Faktor-faktor pertimbangan Komunikasi Data

FAKTOR-FAKTOR PERTIMBANGAN

1. Pensinyalan (signalling) adalah suatu prosedur / protokol yang harus dilaksanakan terlebih dahulu sebelum pengiriman informasi dimulai

2. Transmisi; Media transmisi harus efisien dan dapat melayani berbagai jenis alat.

•          Karakteristik transmisi :

                a.            lebar frekuensi yang dapat ditampung

–        redaman

–        daya yang dapat ditampung

–        waktu yang dibutuhkan

                                3. Cara Penomoran; Penomoran harus unik dan mengikuti

                                rekomendasi / persetujuan dari pihak tertentu

                                4. Cara Menyalurkan Hubungan (routing); Menentukan policy                                   (kebijaksanaan) bagaimana suatu hubungan akan dilaksanakan

                                5. Cara Menghitung Biaya (tarif); Menentukan struktur harga                                     bagi jasa pelayanan yang harus dibayarkan.

TRANSMISI DATA ANALOG DAN DIGITAL

Secara kasar analog dan digital keduanya adalah kontinu dan diskrit.Dan keduanya sering digunakan dalam komunikasi data. Dan sekurang-kurangnya 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

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, terputus-putus / terjadi perubahan yang tiba-tiba antara bagian-bagian sinyal tersebut.Sistem komputer 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 spektrum 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 Data

Transmisi data terjadi antara transmiter (pemancar / pengirim) dan receiver (penerima) melalui beberapa media transmisi.

•          Hardwire / kawat keras / guided media; Media yang dituntun karena gelombang-gelombang dituntun melalui jalur fisik.

•          Softwire / kawat lunak / unguided media; Media yang tidak dituntun, menyediakan suatu device untuk mentransmisi gelombang elektromagnetik tetapi tanpa menuntunnya, melalui udara, hampa udara dan air laut.

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 :

•          Point to point; Direct link antara dua device, dan hanya 2 peralatan sama-sama memakai media.

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

JENIS-JENIS MEDIA TRANSMISI

Keberhasilan Transmisi Data tergantung pada :

•          Kualitas signal yang ditransmisikan

•          Karakteristik media transmisi

•          Kawat terbuka / open wire

•          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 sistem telephone, untuk jarak yang jauh dengan data rate 4 Mbps atau lebih, biaya murah. Mempunyai bandwidth terendah. Twisted pair memiliki dua jenis yaitu unshielded dan shielded. Unshielded twisted pair (UTP) berupa kabel telepon biasa. Shielded twisted pair (STP) memiliki kinerja yang lebih baik pada rate data yang lebih tinggi.

•          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.

•          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.

•          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.

•          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

•          Infra red / sinyal infra merah

•          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.

Mode Transmisi

•          Transmisi Serial; Data dikirimkan 1 bit demi 1 bit lewat kanal komunikasi yang telah dipilih.

•          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 :

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

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

•          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

¢  Trasmisi keccepatan 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

Mode Transmisi berdasarkan cara sinkronisasi :

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

menurut definisi ANSI :

1. Simplex

¢  Sinyal ditransmisi dalam satu arah

¢  Stasiun yang satu bertindak sebagai transmitter dan yang lain sebagai receiver, tugasnya adalah tetap.

¢  Jarang digunakan untuk sistem komunikasi data

2. Half Duplex

¢  Sinyal ditransmisikan ke dua arah secara bergantian

¢  Kedua stasiun dapat melakukan transmisi tetapi hanya sekali dalam suatu waktu

¢  Terdapat “turn around time” (waktu untuk mengubah arah)

3. Full Duplex

¢  Sinyal ditransmisikan ke dua arah secara simultan / bersamaan

¢  Medium membawa dalam dua arah pada waktu yang sama.

KARAKTERISTIK

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

}  Berdasarkan bandwidth, kanal digolongkan menjadi :

1. Broadband Channel

}  Untuk sinyal berfrekuensi tinggi

}  Digunakan untuk gelombang mikro, kabel koaksial dan serat optik

2. Voice Grade Channel

}  Dial up

}  Private line

}  Menggunakan frekuensi 300 – 3000 Hz

3. Subvoice channel

}  Menggunakan kecepatan transmisi dibawah 600 bps

4. Telegraph channel

}  Menggunakan kecepatan transmisi 45 - 75 bps

Tabel Spectrum Electromagnetic

Frequency Band	Name
3 – 10 KHz	ELF Extremely Low Frequency
10 – 30 KHz	VLF Very Low Frequency
30 – 300 KHz	LF Low Frequency
300 – 3000 KHz	MF Medium Frequency
3 – 30 MHz	HF High Frequency / Short wave
30 – 300 MHz	VHF Very High Frequency
300 – 3000 MHz	UHF Ultra High Frequency / Microwave
3 – 30 GHz	SHF    Super High Frequency

SINYAL PERIODIK

Sinyal merupakan fungsi dari :

- Waktu / time domain

- Kontinu, jika lim s(t) = s(a), untuk seluruh ^{t Þ a}

harga a, tidak ada patahan dalam sinyal itu.

- Diskrit, jika  s(t+T) = s(t)  -¥< t <  +¥, apabila diambil hanya pada harga-harga tertentu saja.

SIFAT TERPENTING DALAM SINYAL PERIODIK

Sinyal dapat dinyatakan sebagai fungsi waktu ataupun sebagai fungsi frekuensi.

1. Amplitudo = A

›  Ukuran sinyal pada waktu tertentu, sinyal berupa gelombang elektrik / elektromagnetik sehingga diukur dalam volt.

