Enkode Data

Konsep Enkode Data

Teknik Enkoding dan Modulasi

• Enkoding ke sinyal digital

• Modulasi ke sinyal analog

1 - Data Digital ► Sinyal Digital

Sinyal digital adalah sekuen diskrit dari pulsa tegangan yang diskontinu. Setiap pulsa merupakan elemen sinyal.
Data biner ditransmisikan dengan mengkodekan setiap bit data menjadi elemen sinyal
Skema pengkodean: Memetakan dari bit data ke elemen sinyal
Istilah transmisi data

Istilah	Satuan	Definisi
Data element	bits
Data rate	bits per second (bps)
Signal element	Digital: a voltage pulse of constant amplitude Analog: a pulse of constant frequency, phase, and amplitude
Signaling rate atau modulation rate	Signal element per second (baud)

Tanda: digit biner 1; Spasi: digit biner 0
Berbagai skema pengkodean

Faktor-faktor evaluasi

• Spektrum sinyal: bandwidth kurang, tidak ada komponen dc, bentuk spektrum (lebih baik ke pusat di tengah bandwidth)
• Clocking: kemampuan self clocking diinginkan untuk sinkronisasi
• Deteksi kesalahan: lebih baik memiliki kemampuan deteksi error
• Sinyal gangguan dan kekebalan kebisingan:
• Biaya dan kerumitan

RZ (Return to Zero)

• 0: pulsa positif
• 1: pulsa negatif
• Sinyal kembali ke nol setelah setiap bit yang dikodekan

NRZ (Nonreturn to Zero)

Level tegangan konstan selama interval bit (tidak kembali ke tingkat tegangan nol)

NRZ-L (NRZ Level)

• 0: tegangan positif
• 1: tegangan negatif

NRZ-I (NRZ Inverted)

• sebuah bentuk pengkodean diferensial
• 1: transisi pada awal interval bit
• 0: tidak ada transisi

• NRZ sederhana, dan efisien dalam penggunaan bandwidth
• Keterbatasan NRZ
• adanya komponen dc
• kurangnya kemampuan sinkronisasi

Multilevel Binary

Bipolar-AMI (Alternate Mark Inversion)

• Tiga level tegangan (positif, zero, negatif)
• 0: tegangan nol
• 1: bergantian dengan tegangan positif dan negatif
• Sinkronisasi yang lebih baik daripada NRZ
• Tidak ada komponen DC
• Kemampuan deteksi error

Pseudoternary

• Sama seperti bipolar-AMI, kecuali representasi 0 dan 1 yang dipertukarkan

Biphase

• Selalu transisi di tengah setiap interval bit
• Manchester
• 0: transisi tinggi ke rendah
• 1: transisi rendah ke tinggi
• Differential Manchester
• 0: transisi pada awal interval bit
• 1: tanpa transisi
• Kemampuan sinkronisasi dan deteksi  kesalahan, dan tidak ada komponen dc

Definisi format pengkodean sinyal digital

• Nonreturn-to-Zero-Level (NRZ-L): 0 = high level, 1 = low level
• Nonreturn-to-Zero Inverted (NRZI): 0 = no transition at beginning of interval (one bit time), 1 = transition at beginning of interval
• Bipolar-AMI: 0 = no line signal, 1 = positive or negative level, alternating for successive ones
• Pseudoternary: 0 = positive or negative level, alternating for successive zeros, 1 = no line signal
• Manchester: 0 = transition from high to low in middle of interval 1 = transition from low to high in middle of interval
• Differential Manchester: Always a transition in middle of interval
• 0 = transition at beginning of interval
• 1 = no transition at beginning of interval
• B8ZS: Same as bipolar AMI, except that any string of eight zeros is replaced by a string with two code violations
• HDB3: Same as bipolar AMI, except that any string of four zeros is replaced by a string with one code violation

Laju Modulasi

• Data rate (dinyatakan dengan bps) = laju modulasi (atau kecepatan sinyal atau kecepatan transisi sinyal) (dinyatakan dalam baud) dikalikan jumlah bit per elemen sinyal.

• Normalisasi kecepatan transisi sinyal dari berbagai skema pengkodean

2 - Data Digital ► Sinyal Analog

¢Enkoding adalah dengan modulasi sinyal pembawa sinusoidal kontinyu. Ini melibatkan perubahan beberapa karakteristik dari sinyal pembawa - amplitudo, frekuensi, atau fase.
¢Beragam teknik enkoding seperti, ASK, FSK, PSK, ...

	ASK	FSK	(Diff.) PSK
Binary 1	cos(2pfct + qc)	A cos(2pf1t + qc)	A cos(2pfct + 180°)
Binary 0	-	A cos(2pf2t + qc)	A cos(2pfct)

• QPSK(Quadrature PSK)
• – Each signal element represents two bits
• PSK using 12 angles and two amplitudes
• – 9,600 bps modem (2,400 baud x 4)

3 - Data Analog ► Signal Digital

PCM (Pulse Code Modulation)
¢Berdasarkan Teorema Sampling Nyquist: Jika sebuah sinyal secara berkala diambil sampelnya pada tingkat ³ dua kali komponen frekuensi tertinggi yang signifikan dalam sinyal, maka dapat direkonstruksi dari sampel dengan menggunakan filter low-pass

DM (Delta Modulation)
¢Menggunakan "n" = 1, contoh: sinyal digital biner dihasilkan; "0" berarti perubahan -d dan "1" untuk perubahan + d.
¢Tingkat sampling yang lebih tinggi daripada PCM (tingkat Nyquist) diperlukan, namun masing-masing sampel hanya menggunakan 1 bit dan bukan n.
¢Implementasi jauh lebih sederhana dibanding PCM.

4 - Data Analog ► Signal Analog

AM (Amplitude Modulation)
Alasan

• Sinyal analog frekuensi rendah tidak dapat ditransmisikan pada media yang tidak terpandu. (akan membutuhkan antena dengan diameter km) -> frekuensi yang lebih tinggi diperlukan.
• Untuk FDM (Frequency Division Multiplexing)

5 - Spread Spectrum