Non return-to-Zero , teorema Shannon-Hartley, Manchester dan 4B/5B Encoding

Di dunia telekomunikasi, Non return-to-Zero (NRZ) adalah barisan kode yang tersusun dari kode biner yang merepresentasikan sebuah kondisi dimana nilai positif menyatakan sebuah kondisi dan negatif untuk kondisi lain, namun kondisi netral tidak merepresentasikan sebuah kondisi.NRZ juga merupakan model encoding yang paling sederhana dimana sinyal lemah direpesentasikan dengan nilai “0” dan sinyal kuat direpresentasikan dengan nilai “1”.NRZ dapat digunakan untuk menyampaikan pesan pada lingkungan yang asynchronous maupun synchronous tanpa menggunakan clock yang jelas.

Nah untuk lebih jelasnya saya akan mencoba mengirim pesan “kelompok12” menggunakan NRZ step-by-step yakni :

Ubah pesan kelompok 12 ke biner yakni 01101011 01100101 01101100 01101111 01101101 01110000 01101111 01101011 00110001 00110010
Lalu translasikan biner 0 dan 1 sesuai dengan sinyal representasi pada model

NRZ memiliki kelemahan yakni susahnya menetukan bedanya aliran sinyal 0’s dengan 1’s yang berdatangan secara beruntun.Nah untuk itu dibuat NRZI atau Non return-to-Zero Inverted untuk mengatasi masalah ini.NRZI mengatasi problem ini dengan mengubah penulisan dengan melihat adakah perubahan pada sinyal 0’s dan 1’s yang ditranslasikan menjadi nilai “1”.Lalu model sinyal yang merepresentasikan tidak adanya perubahan sinyal pada pesan direpresentasikan dengan nilai “0”.

Nah untuk lebih jelasnya kami akan ubah pesan NRZ tadi menjadi NRZI sbb :

Kita lihat pada gambar ada perubahan nilai sinyal dari 0 ke 1 pada sinyal pertama maka akan diubah sesuai aturan NRZI
Jika ada perubahan pada sinya maka ganti nilai sinyal dengan “1”

Dalam teori informasi, teorema Shannon-Hartley menyatakan tingkat maksimum atau kondisi optimal suatu informasi dapat ditransmisikan melalui saluran komunikasi dengan bandwidth yang ditentukan dan dengan adanya noise. Noise merupakan penggangu dalam proses komunikasi. Noise ini dapat mengakibatkan pesan yang sampai tujuan tidak sama dengan pesan yang dikirim.

Shannon dan Hartley merumuskan teori kaitannya antara kapasitas saluran, bandwidth dan noise pada proses komunikasi, dan ditulis dengan persamaan:

C = B log₂ ( 1+ S/N)

dimana:

C = kapasitas saluran (bit/s)

B = bandwidth (Hz)

S/N = perbandingan daya sinyal terhadap noise

Contoh penggunaan rumus Shannon-Hartley adalah menghitung kapasitas maksimum saluran telepon.

Contoh soal:

Bandwidth saluran telepon adalah 3100 Hz, dengan S/N = 30 dB. Untuk menghitung kapasitas maksimum saluran telepon adalah dengan mengubah S/N dengan satuan dB (deciBell) menjadi satuan daya (watt):

dB = 10 log P

sehingga:

P = antilog dB/10

= antilog 30/10

=1000

Dengan demikian kapasitas saluran (C) dapat dihitung:

C = B log ₂ (1 + S / N)

=3100 log₂ (1 +1000)

=3100log₂1001

sedangkan,

log₂ 1001 = 3.32 log₁₀ 1001

= 9,97

≈10

sehingga:

C = 3100 (10)

= 31.000 bit/s

Lalu Manchester coding adalah baris code yang mengtranslasikan setiap bit data yang memiliki sekurangnya satu transisi.Encoding Manchester menggunakan representasi sinyal yang agak berbeda yakni perubahan sinyal pada setiap bit dengan ketetuan :

Sinyal “Low-to-High” dengan nilai “0”
Sinyal “High-to-Low” dengan nilai “1”

Selain itu Manchester menerapkan clock dan data secara jelas.Oleh karena itu hal ini menimbulkan turunnya efisiensi link pada sinyal.

Contoh potongan sinyal pesan “kelompok12” :

Terakhir 4B/5B Encoding adalah jenis ‘Block coding’. Metode ini merupakan proses kelompok bit dari sinyal yang dikeluarkan untuk setiap bit individu (seperti di Manchester Encoding). Kode block beroperasi pada sebuah formasi stream bit informasi. Berikut beberapa hal terkait dengan kode blok yang beroperasi berdasarkan formasi blok bit informasi.

Bit redundan ditambahkan ke setiap blok informasi, hal ini dilakukan untuk memberikan kepastian sinkronisasi dan pendeteksian kesalahan (error).
Setiap 4 bit data dikodekan menjadi kode 5-bit
Kode 5-bit normalnya digunakan untuk penggunaan kode invers NRZ
Pemilihan kode 5-bit seperti halnya setiap kode berisi tidak lebih satu bit 0 sebagai bit awal dan tidak ada lagi lebih dari dua buah logika 0.

Oleh karena itu, ketika kode 5-bit dikirim secara sekuensial maka tidak akan terlihat tiga buah bit berlogika 0 lagi. Kode 4B/5B digunakan pada system komunikasi dengan media transmisi fiber optic (FDDI). Tabel berikut merupakan table konversi 4 bit menjadi 5 bit.

4B/5B Encoding adalah jenis ‘Block coding’. Metode ini merupakan proses kelompok bit dari sinyal yang dikeluarkan untuk setiap bit individu (seperti di Manchester Encoding). Kode block beroperasi pada sebuah formasi stream bit informasi. Berikut beberapa hal terkait dengan kode blok yang beroperasi berdasarkan formasi blok bit informasi.

Bit redundan ditambahkan ke setiap blok informasi, hal ini dilakukan untuk memberikan kepastian sinkronisasi dan pendeteksian kesalahan (error).
Setiap 4 bit data dikodekan menjadi kode 5-bit
Kode 5-bit normalnya digunakan untuk penggunaan kode invers NRZ
Pemilihan kode 5-bit seperti halnya setiap kode berisi tidak lebih satu bit 0 sebagai bit awal dan tidak ada lagi lebih dari dua buah logika 0.