PENGKODEAN, SINYAL, DAN DATA ANALOG & DIGITAL

Dalam proses kerjanya komputer mengolah data secara digital, melalui sinyal listrik yang diterimanya atau dikirimkannya. Pada prinsipnya, komputer hanya mengenal dua arus, yaitu on atau off, atau istilah dalam angkanya sering juga dikenal dengan 1 (satu) atau 0 (nol). Kombinasi dari arus on atau off inilah yang yang mampu membuat komputer melakukan banyak hal, baik dalam mengenalkan huruf, gambar, suara, bahkan film film menarik yang anda tonton dalam format digital. Sistem yang merubah sinyal analog menjadi sinyal digital disebut "Sistem Akuisisi Data".

Dalam Sistem Akuisisi data ada 4 komponen yang penting yaitu :
1. Input analog yaitu mengubah sinyal input analog dari sensor menjadi bentuk bit
2. Output analog yaitu mengubah data digital yang tersimpan dalam komputer menjadi sinyal digital
3. Input / output digital yaitu untuk masukan dan keluaran nilai digital (tingkat logika) kedua dari perangkat keras
4. Counter / timer dignakan pada saat perhitungan, pengukuran frekwensi dan perioda, pembangkit pulsa.

Pengkodean karakter yaitu memasangkan karakter berurutan dari suatu kumpulan dengan yang lainnya. Dalam sistem komunikasi digital, informasi dari sumber dikonversikan menjadi deretan digit biner yang efisien dengan jumlah digit biner yang digunakan dibuat seminimal mungkin.

Pengkodean Data

Dalam proses telekomunikasi, data tersebut harus dimengerti baik dari sisi pengirim maupun dari sisi penerima. Untuk mencapai hal tersebut, data harus diubah dalam bentuk khusus yaitu sandi untuk komunikasi data.

TEKNIK ENCODING
Modulasi adalah proses encoding sumber data dalam suatu sinyal carrier dengan frekuensi

Ada 4 kombinasi hubungan data dan sinyal:

• Data digital, sinyal digital perangkat pengkodean data digital menjadi sinyal digital
• Data analog, sinyal digital konversi data analog ke bentuk digital
• Data digital, sinyal analog beberapa media transmisi hanya bisa merambatkan sinyal analog
• Data analog, sinyal analog data analog dapat dikirimkan dalam bentuk sinyal baseband

Sinyal Digital adalah deretan pulsa voltase terputus-putus yang berlainan dan masing-masing memiliki ciri-ciri tersendiri. Setiap pulsa merupakan sebuah elemen sinyal ,Elemen sinyal merupakan data yang ditranmisikan melalui pengkodean bit data ,Dimana Biner 0 = Level voltase lebih rendah Dan Biner 1 = Level voltase yang lebih tinggi.

Sinyal digital ini memiliki berbagai keistimewaan yang unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog, yaitu:
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.
4. Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.

Ketentuan dalam proses encoding
1. Unipolar : Semua elemen-elemen sinyal dalam bentuk yang sama
2. Polar : Satu state logic dinyatakan oleh tegangan positif dan sebaliknya oleh tegangan negatif
3. Rating Data : Rating data transmisi data dalam bit per secon
4. Durasi atau panjang suatu bit Waktu yang dibutuhkan pemancar untuk memancarkan bit
5. Rating modulasi : Rating dimana level sinyal berubah dan diukur dalam bentuk baud=elemen-elemen sinyal per detik
6. Tanda dan ruang : Biner 1 dan biner 0 berturut-turut

Format Pengkodean Sinyal Digital

1. NONRETURN TO ZERO (NRZ)
a. Nonreturn-to-Zero-Level (NRZ-L)
b. Nonreturn to Zero Inverted(NRZI)
2. MULTILEVEL BINARY
a. Bipolar-AMI (Alternate Mark Inversion)
b. Pseudoternary
3. BIPHASE
a. Manchester
b. Differential manchester

NonReturn to Zero (NRZ)
1. 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.

2. Nonreturn to Zero Inverted(NRZI) ya itu 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 differensial encoding : lebih kebal noise, tidak dipengaruhi oleh level tegangan.
Kelemahan dari NRZ-L maupun NRZI adalah terbatasan dalam komponen DC dan kemampuansynchronisasi yang buruk.

Multilevel Binary
1. Bipolar-AMI yaitu suatu kode dimana binary ‘0′ diwakili dengan tidak adanya line sinyal dan binary ‘1′ diwakili oleh suatu pulsa positif atau negatif. Zero menggambarkan tidak adanya line signal. Satu menggambarkan positif atau negatif sinyal.

2. Pseudoternary yaitu suatu kode dimana binary ‘1′ diwakili oleh ketiadaan line sinyal dan binary ‘0′ oleh pergantian pulsa-pulsa positif dan negatif. Satu menggambarkan adanya jalur sinyal. Zero menggambarkan perwakilan dari positif dan negatif.