2. Frequency = f

›  Berbanding terbalik terhadap periode (1/T) atau banyaknya pengulangan periode / jumlah gelombang per-detik yang dipresentasikan dalam putaran perdetik (Hz atau cycles per second) atau ukuran dari jumlah berapa kali seluruh gelombang berulang.

3. Phase = q

›  Ukuran dari posisi relatif terhadap waktu dengan tidak melewati periode tunggal dari sinyal.

›  Bila dinyatakan suatu gelombang sinusoidal (gelombang nomor 1) sebagai :

                s(t) = A sin (2p f₁ t + q)

maka :   A             adalah  amplitudo maksimum

                                f₁             adalah  frekuensi

                                q             adalah  phase

Frekuensi / frequency domain

Dari gambar penjumlahan komponen frekuensi tersebut 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(2p f₁t) adalah T=1/f₁ dan periode dari s(t) juga T.

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

Istilah Spektrum, Bandwith, DC Component

Spektrum ; Suatu range yang berisikan frekuensi atau daerah frekuensi yang dapat dimuati.

Lebar Pita / Bandwidth Absolute; Lebar dari spektrumnya

DC component; Jika suatu sinyal termasuk suatu komponen frekuensi nol, dimana komponen tersebut adalah dc (arus searah) atau komponen konstan.

Hubungan antara kecepatan data (data rate) dengan lebar pita (bandwidth) adalah :

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

ž  Hubungan data rate dan bandwidth didapat bahwa pengurangan / penambahan bandwidth akan menyebabkan pengurangan / penambahan data rate dengan faktor pengurangan / penambahan yang sama. Jika kecepatan sinyal besar, maka lebar pita menjadi besar.

Contoh

diinginkan bandwidth 4 MHz, jika f₁ = 10 cycles/sec= 1 MHz, maka :

- bandwidth :

s(t) = sin ((2p x 10⁶ )t) + 1/3 sin ((2p x 3 x 10⁶ )t)+ 1/5 sin ((2p 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.

Kekuatan Sinyal / signal strength

¢  Sinyal ditransmisikan sepanjang medium, maka sinyal tersebut akan kehilangan attenuation (pelemahan) kekuatan sinyal. Cara mengatasinya dengan meletakkan amplifier di beberapa titik untuk memperbesar kekuatan sinyal (gain).

¢  Mempresentasikan gain, losses dan level relatif dalam decibel, karena :

Kekuatan sinyal sering ditulis dalam logaritma, sehingga loss sangat mudah diekspresikan dalam decibel yang mempunyai satuan logaritmit. Gain dan loss dalam aliran lintasan transmisi dapat dihitung, dijumlahkan dan dikurangkan dengan mudah.

dB / Desibel :

¢  Adalah ukuran dari perbedaan 2 level kekuatan / tenaga, (ukuran beda relatif bukan absolut), yaitu :

Digunakan juga untuk mengukur beda tegangan karena tenaga sebanding dengan kuadrat voltage, karena :      

                                P             = V²/R

dengan :              P = tenaga yang melalui tahanan R;          V = tegangan yang melalui tahanan R

                R = tahanan

Maka :  N_dB         = 10 log₁₀ (P₂/P₁)

                                = 10 log₁₀ {(V₂²/R) / (V₁²/R)}

                                = 20 log₁₀ (V₂/V₁)  maka                N_dB         = 10 log₁₀ (P₂/P₁)

dengan :              N_dB   = nomor desibel;  P_1,2   = tenaga;     log₁₀ = logaritma berbasis 10

contoh : sebuah sinyal dengan p = 10 mW dialirkan melalui jalur transmisi dan pada suatu jarak tertentu harganya menjadi 5 mW, maka :

Loss (dB)  = 10 log₁₀ (5 mW / 10 mW)

                 = 10 (-0,3)

                 = - 3 dB

dBW / DesibelWatt :

Secara intensif digunakan dalam pemakaian mikrowave, dimana harga 1 Watt sebagai referensi dan didefinisikan sebagai   0 dBW (1 W = 0 dbW).

Maka :                  Tenaga(dBW) = 10 log {Tenaga(W) / 1W}

Contoh :               tenaga 1000 W adalah 30 dBW, karena :

                Tenaga (dBW)   = 10 log {1000 W / 1W}

                                                = 10 x 3                

                                                = 30 dBW dan tenaga 1 mW         = -30 dBW

dBmV / DesibelmilliVolt :

Secara intensif digunakan dalam pemakaian video, dimana harga 1 mV sebagai referensi dan didefinisikan sebagai 0 dBmV (1 mV = 0 dbmV).

Maka :                  Voltage (dBmV) = 20 log {Voltage(mV) / 1mV}

                Level voltage diumpamakan dalam tahanan 75W

Sehingga desibel baik sekali untuk menentukan gain / loss total dalam sebuah sistem.

Contoh pada sambungan point to point yang terdiri dari jalur transmisi dengan amplifier tunggal, maka jika : loss jalur porsi I = 13 dB, gain pada amplifier = 30 dB, loss jalur porsi II = 40 dB, maka gain totalnya = -13 dB + 30 dB – 40 dB = - 23 dB (tanda (-) menunjukan bukan terjadi gain / penguatan tetapi telah terjadi loss.

Data dan Sinyal

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 :

1. Data rate : adalah kecepatan, dalam bit per second (bps), dimana data dapat berkomunikasi.

2. Bandwidth : adalah bandwidth dari sinyal transmisi yang dimiliki oleh transmitter dan sifat dasar medium transmisi, dinyatakan dalam cycles per second, atau hertz.

3. Noise : level noise rata-rata yang melalui path komunikasi.

4. Error rate : kecepatan dimana error dapat terjadi.

Sumber : Materi Kampus