Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611)...

37
Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi FT UGM

Transcript of Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611)...

Page 1: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Komunikasi Data (TEU 611)

Digital Transmission

Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng.

Jurusan  Teknik  Elektro  dan  Teknologi  Informasi    FT  UGM  

Page 2: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Outline

Ø Digital-to-Digital Conversion Ø Line Coding Ø Block Coding Ø Scrambling

Ø Analog-to-Digital Conversion Ø Pulse Code Modulation (PCM) Ø Delta Modulation (DM)

Ø Transmission Modes Ø Parallel Transmission Ø Serial Transmission

Page 3: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Line Coding and Decoding

§  Line coding converts a sequence of bits to a digital signal

Page 4: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Signal Element vs. Data Element

Page 5: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Example

§  A signal is carrying data in which one data element is encoded as one signal element (r = 1). If the bit rate is 100 kbps, what is the average value of the baud rate if c is between 0 and 1?

Solution We assume that the average value of c is 1/2. The baud rate is then

Page 6: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

§  Baseline Wandering A long strings of 0s or 1s can cause a drift in a baseline and make it difficult for the receiver to decode correctly

§  DC Components When the voltage level in a digital signal is constant for a while, the frequency spectrum is around zero, called DC components

§  Self-synchronization If the receiver clock is faster or slower, the bit intervals are not matched and the receiver might misinterpret the signals

Amarudin
Note
Signal yang o atau 1, panjang sekali maka receiver akan sulit untuk mendeteksi, karena sulit mau dari mana memeulai dan selesai deteksi.
Amarudin
Note
Jika jam penerima lebih cepat atau lebih lambat, interval bit tidak cocok dan penerima mungkin salah menafsirkan sinyal
Page 7: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Effect of Lack of Synchronization

Page 8: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Line Coding Schemes

Page 9: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Unipolar NRZ

Amarudin
Note
NRZ (Non Return be Zero): tidak kembali jika zero. kelemahannya jika data diberikan berupa 0 terus atau 1 terus maka susah dalam sinkronisasi sampai mana batas bitnya.
Page 10: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Polar NRZ-L and NRZ-I Schemes

§  Two levels of voltage amplitude are used

Amarudin
Note
JIka mendapatkan data 0 maka tidak di invers(balik), namun jika ketemu data 1 maka di invers,ex: jika ada 0 ketemu 1 maka menjadi 0, jika ada 0 ketemu ketemu 0 maka tetap 0, jika ada 0 ketemu 1 maka menjadi 1.
Page 11: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Summary of NRZ-L and NRZ-I Schemes

§  In NRZ-L the level of the voltage determines the value of the bit. In NRZ-I the inversion or the lack of inversion determines the value of the bit

§  NRZ-L and NRZ-I both have an average signal rate of N/2 Baud

§  NRZ-L and NRZ-I both have a DC component problem

Amarudin
Note
N=data rate
Page 12: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Example

§  A system is using NRZ-I to transfer 10-Mbps data. What are the average signal rate and minimum bandwidth?

Solution The average signal rate is S = N/2 = 500 kbaud. The minimum bandwidth for this average baud rate is Bmin = S = 500 kHz.

Amarudin
Note
5000 kboud
Page 13: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Polar RZ Scheme

§  In RZ scheme, three values are used: positive, negative and zero.

Amarudin
Note
di pertenganhan bid maka berupah. ex: dari -1 setengah bit kemudian jadi 0. dari 0 setengah bit kemudian jadi 1. dari 1 setengah bit kemudian jadi 0. dari 0 setengah bit kemudian jadi -1. dst...
Page 14: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Polar Biphase: Manchester and Differential Manchester Schemes

Amarudin
Note
1 data dengan 2 elemen
Page 15: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Summary of Manchester and Differential Manchester

§  In Manchester and differential Manchester encoding, the transition at the middle of the bit is used for synchronization

§  The minimum bandwidth of Manchester and differential Manchester is 2 times than that of NRZ

Page 16: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Bipolar Schemes: AMI and Pseudoternary

Amarudin
Note
hanya perbedaan teknik saja, tidak lagi menggunakan aturan encoding manchester.
Amarudin
Note
JIka ada dua bit yang sama,maka aka di invers(dibalik), kelemahannya jika ada data 0 panjang maka susah disinkronisasikan, sehingga timbul arus DC, begitu pula jika ada data 1 panjang maka susah juga.
Page 17: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Multilevel Scheme (2B1Q)

Amarudin
Note
kelemahan berada pada receiver untuk mengenali 4 aturan tsb, sehingga pada receiver butuh tabel aturan juga.
Amarudin
Note
Previous Level
Page 18: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Block Coding

Page 19: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Using Block Coding 4B/5B with NRZ-I Line Coding Scheme

Page 20: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Scrambling: AMI used with scrambling

§  Can be used for long-distance communication

Page 21: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Two Cases of B8ZS Scrambling Technique

Page 22: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Analog-to-Digital Conversion

Ø Pulse Code Modulation Ø Delta Modulation

Amarudin
Note
ex: transfer lagu dari caset tape menjadi MP3
Page 23: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Pulse Code Modulation

Page 24: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Sampling Methods for PCM

Page 25: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Nyquist Sampling Rate for Low-pass and Bandpass signals

§  According to the Nyquist theorem, the sampling rate must be at least 2 times the highest frequency contained in the signal

Amarudin
Highlight
Amarudin
Note
Ex: biasanya utk MP3 secara prakteknya memiliki Sampling 44,1 kHz. dengan Frekuensi 20,05 kHz. namun secara teorinya memiliki Sampling 20 khz. dengan Frekuensi 20 kHz.
Page 26: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Recovery of a Sampled Sine Wave for Different Sampling Rates

Page 27: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Quantization and Encoding of a Sampled Signal

Page 28: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Example

§  We want to digitize the human voice. What is the bit rate, assuming 8 bits per sample?

Solution The human voice normally contains frequencies from 0 to 4000 Hz. So the sampling rate and bit rate are calculated as follows:

Amarudin
Highlight
Amarudin
Note
8 bits per sample
Page 29: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Components of a PCM decoder

Page 30: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

The Process of Delta Modulation

Page 31: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Delta modulation and demodulation components

Page 32: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Transmission Modes

Page 33: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Parallel Transmission

Page 34: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Serial Transmission

Page 35: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Asynchronous Transmission

Page 36: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Synchronous Transmission

Amarudin
Note
MATERI FISIK LAYER SUDAH SELESAI SAMPAI DISINI
Page 37: Komunikasi Data (TEU 611) - amarudin_s2te_12.blog.ugm.ac.id€¦ · Komunikasi Data (TEU 611) Digital Transmission Dr. I Wayan Mustika, ST., M.Eng. Jurusan’Teknik’Elektro’dan’Teknologi’Informasi’

Assignment 2

1. What is the Nyquist sampling rate for each of the following signals? a. A low-pass signal with bandwidth of 200 KHz? b. A band-pass signal with bandwidth of 200 KHz if the lowest

frequency is 100 KHz? 2. We have sampled a low-pass signal with a bandwidth of

200 KHz using 1024 levels of quantization. a. Calculate the bit rate of the digitized signal. b. Calculate the SNRdB for this signal. c. Calculate the PCM bandwidth of this signal.