Sinyal Digital

Selain diwakili oleh sebuah sinyal analog, informasi juga dapat diwakili oleh sebuah sinyal digital. Misalnya, 1 dapat dikodekan sebagai tegangan positif dan 0 sebagai tegangan nol. Sebuah sinyal digital dapat memiliki lebih dari dua level. Dapat mengirim lebih dari 1 bit untuk setiap level. Gambar 1 menunjukkan dua sinyal, satu dengan dua level dan yang lainnya dengan empat level.

Sebuah sinyal digital dengan dua level

Gambar 1, Sebuah sinyal digital dengan dua level

Sebuah sinyal digital dengan empat level

Sebuah sinyal digital dengan empat level

Bit Rate

Kebanyakan sinyal digital adalah nonperiodik, dan dengan demikian karakteristik periode dan frekuensi tidak sesuai. Istilah lain bit rate digunakan untuk menggambarkan sinyal digital. Bit rate adalah jumlah bit yang dikirim dinyatakan dalam bit per detik (bps). Gambar 1 menunjukkan tingkat bit untuk dua sinyal.

Panjang bit (Bit Length)

Konsep dari panjang gelombang sinyal analog: jarak satu siklus yang menempati pada medium transmisi. Panjang bit adalah jarak satu bit yang menempati pada medium transmisi.

Sinyal Digital sebagai Sinyal Analog Komposit

Berdasarkan analisis Fourier, sinyal digital adalah sinyal analog komposit. Sebuah sinyal digital, dalam domain waktu, terhubung segmen garis vertikal dan horisontal. Sebuah garis vertikal dalam domain waktu berarti frekuensi tak terhingga,  sebuah garis horizontal dalam domain waktu berarti frekuensi nol (tidak ada perubahan dalam waktu). Frekuensi dari nol sampai frekuensi tak terhingga(dan sebaliknya) berarti semua frekuensi  adalah bagian dari domain.

Analisis Fourier dapat digunakan untuk menguraikan sinyal digital. Jika sinyal digital adalah periodik, yang langka dalam komunikasi data, sinyal yang terurai memiliki representasi frekuensi-domain dengan bandwidth yang tak terbatas dan frekuensi diskrit. Jika sinyal digital adalah nonperiodik, sinyal dekomposisi masih memiliki bandwidth yang tak terbatas, tetapi merupakan frekuensi yang kontinu. Gambar 2 menunjukkan periodik dan sinyal digital nonperiodik dan bandwidth.

Waktu dan frekuensi domain sinyal digital periodik

Gambar 2, Waktu dan frekuensi domain sinyal digital periodik

Waktu dan frekuensi domain sinyal digital nonperiodik

Waktu dan frekuensi domain sinyal digital nonperiodik

Perhatikan bahwa kedua bandwidth yang tak terbatas , tetapi sinyal periodik memiliki frekuensi diskrit sementara sinyal nonperiodik memiliki frekuensi kontinyu.

Transmisi Sinyal Digital

Sinyal digital, periodik atau nonperiodik, adalah sinyal analog komposit dengan frekuensi antara nol dan tak terhingga. Pertimbangkan kasus dari sinyal digital nonperiodik, mirip dengan yang ditemui dalam komunikasi data. Pertanyaan mendasar adalah, Bagaimana bisa mengirim sinyal digital dari titik A ke titik B? Dapat mengirimkan sinyal digital dengan menggunakan salah satu dari dua pendekatan yang berbeda: baseband transmisi atau transmisi broadband (menggunakan modulasi).

Transmisi baseband

Transmisi baseband berarti mengirimkan sinyal digital melalui saluran tanpa mengubah sinyal digital ke sinyal analog. Gambar 3 menunjukkan transmisi baseband.

transmisi baseband

Gambar 3, transmisi baseband

[box type=”info”]
Sebuah sinyal digital adalah sinyal komposit analog dengan bandwidth yang terbatas.
[/box]

