Teknik Modulasi dan Teknik Encoding

ENCODING

Pengkodean  (Encoding) adalah proses perubahan karakter data yang akan dikirim dari suatu titik ke titik lain dengan kode yang dikenal oleh setiap termianal yang ada, dan menjadikan setiap karakter data dalam sebuah informasi digital ke dalam bentuk biner agar dapat ditransmisikan. Suatu terminal yang berbeda menggunakan kode biner yang berbeda untuk mewakili setiap karakter.

Tujuan Pengkodean (Encoding)

Tujuan dari Pengkodean (Encoding) adalah menjadikan setiap karakter data dalam sebuah informasi digital ke dalam bentuk biner agar dapat ditransmisikan dan bisa melakukan komunikasi data. Kode-kode yang digunakan dalam komunikasi data pada system computer memiliki perbedaan dari generasi ke generasinya, karena semakin besar dan kompleksnya data yang akan dikirim / digunakan.

Macam-macam kode yang digunakan dalam Komunikasi data: 

1. Kode Baudot 

Berawal dari kode morse. Ada kode 4-an, 5-an, 6-an, dan 8-an yang digunakan untuk pengiriman telegraph yang disimpan di pita berupa lubang tutup. Untuk lubang sebanyak 6x berturut-turut disebut sebagai kode 6-an. Begitu juga yang lainya. Kode ini juga digunakan sebagai satuan kecepatan pengiriman data. Kode baudot ini ada sejak 1838 ditemukan oleh Frenchman Emile Baudot sebagai bapak komunikasi data. Terdiri dari 5 bit perkarakter (sehingga dapat dibuat 32 karakter) dan untuk membedakan huruf dengan gambar dipakai kode khusus, yakni 111111 untuk letter dan 11011 untuKode ASCII. 

2. Kode ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

Kode ASCII memiliki 128 bit kombinasi yang selalu digunakan. Dari 128 kombinasi tersebut 32 kode diantaranya digunakan untuk fungsifungsi kendali seperti SYN, STX. Sisa karakter lain digunakan untuk karakter-karakter alphanumerik dan sejumlah karakter khusus seperti =, / . ? Pada dasarnya kode ASCII merupakan kode alfanumerik yang paling popular dalam teknik komunikasi data. Kode ini menggunakan tujuh bit untuk posisi pengecekan bit secara even atau odd parity adalah 4 bit “1” dan 4 bit “0” sehingga dapat dibuat kombinasi 70 karakter.

3. Kode BCD (binary code desimal)

BCD merupakan kode biner yang digunakan untuk hanya mewakili nilai digit desimal dari 0-9. BCD menggunakan kombinasi 4 bit, sehingga ada 16 kombinasi yang bisa diperoleh dan hanya 10 kombinasi yang bisa digunakan. BCD tidak dapat mewakili huruf atau symbol karakter khusus, sehingga jarang digunakan untuk komputer dan transmisi data sekarang. Karena BDC hanya digunakan pada komputer generasi pertama.

4. Kode EBCID (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) 

EBCDID adalah kode 8 bit yang memungkinkan untuk mewakili karakter 256 kombinasi karakter. Pada EBCDID, high order bits atau 4 bit pertama disebut Zone bits dan low order bits atau 4 bit kedua disebut dengan numeric bit.

Pengkodean Data/ Data Enconding 

Dalam proses kerja komputer mengolah data secara digital, melalui sinyal listrik yang diterima atau dikirimkan, 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 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 :

• Input analog yaitu mengubah sinyal input analog dari sensor menjadi bentuk bit.
• Output analog yaitu mengubah data digital yang tersimpan dalam komputer menjadi sinyal digital.
• Input / output digital yaitu untuk masukan dan keluaran nilai digital (tingkat logika) kedua dari perangkat keras.
• Counter / timer dignakan pada saat perhitungan, pengukuran frekwensi dan perioda, pembangkit pulsa.

