d/aa/a tk 2133 – komunikasi data dan telekomunikasi kemaskini : april 26, 2002 pengekod &...

D/A A/ATK 2133 – Komunikasi Data dan Telekomunikasi

Kemaskini : April 26, 2002

Pengekod &Pengekod &

Pusat maklumat untuk anda mengetahui konsep pertukaran data

BAB 5Pengenalan

Bantuan :

Sila pilih pada salah satu butang yang ada untuk melihat isi kandungan

A/DD/D

PemodulatanPemodulatan

• Ringkasan bagi bab 5 ini dirujuk daripada buku Komunikasi Data edisi kedua yang ditulis oleh Dr. Saadiah Yahya serta Puan Rosilah Hj. Hassan

• Di dalam bab 5 ini, anda akan dapat memahami 4 jenis konsep pertukaran data iaitu :

Digital ke Digital

Analog ke Digital

Digital ke Analog

Analog ke Analog




Digital kepada Digital

Bantuan :


A/DD/D

• Satu proses pertukaran isyarat digital kepada isyarat digital

• Denyut data maklumat dihantar melalui medium penghantaran dan penerima dapat menafsirnya sebagai data berbentuk digital

• Terdapat 3 kategori mekanisma yang berkaitan dengan pertukaran isyarat digital kepada isyarat digital iaitu :

Pengekod Unikutub

Pengekod Kutub

Pengekod Dwikutub





Pengekod Unikutub

Bantuan :


A/DD/D

• Ringkas dan tidak melibatkan kos yang tinggi untuk diaplikasikan

• Sebagai contoh, bit 1 dikod sebagai positif dan bit 0 dikod sebagai nilai yang sia-sia / melahu

• 2 masalah yang menyebabkan Unikutub ini kurang diminati adalah :

Masalah komponen arus terus

Masalah Penyelarasan

Unikutub

Kutub

Keluasan

Masa

0 1 0 1 1 0


Dwikutub




Pengekod Unikutub

Bantuan :


A/DD/D


• Purata keluasan bagi isyarat pengekod Unikutub adalah sifar, oleh itu komponen ini mempunyai frekuensi sifar

• Jika terdapat isyarat yang mengandungi komponen arus terus, maka pengaliran isyarat tidak boleh melalui media yang tidak dapat menampung komponen arus terus tersebut

• Sebagai contoh seperti mikro gelombang dan alat untuk menukar voltan litar iaitu transformer

Unikutub

Kutub

Dwikutub

Komponen arus terus Penyelarasan




Pengekod Unikutub

Bantuan :


A/DD/D


• Apabila isyarat tidak berubah / statik, maka penerima tidak dapat mengenal pasti permulaan dan penghujung setiap bit

• Masalah penyelarasan akan berlaku sekiranya strim data termasuk kepada siri data (1 atau 0) yang panjang pada bila-bila masa sahaja

• Penerima pula perlu bergantung kepada masa walaupun tidak terdapat sebarang perubahan pada permulaan penghantaran bit secara berjujukan. Akan tetapi jika ada penangguhan penyebaran, ini akan mengubah cara isyarat itu dirakam

• Penyelesaian bagi mengawal penyelarasan penghantaran sesuatu Unikutub adalah dengan menggunakan talian selari yang berasingan untuk membawa jam, denyut, dan membenarkan penerima peranti penyelarasan menyelaras pemasa isyarat

Unikutub

Kutub

Dwikutub

Komponen arus terus Penyelarasan




Pengekod Kutub

Bantuan :


A/DD/D


• Menggunakan 2 jenis aras iaitu positif (+ve) dan negatif (-ve)

• Purata voltan di dalam talian dan masalah komponen arus terus akan berkurangan dengan menggunakan kedua-dua aras tersebut

• Pengekod Kutub ini mempunyai tiga sub-kategori iaitu :

NRZ (Non-Return to Zero / Tidak Kembali ke Sifar)

RZ (Return to Zero / Kembali ke Sifar)

Dwifasa

Unikutub

Kutub

Dwikutub




Pengekod Kutub

Bantuan :


A/DD/D


• Dipanggil sebagai Non-Return to Zero / Tidak Kembali ke Sifar

• Aras isyarat adalah positif (+ve) / negatif (-ve)

• Mengandungi 2 kaedah iaitu :

NRZ-L (Non-Return to Zero Level / Tidak

Kembali ke Aras Sifar)

