1 / 44

Rangkaian Perhubungan Data

Rangkaian Perhubungan Data. BAB 5 Pengkodan Data (Data Encoding). Kaedah-kaedah mengkod. data Digital ke isyarat digital data Analog ke isyarat digital data Digital ke isyarat analog data Analog ke isyarat analog. Data Digital ke isyarat Digital. Isyarat Digital

belita
Download Presentation

Rangkaian Perhubungan Data

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Rangkaian Perhubungan Data BAB 5 Pengkodan Data (Data Encoding) Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  2. Kaedah-kaedah mengkod • data Digital ke isyarat digital • data Analog ke isyarat digital • data Digital ke isyarat analog • data Analog ke isyarat analog Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  3. Data Digital ke isyarat Digital • Isyarat Digital • Diskret, denyutan voltan tidak berterusan (discontinuous voltage pulses) • Setiap denyutan adalah elemen isyarat • Data binary dikodkan ke elemen isyarat (Binary data encoded into signal elements) Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  4. Terma-terma (1) • Sekutub (Unipolar) • Setiap elemen isyarat mempunyai tanda/polariti yang sama (same sign) • Kutub (Polar) • Satu keadaan lojik mewakili voltan positif dan satu lagi diwakili voltan negatif • Kadar data (Data rate) • Kadar data yang dihantar dalam bit per saat • Tempoh atau panjang satu bit (bit period) • Masa untuk (transmitter) menghantar satu bit Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  5. Terma-terma (2) • Kadar Modulasi (Modulation rate) • Kadar dimana tahap isyarat berubah • D = R/b, R = kadar data (bps), b = jumlah bit dalam satu elemen isyarat • Di kira dalam baud = elemen isyarat per saat (signal elements per second) • Mark and Space • Binary 1 dan Binary 0 Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  6. Intepretasi Isyarat • Perkara yang perlu • Timing of bits - waktu mula dan akhir • Tahap isyarat • Faktor-faktor pengaruhi kejayaan mengintrepretasikan isyarat • Nisbah Isyarat dan hingar (Signal to noise ratio) • Kadar data • Lebarjalur (Bandwidth) Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  7. Perbandingan skim-skim mengkod (1) • Dari segi Spektrum Isyarat (Signal Spectrum) • Kekurangan frekuensi tinggi mengurangkan lebarjalur yang diperlukan • Kekurangan komponen dc membolehkan penjodohan ac ke transformer dan memberikan perlindungan (providing isolation) • Menumpukan kuasa di tengah-tengah lebarjalur • Dari segi Penyegerakan (Clocking) • Menyegerakkan penghantar dan penerima (transmitter and receiver) • Jam Luaran (External clock) • Mekanisma Sync (Segerak) berdasarkan isyarat Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  8. Perbandingan skim-skim mengkod (2) • Dari segi Pengesanan Ralat (Error detection) • Boleh di bina di dalam Pengkod isyarat • Dari segi Gangguan isyarat dan kekebalan pada hingar (noise immunity ) • Terdapat kod yang lebih pada berbanding yang lain • Dari segi Kos dan kerumitan (complexity) • Tinggi kadar isyarat (tinggi kadar data) maka tinggi kos • Terdapat kod yang perlukan kadar isyarat lebih tinggi dari kadar data Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  9. Skim-skim Pengkod (Encoding Schemes) • 1. Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) • 2. Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) • 3. Bipolar -AMI • 4. Pseudoternary • 5. Manchester • 6. Differential Manchester • 7. B8ZS • 8. HDB3 Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  10. Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) • Dua tahap voltan untuk bit 0 and 1 • Nilai voltan tetap sepanjang tempoh bit • tiada pertukaran (no transition i.e. no return to zero voltage) • Contoh Bit 0 tiada voltan, dan satu nilai voltan yang tetap untuk bit 1 • Biasanya voltan negatif untuk satu nilai dan positif untuk nilai yang lain • Ini dipanggil NRZ-L Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  11. Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) • Nilai voltan tetap untuk tempoh satu bit • Data dikodkan sebagai ada atau tiadanya pertukaran (transition) isyarat pada permulaan bit • Pertukaran ‘Transition’ (rendah ke tinggi atau tinggi ke rendah) mewakili binary bit 1 • Tiada pertukaran ‘No transition’ mewakili bit 0 • Contoh NRZI ; Differential Encoding Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  12. NRZ Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  13. Differential Encoding • Data diwakili oleh sesuatu pertukaran (transition) dan bukannya sesuatu tahap (levels) • Lebih reliable mengesan pertukaran (transition) berbanding dengan mengesan tahap • Didalam sistem penghantaran yang kompleks mudah untuk kehilangan kekutuban sesuatu isyarat, oleh itu kaedah ini sangat sesuai Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  14. Kebaikan & Keburukan NRZ • Kebaikan • Mudah untuk jurutera (merekabentuk litar penerima/penghantar) • Menjimatkan Lebarjalur yang digunakan • Keburukan • mengandungi komponen dc • Kurang penyegerakan antara penghantar dan penerima (timing drift at the receiver) • Biasanya digunakan untuk rakaman magnetik • Tidak biasa digunakan untuk sistem penghantaran Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  15. Multilevel Binary (Binary Pelbagai Tahap) • Menggunakan lebih dari dua tahap • 1) Bipolar-AMI • kosong - diwakili dgn tiada isyarat • satu - diwakili oleh denyutan (pulse) positf atau negatif • satu denyutan berbeza kekutuban • Tiada kehilangan segerakan untuk turutan 1 (untuk 0 masih ada masalah) • Tiada komponen dc • Lebarjalur yang rendah • Mudah mengesan ralat Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  16. Multilevel Binary (Binary Pelbagai Tahap) • 2) Pseudoternary • Satu (one) diwakili dengan tiadanya isyarat talian • Kosong (Zero) diwakili dengan perubahan isyarat positif dan negatif (alternating positive and negative) • ~ sams dgn bipolar-AMI Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  17. Bipolar-AMI & Pseudoternary Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  18. Trade Off untuk Multilevel Binary • Tidak efisyen seperti NRZ • Setiap elemen isyarat hanya mewakili satu bit • Untuk sistem 3 tahap mewakili log23 = 1.58 bits • Penerima harus dapat membezakan 3 tahap tersebut (+A, -A, 0) • Memerlukan kekuatan isyarat ~ 3dB lebih kuat untuk mendapatkan kebarangkalian ralat (SNR) bit yang sama untuk NRZ Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  19. Biphase (Dwifasa) • Manchester • Transition di tengah2 setiap bit • Transition selaku clock & data • Rendah ke Tinggi mewakili bit satu • Tinggi ke Rendah mewakili bit kosong • Digunakan pada IEEE 802.3 (LAN) • Differential Manchester • Transition bit tengah untuk clocking • Transition pada mula bit period mewakili kosong • Tiada transition pada mula bit period mewakili satu • IEEE 802.5 (LAN) Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  20. Biphase Pros & Cons • Con • Sekurang-kurangnya satu transition per bit masa mungkin dua • Kadar maksima modulasi ialah 2X NRZ • Lebarjalur 2X NRZ • Pro • Segerakkan sendiri (Synchronization on mid bit transition (self clocking)) • Tiada komponen dc • Kaedah kawalan ralat (Error detection) • Tiada transition (Absence of expected transition) Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  21. Modulation Rate, D (Kadar Modulasi) D=R/b R= kadar data b = jumlah bit dlm satu elemen isyarat Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  22. Scrambling • Digunakan untuk menggantikan turutan yang menghasilkan voltan yang tetap • Transition mestilah cukup untuk segerakkan • Boleh di kenalpasti/ditukarkan oleh penerima dengan yang asal • Panjang turutan yang sama dengan yang asal • Supaya tiada komponen dc • Supaya tiada turutan panjang kosong • Tetapi tiada kekurangan pada kadar data • Berkebolehan mengesan ralat Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  23. B8ZS • Bipolar (Dwikutub) dgn penggantian 8 Zeros • Berdasarkan bipolar-AMI • Jika 8 bit semuanya bit kosong & bit sebelum positif kodkan sebagai 000+-0-+ • Jika 8 bit semuanya bit kosong & bit sebelum negatif kodkan sebagai 000-+0+- Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  24. HDB3 • H igh D ensity B ipolar 3 Zeros • Berdasarkan bipolar-AMI • Turutan 4 bit kosong ditukarkan ke 1 atau 2 denyutan Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  25. B8ZS and HDB3 Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  26. Data Digital, Isyarat Analog • Sistem telefon awam • frekuensi spektrum ialah 300Hz ke 3400Hz • Untuk penghantaran data dari PC ke rangkaian telefon (exchange office) guna modem (modulator-demodulator) • 3 teknik yg biasa digunakan • Amplitude shift keying (ASK) • Frequency shift keying (FSK) • Phase shift keying (PK) Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  27. Teknik-Teknik