TEKNIK MODULASI DAN TEKNIK ENCODING

MODULASI

Modulasi adalah teknik menumpangkan data atau informasi ke dalam sinyal. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.

Pengertian Sinyal Analog
Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Parameter yang dimiliki sinyal anlog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog. Contoh sinyal analog: suara

Pengertiaan Sinyal Digital

Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1.Teknologi Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau/noise, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat

Tujuan dilakukannya proses modulasi antara lain :

1. Untuk memudahkan proses radiasi

Pada kanal komunikasi berupa udara, diperlukan antena untuk proses pemancaran /radiasi dan penerimaan sinyal. Dimensi antena adalah berbanding terbalik dengan frekuensi sinyal yang dipancarkan atau diterimanya.

2. Memungkinkan multiplexing

Jika sebuah media transmisi dapat digunakan oleh beberapa kanal,maka modulasi dapat digunakan untuk menempatkan masing-masing kanal pada wilayah spektrum frekuensi yang berbeda. Contohnya : teknik fdm pada sistem telepon.
3. Untuk mengatasi keterbatasan peralatan

Pembuatan peralatan pengolahan sinyal (signal processing devices) seperti filter dan amplifier memiliki tingkat kesulitan yang berbeda untuk spectrum frekuensi tertentu. Untuk itu modulasi dapat digunakan untuk menempatkan sinyal informasi ke wilayah spektrum tertentu, dimana pembuatan peralatan pengolahan sinyalnya menjadi paling mudah.

4. Untuk memungkinkan pembagian frekuensi

Modulasi memungkinkan beberapa stasiun radio dan televisi untuk melakukan siaran secara bersamaan menggunakan frekuensi sinyal pembawa yang berbeda. Contohnya: siaran radio dan televisi.

5.Untuk mengurangi pengaruh noise dan interferensi

Pengaruh noise dan interferensi tidak dapat seluruhnya dihilangkan dari sistem komunikasi. Namun dimungkinkan untuk menekan pengaruh gangguan tersebut dengan menggunakan teknik modulasi tertentu. Sehingga penggunaan teknik modulasi secara umum akan menyebabkan bandwidth transmisi yang lebih besar dari bandwidth sinyal informasinya.

Jenis Modulasi:

1. Modulasi Analog

Modulasi Analog adalah komunikasi yang mentransmisikan sinyal-sinyal analog yaitu time signal yang berda pada nilai kontinue.

Jenis-jenis modulasi Analog:

- Amplitudo Modulation (AM)

Modulasi Frekwensi adalah salah satu cara memodifikasi/merubah Sinyal sehingga memungkinkan untuk membawa dan mentransmisikan informasi ketempat tujuan. Frekwensi dari Sinyal Pembawa (Carrier Signal) berubah-ubah menurut besarnya amplitude dari signal informasi. FM ini lebih tahan noise dibanding AM.Contohnya: redaman oleh udara, noise, interfrensi, dan bentuk-bentuk gangguan lainnya.

Kelebihan AM:

> Memiliki range jangkauan yang luas karena sinyal AM mampu dipantulkan pada lapisan udara teratas

> Lebih mudah dimodulasi kaarena lebih sederhana

Kelemahan AM:

> Dapat terganggu oleh gangguan atmosfir.

> Bandwidth yang sempit juga membatasi kualitas suara yang dapat dipancarkan

-  Frequency modulation (FM)

Modulasi Frekwensi adalah salah satu cara memodifikasi/merubah Sinyal sehingga memungkinkan untuk membawa dan mentransmisikan informasi ketempat tujuan. Frekwensi dari Sinyal Pembawa (Carrier Signal) berubah-ubah menurut besarnya amplitude dari signal informasi. FM ini lebih tahan noise dibanding AM.
Kelebihan 

FM:

> Modulasi frekuensi memerlukan bandwidth yang lebih lebar daripada modulasi amplitudo.

> FM lebih tahan terhadap gangguan sehingga di pilih untuk sebagai modulasi standar untuk frekuensi tinggi.

> Noise lebih kecil (kualitas lebih baik).

Daya yang dibutuhkan lebih kecil

Kelemahan FM:

> Modulasi frekuensi memerlukan bandwidth yang lebih lebar dari pada modulasi amplitudo.

- Pulse Amplitude Modulation (PAM)

Basic konsep PAM adalah merubah amplitudo signal carrier yang berupa deretan pulsa (diskrit) yang perubahannya mengikuti bentuk amplitudo dari signal informasi yang akan dikirimkan ketempat tujuan. Sehingga signal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja (sampling signal).

2. Modulasi Digital

Modulasi digital ialah suatu sinyal analog di modulasi berdasarkan aliran data digital. Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier.

Teknik Modulasi Digital:

- Amplitude Shift Keying (ASK)

Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubah-ubah amplitudo.

- Frequency Shift Keying (FSK)

Frequency-shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi. Merupakan bentuk modulasi frekuensi dimana sinyal modulasinya mengubah frekuensi output di antara nilai sebelum ditentukan.

- Phase Shift Keying (PSK)

Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa. Metoda ini merupakan suatu bentukug modulasi fasa yang memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital.