NRZ-I (Non-Return to Zero Inverted /

Tidak Kembali ke Songsang Sifar)

Unikutub

Kutub

Dwikutub

NRZ RZ Dwifasa

Keluasan

Masa

0 1 0 0 1 1 1 0

MasaNRZ-L

NRZ-I

Peralihan berlaku kerana bit seterusnya adalah 1




Pengekod Kutub

Bantuan :


A/DD/D


• Dipanggil sebagai Return to Zero / Kembali ke Sifar

• Menggunakan 3 aras voltan iaitu +ve, -ve, dan sifar

• Beza dengan NRZ adalah isyarat akan berubah menjadi sifar dipertengahan jalan setiap waktu antara bit

• Kelemahan pengekod RZ ialah ia memerlukan 2 isyarat untuk menukar bit 1 dan ini akan memenuhi ruang lebar jalur

Unikutub

Kutub

Dwikutub

NRZ RZ Dwifasa

Nilai

0 1 0 0 1 1 1 0

Masa

Peralihan ini boleh digunakan untuk penyelarasan




Pengekod Kutub

Bantuan :


A/DD/D


• Isyarat tidak kembali ke sifar tetapi akan berubah dipertengahan selang bit

• Proses akan berulang di kutub yang bertentangan

• Penyelarasan berlaku sama seperti pengekod RZ

• Beza dengan NRZ adalah isyarat akan berubah menjadi sifar dipertengahan jalan setiap waktu antara bit

• Terdapat 2 jenis pengekod dwifasa dirangkaian iaitu :

Manchester Berlainan Manchester

Unikutub

Kutub

Dwikutub

NRZ RZ Dwifasa

Keluasan

Masa

0 1 0 0 1 1 1 0

MasaManchester

Berlainan Manchester

Peralihan hadir di awal masa bit adalah sifar




Pengekod Dwikutub

Bantuan :


A/DD/D

PemodulatanPemodulatan• Aras sifar pada mengekod dwikutub digunakan bagi mewakili sifar penduaan

• Voltan +ve dan –ve mewakili bit 1 secara berselang. Sekiranya bit yang pertama diwakili oleh keluasan +ve, maka bit yang kedua akan diwakili oleh keluasan –ve, dan begitulah seterusnya

• Perubahan voltan berubah secara berselang-seli walaupun bit 1 tidak berturutan

• Terdapat 3 variasi pengekodan Dwikutub iaitu :

AMI (Alternate Mark Inversion / Penyongsangan Tanda Bersilih-Ganti)

B8ZS (Bipolar-8-Zero-Substitution / Penggantian-Sifar-8-Dwikutub)

HDB3 (High-Density Bipolar 3 / 3 Dwikutub Ketumpatan Tinggi)

Unikutub

Kutub

Dwikutub




Pengekod Dwikutub

Bantuan :


A/DD/D


• Bermaksud Alternate Mark Inversion

• Peralihan bit 1 berlaku silih-ganti dengan voltan sifar mewakili sifar penduaan

• Perubahan voltan +ve dan –ve pula mewakili 1 penduaan

• Tiada terdapat kesan terhadap komponen arus terus (arus terus = 0)

• Rentetan bit 1 adalah merupakan penyelarasan tetapi tiada mekanisma yang dapat memastikan rentetan bit 0 yang panjang

Unikutub

Kutub

Dwikutub

AMI B8ZS HDB3

Keluasan

Masa

0 1 0 0 1 11 0

Perubahan voltan +ve dan voltan –ve mewakili bit 1




Pengekod Dwikutub

Bantuan :


A/DD/D


• Iaitu Bipolar-8-Zero-Substitution / Pengiraan-Sifar-8-Dwikutub

• Lazimnya diadaptasikan di Amerika Utara

• Konsepnya sama seperti AMI Dwikutub tetapi rentetan 0 digantikan dengan atau diambil-alih oleh kod 2 rentetan. Hal ini bergantung pada kutub bit sebelumnya

Unikutub

Kutub

Dwikutub

AMI B8ZS HDB3

+ 0 0 0 0 0 0 0 0

+ 0 0 0 + - 0 - +

Diambil-alih Diambil-alih

Diganti dengan

Kutub bit sebelumnya




Pengekod Dwikutub

Bantuan :


