Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi). Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio). Pada dasarnya dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK.

Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubah-ubah amplitude. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.

Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja.

Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-bentuk gelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan tepat menjadi level ambangnya.

Frequency Shift Keying (FSK) atau pengiriman sinyal melalui penggeseran frekuensi. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output gelombang pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah ditentukan semula dengan gelombang output ang tidak mempunyai fasa terputus-putus.

Dalam proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.

FSK merupakan metode modulasi yang paling populer. Dalam proses ini gelombang pembawa digeser ke atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini masing-masing disebut space dan mark. Keduanya merupakan standar transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT.

FSK juga tidak tergantung pada teknik on-off pemancar, seperti yang telah ditentukan sejak semula. Kehadiran gelombang pembawa dideteksi untuk menunjukkan bahwa pemancar telah siap.

Dalam hal penggunaan banyak pemancar (multi transmitter), masing-masingnya dapat dikenal dengan frekuensinya. Prinsip pendeteksian gelombang pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi kegagalan sistem bekerja.

Bentuk dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam variasi /deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More atau Less (High atau Low, Mark atau Space). Tentunya untuk deteksi (pengambilan kembali dari kandungan Carrier atau proses demodulasinya) akan lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error rate) sangat minim/kecil.

Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).

Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa. Metoda ini merupakan suatu bentuk 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.

Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima.

Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fasa yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fasa yang ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi).

Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih system modulasi PSK. Dua jenis modulasi PSK yang sering kita jumpai yaitu :

BPSK adalah format yang paling sederhana dari PSK. Menggunakan dua yang tahap yang dipisahkan sebesar 180° dan sering juga disebut 2-PSK. Modulasi ini paling sempurna dari semua bentuk modulasi PSK. Akan tetapi bentuk modulasi ini hanya mampu memodulasi 1 bit/simbol dan dengan demikian maka modulasi ini tidak cocok untuk aplikasi data-rate yang tinggi dimana bandwidthnya dibatasi.

Kadang-Kadang dikenal sebagai quarternary atau quadriphase PSK atau 4-PSK, QPSK menggunakan empat titik pada diagram konstilasi, terletak di sekitar suatu lingkaran. Dengan empat tahap, QPSK dapat mendekode dua bit per simbol. Hal ini berarti dua kali dari BPSK. Analisa menunjukkan bahwa ini mungkin digunakan untuk menggandakan data rate jika dibandingkan dengan sistem BPSK. Walaupun QPSK dapat dipandang sebagai sebagai suatu modulasi quaternary, lebih mudah untuk melihatnya sebagai dua quadrature carriers yang termodulasi tersendiri. Dengan penafsiran ini, maka bit yang digunakan untuk mengatur komponen phase pada sinyal carrier ketika digunakan untuk mengatur komponen quadrature-phase dari sinyal carrier tersebut. BPSK digunakan pada kedua carrier dan dapat dimodulasi dengan bebas.

Sesuai dengan M-ary coding untuk modulasi 8 PSK jumlah n yang digunakan adalah n=3 sehingga menghasilkan beda fasa sebanyak delapan atau M=8. Modulasi 8 PSK memiliki delapan posisi beda fasa yang masing-masing sebesar 45° dengan 3 bit setiap simbol, diantaranya 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 dan 111.

Pengertian dan Penjelasan Tentang Simplex dan Duplex – Komunikasi data merupakan suatu kegiatan bertukar data atau informasi antar dua atau lebih pengguna melalui sebuah media komunikasi.  Konsep komunikasi data adalah menggabungkan prinsip komunikasi antara dua buah komputer sehingga masing-masing komputer dapat melakukan pertukaran data. Berdasarkan arah pertukaran data, komunikasi data terbagi atas dua metode, yaitu Simplex (Komunikasi satu arah)dan Duplex (Komunikasi dua arah). Berikut adalah penjelasannya.

Simplex (satu arah)

Simplex adalah komunikasi yang tidak memungkinkan penerima dan pengirim saling bertukar informasi. Pada komunikasi ini sinyal-sinyal dikirim hanya satu arah saja dalam waktu yang bersamaan. Karena melalui satu arah saja, komunikasi ini tidak terjadi secara interaktif, informasi hanya disampaikan melalui satu titik saja.

Biasanya metode simplex ini dimanfaatkan oleh teknologi seperti Televisi dan Radio. Konsep ini bisa diterapkan pada metode broadcasting penyiaran televisi dan radio. Dimana satu sumber memberikan informasi kepada pendengar/penonton saja, namun dari pihak pendengar/penonton tidak dapat berkomunikasi atau memberikan informasi secara langsung melalui jalur tersebut.

Duplex (dua arah)

Duplex adalah komunikasi data yang dilakukan menggunakan dua arah. Dimana antara penerima dan pengirim dapat saling bertukar informasi dan saling berkomunikasi. Metode duplexing ini terbagi menjadi dua, yaitu:

1. Half-Duplex (dua arah secara bergantian)

Metode ini memungkinkan komunikasi antara dua belah pihak yaitu pengirim dan penerima dapat saling berbagi informasi dan berkonukasi secara interaktif, tetapi tidak dalam waktu yang bersamaan.

