Konsep dan Terminologi
Transmisi
Data terjadi di antara pemancar dan penerima melalui media transmisi.
Terdapat dua buah media transmisi: media transmisi terkendali (
guided media transmition)
dan media transmisi tidak terkendali (
unguided media transmition). Media terkendali adalah media yang menyalurkan gelombang transmisi melalui jalur fisik. Contoh media terkendali adalah kabel
twisted pair, kabel
coaxial, atau kabel
fiber optic.
Media tidak terkendali, atau yang biasa disebut media nirkabel, adalah
media yang menyediakan perantara untuk menyalurkan gelombang
elektromagnetik. Contoh media nirkabel adalah WiFi, propagansi melalui
udara, atau propagansi melalui ruang fakum.
Terdapat tiga macam transmisi berdasarkan aliran datanya. Transmisi
simplex
adalah transmisi yang mengirim sinyal hanya secara satu arah. Satu
pemancar dapat diterima oleh beberapa penerima data. Transmisi
half-duplex
merupakan transmisi yang memungkinkan kedua pemancar mengirimkan sinyal
sekaligus, namun hanya satu dalam satu waktu. Transmisi
full-duplex merupakan transmisi dua arah. Baik pemancar ataupun penerima dapat mengirimkan sinyal secara simultan.
Sinyal merupakan sesuatu yang dihasilkan oleh pemancar dan
ditransmisikan melalui media. Berdasarkan grafik fungsi waktu, sinyal
dibedakan menjadi dua : sinyal analog dan sinyal digital. Sinyal analog
merupakan sinyal yang ditransmisikan terus – menerus dan dengan
amplitudo yang bervariasi. Tidak terdapat waktu tenggang saat sinyal
ditransmisikan. Sinyal digital merupakan sinyal yang ditramsisikan
dengan intensitas sinar yang mampu menstabilkan amplitudo. Pada sinyal
digital, data ditransmisikan dalam bentuk
on /
off atau 1 / 0.
Gambar 1. Grafik sinyal analog dan digital
Pada suatu periode, grafik amplitudo pada sinyal mengalami
pengulangan. Secara matematis, syarat sinyal yang memiliki suatu periode
adalah jika dan hanya jika
,
untuk T merupakan periode sinyal.
Transmisi Analog dan Digital
Data merupakan entitas yang menyampaikan maksud dari informasi.
Sinyal merupakan data yang direpresentasikan dalam bentuk elektrik atau
elektromagnetik.
Signialing merupakan propagasi fisik sinyal
sepanjang media yang memungkinkan. Sedangkan transmisi adalah komunikasi
data melalui pemrosesan dan propagasi sinyal.
Sinyal analog memiliki nilai yang berkelanjutan dalam beberapa
interval. Contoh sinyal analog adalah sinyal telepon, sinyal televisi,
dan sinyal radio. Sinyal digital memiliki nilai diskrit, contohnya
text dan
integers.
Gambar 2. Spektrum Akustik pada Suara dan Musik [CARN99a]
Audio merupakan contoh sinyal analog. Gambar 2 menjelaskan spektrum
akustik suara manusia dan musik. Suara manusia ditransmisikan dengan
frekuensi sekitar 100Hz – 7kHz. Suara manusia ini memiliki tingkat
densitas suara sekitar 25dB.
Contoh lain dari sinyal analog adalah video. Televisi merupakan
penerima sinyal analog dalam bentuk video. Untuk menghasilkan gambar
pada layar, balok – balok eletron memindai seluruh permukaan layar dari
atas – bawah dan dari kanan – kiri. Untuk televisi hitam-putih, tingkat
penerangan suatu titik ditentukan oleh intensitas balok – balok elektron
yang melewati titik tersebut. Oleh karena itu, data video
ditransmisikan secara analog untuk menyesuaikan tingkat kecerahan titik –
titik di permukaan layar.
Contoh paling umum dari sinyal digital adalah
text atau
character string. Informasi yang disajikan dalam bentuk
text lebih nyaman untuk dimengerti oleh manusia. Oleh karena itu, data
binary yang ditransmisikan melalui sinyal digital akan diproses untuk ditampilkan dalam bentuk
text. Data telah dirancang sedemikian rupa sehingga karakter dapat direpresentasikan oleh pola
byte dari data. Digunakan
byte parity untuk menentukan letak kesalahan dalam pengiriman data.
Secara prinsip,
signaling secara digital memiliki keunggulan dibanding
signaling secara analog. Transmisi digital lebih murah dan lebih terbebas dari
noise.Oleh
karena adanya redaman dari kekuatan sinyal pada frekuensi yang tinggi,
pulsa menjadi lebih bundar dan lebih kecil. Redaman ini mengurangi
proses kehilangan informasi yang terkandung pada propagasi sinyal.
