5 TRANSMISI ANALOG 5 1 Modulasi Data digital

5. TRANSMISI ANALOG

5. 1 Modulasi Data digital • • • Konversi Digital-ke-Analog Amplitude Shift Keying (ASK) Frequency Shift Keying (FSK) Phase Shift Keying (PSK) Quadrature Amplitude Modulation Perbandingan Bit/Baud

Modulasi Digital-ke-analog

Tipe-tipe Modulasi Digital-ke. Analog

BIT RATE dan BAUD RATE • Bit rate adalah jumlah bit per detik, dalam satuan : bits per second (bps). • Baud rate adalah jumlah satuan sinyal per detik, dalam satuan (Baud per second). Nilai Baud rate selalu lebih kecil dibanding bit rate-nya, atau sama dengan.

Contoh 5. 1: • Suatu sinyal analog membawa 4 bit dalam tiap satuan sinyal (unit). Jika 1000 unit dikirimkan per detik (second), berapa baud rate dan bit rate -nya • Penyelesaian : Baud rate = 1000 bauds per second (baud/s) Bit rate = 1000 x 4 = 4000 bps

Contoh 5. 2 • Bit rate suatu sinyal adalah 3000 (bps). Jika tiap unit sinyal membawa /memuat 6 bit, berapakah baud rate -nya? • Penyelesaian: – Baud rate = 3000 / 6 = 500 baud/s

5. 2 Amplitude Shift Keying (ASK)

Relasi antara baud rate dan bandwidth dalam ASK

Contoh 5. 3: • Berapakah bandwidth yang minimum untuk transmisi sinyal ASK pada laju transmisi 2000 bps. Transmisi dengan mode half-duplex. • Penyelesaian: – Baud rate ASK dan bit rate adalah sama. Maka baud rate untuk sinyal tersebut adalah 2000. Bandwidth sinyal ASK yang dipemerlukan minimum sama dengan baud rate-nya. Oleh karena ini memerlukan bandwidth minimum adalah 2000 Hz.

Contoh 5. 4: • Disediakan suatu bandwidth 5000 Hz untuk mentransmisikan sinyal ASK, berapakah nilai baud rate dan bit rate-nya? • Penyelesaian : Dalam ASK baud rate adalah sama dengan bandwidth-nya, berarti untuk baud rate adalah 5000. Karena baud rate dan bit rate juga sama untuk ASK, maka bit rate-nya juga 5000 bps.

Contoh 5. 5 • Disediakan bandwidth 10, 000 Hz (1000 hingga 11, 000 Hz), draw the full-duplex ASK diagram of the system. Berapakah penempatan band untuk masing-masing arah pada sinyal pembawa dan lebar bandnya. Anggap tidak ada celah (gap) diantara band untuk kedua arah. • Penyelesaian : Untuk ASK full-duplex , bandwidth untuk tiap-tiap arah adalah BW = 10000 / 2 = 5000 Hz Frekuensi pembawa (carrier frequencies) dapat dipilih pada sumbu tengah untuk tiap-tiap band fc (forward) = 1000 + 5000/2 = 3500 Hz fc (backward) = 11000 – 5000/2 = 8500 Hz

Gambar 6. x Penempatan band ASK

5. 3 Frequency Shift Keying (FSK)

FSK

Relasi antara baud rate dan bandwidth pada FSK

Contoh 5. 7 FSK • Berapa kebutuhan bandwidth minimum untuk mentransmisikan sinyal FSK pada laju bit 2000 bps. Mode transmisi dalam half-duplex, dan sinyal carriers terpisah 3000 Hz. • Penyelesaian: Untuk FSK BW = baud rate + fc 1 - fc 0 BW = bit rate + fc 1 - fc 0 = 2000 + 3000 = 5000 Hz

Contoh 5. 7 • Berapakah bit rates maksimum yang dapat dicapai untuk suatu sinyal FSK jika frekuensi pembawa 12, 000 Hz pada tengah BW-nya dan perbedaan kedua sinyal pembawa adalah 2000 Hz. Transmisi dalam mode full-duplex. • Penyelesaian: Oleh karena mode transmisi nya full duplex, hanya 6000 Hz dialokasikan untuk tiap arah. BW = baud rate + fc 1 - fc 0 Baud rate = BW - (fc 1 - fc 0 ) = 6000 - 2000 = 4000 Tetapi oleh karena baud rate sama dengan bit rate-nya, maka bit rate-nya adalah 4000 bps.

5. 4 Phase Shift Keying (PSK)

PSK

Konstelasi (constellation) PSK

Metode 4 -PSK

Karakteristik 4 -PSK

Karakteristik 8 -PSK

Relasi antara baud rate dan bandwidth pada PSK

Contoh 5. 8 • Berapakah bandwidth untuk sinyal 4 -PSK yang ditransmisikan dengan laju bit 2000 bps. Transmisi dalam mode half-duplex. • Penyelesaian: Baud rate untuk PSK adalah sama dengan bandwidth-nya, yang berarti baud rate-nya adalah 5000. Tetapi untuk 8 -PSK, bit rate-nya 3 kali dari baud rate, maka bit rate-nya adalah 15, 000 bps.