Biphase
1. Manchester yaitu suatu kode dimana ada suatu transisi pada setengah dari periode. Tiap bit transisi low ke high mewakili ‘1′ dan high ke low mewakili ‘0′. Zero dari tinggi ke rendah di pertengahan interval. Satu dari rendah ke tinggi di pertengahan interval

2. Differential manchester yaitu suatu kode dimana binary ‘0′ diwakili oleh adanya transisi di awal periode suatu bit dan binary ‘1′ diwakili oleh ketiadaan transisi di awal periode suatu bit.

Perbandingan Format Pengkodean Sinyal Digital

Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yg berkelanjutan, membawa informasi dg merubah karakter gelombangnya. Sinyal analog mentransmisikan suara & gambar dalam bentuk gelombang kontiniu. Karakter yg terpenting yg dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitudo dan frekuensi yg biasanya dinyatakan dg gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog.

Sinyal digital merupakan hasil teknologi yang dapat mengubah signal menjadi kombinasi urutan bilangan 0 dan 1 (juga dengan biner), sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, proses informasinya pun mudah, cepat dan akurat, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat.

Teknik Pengkodean dan Modulasi

Bentuk x(t) bergantung pada teknik pengkodean dan dipilih yang sesuai dengan karakteristik media transmisi. Frekuensi sinyal pembawa dipilih yang kompatibel dengan media transmisi data.

Dalam proses tesebut perlu diperhatikan pula fasilitas-fasilitas komunikasi dan media yang tersedia.
Adapun tujuan pengkodean data adalah:
• Tidak ada komponen dc
• Tidak ada urutan bit yang menyebabkan sinyal berada pada level 0 dalam waktu lama
• Tidak mengurangi laju data
• Kemampuan deteksi kesalahan

Pengkodean dibagi atas :

1. BCD (Binary Coded Decimal)
Merupakan kode binary yang di gunakan untuk mewakili nilai digit decimal saja, yaitu nilai angka 0 s/d 9. BCD menggunakan kombinasi dari 4 digit. Kode BCD digunakan pada komputer generasi pertama.

2. SBCDIC ( Standard Binary Coded Decimal Intercharge code )
Merupakan coding 6 bit untuk 64 karakter. posisi bit di SBCDIC dibagi menjadi 2 zone, yaitu 2 bit pertama (diberi nama bit A dan bit B) disebut dengan alpha bit position dan 4 bit berikutnya (diberi nama bit 8, bit 4, bit 2, dan bit 1) disebut dengan numeric bit position.

3. EBCDIC (Extended Binary Code Decimal for Information Intercharge)
Merupakan kepanjangan dari Extended Binary Coded Decimal Interchange Code. Terdiri dari kombinasi 8-bit. Pada jenis ini high order bits atau 4-bit pertama disebut dengan zone bits dan low-order bits atau 4 bit kedua disebut dengan numeric bits.
merupakan coding 8 bit untuk 256 karakter. Tranmisi asinkron membutuhkan 11 bit,yaitu :
1 bit awal – 8 bit data
1 bit pariti – 1 bit akhir

4. ASCII (American Standard Code For Information Intercharge)
Merupakan kepanjangan dari America Standart Code for Information Interchange, yang dikembangkan oleh American National Standarts Institute (ANSI) untuk tujuan membuat kode binary yang standar, kode ASCII ini menggunakan kombinasi 7 bit. SSCII7-bit banyak digunakan oleh komputer generasi sekarang.
Coding standar yang sering digunakan oleh peralatan komunikasi data.
merupakan sandi 8 bit dimana 7 bit digunakan untuk bit data ditambah bit ke-8 sebagai bit pariti
Kode ASCII7-bit ini terdiri dari 2 bagian:
• Control characters, merupakan karakter yang digunakan untuk mengontrol pengiriman atau transmisi.
• Informations characters, merupakan karakter-karakter yang mewakili data.

B. Sinyal
Sinyal adalah suatu hal gejala fisika dimana satu atau beberapa dari karakteristiknya melambangkan informasi, jenis sinyal yang ada secara umum berdasarkan hakikatnya, dibagi ke dalam 2 tipe yaitu Sinyal Analog (data analog ) dan sinyal digital (data digital).

1. Data Analog
Analog berarti kuno dan digital berarti modern, analaog murah, digital mahal, atau analog berarti tidak seperti digital yang identik dengan angka-angka. Begitulah anggapan ”awam” tentang analog dan digital.
Data analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase. Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog. Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik. Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.
Data Analog disebarluaskan melalui gelombang elekromagnetik (gelombang radio) secara terus menerus, yang banyak dipengaruhi oleh faktor ”pengganggu”. Analog merupakan bentuk komunikasi elektromagnetik yang merupakan proses pengiriman sinyal pada gelombang elektromagnetik dan bersifat variable yang berurutan. Jadi sistem analog merupakan suatu bentuk sistem komunikasi elektromagnetik yang menggantungkan proses pengiriman sinyalnya pada gelombang elektromagnetik.
Jadi sistem analog merupakan suatu bentuk sistem komunikasi elektromagnetik yang menggantungkan proses pengiriman sinyalnya pada gelombangelektromagnetik.
Kecepatan gelombang ini disebut dengan Hertz (Hz) yang diukur dalam satuan detik. Misal dalam satu detik gelombang dikirim sebanyak 1000, maka disebut dengan 1000 Hertz. Kekurangan sistem analog ini adalah pengiriman sinyal agak lambat dan sering terjadi error. Hal-hal seperti ini tidak terjadi pada sistem digital. Oleh karenanya saat ini banyak peralatan maupun aplikasi yang beralih dari sistem analog menjadi sistem digital.