Teknik Encoding

1. Data digital, sinyal digital 
2. Data analog, sinyal digital 
3. Data digital, sinyal analog 
4. Data analog, sinyal analog 

Sinyal Analog

Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombangnya.Sinyal analog bekerja dengan mentransmisikan suara dan gambar dalam bentuk gelombang kontinu (continous varying).

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. 

Perbedaan sinyal digital yang tidak dapat ditemukan di sinyal analog yaitu : 

• Mampu mengirikan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat  membuat informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi. 
• Penggunaan yang berulang-ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informasi itu sendiri. 
• Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk. 
• Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif. 

Teknik Pengkodean

• Nonreturn To Zero (NRZ)

    -)  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

    -)  Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) yaitu 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'

•Multilevel Binary

    -) Bipolar-AMI yaitu suatu kode dimana binary '0' diwakili dengan tidak adanya line sinyal dan binary '1' diwakili oleh suatu pulsa positif atau negatif yang menggunakan lebih dari dua level sinyal.

    -) Pseudoternary yaitu suatu kode dimana binary '1' diwakili oleh ketiadaan line sinyal dan binary '0' oleh pergantian pulsa-pulsa positif dan negatif.

•BIPHASE

     -) Manchester adalah suatu kode dimana terdapat suatu transisi pada setengah dari periode. Tiap bit : transisi low – high mewakili “1” dan high – low mewakili “0”.

     -) Differential manchester adalah suatu kode dimana binary “0” diwakilkan oleh adanya transisi pada awal periode suatu bit dan binary “1” diwakili oleh ketiadaan transisi di awal periode suatu bit.

•Modulation rate

Modulation rate adalah kecepatan dimana elemen-elemen sinyal terbentuk.

•Teknik scrambling

Serangkaian level tegangan yang tetap pada line digantikan dengan serangkaian pengisi yang akan 

melengkapi transisi yang cukup untuk clock receiver mempertahankan synchronisasi.

•Bipolar with 8-Zeros Substitution (B8ZS)

     -) Oktaf dari 0 muncul dan pulsa voltase terakhir positif maka dihasilkan 8 nol oktaf yang ditandai dengan 000+-0-+

     -) Oktaf dari nol muncul dan pulsa voltase terakhir negatif maka dihasilkan 8 nol oktaf yang ditandai dengan 000-+0+-

•High-density bipolar-3 zeros (HDB3 )

Suatu kode yang menggantikan string-string dari 4 nol dengan rangkaian yang terdapat satu atau 

dua pulsa atau biasa disebut kode violation.

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.

Elemen Siyal

Elemen sinyal adalah tiap pulsa dari sinyal digital. Data binary ditransmisikan dengan meng-encode-kan tiap bit data menjadi elemenelemen sinyal. Sinyal unipolar adalah semua elemen sinyal yang mempunyai tanda yang sama, yaitu positif semua atau negatif semua. Sinyal polar adalah elemen-elemen sinyal dimana salah satu logic statenya diwakili oleh level tegangan positif dan yang lainnya oleh level tegangan negatif. Durasi atau lebar suatu bit adalah waktu yang diperlukan oleh transmitter untuk memancarkan bit tersebut. 

Modulation rate

Modulation rate adalah kecepatan dimana level sinyal berubah, dinyatakan dalam bauds atau elemen sinyal per detik. 

Lima faktor yang perlu dinilai atau dibandingkan dari berbagai teknik komunikasi: 

1. Spektrum sinyal : disain sinyal yang bagus harus mengkonsentrasikan kekuatan transmisinya pada daerah tengah dari bandwidth transmisi. 
2. Clocking : menentukan awal dan akhir dari tiap posisi bit dengan mekanisme synchronisasi yang berdasarkan pada sinyal transmisi. 
3. Interferensi sinyal dan Kekebalan terhadap noise 
4. Deteksi error : dibentuk dalam skema fisik encoding sinyal. 
5. Biaya dan kesulitan : semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi data rate yang ada, semakin besar biayanya. 