Contoh alat komunikasi yang memanfaatkan metode half-duplex ini adalah walkie-talkie. Dimana salah satu penggunanya harus menekan tombol terlebih dahulu baru kemudian berbicara, sementara pihak yang lain mendengarkan. Intinya kedua pengguna walkie-talkie ini, pada satu waktu hanya satu pihak yang dapat berbicara sedangkan pihak yang lain hanya bisa mendengarkan saja. Apabila keduanya mecoba berkomunikasi secara bersama-sama, dalam artian mereka mencoba berbicara secara bersamaan, maka akan terjadi collison (tabrakan).

2. Full-Duplex (dua arah secara bersamaan)

Meotde ini memungkinkan komunikasi antar kedua belah pihak dapat saling berbagi informasi dan berkomunikasi secara interaktif dan dalam waktu yang bersamaan. Alat komunikasi yang menggunakan metode ini adalah telephone, handphone, dan sebagainya. Umumnya alat yang memanfaatkan metode komunikasi ini menggunakan dua jalur komunikasi.

http://www.pintarkomputer.com/komunikasi-data-berdasarkan-arahnya-simplex-dan-duplex-half-duplex-dan-full-duplex/

Sistem Pengkodean Data

Karakter-karakter data yang akan dikirim dari satu titik ke titik lain, tidak dapat dikirimkan secara langsung. Sebelum dikirim, karakter-karakter data tersebut harus dikodekan terlebih dahulu dengan kode-kode yang dikenal oleh setiap terminal. Tujuan dari sebuah pengkodean adalah menjadikan tiap karakter dalam sebuah informasi digital yaitu ke dalam bentuk biner untuk dapat ditransmisikan.

Dalam penyaluran data antar komputer, data yang disalurkan harus dimengerti oleh masing-masing perangkat baik oleh pengirim maupun penerima. Untuk itu digunakan system sandi sesuai standard. Suatu karakter didefinisikan sebagai huruf, angka, tanda aritmetik dan tanda khusus lainya. Coding adalah penggambaran dari satu set symbol menjadi set symbol yang lain.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Coding:

1. Spektrum sinyal / signal spektrum

Ketidakadaan komponen frekuensi tinggi berarti diperlukan bandwidth sempit untuk transmisi.

2. Kemampuan sinkronisasi / clocking / signal synchronization capability

Untuk menghitung posisi start dan stop dari tiap posisi bit dengan mekanisme sinkronisasi.

3. Kemampuan mendeteksi error / signal error detecting capability

Kemampuan error detection dapat diberikan secara sederhana dengan pengkodean natural.

4. Tahan terhadap gangguan / signal interference and noise immunity

Digambarkan oleh kecepatan bit error.

5. Biaya dan kompleksitas / cost and complexity

Semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi data rate yang ada, semakin besar biayanya.

Sistem Sandi Yang Umum Dipakai :

a. ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

Paling banyak digunakan.

Merupakan sandi 7 bit.

Terdapat 128 macam simbol yang dapat diberi sandi ini.

Untuk transmisi asinkron terdiri dari 10 atau 11 bit yaitu : 1 bit awal, 7 bit data, 1 bit paritas, 1 atau 2 bit akhir.

b. Sandi Baudot Code (CCITT Alfabet No. 2 / Telex Code)

Terdiri dari 5 bit.

Terdapat 32 macam symbol.

Digunakan 2 sandi khusus sehingga semua abjad dan angka dapat diberi sandi yaitu :

- LETTERS (11111)

- FIGURES (11011).

Tiap karakter terdiri dari : 1 bit awal, 5 bit data dan 1,42 bit akhir.

c. Sandi 4 atau 8

Sandi dari IBM dengan kombinasi yang diperbolehkan adalah 4 buah “1” dan 4 buah “0”.

Terdapat 70 karakter yang dapat diberi sandi.

Transmisi asinkron membutuhkan bit, yaitu : 1 bit awal, 8 bit data dan 1 bit akhir.

d. BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 6 bit.

Terdapat 64 kombinasi sandi.

Transmisi asinkron membutuhkan 9 bit, yaitu: 1 bit awal, 6 bit data, 1 bit paritas dan 1 bit akhir.

e. EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)

Sandi 8 bit untuk 256 karakter.

Transmisi asinkron membutuhkan 11 bit, yaitu : 1 bit awal, 8 bit data, 1 bit paritas dan 1 bit akhir.

Pengelompokkan Karakter

Pada komunikasi data informasi yang dipertukarkan terdiri dari 2 grup (baik ASCII maupun EBCDIC), yaitu :

a. karakter data.

b. karakter kendali digunakan untuk mengendalikan transmisi data, bentuk (format data), hubungan naluri data dan fungsi fisik terminal.

