BAB II PEMBAHASAN 2.1 Proses Pengolahan Sinyal untuk Ditransmisikan A. Macam-Macam Sinyal 1. Sinyal Analog Sinyal analog adalah signal yang berupa gelombang elektro magnetik dan bergerak atas dasar fekuensi. Frekuensi adalah jumlah getaran bolak balik sinyal analog dalam satu siklus lengkap per detik. Satu siklus lengkap terjadi saat gelombang berada pada titik bertegangan nol, menuju titik bertegangan positif tertinggi pada gelombang, menurun ke titik tegangan negatif dan menuju ke titik nol kembali. Semakin tinggi kecep[atan atau frekuensinya semakin banyak siklus lengkap yang terjadi pada suatu periode tertentu. Kecepatan frekuensi tersebut dinyatakan dalam hertz. Sebagai contoh sebuah gelombang yang berayun bolak balik sebanyak sepuluh kali tiap detik berarti memiliki kecepatan sepuluh hertz. Sinyal analog akan menjadi lemah setelah melewati jarak yang jauh. Selain bertambah jauh signal analog juga memungut interferensi elektrik atau noise dari dalam jalur. Kabel listrik, petir dan mesin-mesin listrik semua menginjeksikan noise dalam bentuk elektrik pada signal analog. Untuk mengatasi kelemahan tersebut maka diperlukan alat penguat signal yang disebut amplifier.
2. Sinyal Digital Sebagai ganti gelombang maka signal pada sistem digital ditransmisikan dalam bentuk bit bit biner. Sistem biner adalah sistem on off (atau sistem 1 0 ), jadi bila ada tegangan atau on maka di angkakan 1, sedang bila tidak ada tegangan atau off maka diangkakan 0. Meski memiliki kelemahan terhadap nosie inteferensi listrik apabila jarak semakin jauh, namun signal digital masih dapat diperbaiki atau direparasi artinya dengan cara membangkitkan ulang bit-bit tersebut dengan tidak meregenerasi noise. 3. Proses Pengolahan Sinyal Untuk Ditransmisikan 1. Pengubah Analog ke Digital (ADC) Dalam elektronik, sebuah pengubah analog-ke-digital (Analog to Digital Converter) adalah sebuah alat yang mengubah sinyal berkelanjutan menjadi angka digital terpisah. Biasanya, sebuah ADC mengubah sebuah voltase ke sebuah angka digital. Sebuah pengubah digital-ke-analog (DAC) melakukan operasi yang berlawanan. Proses sampling Pada proses ini terjadi suatu pencuplikan dari bentukan sinyal analog. Pencuplikan dilakukan pada bagian-bagian sinyal analog. Ini dilakukan dengan sinyal-sinyal sample. Bentukan sinyal sample dapat dilihat pada gambar diatas.
Ada suatu aturan tertentu dari sinyal ini. Teori Shannon menyatakan frekuensi sinyal ini paling sedikit adalah 2 kali frekuensi sinyal yang akan disampling (sinyal analog). Ini adalah batas minimum dari frekuensi sample agar nantinya cuplikan yang diambil menunjukkan bentukan sinyal yang asli (analog). Lebih besar tentunya lebih baik, karena cuplikan akan lebih menggambarkan sinyal yang asli. Setelah dilakukan proses ini maka terbentuklah suatu sinyal analog-diskrit yang bentuknya menyerupai aslinya namun hanya diambil diskritdiskrit saja. Quantisasi (Perhitungan) Ini adalah proses pembandingan level-level tiap diskrit sinyal hasil sampling dengan tetapan level tertentu. Level-level ini adalah tetapan angka-angka yang dijadikan menjadi bilangan biner. Sinyal-sinyal diskrit yang ada akan disesuaikan levelnya dengan tetapan yang ada. Jika lebih kecil akan dinaikkan dan jika lebih besar akan diturunkan. Prosesnya hampir sama dengan pembulatan angka. Tetapan level yang ada tergantung pada resolusi dari alat, karena tetapan level merupakan kombinasi angka biner, maka jika bitnya lebih besar kombinasinya akan lebih banyak dan tetapan akan lebih banyak. Ini membuat pembulatan level sinyal diskrit menjadi tidak jauh dengan level aslinya. Dan bentukan sinyal akan lebih bervariasi sehingga akan terbentuk seperti aslinya. Proses ini membuat sinyal lebih baik karena bentukkannya lebih tetap. Proses ini juga mengecilkan error dari suatu sinyal. Sistem Input Komputer Piranti input menyediakan informasi kepada sistem komputer dari dunia luar. Dalam sistem komputer pribadi, piranti input yang paling umum adalah keyboard. Komputer