Transmisi baseband mengharuskan memiliki low-pass channel, saluran dengan bandwidth yang dimulai dari nol. Jika memiliki medium khusus dengan menggunakan bandwidth hanya single channel.  Seluruh bandwidth kabel yang menghubungkan dua komputer adalah salah single channel. Dapat menghubungkan komputer ke bus, tetapi tidak memungkinkan lebih dari dua stasiun untuk berkomunikasi pada suatu waktu. Dapat menggunakan low-pass channel untuk komunikasi baseband. Gambar 4 menunjukkan 2 low-pass channel: satu dengan bandwidth yang sempit dan yang lainnya dengan bandwidth yang lebar. Perlu diingat bahwa low-pass channel dengan bandwidth tak terbatas sangat ideal.

transmisi baseband dengan menggunakan media khusus

Gambar 4, transmisi baseband dengan menggunakan media khusus

Low-Pass Channel dengan Bandwidth lebar

Jika ingin menggunakan bentuk yang tepat dari sinyal digital nonperiodik dengan segmen vertikal dan segmen horisontal, perlu mengirim seluruh spektrum, rentang frekuensi kontinu antara nol dan tak terhingga. Hal ini mungkin , jika memiliki medium yang berdedikasi dengan bandwidth yang terbatas antara pengirim dan penerima yang melindungi amplitudo yang tepat dari setiap komponen dari sinyal komposit. Meskipun hal ini mungkin di dalam komputer (misalnya, antara CPU dan memori),  tapi tidak mungkin antara dua perangkat. Untungnya, amplitudo dari frekuensi berbatasan bandwidth sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Ini berarti bahwa jika memiliki media, seperti kabel koaksial atau serat optik, dengan bandwidth yang sangat lebar, dua stasiun dapat berkomunikasi dengan menggunakan sinyal digital dengan akurasi yang sangat baik.  Meskipun sinyal output bukan merupakan replika yang tepat dari sinyal asli, data masih dapat disimpulkan dari sinyal yang diterima.

[box type=”info”]
Transmisi baseband sinyal digital dimungkinkan melindungi bentuk sinyal digital jika memiliki low-pass channel dengan bandwidth yang terbatas atau bandwidth lebar
[/box]

Low -Pass Channel dengan Bandwidth Terbatas

Dalam low-pass channel dengan bandwidth yang terbatas , diperkirakan sinyal digital dengan sinyal analog.Tingkat pendekatan tergantung pada bandwidth yang tersedia .Pendekatan, diasumsikan bahwa memiliki sinyal digital dari bit rate N. Jika ingin mengirim sinyal analog ke sinyal simulasi, perlu mempertimbangkan kasus terburuk jumlah maksimum perubahan dalam sinyal digital. Hal ini terjadi ketika sinyal membawa urutan 01010101 … atau urutan 10101010 · … Untuk mensimulasikan kedua kasus ini, diperlukan sinyal analog frekuensi f= N/2. Biarkan 1 menjadi nilai puncak positif dan 0 menjadi nilai puncak negatif. Dikirim 2 bit dalam setiap siklus, frekuensi dari sinyal analog adalah satu-setengah dari bit rate, atau N/2. Namun frekuensi hanya satu tidak dapat membuat semua pola, diperlukan lebih banyak komponen. Frekuensi maksimum N/2. Sebagai contoh dari konsep ini, lihat bagaimana sinyal digital dengan pola 3-bit dapat disimulasikan dengan menggunakan sinyal analog.

 Bandwith= N/2 - 0 = N/2 

Transmisi broadband (Menggunakan Modulation )

 

Modulasi dari sinyal digital untuk transmisi pada bandpass channel

Gambar 5, Modulasi dari sinyal digital untuk transmisi pada bandpass channel

Transmisi broadband atau modulasi berarti mengubah sinyal digital ke sinyal analog untuk transmisi. Modulasi memungkinkan untuk menggunakan channel bandpass dengan channel bandwidth yang tidak dimulai dari nol. Jenis saluran lebih tersedia daripada saluran low-pass . Gambar 5 menunjukkan modulasi dari sinyal digital. Dalam gambar, sinyal digital dikonversi menjadi sinyal analog komposit. Digunakan sinyal single-frequency analog (disebut carrier), amplitudo pembawa telah diubah agar terlihat seperti sinyal digital. Hasilnya, bukanlah satu sinyal frekuensi, yang merupakan sinyal komposit. Pada penerima, sinyal analog yang diterima diubah ke digital, dan hasilnya adalah replika dari apa yang telah dikirim.

This entry was posted in Telekomunikasi, Tutorial and tagged , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s