formula Nyquist

Kelajuan maksimal suatu saluran transmisi
adalah dua kali lebar jalurnya.
B = 2W
B = kelajuan dalam baud
W = lebar jalur dalam hz
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
24

25. Bps (Bit per Second) VS Baud
Bps = jumlah bit pada satu saat
 Baud = jumlah perubahan isyarat pada satu
saat
 Setiap perubahan isyarat dapat mewakili
lebih dari satu bit, dengan melihat variasi
amplitudo, frekuensi atau phasa

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
25

26. Skema Pengkodean
Data mesti dikodekan menjadi isyarat
sebelum dihantar ke destinasi.
 Proses pengkodean data ini bergantung
pada format data asal dan format yang
digunakan oleh perkakas komunikasi.

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
26

27. Jenis Skema Pengkodean
Pengkodean digital-ke-digital (hanya akan
dibahas skema pengkodan manchester )
 Pengkodean analog-ke-digital (disinggung
lebih lanjut dalam bab pendigitalan)
 Pengkodean digital-ke-analog (disinggung
lebih lanjut dlm bab modulation)
 Pengkodean analog-ke-analog (disinggung
lebih lanjut dlm bab modulation)

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
27

28. Pengkodean Digital ke Digital
Pengkodean jenis ini mewakilikan informasi
digital dengan isyarat digital.
 Contoh: apabila data dipindahkan daripada
komputer kepada pencetak


Dalam pengkodean jenis ini, binari 1 dan 0
yang dikeluarkan dari komputer
diterjemahkan ke arus atau tegangan
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
28

29. Kategori Pengkodan Digital ke
Digital
3 kategori umum:

A. Unipolar – pengkodan hanya menggunakan satu level amplitudo.

B. Polar – menggunakan dua tingkat amplitudo (positif dan negatif)
1. Non Return Zero (NRZ)
1. Non Return Zero level (NRZ-L)
2. Non Return Zero Inversion (NRZ-I)
2. Return Zero (RZ)
3.
Biphase
1. Manchester
2. Differential Manchester

C. Bipolar – menggunakan tiga tingkat: positif, kosong, dan negatif. Ada 3
macam:
1.
AMI (Alternate Mark Inversion )
2.
B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution)
3.
HDB3 (High-Density Bipolar 3)
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
29

30. A. Unipolar

Sangat sederhana dan sangat primitif.
 Sistem transmisi digital bekerja dengan mengirim pulsa
tegangan sepanjang media penghubung, biasanya kabel.
 Pengkodean yang banyak digunakan, satu level tegangan
ditetapkan untuk biner 0 dan level lainnya ditetapkan untuk
biner 1.
 Pengkodean unipolar hanya menggunakan satu level.
 Yaitu: „1‟ dienkode sebagai nilai positif dan „0‟ dienkode
sebagai nilai nol.
Amplitude
0 1 0 0 1 1 1 0
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
Time
30

31. B. Polar
Ia menggunakan dua level amplitudo
tegangan (positif dan negatif)
 Encoding polar yang sangat populer ada
tiga:

– Nonreturn to zero (NRZ)
– Return to zero (RZ)
– biphase
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
31

32. B.1 Polar - Nonreturn to Zero (NRZ)
Level isyarat selalu salah satu dari positif
atau negatif.
 Dua metode yang sangat populer dalam
transmisi NRZ :

– Nonreturn to zero, Level (NRZ-L)
– Nonreturn to zero, Invert (NRZ-I)
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
32

33. B.1 Polar - Pengekodean Data NRZ
1
0
1
1
0
1
0
0
Tinggi
+ve
Rendah
-ve
Tinggi untuk 0,
Rendah untuk 1.
Digunakan pada RS-232
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
33

34. B.1.1 Polar - Nonreturn to Zero, Level (NRZ-L)

Level sinyal bergantung pada bit yang disajikan.
 Tegangan positif biasanya berarti sebuah bit „0‟,
dan tegangan negatif berarti sebuah bit „1‟.
Amplitude
0 1
0
0
1
1
1
0
Time
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
34

35. B.1.2 Nonreturn to Zero, Invert (NRZ-I)

Isyarat dibalik (diinversi) bila sebuah bit diberikan.
 Bit „1‟ dinyatakan sebagai perubahan (transisi)
antara tegangan positif dan negatif, dan bukan
level tegangan.
 Bit „0‟ dinyatakan sebagai „tanpa perubahan‟
isyarat, dan bit „1‟ dinyatakan sebagai „perubahan‟
isyarat. Amplitude
0 1
0
0
1
1
1
0
Time
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
35

36. B.1.2 Pengekodean Data NRZ-I

Perwakilan bit 0 dan 1 ditentukan oleh isyarat
sebelumnya dan bukan oleh perwakilan tetap
elektrik. Bit 1 akan merubah level tegangan
sebelumnya dan bit 0 akan membiarkan level
tegangan sebelumnya
1
0
1
1
0
1
0
0
Tinggi
+ve
Rendah
-ve
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
36

37. B.2 Return to Zero (RZ)

Ia menggunakan tiga nilai (positive, negative dan
zero)
 Isyarat berubah tidak antar interval bit, tetapi
selama masing-masing interval bit.
 Sebuah bit „1‟ disajikan sebagai positif-ke-nol dan
bit „0‟ disajikan sebagai negatif-ke-nol
Amplitude
0 1
0
0
1
1
1
0
Time
1 interval bit
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
37

38. B.3 Biphase
Perubahan isyarat pada pertengahan
interval bit dan tidak kembali ke nol.
 Ia kontinyu ke polaritas sebaliknya.
 Ada dua tipe pengkodean biphase :

– Manchester (method used by Ethernet LANs)
– Differential Manchester (used by Token Ring)
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
38

39. B.3 Manchester & Diff. Manchester
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
39

40. B.3.1 Manchester
Menggunakan inversi di tengah setiap
interval bit untuk sinkronisasi dan
representasi bit.
 A negative-to-positive transition represents
binary 1 and a positive-to-negative transition
represents binary 0.