mainframe menggunakan keyboard dan pembaca kartu berlubang sebagai piranti inputnya. Sistem dengan mikrokontroler umumnya menggunakan piranti input yang jauh lebih kecil seperti saklar atau keypad kecil. Hampir semua input mikrokontroler hanya dapat memproses sinyal input digital dengan tegangan yang sama dengan tegangan logika dari sumber. Level nol disebut dengan VSS dan tegangan positif sumber (VDD) umumnya adalah 5 volt. Padahal dalam dunia nyata terdapat banyak sinyal analog atau sinyal dengan tegangan level yang bervariasi. Karena itu ada piranti input yang mengkonversikan sinyal analog menjadi sinyal digital sehingga komputer bisa mengerti dan menggunakannya. Ada beberapa mikrokontroler yang dilengkapi dengan piranti konversi ini, yang disebut dengan ADC, dalam satu rangakaian. 2. Pengolahan Sinyal Digital Proses pengolahan sinyal digital, diawali dengan proses pencuplikan sinyal masukan yang berupa sinyal kontinyu. Proses ini mengubah representasi sinyal yang tadinya berupa sinyal kontinyu menjadi sinyal diskrete. Proses ini dilakukan oleh suatu unit ADC (Analog to Digital Converter). Unit ADC ini terdiri dari sebuah bagian Sample/Hold dan sebuah bagian quantiser. Unit sample/hold merupakan bagian yang melakukan pencuplikan orde ke-0, yang berarti nilai masukan selama kurun waktu T dianggap memiliki nilai yang sama. Pencuplikan dilakukan setiap satu satuan waktu yang lazim disebut sebagai waktu cuplik (sampling time). Bagian quantiser akan merubah menjadi beberapa level nilai, pembagian level nilai ini bisa secara uniform ataupun secara non-uniform misal pada Gaussian quantiser.
Unjuk kerja dari suatu ADC bergantung pada beberapa parameter, parameter utama yang menjadi pertimbangan adalah sebagai berikut : Kecepatan maksimum dari waktu cuplik. Kecepatan ADC melakukan konversi. Resolusi dari quantiser, misal 8 bit akan mengubah menjadi 256 tingkatan nilai. Metoda kuantisasi akan mempengaruhi terhadap kekebalan noise. Sinyal input asli yang tadinya berupa sinyal kontinyu, x(t) akan dicuplik dan diquantise sehingga berubah menjadi sinyal diskrete x(kt). Dalam representasi yang baru inilah sinyal diolah. Keuntungan dari metoda ini adalah pengolahan menjadi mudah dan dapat memanfaatkan program sebagai pengolahnya. Dalam proses sampling ini diasumsikan kita menggunakan waktu cuplik yang sama dan konstan, yaitu Ts. Parameter cuplik ini menentukan dari frekuensi harmonis tertinggi dari sinyal yang masih dapat ditangkap oleh proses cuplik ini. Frekuensi sampling minimal adalah 2 kali dari frekuensi harmonis dari sinyal.
Untuk mengurangi kesalahan cuplik maka lazimnya digunakan filter anti-aliasing sebelum dilakukan proses pencuplikan. Filter ini digunakan untuk meyakinkan bahwa komponen sinyal yang dicuplik adalah benar-benar yang kurang dari batas tersebut. Sebagai ilustrasi, proses pencuplikan suatu sinyal digambarkan pada gambar berikut ini. Setelah sinyal diubah representasinya menjadi deretan data diskrete, selanjutnya data ini dapat diolah oleh prosesor menggunakan suatu algoritma pemrosesan yang diimplementasikan dalam program. Hasil dari pemrosesan akan dilewatkan ke suatu DAC (Digital to Analog Converter) dan LPF (Low Pass Filter) untuk dapat diubah menjadi sinyal kontinyu kembali. 2.2 Multiplex-Demultiplex 4. Pengertian Multiplexing Multiplexing adalah suatu teknik mengirimkan lebih dari satu (banyak) informasi melalui satu saluran. Tujuan utamanya adalah untuk menghemat jumlah saluran fisik misalnya kabel, pemancar & penerima (transceiver), atau kabel optik. Contoh aplikasi dari teknik multiplexing ini adalah pada jaringan transmisi jarak jauh, baik yang menggunakan kabel maupun yang menggunakan media udara (wireless atau radio). Sebagai contoh yaitu, satu helai kabel optik Surabaya-Jakarta bisa dipakai untuk menyalurkan ribuan percakapan telepon. Idenya adalah bagaimana menggabungkan ribuan informasi percakapan (voice) yang berasal dari ribuan pelanggan telepon tanpa saling bercampur satu sama lain.