Pemodulatan Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  28. ASK • Nilai-nilai diwakili oleh amplitud frekuensi pembawa yg berbeza • Biasanya, amplitud satu mewakili bit ‘0’ dan sebaliknya • Tidak sensitif pada gandaan mengejut • Tidak efisyen • Boleh menghantar data hingga 1200bps dalam talian gred suara • Teknik ini digunakan dalam penghantaran dalam gentian optik Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  29. FSK • Nilai-nilai diwakili oleh frekuensi yg berlainan • Kurang dipengaruhi hingar berbanding dgn ASK • Mencecah sehingga 1200bps dalam talian gred suara • Biasanya guna frekuensi yang tinggi • Frekuensi tinggi utk LAN yg guna co-ax Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  30. FSK dalam Talian Gred Suara Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  31. Phase Shift Keying (PSK) • Fasa isyarat pembawa dianjakkan untuk mewakili data Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  32. Quadrature PSK • Lebih efisyen dgn cara setiap elemen isyarat mewakili lebih dari satu bit • contoh anjakan /2 (90o) • Setiap elemen mewakili 2 bit • Boleh guna 8 sudut fasa & dan lebih dari satu amplitud • 9600bps modem guna 12 sudut, 4 daripadanya mempunyai 2 amplitud Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  33. Prestasi Skim Pemodulatan Digital ke Analog • Dalam B.I Performance of Digital to Analog Modulation Schemes • Lebarjalur (Bandwidth) • Lebarjalur ASK & PSK berkadaran terus dgn kadar data • Lebarjalur FSK berkaitan dgn kadar data utk frekuensi rendah (the modulating frekuensi) • Bila ada hingar bit error rate (BER/kebarangkalian kadar ralat) PSK & QPSK lebih baik dari ASK & FSK sebanyak 3dB Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  34. Data Analog, Isyarat Digital • Digitization • Satu proses dimana pertukaran data analog ke digital dilakukan • Data digital kemudian dihantar guna NRZ-L kaedah lain (contoh NRZI, Manchester…..) • Data digital boleh ditukarkan semula ke data analog • CODEC digunakan utk analog ke digital • Pulse code modulation (PCM) • Delta modulation Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  35. Pulse Code Modulation(PCM) (1) • Syarat; frekuensi sampel mestilah 2 kaliganda frekuensi yang hendak disampel - barulah maklumat asal dapat diperolehi semula • (Bukti - Stallings appendix 4A) • Lebarjalur Data suara (Voice data) dari 1 hingga 4000Hz • Perlukan 8000 sampel per saat • Sampel analog (Pulse Amplitude Modulation, PAM) • Setiap sampel mewakili nilai digital Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  36. Pulse Code Modulation(PCM) (2) • Sistem guna 4 bit memberikan 16 tahap • Sampel dgn 8 bit memberikan 256 tahap • Kualiti penghantaran sama dgn kaedah penghantaran analog • 8000 sampel per saat dgn guna 8 bit memberikan kadar data 64kbps Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  37. Pengkodan tidak linear (Nonlinear Encoding) • Tahap Quantization tidak sama (levels not evenly spaced) • Dapat mengurangkan keherotan isyarat (signal distortion) Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  38. Pemodulatan Delta (Delta Modulation) • Input analog dianggarkan mengikut fungsi tangga • Bergerak satu tahap samada atas atau bawah () bergantung kepada jarak (interval) sampel Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  39. Delta Modulation - CONTOH Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  40. Delta Modulation - OPERASI Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  41. Delta Modulation - Prestasi • Bagus utk Suara (voice) • PCM - 128 tahap (utk 7 bit) • Lebarjalur suara 4khz • 8000 x 7 = 56kbps utk PCM • Jika guna 8 bit, kadar data ialah 64kbps Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  42. Data Analog, Isyarat Analog • Kenapa nak modulatkan isyarat analog • Sebab, frekuensi yg lebih tinggi, penghantaran maklumat lebih efisyen • Boleh guna frequency division multiplexing (bab 8) • Jenis2 pemodulatan • Amplitud • Frekuensi • Fasa Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  43. Pemodulatan Analog Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

  44. Spread Spectrum • Data analog atau digital • Isyarat adalah analog • Data diserakkan ke satu lebarjalur frekuensi • Kaedah ini sukar berbanding dgn FDM atau AM untuk dicerobohi • Frequency hoping • Isyarat disiarkan melalui frekuensi yang berlainan secara rawak dari satu penghantar Disediakan oleh Dr. R.Badlishah Ahmad 2001

More Related