pengkodean,sinyal dan data Digital dan analog

Pengkodean Sinyal Data Analog dan Digital 

Pengkodean adalah suatu teknik yang dilakukan untuk memberikan penegasan pada proses yang terlibat (data dan pensinyalan) transmisi data. Dalam proses tesebut perlu diperhatikan pula fasilitas-fasilitas komunikasi dan media yang tersedia.

Dalam proses kerjanya komputer mengolah data secara digital, melalui sinyal listrik yang diterimanya atau dikirimkannya. Pada prinsipnya, komputer hanya mengenal dua arus, yaitu on atau off, atau istilah dalam angkanya sering juga dikenal dengan 1 (satu) atau 0 (nol). Kombinasi dari arus on atau off inilah yang yang mampu membuat komputer melakukan banyak hal, baik dalam mengenalkan huruf, gambar, suara, bahkan film film menarik yang anda tonton dalam format digital. Sistem yang merubah sinyal analog menjadi sinyal digital disebut Sistem Akuisisi

Data. Dalam Sistem Akuisisi data ada 4 komponen yang penting yaitu :

1.      Input analog yaitu mengubah sinyal input analog dari sensor menjadi bentuk bit

2.      Output analog yaitu mengubah data digital yang tersimpan dalam komputer menjadi sinyal digital

3.      Input / output digital yaitu untuk masukan dan keluaran nilai digital (tingkat logika) kedua dari perangkat keras

4.       Counter / timer dignakan pada saat perhitungan, pengukuran frekwensi dan

perioda, pembangkit pulsa.

TEKNIK ENCODING

Modulasi adalah proses encoding sumber data dalam suatu sinyal carrier dengan frekuensi

Empat kombinasi yang muncul dari komunikasi adalah:

1.      Data digital, sinyal digital

2.       Data analog, sinyal digital

3.       Data digital, sinyal analog

4.      Data analog, sinyal analog

Sinyal Digital merupakan deretan pulsa voltase terputus-putus yang berlainan dan masing-masing memiliki ciri-ciri tersendiri. Setiap pulsa merupakan sebuah elemen sinyal ,Elemen sinyal merupakan data yang ditranmisikan melalui pengkodean bit data ,Dimana Biner 0 = Level voltase lebih rendah Dan Biner 1 = Level voltase yang lebih tinggi.

Sinyal digital ini memiliki berbagai keistimewaan yang unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog, yaitu:

1.      Mampu mengirikan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.

2.      Penggunaan yang berulang-ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informasi itu sendiri.

3.       Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.

4.      Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.

Ketentuan dalam proses encoding

1.      Unipolar : Semua elemen-elemen sinyal dalam bentuk yang sama

2.      Polar : Satu state logic dinyatakan oleh tegangan positif dan sebaliknya oleh tegangan negatif

3.      Rating Data : Rating data transmisi data dalam bit per secon

4.      Durasi atau panjang suatu bit Waktu yang dibutuhkan pemancar untuk memancarkan bit

5.      Rating modulasi : Rating dimana level sinyal berubah dan diukur dalam bentuk baud=elemen-elemen sinyal per detik

6.      Tanda dan ruang : Biner 1 dan biner 0 berturut-turut

Format Pengkodean Sinyal Digital

1.      NONRETURN TO ZERO (NRZ)

a.       Nonreturn-to-Zero-Level (NRZ-L)

b.      Nonreturn to Zero Inverted(NRZI)

2.      MULTILEVEL BINARY

a.        Bipolar-AMI (Alternate Mark Inversion)

b.      Pseudoternary

3.      BIPHASE

a.       Manchester

b.      Differential manchester

NonReturn to Zero (NRZ)

1.      Nonreturn-to-Zero-Level (NRZ-L) yaitu suatu kode dimana tegangan negatif dipakai untuk mewakili suatu binary dan tegangan positif dipakai untuk mewakili binary lainnya.

2.      Nonreturn to Zero Inverted(NRZI) ya itu suatu kode dimana suatu transisi (low ke high atau high ke low) pada awal suatu bit time akan dikenal sebagai binary ‘1′ untuk bit time tersebut; tidak ada transisi berarti binary ‘0′. Keuntungan differensial encoding : lebih kebal noise, tidak dipengaruhi oleh level tegangan.

Kelemahan dari NRZ-L maupun NRZI adalah terbatasan dalam komponen DC dan kemampuansynchronisasi yang buruk.

Multilevel Binary

1.      Bipolar-AMI yaitu suatu kode dimana binary ‘0′ diwakili dengan tidak adanya line sinyal dan binary ‘1′ diwakili oleh suatu pulsa positif atau negatif. Zero menggambarkan tidak adanya line signal. Satu menggambarkan positif atau negatif sinyal.

2.      Pseudoternary yaitu suatu kode dimana binary ‘1′ diwakili oleh ketiadaan line sinyal dan binary ‘0′ oleh pergantian pulsa-pulsa positif dan negatif. Satu menggambarkan adanya jalur sinyal. Zero menggambarkan perwakilan dari positif dan negatif.