Teknik multiplexing ada beberapa cara. Yang pertama, multiplexing dengan cara menata tiap informasi (suara percakapan 1 pelanggan) sedemikian rupa sehingga menempati satu alokasi frekuensi selebar sekitar 4 khz. Teknik ini dinamakan Frequency Division Multiplexing (FDM). Teknologi ini digunakan di Indonesia hingga tahun 90-an pada jaringan telepon analog dan sistem satelit analog sebelum digantikan dengan teknologi digital. Pada tahun 2000-an ini, ide dasar FDM digunakan dalam teknologi saluran pelanggan digital yang dikenal dengan modem ADSL (asymetric digital subscriber loop). Yang kedua adalah multiplexing dengan cara tiap pelanggan menggunakan saluran secara bergantian. Teknik ini dinamakan Time Division Multiplexing (TDM). Tiap pelanggan diberi jatah waktu (time slot) tertentu sedemikian rupa sehingga semua informasi percakapan bisa dikirim melalui satu saluran secara bersama-sama tanpa disadari oleh pelanggan bahwa mereka sebenarnya bergantian menggunakan saluran. Kenapa si pelanggan tidak merasakan pergantian itu? Karena pergantiannya terjadi setiap 125 microsecond; berapapun jumlah pelanggan atau informasi yang ingin di-multiplex, setiap pelanggan akan mendapatkan giliran setiap 125 microsecond, hanya jatah waktunya semakin cepat. Teknik multiplexing yang ketiga adalah yang digunakan dalam saluran kabel optik yang disebut Wavelength Division Multiplexing (WDM), yaitu satu kabel optik dipakai untuk menyalurkan lebih dari satu sumber sinar dimana satu sinar dengan lamda tertentu mewakili satu sumber informasi. Pada pembahasan ini, digambarkan teknik-teknik yang efisien dalam penggunaan data link dengan beban yang sangat berat. Secara spesifik, dengan perangkat yang dihubungkan dengan jalur ujung-ke-ujung, umumnya diharapkan adanya frame multiple yang menonjol sehingga link data tidak macet di antara kedua station tersebut. Biasanya, dua station yang saling berkomunikasi tidak akan menggunakan link data berkapasitas penuh. Untuk
efisiensinya, kaasitas tersebut harus dibagi. Istilah umum untuk pembagian semacam itu disebut multiplexing. Aplikasi multiplexing yang umum adalah dalam komunikasi longhaul. Media utama pada jaringan long-haul berupa jalur gelombang mikro, koaksial, atau serat optik berkapasitas tinggi. Jalur-jalur ini dapat memuat transmisi data dalam jumlah besar secara simultan dengan menggunakan multiplexing. Pada gambar dibawah ini menggambarkan fungsi multiplexing dalam bentuk yang paling sederhana. Terdapat input n untuk multiplexer. Multiplexer dihubungkan ke demultiplexer melalui sebuah jalur tunggal. Saluran tersebut mampu membawa n channel data yang terpisah. Multiplexer menggabungkan (melakukan multiplexing) data dari jalur input n dan mentransmisikannya melalui jalur berkapasitas tinggi. Demultiplexer menerima aliran data yang sudah dimultiplexkan, kemudian memisahkan (malakukan demultiplexing) data berdasarkan channel, lalu mengirimkannya ke saluran output yang tepat. Penggunaan multiplexing secara luas dalam komunikasi data dapat dijelaskan melalui hal-hal berikut ini: Semakin tinggi rate data, semakin efektif biaya untuk fasilitas transmisi. Maksudnya, untuk suatu aplikasi dan pada jarak tertentu, biaya per kbps menurun bila rate data fasilitas transmisi meningkat. Hampir sama dengan itu, biaya transmisi dan peralatan penerima per kbps menurun, bila rate data meningkat.
