TRANSMISI DATA

 Dua faktor yang mempengaruhi keberhasilan dari suatu transmisi data : kualitas sinyal yang ditransmisi dan karakteristik media transmisi.

2.1 KONSEP DAN ISTILAH-ISTILAH

Data transmisi melewati transmitter (pemancar) dan receiver (penerima) melalui medium transmisi.

Media transmisi diklasifikasikan sebagai  :

• Media yang dituntun (guided media ), gelombang-gelombang dituntun melewati jalur fisik, contoh : twisted pair, kabel koaksial dan fiber optik.
• Media yang tidak dituntun (unguided media), menyediakan suatu device untuk mentransmisi gelombang elektromagnetik tetapi tanpa menuntunnya, contoh : penyebaran melalui udara, hampa udara, dan air laut.

Direct link 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)(lihatgambar 2.1).

Gambar 2.1.a menunjukkan medium tansmisi point to point untuk direc link antaradua

device saja. Gambar 2.1.b menunjukkan konfigurasi multipoint dimana dapat lebih

dari dua device pada medium yang sama.

 Sistim-sistim transmisi (menurut definisi ANSI) : 

• Simplex, sinyal ditransmisi dalam satu arah saja; stasiun yang satu bertindak sebagai transmitter dan yang lain sebagai receiver.
• Half-duplex, kedua stasiun dapat melakukan transmisi tetapi hanya sekali dalam suatu waktu.
• Full-duplex, kedua stasiun dapat bertransmisi secara simultan, medium membawa dalam dua arah pada waktu yang sama.

FREKUENSI, SPEKTRUM DAN BANDWIDTH

Sinyal dapat dinyatakan sebagai fungsi waktu ataupun sebagai fungsi frekuensi. 

KONSEP TIME-DOMAIN

Suatu sinyal s(t) continuous jika : lim s(t) = s(a)

t  a

Sinyal s(t) periodik jika dan hanya jika : s(t+T) = s(t) -< t < +

     

         Gambar 2.3 menampilkan dua sinyal periodik, gelombang sinus dan gelombang kotak

(square).

Tiga karakteristik penting sinyal periodik : 

·         Amplitudo, ukuran sinyal pada waktu tertentu

·         Frekuensi, kebalikan dari periode (1/T) atau banyaknya pengulangan periode per detik (Hz atau cycles per second) atau ukuran dari jumlah berapa kali seluruh gelombang berulang.

·         Phase, ukuran dari posisi relatif pada suatu saat dengan tidak melewati periode tunggal dari sinyal; lihat gambar 2.4 dimana terdapat dua gelombang dengan beda phase /2.

Bila dinyatakan suatu gelombang sinusoidal sebagai : s(t) = A sin (2π f1t + q) mak= amplitudo maksimum, f₁ = frekuensi, dan q adalah phase.

KONSEP FREKUENSI-DOMAIN

Gambar 2.5 menunjukkan contoh sinyal s(t) = sin (2π f₁t)+ 1/3 sin (2π (3f₁)t).

Dari gambar dapat dilihat bahwa : 

·         frekuensi kedua merupakan suatu perkalian integral dari frekuensi pertama sehingga frekuensi akhir dinyatakan sebagai frekuensi utama 

·         periode total sinyal sama dengan periode dari frekuensi utama; periode dari sin(2π f₁t) adalah T=1/f₁ dan periode dari s(t) juga T (lihat gambar 2.5.c).

Jadi semua sinyal apapun dapat dibuat dari komponen-komponen frekuensi, dimana tiap-tiap komponen adalah gelombang sinusoidal. Hal ini dikenal dengan analisis Fourier.

Gambar 2. 5.a menunjukkan fungsi frekuensi-domain untuk sinyal dari gambar 2.5.c dalam hal ini s(f) adalah discrete. Gambar 2.5.b menunjukkan fungsi frekuensi-domain untuk pulsa kotak tunggal yang mempunyai nilai 1 antara -x/2 dan x/2, dan 0 dilain tempat, dalam hal ini s(f) adalah continuous.

Spektrum sinyal adalah daerah frekuensi yang dapat dimuati. Untuk gambar 2.5.c, spektrumnya dari f₁ samapi 3f₁. Absolute bandwidth dari sinyal adalah lebar spektrum. Untuk gambar 2.5.c, bandwidthnya adalah 2f1.

Pada gambar 2.6.b, terdapat banyak bandwidth tetapi kebanyakan energi dalam sinyal relatif dimuat dalam band frekuensi rendah. Band ini dinyatakan sebagai effective bandwidth atau bandwidth saja.

DC component yaitu jika suatu sinyal termasuk suatu komponen frekuensi nol, dimana komponen tersebut adalah dc atau komponen konstan. Contoh lihat gambar 2.7 yang menunjukkan hasil penambahan dc komponen terhadap sinyal pada gambar 2.6.

HUBUNGAN ANTARA DATA RATE DENGAN BANDWIDTH

Medium transmisi apapun yang dipakai akan menyesuaikan dengan band frekuensi yang terbatas. Hal ini menyebabkan data rate yang dapat melewati medium transmisi, terbatas.

Pada gambar 2.8, diberikan komponen-komponen frekuensi gelombang kotak. Disini terlihat bahwa gelombang kotak terbentuk dari penjumlahan spektrum-spektrum ganjil, sehingga gelombang kotak datap dinyatakan dalam :

s(t) = A x  1/k sin (2πkf₁t)

Gambar 2.7. Sinyal dengan komponen DC

Hubungan data rate dan bandwidth didapat bahwa pengurangan/penambahan bandwidth akan menyebabkan pengurangan/penambahan da ta rate dengan faktor pengurangan/penambahan yang sama. Contoh (lihat gambar 2.8.a) : diinginkan bandwidth 4 MHz. jika f₁= 10 cycles/sec= 1 MHz, maka bandwidth :

s(t) = sin ((2μx 10⁶ )t) + 1/3 sin ((2μ x 3 x 10⁶ )t)+ 1/5 sin ((2μ x 5 x 10⁶ )t)

      = (5 x 10⁶ ) - 10⁶ 

      = 4 MHz

periode : T=1/10⁶ = 1 sec (karena f₁= 10 , T=1/f₁)

Jika gelombang ini terdiri dari bit string '1' dan '0' maka tiap bit terjadi setiap 0,5 sec sehingga data rate : 2 x f1 = 2 x 10 = 2 Mbps; dengan demikian bandwidth 4 MHz, data ratenya 2 Mbps.

Gambar 2.8. Komponen-komponen frekuensi untuk gelombang square(T=1/f₁)

Semakin terbatas bandwidth, semakin besar distorsi dan semakin besar kemungkinan error pada receiver. Gambar 2.9 menunjukkan bit stream dengan data rate 2000 bps, maka untuk bandwidth 1700 sampai 2500 Hz, hasilnya sudah cukup bagus tetapi dengan bandwidth 4000 Hz, hasilnya lebih bagus lagi.

Jadi data rate suatu sinyal digital adalah W bps, maka bandwidth yang paling bagus

adalah 2W Hz.

KEKUATAN SINYAL

Sinyal yang melalui medium transmisi yang jauh, akan mengalami kehilangan atau

attenuation (pelemahan) kekuatan sinyal. Untuk itu perlu amplifier yang akan

menambah gain sinyal. Kekuatan sinyal dinyatakan dalam decibel (db) yaitu suatu

ukuran perbedaan dalam dua level kekuatan, dirumuskan sebagai berikut :

N_db = 10 log₁₀(P₁ /P₂ )

dimana : Ndb = besar decibel

P_1,2= besar kekuatan