Biphase

1.      Manchester yaitu suatu kode dimana ada suatu transisi pada setengah dari periode. Tiap bit transisi low ke high mewakili ‘1′ dan high ke low mewakili ‘0′. Zero dari tinggi ke rendah di pertengahan interval. Satu dari rendah ke tinggi di pertengahan interval

2.      Differential manchester yaitu suatu kode dimana binary ‘0′ diwakili oleh adanya transisi di awal periode suatu bit dan binary ‘1′ diwakili oleh ketiadaan transisi di awal periode suatu bit.

Gambar perbandingan Format Pengkodean Sinyal Digital

Data Digital, Sinyal Analog

Contoh: transmisi data digital melalui jaringan telepon publik (PSTN); perangkat digital dihubungkan ke jaringan melalui modem.

Data Analog, Sinyal Digital

Setelah konversi data analog ke data digital, proses selanjutnya adalah salah satu dari 3 cara berikut:

1.      Data digital langsung ditransmisikan dalam bentuk NRZ-L

2.      Data digital dikodekan sebagai sinyal digital dengan menggunakan kode selain NRZ-L

3.      Data digital dikonversi menjadi sinyal analog, dengan menggunakan teknik modulasi teknik   dasar yang digunakan dalam codec:

Data Analog, Sinyal Analog

Alasan utama diperlukannya modulasi analog:

1.      Transmisi efektif terjadi pada frekuensi tinggi

2.       Memungkinkan frequencydivision multiplexing.

Modulasi sudut s(t) = Accos[2πfct+φ(t)]

• Modulasi fasa: φ(t) = npm(t)

• Modulasi frekuensi: φ’(t) = nfm(t)

   Contoh turunan AM: Quadrature Amplitude Modulation QAM merupakan teknik pensinyalananalog yang digunakan pada jaringan asymmetric digital  subscriber line (ADSL).

1.      Data Analog

Analog berarti kuno dan digital berarti modern, analaog murah, digital mahal, atau analog berarti tidak seperti digital yang identik dengan angka-angka. Begitulah anggapan ”awam” tentang analog dan digital.
Data analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase. Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog. Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik. Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.
Data Analog disebarluaskan melalui gelombang elekromagnetik (gelombang radio) secara terus menerus, yang banyak dipengaruhi oleh faktor ”pengganggu”. Analog merupakan bentuk komunikasi elektromagnetik yang merupakan proses pengiriman sinyal pada gelombang elektromagnetik dan bersifat variable yang berurutan. Jadi sistem analog merupakan suatu bentuk sistem komunikasi elektromagnetik yang menggantungkan proses pengiriman sinyalnya pada gelombang elektromagnetik.
Jadi sistem analog merupakan suatu bentuk sistem komunikasi elektromagnetik yang menggantungkan proses pengiriman sinyalnya pada gelombangelektromagnetik.
Kecepatan gelombang ini disebut dengan Hertz (Hz) yang diukur dalam satuan detik. Misal dalam satu detik gelombang dikirim sebanyak 1000, maka disebut dengan 1000 Hertz. Kekurangan sistem analog ini adalah pengiriman sinyal agak lambat dan sering terjadi error. Hal-hal seperti ini tidak terjadi pada sistem digital. Oleh karenanya saat ini banyak peralatan maupun aplikasi yang beralih dari sistem analog menjadi sistem digital.

2.      Data Digital

Data Digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat.
Data Digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk biner (atau Hexa). besarnya nilai suatu sistem digital dibatasi oleh lebarnya / jumlah bit (bandwidth). jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi sistem digital. Contoh kasus ada sistem digital dengan lebar 1 byte (8 bit). maka nilai-nilai yang dapat dikenali oleh sistem adalah bilangan bulat dari 0 – 255( 256 nilai : 2 pangkat 8 ).

Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskret. Sinyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital. Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu (1).Kemungkinan nilai untuk sebuah bit adalah 2 buah (21). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (22), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2n buah.

Teknologi digital memiliki beberapa keistimewaan unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog, yaitu :

a.       Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang mengakibatkan informasi

dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.

b.      Penggunaan yang berulang-ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas

dan kuantitas informasi itu sendiri.

c.       Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.

d.      Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimkannya secara interaktif.

Adapun perbandingan yang mudah dipahami antara analog dengan digital adalah seperti : pada pita kaset lagu dan file MP3. Jika kita meng-copy (menyalin) atau merekam pita kaset, tentu hasilnya banyak ditentukan oleh alat perekamnya, kebersihan ”head” rekam nya, dan sebagainya, semakin banyak kita merekam ke tempat lain, kualitas suaranya akan berubah. Tapi dengan meng-copy file MP3, kita akan mendapat salinannya sama persis dengan aslinya, berapapun banyaknya kita menggandakannya. Kini ada juga yang menyalin lagu-lagu dari pita kaset menjadi file, atau disebut juga “men-digital-isasi”, begitu juga dengan jam analog dan jam digital.