2. Data Digital
Data Digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat.
Data Digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk biner (atau Hexa). besarnya nilai suatu sistem digital dibatasi oleh lebarnya / jumlah bit (bandwidth). jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi sistem digital. Contoh kasus ada sistem digital dengan lebar 1 byte (8 bit). maka nilai-nilai yang dapat dikenali oleh sistem adalah bilangan bulat dari 0 – 255 ( 256 nilai : 2 pangkat 8 ).
Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskret. Sinyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital. Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu (1).Kemungkinan nilai untuk sebuah bit adalah 2 buah (21). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (22), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2n buah.
Teknologi digital memiliki beberapa keistimewaan unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog, yaitu :

a. Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang mengakibatkan informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.
b. Penggunaan yang berulang-ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informasi itu sendiri.
c. Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.
d. Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimkannya secara interaktif.

Adapun perbandingan yang mudah dipahami antara analog dengan digital adalah seperti : pada pita kaset lagu dan file MP3. Jika kita meng-copy (menyalin) atau merekam pita kaset, tentu hasilnya banyak ditentukan oleh alat perekamnya, kebersihan ”head” rekam nya, dan sebagainya, semakin banyak kita merekam ke tempat lain, kualitas suaranya akan berubah. Tapi dengan meng-copy file MP3, kita akan mendapat salinannya sama persis dengan aslinya, berapapun banyaknya kita menggandakannya. Kini ada juga yang menyalin lagu-lagu dari pita kaset menjadi file, atau disebut juga “men-digital-isasi”, begitu juga dengan jam analog dan jam digital.

elekomunikasi Digital, telekomunikasi sebagai pertukaran informasi jarak jauh, dan digital diartikan sesuatu yang berlainan (tidak kontinyu) dan tidak bersambungan, nilai-nilai spesifik yang ditentukan sebagai data beberapa saat nilainya tetap (konstan) dan diantara nilai-nilai yang tetap itu beberapa saat tidak bernilai, atau digital bisa diartikan sebagai kondisi dua keadaan yaitu ada dan tidak ada, karena informasi yang diolah adalah dalam bentuk sinyal listrik maka berarti ada tegangan yang ditunjukkan dengan nilai 1 dan tidak ada tegangan listrik yang ditunjukkan dengan nilai 0.

Sedangkan telekomunikasi yang sudah digunakan sebelumnya yaitu Telekomunikasi Analog. Dalam hal ini  analog  bisa  diartikan adanya  perubahan  nilai  tegangan  listrik  secara kontinyu  setiap  perubahan waktu. Misalnya suara yang diubah menjadi besaran listrik, temperatur yang diubah ke besaran listrik, dll. Dan selanjutnya aliran besaran listrik yang berubah secara kontinyu setiap perubahan waktu ini disebut sebagai sinyal analog.

Data Analog Dan Digital 

Suatu data bisa berupa digital maupun analog. Contohnya yang analog adalah suara manusia. Bila seseorang berbicara, maka gelombang yang kontinyu akan timbul diudara dan gelombang ini dapat ditangkap oleh mikropon dan kemudian dikonversikan menjadi sinyal analog. Contoh untuk data digital yaitu data yang disimpan di memori computer dalam bentuk 0 dan 1. Biasanya kemudian dikonversikan menjadi sinyal digital bila akan dikirimkan dari suatu lokasi ke lokasi yang lain didalam maupun diluar computer, dan biasanya pengiriman ini dalam bentuk sinyak digital yang serial.

Sinyal Analog dan Digital

 Sinyal dapat berupa analog maupun digital. Sinyal analog berupa gelombang yang kontinyu yang mengalami perubahan yang sangat halus setiap adanya perubahan waktu. Misalnya suatu gelombang bergerak dari nilai A menuju nilai B, maka akan mengalami sejumlah perubahan nilai-nilai, mulai dari nilai A berubah sedikit demi sedikit hingga mencapai nilai B. Berbeda dengan sinyal digital tidak kontinyu dan hanya mempunyai dua nilai tertentu yang biasa dikatakan secara sederhana dengan nilai 1 dan 0 dan perubahan dari satu nilai ke nilai satunya secara mendadak seperti lampu yang diswitch nyala dan padam.