A/DD/D


• Bermaksud High-Density Bipolar 3 / 3 Dwikutub Ketumpatan Tinggi

• Lazimnya digunakan di Eropah dan Jepun

• Konsepnya sama seperti AMI Dwikutub tetapi mana-mana rentetan 4 sifar akan digantikan dengan atau diambil-alih oleh kod 1 rentetan. Hal ini bergantung pada kutub bit sebelumnya dan nilai 1 (ganjil / genap) pada akhir proses penggantian

Unikutub

Kutub

Dwikutub

AMI B8ZS HDB3

+ 0 0 0 0 0 0 0 0-

+ 0 0 0 + 0 0 0 --

Sekiranya nilai 1 di akhir proses penggantian adalah ganjil

+ 0 0 0 0 0 0 0 0-

+ - 0 0 - + 0 0 +-

Sekiranya nilai 1 di akhir proses penggantian adalah ganjil




Analog kepada Digital

Bantuan :


A/DD/D

PemodulatanPemodulatan• Satu proses pertukaran isyarat analog kepada isyarat digital

• Dikenali sebagai proses Codec (proses coder-decoder / pengekod-penyahkod)

• Proses pertukaran ini boleh mengurangkan potensi data yang mempunyai nilai nombor yang tidak berkesudahan di dalam mesej analog

• Proses ini melibatkan maklumat yang mengandungi gelombang berterusan yang mana ia dikumpulkan dan dijadualkan dengan satu siri denyut digital (bit 1 dan bit 0)

• Terdapat 2 langkah bagi proses pertukaran ini iaitu :

PAM (Pulse Amplitude Modulation / Meninggi-rendahkan Keluasan Denyut)

PCM (Pulse Code Modulation / Meninggi-rendahkan Kod Denyut)




PAM (Pulse Amplitude Mod. / Meninggi-rendahkan Keluasan Denyut)

Bantuan :


A/DD/D

PemodulatanPemodulatan• Kaedah ini akan mengambil alih maklumat analog

dan menjadikannya sebagai sampel

• Kemudian sampel itu dijanakan kepada satu siri denyut berdasarkan kepada keputusan persampelan tadi

• Persampelan bermaksud mengukur keluasan isyarat pada persamaan selang

• PAM tidak penting pada komunikasi data disebabkan isyaratnya masih dalam bentuk analog

• Untuk menukarkan isyarat PAM kepada isyarat digital, perlu menggunakan kaedah PCM

PAM

PCM

Keluasan Keluasan

Masa Masa

Isyarat Analog Isyarat PAM




PCM (Pulse Code Modulation / Meninggi-rendahkan Kod Denyut)

Bantuan :


A/DD/D

PemodulatanPemodulatan• PCM mengubah denyut yang direka oleh PAM

dengan mereka isyarat digital yang lebih lengkap

• PCM akan mengkuantumkan denyut PAM. Ia adalah kaedah yang perlu menetapkan nilai pada julat tertentu untuk disampelkan

• Digit penduaan akan diubah kepada isyarat digital dengan menggunakan salah satu daripada pengekodan digital kepada digital

• Ketepatan daripada hasil semula isyarat analog bergantung kepada beberapa sampel yang telah diambil

PAM

PCM

Keluasan

Masa

000+025

+050

+075

+100

-025

-050

-075-100

+24+48

+38+28

-15-48

-50-60

+68+75

+70

+24




Digital kepada Analog

Bantuan :


A/DD/D


• Satu proses pertukaran isyarat digital kepada isyarat analog

• Kaedah ini memerlukan modulator / demodulator dan juga modem untuk menukarkan data digital kepada isyarat analog dan kembali semula ke bentuk asal

• Terdapat 4 mekanisma untuk proses mengekod data digital kepada isyarat analog iaitu :

ASK (Amplitude Shift Keying / Kekunci Anjak Keluasan)

FSK Frequency Shift Keying / Kekunci Anjak Frekuensi)

PSK (Phase Shift Keying / Kekunci Anjak Fasa)

QAM (Quadrature Amplitude Modulation / Permodulatan Keluasan Satu Perempat)




ASK (Amplitude Shift Keying / Kekunci Anjak Keluasan)

Bantuan :


A/DD/D


• Mempunyai 2 bit penduaan iaitu bit 1 atau bit 0 yang diwakili dengan 2 keluasan yang berbeza, sementara frekuensi dan fasa masih dalam keadaan yang tetap