Sebagian besar perangkat komunikasi data individu memerlukan dukungan rate data yang relatif sedang-sedang saja. Sebagai contoh, untuk sebagian besar aplikasi komputer pribadi dan terminal, rate data diantara 9600 bps dan 64 kbps sudah cukup memadai. Pernyataan tersebut dimaksudkan sebagai syarat-syarat bagi perangkat komunikasi data. Pernyataan yang sama diterapkan untuk komunikasi suara. Maksudnya, semakin besar fasilitas transmisi sebagai syarat untuk channel suara. semakin berkurang biaya per channel suara individu. Kapasitas yang diperklukan untuk sebuah channel suara tunggal biasanya sedang-sedang saja. Pembahasan ini menitik beratkan pada tiga jenis teknik multiplexing. Pertama, Frequency-Division Multiplexing (FDM), yang paling banyak dilakukan dan cukup dikenal oleh siapa saja yang pernah menggunakan radio atau televisi. Kedua, kasus khusus dari time Division Multiplexing (TDM) atau disebut juga dengan TDM synchkronous. Jenis ini paling banyak dipergunakan untuk memultiplexingkan aliran suara dan aliran data yang didigitalkan. Jenis ketiga dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi synchronous dengan cara menambahkan rangkaian rumit ke multiplexer. Jenis ini memiliki beberapa sebutan, diantaranya statistical TDM, synchronous TDM, dan intellegence TDM. Buku ini menggunakan istilah statistical TDM, yang menyoroti salah satu sifat utamnya. Terakhir, kita mengamati jalur pelanggan digital, yang mengkombinasikan teknologi TDM synchronous dan FDM. 5. Teknik Multiplexing 1. Frequency Division Multiplexing (FDM). Gabungan banyak kanal input yang menjadi sebuah kanal output yang berdasarkan frekuensi, dimana gabungan ini digunakan ketika bandwidth dari medium melebihi bandwidth sinyal yang diperlukan untuk transmisi. Tiap sinyal dimodulasikan ke dalam frekuensi carrier yang
berbeda dan frekuensi carrier tersebut terpisah dimana bandwidth dari sinyal-sinyal tersebut tidak overlap. Contoh yang paling dikenal dari FDM adalah siaran radio dan televisi kabel. FDM disebut juga code transparent. Pada gambar di bawah, dapat dilihat enam sumber sinyal dimasukkan ke dalam suatu multiplexer, yang memodulasi tiap sinyal ke dalam frekuensi yang berbeda (f 1,...,f6). Tiap sinyal modulasi memerlukan bandwidth center tertentu disekitar frekuensi carriernya, dinyatakan sebagai suatu channel. Sinyal input baik analog maupun digital akan ditransmisikan melalui medium dengan sinyal analog. 2. Time Division Multiplexing (TDM). Digunakan ketika data rate dari medium melampaui data rate dari sinyal digital yang ditransmisi. Sinyal digital yang banyak (atau sinyal analog yang membawa data digital) melewati transmisi tunggal dengan cara pembagian porsi yang dapat berupa level bit atau dalam blok blok byte atau yang lebih besar dari tiap sinyal pada suatu waktu. Prinsip TDM adalah menerapkan prinsip penggiliran waktu pemakaian saluran transmisi dengan mengalokasikan satu slot waktu (time slot) bagi setiap pemakai saluran (user). TDM biasanya digunakan untuk komunikasi point to point. Pada TDM, penambahan peralatan pengiriman data lebih mudah dilakukan. TDM lebih efisien daripada FDM. 3. Statistical Time Division Multiplexing.
TDM yang bekerja seperti FDM mengurangi/menghapus alokasi idle time pada Terminal yang tak aktif dan menghapus/mengurangi blokblok kosong dalam Blok-blok pesan campuran. Statistical TDM dikenal juga sebagai asynchronous TDM dan intelligent TDM, sebagai alternatif synchronous TDM. Efisiensi penggunaan saluran secara lebih baik dibandingkan FDM dan TDM. Memberikan kanal hanya pada terminal yang membutuhkannya dan memanfaatkan sifat lalu lintas yang mengikuti karakteristik statistik. STDM dapat mengidentifikasi terminal mana yang mengganggur / terminal mana yang membutuhkan transmisi dan mengalokasikan waktu pada jalur yang dibutuhkannya. Untuk input, fungsi multiplexer ini untuk men-scan bufferbuffer input, mengumpulkan data sampai penuh, dan kemudian mengirim frame tersebut. Dan untuk output, multiplexer menerima suatu frame dan mendistribusikan slot-slot data ke buffer output tertentu. 