Data digital dapat direpresentasikan dengan data analog dengan menggunakan modem (
modulator – demodulator). Modem mengubah sinyal
binary menjadi sinyal analog dengan melakukan
encoding data
dalam frekuensi yang membawanya. Hasil sinyal konversinya menempati
spektrum dari frekuensi tertentu di tengah – tengah frekuensi yang
membawanya. Modem merubah data digital yang berasal dari perangkat
komputer menjadi data analog yang selanjutnya disalurkan melalui kabel
telepon.
Data analog juga dapat direpresentasikan dalam data digital. Untuk melakukan hal itu, dibutuhkan
codec (
coder-decoder).
Codec
mengambil sinyal analog yang secara langsung data suara atau aliran
byte. Pada proses akhirnya, aliran byte akan digunakan untuk
merekonstruksi data analog.
Baik data analog ataupun data digital hanya dapat ditransmisikan
dalam media yang tepat. Cara sinyal – sinyal itu diperlakukan merupakan
fungsi sistem transmisi.
Transmisi analog merupakan proses pemindahan sinyal analog tanpa
mengurangi kontennya sama sekali. Sinyal dapat berupa data analog (data
suara) atau data digital (data luaran modem). Untuk pengiriman jarak
jauh, transmisi analog membutuhkan alat penguat (amplifier) untuk
meningkatkan energi dalam sinyal. Dampak buruknya adalah amplifier juga
meningkatkan
noise yang terdapat pada sinyal. Dengan demikian, sinyal yang dikirimkan menjadi lebih kotor.
Transmisi digital merupakan proses pemindahan sinyal digital. Sinyal
digital mengandung data – data dalam bentuk biner. Untuk pengiriman
jarak jauh, transmisi digital memerlukan alat pengulang (
repeater). Alat pengulang menerima sinyal digital, memulihkan kembali pola jajaran
byte, dan metransmisi ulang sinyal yang baru. Oleh karena itu, redaman dapat diatasi.
Masing – masing transmisi memiliki keunggulan dan kelemahannya. Akan
tetapi, sebagian besar industri telekomunikasi menyatakan bahwa
penggunaan transmisi digital lebih efektif daripada penggunaan transmisi
analog. Hal ini diperkuat oleh beberapa alasan. Alasan – alasan
tersebut antara lain :
· Teknologi Digital
Kemampuan lebih dari
Large-Scale Integration (LSI) dan
Very Large-Scale Integration (VLSI)
telah menyebabkan penurunan yang signifikan dalam aspek dana dan ukuran
data digital. Peralatan analog tidak mampu menunjukkan penurunan yang
mirip.
· Integritas Data
Penggunaan
repeater lebih sering daripada penggunaan
aplifier sehingga
noise
atau ketidaksesuaian sinyal yang lain tidak akan dikomulatifkan. Dengan
demikian, sangat mungkin untuk mengkomunikasikan data dengan jarak yang
lebih jauh melalui media yang kualitasnya lebih rendah dengan tetap
menjaga integritas dari seluruh data.
· Kapasitas Penggunaan
Pembangunan jejaring transmisi pada bandwidht yang sangat tinggi, misalnya fiber optic atau kanal satelit, tergolong murah.
Multiplexing
tingkat tinggi diperlukan untuk memanfaatkan kapasitas penyimpanan
secara efektif. Dengan menggunakan transmisi digital, hal ini akan
menjadi lebih murah dan lebih mudah daripada dengan menggunakan
transmisi analog
· Sekuritas dan Privasi
Teknik enkripsi dapat dengan mudah diterapkan pada transmisi digital daripada pada transmisi analog.
· Integrasi
Dengan memperlakukan baik data analog ataupun data digital secara
digital, semua sinyal memiliki bentuk yang sama dan dapat diperlakukan
dengan cara yang sama. Pengefektifan sisi ekonomi dapat dioptimalkan
salah satunya dengan cara mengintegrasikan suara, video, dan seluruh
data digital.
Penurunan Transmisi
Dengan sistem telekomunikasi yang berbeda – beda, sinyal yang
diterima juga berbeda dengan sinyal yang dikirim. Hal ini dikarenakan
oleh penurunan transmisi yang bervariasi. Untuk transmisi analog
penurunan transmisi dapat mengakibatkan turunnya kualitas sinyal. Untuk
transmisi digital penurunan transmisi dapat menyebabkan terjadi galat
pada data yang dikirim.
Penurunan transmisi dapat berupa disorsi pada redaman, disorsi dalam waktu tenggang, atau
noise.
Kekuatan sinyal dapat menurun pada saat dikirim melalui media
transmisi. Untuk media terkendali, penurunan bersifat eksponensial.