• Kelajuan penghantaran dengan menggunakan ASK adalah terhad pada kriteria fizikal sewaktu pertengahan proses penghantaran

• ASK ini mudah terganggu kepada hingar. Jika terdapat pertambahan voltan secara tiba-tiba, ia akan membaca bit yang tidak dirancang

• ASK banyak digunakan untuk proses penghantaran data digital melalui gentian fiber

ASK

FSK

PSK

QAM




FSK (Frequency Shift Keying / Kekunci Anjak Frekuensi)

Bantuan :


A/DD/D


• Frekuensi pada isyarat mewakili perduaan 1 atau 0

• Frekuensi isyarat adalah tetap pada setiap bit dan jumlahnya bergantung pada nilai bit tersebut

• Kedua-dua puncak keluasaan dan fasa adalah sentiasa tetap

ASK

FSK

PSK

QAM




PSK (Phase Shift Keying / Kekunci Anjak Fasa)

Bantuan :


A/DD/D


• Ia mewakili nilai perduaan iaitu bit 1 atau bit 0

• Kedua-dua puncak keluasan adalah tetap sewaktu pertukaran fasa

• Fasa isyarat pada tempoh setiap bit adalah tetap dan nilainya bergantung pada bit (1 atau 0)

• PSK tidak mudah terganggu kepada hingar yang memberi kesan terhadap ASK tetapi bukan pada kekangan lebar jalur FSK

• Ini bermaksud, perubahan kecil pada isyarat boleh dikesan oleh penerima

• Oleh itu, dengan menggunakan sepenuhnya 2 kelainan isyarat, setiap satu mewakili satu bit juga boleh menggunakan 4 kelainan dan setiap anjakan fasa mewakili 2 bit / dwibit

ASK

FSK

PSK

QAM




QAM (Quadrature Amplitude Modulation / Permodulatan Keluasan 1/4)

Bantuan :


A/DD/D


• Merupakan penggabungan di antara ASK dan PSK

• Secara teori, sebarang ukuran nombor dari segi perubahan keluasan boleh digabungkan dengan sebarang ukuran nombor pada setiap perubahan fasa

ASK

FSK

PSK

QAM




Analog kepada Analog

Bantuan :


A/DD/D


• Satu proses pertukaran isyarat analog kepada isyarat analog

• Radio adalah satu contoh komunikasi analog kepada analog

• Pertukaran isyarat ini boleh dicapai dengan 3 cara iaitu :

AM ( Amplitude Modulation / Permodulatan Keluasan)

FM ( Frequency Modulation / Permodulatan Frekuensi)

PM (Phase Modulation / Permodulatan Fasa)




AM (Amplitude Modulation / Permodulatan Keluasan

Bantuan :


A/DD/D


• Isyarat pembawa dimodulatkan supaya pelbagai keluasan dapat menukar keluasan kepada isyarat pemodulatan

• Pembawa frekuensi dan fasa adalah tetap, hanya keluasan yang berubah mengikut perubahan maklumat

• Lebar jalur bagi isyarat AM adalah 2 kali lebih dari jalur lebar bagi isyarat pemodulatan dan ianya hanya meliputi pusat julat disekitar frekuensi pembawa

AM

FM

PM

“1” “0”




FM (Frequency Modulation / Permodulatan Frekuensi)

Bantuan :


A/DD/D


• Frekuensi isyarat pembawa akan termodulat mengikut perubahan aras voltan (keluasan) pada isyarat pemodulat

• Lebar jalur bagi isyarat modulat hendaklah 10 kali melebihi lebar jalur bagi isyarat pemodulat

AM

FM

PM

“1” “0”




PM (Phase Modulation / Permodulatan Fasa)

Bantuan :


A/DD/D


• Fasa bagi isyarat pembawa adalah modulatan mengikut perubahan aras voltan (keluasan) bagi isyarat pemodulat

• Puncak isyarat pembawa bagi keluasan dan frekuensi adalah tetap tetapi keluasan bagi perubahan isyarat maklumat berubah secara ‘proportionately’ dengan pembawa fasa

• Analisis dan keputusan akhir (isyarat modulat) hampir serupa dengan pemodulat frekuensi

AM

FM

PM

“1” “0”

d/aa/a tk 2133 – komunikasi data dan telekomunikasi kemaskini : april 26, 2002 pengekod &...

Documents