Transmisi Data

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