Contoh 5. 9 • Disediakan suatu bandwidth 5000 Hz untuk mentransmisikan sinyal 8 -PSK, berapakah baud rate dan bit rate-nya? • Untuk PSK, baud rate nya adalah samadengan bandwidth-nya, maka baud rate-nya adalah 5000. Tetapi dalam 8 PSK, bit rate-nya adalah 3 kali baud rate, maka bit rate-nya adalah 15, 000 bps.

QAM Quadrature amplitude modulation adalah kombinasi ASK dengan PSK, maka dalam satuan (unit) sinyal dapat memuat (bit, dibit, tribit, dan seterusnya) dapat diperoleh.

Konstelasi 4 -QAM dan 8 -QAM

Bentuk sinyal 8 -QAM

Konstelasi 16 -QAM

Bit dan baud

Perbandingan Bit dan baud rate Modulation Units Bits/Baud rate Bit Rate Bit 1 N N 4 -PSK, 4 -QAM Dibit 2 N 2 N 8 -PSK, 8 -QAM Tribit 3 N 3 N Quadbit 4 N 4 N Pentabit 5 N 5 N ASK, FSK, 2 -PSK 16 -QAM 32 -QAM 64 -QAM 128 -QAM Hexabit 6 N 6 N Septabit 7 N 7 N 256 -QAM Octabit 8 N 8 N

Contoh 5. 10 • Diagram konstelasi terdiri atas delapan titik pada suatu lingkaran dengan jarak yang sama. Jika bit rate nya 4800 bps, berapakah baud rate-nya? • Penyelesaian: Konstelasi diatas mengindikasikan sistem adalah 8 -PSK yang masing-masing titik terpisah 45 derajat. Maka 23 = 8, 3 bit sekaligus ditransmisikan pada tiap satuan sinyalnya. Maka, baud rate –nya adalah : 4800 / 3 = 1600 baud

Contoh 5. 11 • Berapakah bit rate untuk suatu sinyal 16 QAM dengan 1000 -baud • Penyelesaian: Sinyal 16 -QAM memiliki 4 bit per satuan sinyal (signal unit), untuk log 216 = 4. Maka laju bit -nya (1000)(4) = 4000 bps

Contoh 5. 12 • Berapakah baud rate suatu sinyal 64 -QAM dengan bit rate 72, 000 -bps. • Penyelesaian: Sinyal 64 -QAM memiliki 6 bit per unit sinyal untuk log 2 64 = 6. Maka, baud rate-nya 72000 / 6 = 12, 000 baud

DATA OVER VOICE (Telefon Modem) • Standar Modem

Karakteristik saluran telefon • Pada umumnya saluran telefon memiliki bandwidth sekitar 2400 Hz untuk transmisi data.

Standar Modem untuk modulator/demodulator.

Modulation/demodulation

Konstelasi standar V. 32 dan bandwidth

The Konstelasi standar V. 32 bis dan bandwidth

Modem Tradisional

Moden 56 K

Modulasi sinyal analog • Amplitude Modulation (AM) • Frequency Modulation (FM) • Phase Modulation (PM)

Modulation sinyal analog-keanalog

Tipe-tipe modulasi analog-keanalog

Bandwidth total yang diperlukan untuk AM dapat ditentukan oleh bandwidth sinyal audio: BWt = 2 x BWm.

Modulasi Amplitude

Bandwidth AM

Alokasi band pada AM

Contoh 5. 13 • Suatu sinyal audio dengan lebar band (bandwidth) 4 KHz. Berapakah lebar band ( bandwidth) yang diperlukan untuk mentransmisikan jika digunakan modulasi AM? Abaikan regulasi FCC. • Penyelesaian: Lebar band yang diperlukan untuk AM adalah 2 x bandwidth sinyal aslinya (baseband) yaitu: BW = 2 x 4 KHz = 8 KHz

Bandwidth total yang diperlukan untuk FM dapat ditentukan dari bandwidth sinyal audio: BWt = 10 x BWm.

Modulasi Frequency (FM)

Bandwidth FM

Bandwidth suatu sinyal audio stereo biasanya 15 KHz. Oleh karena itu suatu stasiun FM memerlukan bandwidth paling minimum adalah 150 KHz. FCC mempersyaratkan bandwidth minimum 200 KHz (0. 2 MHz).

Alokasi band FM

Contoh 5. 14 • Suatu sinyal audio yang memiliki bandwidth 4 MHz. Berapakah kebutuhan bandwidth untuk mentransmisikannya, jika sinyal dimodulasi dengan FM. Sementara abaikan regulasi FCC. • Penyelesaian: Sinyal FM memerlukan 10 kali bandwidth sinyal aslinya (sinyal baseband): BW = 10 x 4 MHz = 40 MHz