Untuk media yang tidak terkendali, redaman merupakan fungsi jarak yang
lebih kompleks.
Untuk menerapkan redaman sinyal terdapat tiga pertimbangan. Pertama,
sinyal yang diterima harus memiliki kekuatan yang cukup sirkuit
elektronik dalam penerima dapat mendeteksi sinyal. Kedua, sinyal harus
memastikan tingkat kecukupan sinyal lebih besar daripada tingkat
noise. Ketiga, redaman diterapkan pada frekuensi yang bervariasi.
Disorsi redaman dapat menurunkan kualitas transmisi sinyal digital.
Frekuensi pada kekuatan sinyal digital akan turun secara cepat. Sebagian
besar konten akan dikonsentrasikan dekat pada daerah frekuensi dasar
atau
bit rate dari sinyal.
Disorsi waktu tenggang terjadi karena kecepatan propagasi sinyal
melewati media transmisi bervariasi dalam hal frekuensi. Untuk sinyal
bandlimited,
kecepatan cenderung berada pada bagian tengah dari frekuensi atau pada
tepi – tepi gelombang. Oleh karena itu, frekuensi komponen yang bermacam
– macam akan ditangkap oleh penerima pada waktu yang berbeda – beda.
Hal ini menyebabkan adanya pergeseran fase di antara frekuensi yang
berbeda – beda.
Efek dari disorsi waktu tenggang terjadi karena waktu tenggang yang
bervariasi dan frekuensi yang konstituen menyebabkan sinyal yang
diterima mengalami disorsi. Disorsi waktu tenggang merupakan masalah
khusus bagi transmisi sinyal digital. Disorsi waktu tenggang akan
menyebabkan interferensi di antara simbol – simbol karena penempatan
informasi bit yang salah. Hal ini akan menjadi pemicu akan adanya
keterbatasan pada pengiriman data digital.
Gambar 3. Disorsi Redaman dan Disorsi Waktu Tenggang pada Transmisi Suara
Teknik
equalizing dapat digunakan untuk menanggulangi disorsi
waktu tenggang. Hal ini diterapkan dengan menggunakan kabel, sebagai
media transmisi, yang lebih pendek. Gambar 3 menjelaskan efek dari
teknik
equalizing pada waktu tenggang dalam fungsi frekuensi.
Untuk beberapa even transmisi data, sinyal yang diterima mungkin
tersusun atas sinyal yang dikirim, dengan sedikit perubahan yang
disebabkan oleh sistem transmisi ditambah dengan penetrasi sinyal lain
yang tidak diinginkan selama berada di media transmisi. Istilah dari
sinyal lain yang tidak diinginkan disebut dengan
noise.
Noise dibagi menjadi empat katagori:
thermal noise,
intermodulation noise, crosstalk, dan
impulse noise.
Thermal noise merupakan
noise yang terjadi karena
agitasi suhu pada elektron. Hal ini dapat terjadi di seluruh media
elektronik yang berperan sebagai media transmisi. Termal noise tidak
dapat dihilangkan sehingga akan ditempatkan pada batas atas (
upper-bound) pada perform sistem komunikasi.
Thermal noise sangat berdampak pada komunikasi dengan menggunakan sistem satelit bumi.
Intermodulation noise merupakan
noise yang dihasilkan
oleh transmisi yang tidak linear pada media transmisi. Idealnya, baik
pemancar ataupun penerima harus bersifat linear sehingga sinyal luaran
setara dengan sinyal masukan. Akan tetapi, pada kenyataannya sinyal
luaran menjadi lebih kompleks daripada sinyal masukan. Sifat tidak
linera ini dapat disebabkan oleh kesalahan komponen atau ketidakmuatan
kekuatan sinyal.
Crosstalk terjadi pada saat seseorang melakukan panggilan dengan menggunakan telepon tetapi bisa mendengarkan obrolan – obrolan lain.
Crosstalk
merupakan kesalahan pada pemasangan pemancar dan penerima sinyal. Hal
ini terjadi pada pemasangan elektrik yang berada pada media kabel
twisted pair atau
coaxial yang membawa banyak sinyal.
Impulse noise terjadi karena gangguan pada sinyal elektromagnetic, seperti gangguan halilintar pada sistem telekomunikasi.
Impulse noise
pada umumnya adalah masalah kecil pada transmisi analog. Misalnya,
transmisi suara akan sedikit terganggu karena adanya halilintar di
sekitar media transmisi. Pada transmisi digital,
impulse noise
dapat mengubah informasi bit yang dikirimkan. Bit yang semula bernilai 1
dapat berubah menjadi 0 dengan tidak terprediksi sebelumnya.
Daftar Pustaka
Stallings William. Data and Communication 8
th edition. Pearson – Prentice Hall.
sumber