2.3. Pengantar Sistem PDH-SDH Pengertian PDH dan SDH PDH atau hirarki digital Plesiochronous adalah teknologi populer yang banyak digunakan dalam jaringan telekomunikasi untuk mengangkut sejumlah besar data melalui peralatan digital untuk transportasi seperti radio microwave atau sistem serat optik. The Plesiochronous panjang telah berasal dari karya Yunani 'Plesio' yang berarti 'dekat' dan waktu yang berarti 'chronos'. Ini berarti bahwa PDH bekerja dalam keadaan ketika bagian yang berbeda dari jaringan jelas disinkronkan. Tetapi dengan perubahan teknologi, PDH yang sekarang sedang digantikan oleh SDH atau apa yang populer disebut sebagai hirarki digital sinkron. SDH merupakan peralatan yang berguna yang digunakan di sebagian besar jaringan telekomunikasi. PDH ini membantu dalam transmisi yang tepat dari data yang umumnya berjalan pada tingkat yang sama, tetapi memungkinkan beberapa
variasi kecil dalam kecepatan dari tingkat nominal. Transfer rate data dasar adalah 2048 kilobit per detik. Misalnya, dalam setiap transmisi pidato, istirahat tingkat normal menjadi berbeda tiga puluh saluran dari 64 kilobit per detik bersama dengan dua yang berbeda 64 kilobit per detik untuk melakukan tugas sinkronisasi dan sinyal. Tingkat khas transmisi data melalui sistem serat optik adalah 565 Mbit / detik untuk mengangkut data dalam jarak jauh. Tetapi karena teknologi telah membaik dengan berjalannya waktu, kini perusahaan telekomunikasi telah menggantikan peralatan PDH dengan dari peralatan SDH, yang memiliki kemampuan transmisi data pada tingkat yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan sistem PDH. SDH adalah standar internasional yang sangat populer dan digunakan untuk kecepatan tinggi transfer data telekomunikasi dan sinyal digital. Sistem sinkron telah dirancang khusus untuk menyediakan infrastruktur jaringan yang sederhana dan fleksibel. Sistem ini telah membawa cukup banyak perubahan dalam jaringan telekomunikasi yang didasarkan pada serat optik sejauh kinerja dan biaya yang bersangkutan. Kelemahan yang dihadapi PDH membuka jalan untuk pengenalan dan penggunaan sistem SDH. Meskipun PDH terbukti menjadi terobosan dalam bidang transmisi digital, kelemahan yang membuatnya kurang menuntut meliputi: 1. Asynchronous struktur yang kaku. 2. Dibatasi kapasitas manajemen. 3. Non ketersediaan standar dunia pada format digital. 4. Tidak antarmuka optik standar dunia dan tanpa tingkat optik, jaringan tidak mungkin. Tetapi jika kita membandingkan sistem PDH dengan dari sistem SDH, yang terakhir memiliki sejumlah besar keuntungan. Beberapa keuntungan yang paling umum dinikmati oleh penggunaan SDH meliputi: 1. optik antarmuka
2. kemampuan manajemen yang kuat 3. standar dunia digital format 4. Struktur sinkron fleksibel 5. biaya lalu lintas yang efektif dan mudah kapasitas lintas koneksi dan menambah dan drop fasilitas 6. mengurangi biaya jaringan karena kompatibilitas transversal 7. maju dan mundur kompatibilitas Terlepas dari semua keuntungan yang disebutkan di atas, SDH juga memiliki kemampuan manajemen berbagai seperti manajemen kinerja, keamanan dan manajemen akses, manajemen konfigurasi dan acara atau manajemen alarm. Jadi, kita dengan jelas dapat membuat perbedaan antara PDH dan sistem SDH sehingga sesuai kebutuhan telekomunikasi, sistem transmisi yang sesuai dapat digunakan.perlu diketahui juga, bahwa PDH, jika kita bicara sebagai nx G.703 garis E1 untuk ditransmisikan, dapat dikembangkan hanya sampai 16 baris E1-34 Mbit / s. Tapi SDH - bisa mencapai 155 Mbit / s, yang sesuai dengan STM-1, dapat mencapai 622 Mbit / s - STM-4. Namun, itu harus dicatat. bahwa AD-net telah melakukan pekerjaan besar menjembatani kesenjangan antara SDH dan PDH sistem, menawarkan pelanggan sistem SDH - khususnya dari mini SDH dan micro SDH jangkauan, dan - dekat dengan PDH harga! Sebagai contoh, sebagian besar pemasok, jika kita berbicara tentang lebih dari 16E1 - tidak dapat menawarkan unit dengan harga yang wajar dan masih 1U 2U atau bahkan tinggi. AD-net memiliki unit terobosan yang disebut AN-SDH63, yang hanya 1U tinggi, dan dapat mengirim 63E1 atas serat yang sama.