ENCODING

Encoding atau penyandian yaitu sebuah proses yang digunakan untuk mengubah sinyal ke dalam bentuk yang dioptimasi untuk keperluan transmisi data atau penyimpanan data.

Kombinasi Data Digital dan Analog

- Data digital ke sinyal digital

- Data digital ke sinyal analog

- Data analog ke sinyal digital

- Data analog ke sinyal analog

Ketentuan dalam proses encoding
> Unipolar

Semua elemen-elemen sinyal dalam bentuk yang sama
> Polar 

Satu state logic dinyatakan oleh tegangan positif dan sebaliknya oleh tegangan                     negatif
> Rating Data

Rating data transmisi data dalam bit per secon
> Durasi atau panjang suatu bit 

Waktu yang dibutuhkan pemancar untuk memancarkan bit
> Rating modulasi

Rating dimana level sinyal berubah dan diukur dalam bentuk baud=elemen-elemen sinyal per detik
>Tanda dan ruang 

Biner 1 dan biner 0 berturut-turut

Kelebihan sinyal digital dibanding sinyal analog:
1. Mampu mengirikan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.
2. Penggunaan yang berulang-ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informasi itu sendiri.
3. Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.
Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.

Teknik pengkodean

1. Nonreturn ToZero (NRZ)

Nonreturn-to-Zero-Level (NRZ-L) yaitu suatu kode dimana tegangan negatif dipakai untuk mewakili suatu binary dan tegangan positif dipakai untuk mewakili binary lainnya

Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) yaitu suatu kode dimana suatu transisi (low ke high atau high ke low) pada awal suatu bit time akan dikenal sebagai binary '1' untuk bit time tersebut; tidak ada transisi berarti binary '0'

Keuntungan

- Mudah dalam mengefisiensikan penggunaan bandwidth

- Lebih kebal noise

Kelemahan

- Keberadaan komponen dc

- Kurangnya kemampuan sinkronisasi

Aplikasi

- Umumnya digunakan untuk perekaman magnetik digital

- Tidak banyak digunakan untuk transmisi sinyal

2. Multilevel

Bipolar-AMI yaitu suatu kode dimana binary '0' diwakili dengan tidak adanya line sinyal dan binary '1' diwakili oleh suatu pulsa positif atau negatif yang menggunakan lebih dari dua level sinyal.

Pseudoternary yaitu suatu kode dimana binary '1' diwakili oleh ketiadaan line sinyal dan binary '0' oleh pergantian pulsa-pulsa positif dan negatif.

3. BIPHASE

Manchester adalah suatu kode dimana terdapat suatu transisi pada setengah dari periode. Tiap bit : transisi low – high mewakili “1” dan high – low mewakili “0”. Zero dari tinggi ke rendah di pertengahan interval. Satu dari rendah ke tinggi di pertengahan interval

- Mempunyai transisi di tengahtengah setiap periode bit

-Transisis pertengahan bit bermanfaaat sebgi mekanisme clock daan sekaligus sebagai data transisi

- Transisi rendah ke tinggi menggambarkaan 1
- Transisi tinggi ke rendaah menggambarkan 0

Differential manchester adalah suatu kode dimana binary “0” diwakilkan oleh adanya transisi pada awal periode suatu bit dan binary “1” diwakili oleh ketiadaan transisi di awal periode suatu bit.

- Transisi pertengahan bit hanya digunakaan untuk menyediakn clock

- Traansisi pada awal periodde bit digambarkan pada pengkodean 0

- Terdapat inversi sinyal pada saat bit berikut adalaah bit 0. Apabila bit berikut adalah bit 1, maka tidak ada inversi sinyal

4.Modulation rate

Modulation rate adalah kecepatan dimana elemen-elemen sinyal terbentuk.

5.Teknik Scrambling

Digunakan untuk menempatkan deretan data yang akan menghasilkan level tegangan konstan yang telah diganti-kan oleh deretan data pengganti

Deretan data pengganti

- Harus menghasilkan transisi yang cukup untuk sinkronisasi

- Harus dikenal oleh receiver dan akan digantikan dengan deretan data asli

- Deretan data pengganti harus sama panjangnya dengan deretan data asli

- Tanpa komponen dc

- Tanpa deretan yang panjang dari jalur sinyal yang mempunyai level 0

- Tidak mengurangi rate data

-  Mempunyai kemampuan mendetaksi kesalahan

6. Bipolar with 8-Zeros Substitution (B8ZS)

Bipolar dengan 8 Zeros Substitution — Berdasarkan bipolar-AMI — Apabila terdapat 8 level tegangan nol berurutan, maka kedelapan level tegangan tersebut disubstitusi oleh level tegangan 000VB0VB

7.High-density bipolar-3 zeros (HDB3)

High Density Bipolar 3 Zeros — Berdasarkan bipolar-AMI — Jika jumlah sinyal tidak nol setelah substitusi terakhir adalah ganjil, maka substitusi dilakukan dengan menggunakan level tegangan 000V. — Jika jumlah sinyal tidak nol setelah substitusi terakhir adalah genap, maka substitusi dilakukan dengan menggunakan level tegangan B00V.