MODULASI

Modulasi merupakan suatu proses dimana informasi, baik berupa sinyal audio, video ataupun data diubah menjadi sinyal dengan frekuensi tinggi sebelum dikirimkan.  Modulasi dibagi menjadi 2 yaitu sistem modulasi analog dan modulasi  digital

Tujuan Modulasi

1. Untuk memudahkan proses radiasi pada kanal komunikasi berupa udara,diperlukan antena untuk proses pemancaran/radiasi dan penerimaan sinyal.
2. Untuk memungkinkan multiplexing.
3. Mengatasi keterbatasan peralatan pembuatan peralatan pengolahan sinyal
4. Pembagian frekuensi Modulasi memungkinkan beberapa stasiun radio dan televisi

Fungsi Modulasi 

Sinyal informasi biasanya memiliki spektrum yang rendah dan rentan untuk terganggu oleh noise. Sedangkan pada transmisi dibutuhkan sinyal yang memiliki spektrum tinggi dan dibutuhkan modulasi untuk memindahkan posisi spektrum dari sinyal data, dari pita spectrum   yang rendah ke spektrum yang jauh lebih tinggi

Modulasi Analog 

Modulasi analog adalah komunikasi yang mentransmisikan sinyal-sinyal analog yaitu time signal  yang berada pada nilai kontinu pada interval waktu yang terdefinisikan. Dalam modulasi analog,  proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.

Macam-macam Modulasi

1. Amplitude Modulation (AM)

Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM) adalah proses menumpangkan sinyal informasi ke sinyal pembawa (carrier) dengan sedemikian rupa sehingga amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) sinyal informasi. Pada jenis modulasi ini amplituda sinyal pembawa diubah-ubah secara proporsional terhadap amplituda sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan frekuensinya tetap selama proses modulasi

2. Frequency Modulation (FM)

Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation = FM ) adalah proses menumpangkan sinyal informasi pada sinyal pembawa (carrier) sehingga frekuensi gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) gelombang sinyal informasi. Jadi sinyal informasi yang dimodulasikan (ditumpangkan) pada gelombang pembawa menyebabkan perubahan frekuensi gelombang pembawa sesuai dengan perubahan tegangan (simpangan) sinyal informasi. Pada modulasi frekuensi sinyal informasi mengubah-ubah frekuensi gelombang pembawa, sedangkan amplitudanya konstan selama proses modulasi.

3. Phasa Modulation (PM)

         Fasa atau Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu. Phase Modulation (PM) atau Modulasi Fasa merupakan suatu teknik modulasi yang merepresentasikan informasi sebagai variasi fasa (phase) dari sinyal pembawanya. Pada Modulasi Fasa ini, sinyal informasi mengubah fasa gelombang pembawanya sedangkan Amplitudo gelombang pembawanya tetap (tidak berubah). Teknik modulasi Fasa ini jarang digunakan karena memerlukan perangkat penerima yang lebih kompleks.

Modulasi Digital

1. Amplitude Shift Keying (ASK)

ASK (Amplitudo Shift Keying) adalah suatu bentuk modulasi yang mewakili  data digital sebagai variasi amplitudo dari gelombang pembawa. Amplitudo dari sinyal carrieranalog bervariasi sesuai dengan aliran bit (modulasi sinyal), menjaga frekuensi dan fase konstan. Tingkat amplitudo dapat digunakan untuk mewakili logika 0 dan 1.ASK (Amplitude Shift Keying) merupakan suatu modulasi di mana logika 1 diwakili dengan adanya sinyal dan logika 0 diwakili dengan adanya kondisi tanpa sinyal.

2. Frequency Shift Keying (FSK)

Gelombang pembawa berubah bergantian antara dua frekuensi yang sudah ditentukan sebelumnya. 

3. Phase Shift Keying (PSK)

Fasa gelombang pembawa berubah bergantian p radian atau  1800  atau melalui pergantian polaritas gelombang pembawa sesuai dengan informasi biner.

Perubahan Sinyal Digital

•Amplitude shift keying (ASK)

•Frequency shift keying (FSK)

•Phase shift keying (PSK)

•4 Pulse Amplitude Modulation (4-PAM)

•Quadrature Phase ShiftKeying (QPSK)

•Quadrature Amplitude Modulation (QAM)