Karakter Kendali dibedakan atas :

Transmisi Control

Mengendalikan data pada saluran, terdiri atas :

SOH : Start Of Header

Digunakan sebagai karakter pertama yang menunjukkan bahwa karakter berikutnya adalah header.

STX : Start of Text

Digunakan untuk mengakhiri header dan menunjukkan awal dari informasi / text.

ETX : End of Text

Digunakan untuk mengakhiri text.

EOT : End Of Transmision

Untuk menyatakan bahwa transmisi dari text baik satu atau lebih telah berakhir.

ENQ : Enquiry

Untuk meminta agar remote station tanggapan.

ACK : Acknowledge

Untuk memberikan tanggapan positif ke pengirim dari penerima.

NAK : Negatif Akcnowkedge

Merupakan tanggapan negatif dari penerima ke pengirim.

SYN : Synchronous

Digunakan untuk transmisi sinkron dalam menjaga atau memperoleh sinkronisasi

antar peralatan terminal.

ETB : End of Transmision Block

Digunakan untuk menyatakan akhir dari blok data yang ditransmisikan, bila data dipecah menjadi beberapa blok.

DLE : Data Link Escape.

Mengubah arti karakter berikutnya, digunakan untuk lebih mengendalikan transmisi data.

Format Effectors

Digunakan untuk mengendalikan tata letak fisik informasi pada printout / tampilan layer, terdiri atas :

BS (Back Space), menyebabkan kursor / print head mundur satu posisi.

HT (Horizontal Tabulation), maju ke posisi yang telah ditentukan.

LF (Line Feed), maju satu baris / spasi.

VT (Vertical Tabulation, maju beberapa baris/ spasi.

FF (Form Feed), maju 1 halaman (halaman baru).

CR (Carriage Return), print head / kursor menuju ke awal baris.

Device Control

Digunakan untuk mengendalikan peralatan tambahan dari terminal.

Information Separators

Digunakan untuk mengelompokkan data secara logis. Umumnya ditentukan :

US (Unit Separators), tiap unit informasi dipisahkan oleh US.

RS (Record Separator), tiap record terdiri atas beberapa unit dan dipisahkan oleh RS.

GS (Group Separator), beberapa record membentuk suatu grup dan dipisahkan oleh GS.

FS (File Separator),beberapa grup membentuk sebuah fike yang dipisahkan oleh FS.

Komunikasi data menggunakan sinyal digital.

Kelemahan : jarak tempuh pendek akibat pengaruh redaman/derau yang terjadi pada media transmisi.

Pengiriman sinyal analog : jarak tempuh jauh.

Sinyal digital mengenal dua keadaan (biner), maka digunakan tehnik modulasi. Dengan tehnik modulasi sinyal digital dapat diubah menjadi sinyal analog untuk dikirimkan dan setelah diterima diubah kembali menjadi sinyal digital.

Demodulasi : tehnik mengubah digital menjadi analog. Gelombang pembawa sinyal ini disebut carrier dan berbentuk sinusoidal.

Terdapat 3 jenis modulasi untuk mengkonversi signal binary ke dalam bentuk yang cocok melalui PSTN, yaitu amplitude, frequency and phase.

Teknik modulasi merupakan dasar dari frequency domain :

Modulasi adalah proses encoding sumber data dalam suatu sinyal carrier dengan frekuensi fc.

1. Amplitudo

Adalah besarnya (tinggi rendahnya) tegangan dari sinyal analog

2. Frequency

Adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam waktu 1 detik.

3. Phase

Adalah besarnya sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.

Empat kombinasi yang dapat dihasilkan :

a. Data Digital, Sinyal Digital

Secara umum peralatan untuk mengkode data digital menjadi sinyal digital adalah sedikit lebih komplek dan lebih mahal daripada peralatan modulator digital ke analog.

b. Data Analog, Sinyal Digital

Yang diijinkan adalah menggunakan transmisi digital modern dan peralatan sakelar.

c. Data Digital, Sinyal Analog

Beberapa media transmisi seperti serat optik / software yang hanya merambatkan sinyal analog.

d. Data Analog, Sinyal Analog

Ditransmisikan sebagai baseband yang mudah dan murah. Penggunaan modulasi untuk menggeser bandwidth dari sinyal baseband ke porsi lainnya dari spectrum.

MODEM (Modulasi dan Demodulasi)

Dalam komunikasi data diperlukan alat untuk mengubah sinyal digital dengan proses modulasi dan menerima data yang dikirimkan pada komputer untuk diolah. Alat ini disebut dengan modulator-demodulator (modem). Modem menerima pulsa biner dari komputer, terminal atau alat lain dan mengubahnya menjadi sinyal analog yang dapat disalurkan melalui saluran komunikasi.

Sumber :

http://rijalfadilah.files.wordpress.com/2008/04/pertemuan_5_kd.pdf

http://viamol.blogspot.com/2009/04/sistem.html

http://wiwikcutebanget.blogspot.com/2009/03/sistem-pengkodean-data.html

http://johan08390100043.wordpress.com/2008/10/26/sistem-pengkodean/