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
40

41. B.3.1 Manchester

Dalam setiap bit data yang dikirim ada
perubahan isyarat
 Ditengah suatu isyarat, arah tegangan akan
berubah dari +ve  -ve atau sebaliknya
 Bit ditentukan oleh permulaan tegangan
– bit 0 ~ bermula dgn tegangan tinggi kemudian
berubah menjd teg rendah di pertengahan isyarat
– bit 1 ~bermula dgn teg rendah kemudian berubah mjd
teg tinggi di dipertengahan isyarat
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
41

42. B.3.1 Nyatakan bit 10110100?
1
12/10/2013
0
1
1
0
1
TJ 2013 - Komunikasi Data
0
0
42

43. B.3.2 Differential Manchester
Inversi di tengah interval bit digunakan untuk
sinkronisasi, tapi ada atau tidak adanya
transisi tambahan pada awal interval
digunakan untuk mengidentifikasi bit
 A transition means binary 0 and no transition
means binary 1.
 It requires two signal changes to represent
binary 0 but only one to represent binary 1.

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
43

44. B.3.2 Differential Manchester
Tegangan sebelumnya menentukan isyarat.
 Bit 0, terjadi perubahan isyarat
 Bit 1, tanpa perubahan isyarat

12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
44

45. B.3.2 Nyatakan bit 01001110?
0
1
0
0
1
1
1
0
Andaikan, tegangan awal adalah +ve
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
45

46. C. Bipolar




It uses three voltage levels (positive, negative and zero)
The zero level is used to represent binary 0
The 1s are represented by alternating positive and negative
voltages.
Jika bit 1 pertama diwakili oleh amplitudo positif, yang
kedua akan disajikan oleh amplitudo negatif, yang ketiga
oleh amplitudo positif, dan sebagainya
Amplitude
0 1 0 0 1 1
1 0
Time
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
46

47. C. Bipolar (cont…)

Three types of bipolar encoding are in
popular use by the data communications
industry:
– Bipolar Alternate Mark Inversion (AMI)
– Bipolar 8-Zero Substitution (B8ZS)
– High-Density Bipolar 3 (HDB3)
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
47

48. C.1 Alternate Mark Inversion (AMI)
AMI : alternate 1 inversion.
 Netral (tegangan nol) menyajikan 0 biner.
 1 biner dinyatakan dengan pembalikan
tegangan positif dan negatif.

Amplitude
0 1
0
0
1
1
1
0
Time
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
48

49. C.2 Bipolar 8-Zero Substitution (B8ZS)

B8ZS functions identically to bipolar AMI
 Perbedaan antara B8ZS dan AMI bipolar terjadi bila
delapan atau lebih berturut-turut 0s ditemui dalam data
stream.
 Setiap terjadi delapan 0 berturut-turut, B8ZS memulai
perubahan pola berdasarkan polaritas 1 sebelumnya (1
sebelum 0).
 Jika bit 1 sebelumnya adalah positif, delapan 0s akan
dikodekan sebagai 0,0,0, + ve,-ve, 0,-ve, + ve.
 Jika bit 1 sebelumnya adalah negatif, delapan 0s akan
dikodekan sebagai 0,0,0,-ve,+ve,0,+ve,-ve.
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
49

50. C.2 Bipolar 8-Zero Substitution (B8ZS)
+ 0 0 0 0 0 0 0 0
- 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 0 0 0 + - 0 - +
- 0 0 0 - + 0 + -
Amplitude
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0
Time
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
50

51. C.3 High-Density Bipolar 3 (HDB3)


HDB3 memperkenalkan perubahan menjadi pola bipolar
AMI setiap kali ada empat 0 berturut-turut ditemui daripada
menunggu selama delapan 0 seperti B8ZS.
Jika empat 0 datang satu demi satu, kita mengubah pola di
salah satu dari empat cara berdasarkan polaritas 1
sebelumnya dan jumlah 1 sejak substitusi terakhir.
Amplitude
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0
Time
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
51

52. High-Density Bipolar 3 (HDB3)
+ 0 0 0 0
- 0 0 0 0
- 0 0 0 + 0 0 0 +
Jika jumlah 1s sejak substitusi terakhir
adalah ganjil
+ 0 0 0 0
- 0 0 0 0
+ - 0 0 - + 0 0 +
Jika jumlah 1s sejak substitusi terakhir
adalah genap
Amplitude
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0
Time
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
52

53. Latihan

Gambarkan isyarat digital untuk mewakili bit
0010100010 menggunakan skema
pengekodean NRZ-L dan NRZ-I. Anggaplah
isyarat sebelumnya adalah positif
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
53

54. Latihan
1.
2.
Gambarkan pengkodean bit menggunakan
kaidah pengkodean NRZ, Manchester dan
Differential Manchester untuk rentetan bit
10110100.
Apakah rentetan bit pada grafik dibawah untuk
skema pengekodan manchester dan skema
differential manchester?
Tinggi
+ve
Rendah
-ve
12/10/2013
TJ 2013 - Komunikasi Data
54