Sinyal Analog dan Sinyal Digital

Sinyal adalah suatu isyarat untuk melanjutkan atau meneruskan suatu kegiatan. Biasanya sinyal ini berbentuk tanda-tanda, lampu-lampu, suara-suara, dll. Dalam kereta api, misalnya, sinyal berarti suatu tanda untuk melanjutkan atau meneruskan perjalanan ke tempat/stasiun berikutnya, dan biasanya sinyal ini dikirimkan oleh stasiun yang terkait. Dalam dunia elektronika, dikenal dua macam sinyal yaitu sinyal analog dan sinyal digital.

Sinyal analog bekerja dengan mentransmisikan suara dan gambar dalam bentuk gelombang kontinu (continous varying). Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog. Hal ini didasarkan kenyataan bahwa berdasarkan analisis fourier, suatu sinyal analog dapat diperoleh dari perpaduan sejumlah gelombang sinus. Dengan menggunakan sinyal analog, maka jangkauan transmisi data dapat mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyal ini mudah terpengaruh oleh noise.

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.
Salah satu contoh sinyal analog yang paling mudah adalah suara.

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. 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 (2^1). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (2^2), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2^n buah.
System digital merupakan bentuk sampling dari sytem analog. digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk biner (atau Hexa). besarnya nilai suatu system digital dibatasi oleh lebarnya / jumlah bit (bandwidth). jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi system digital.

Signal digital ini memiliki berbagai keistimewaan yang unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog yaitu :

• Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.
• Penggunaan yang berulang – ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informsi itu sendiri.
• Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.
• Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.
  

Pengolahan sinyal digital memerlukan komponen-komponen digital, register, counter, decoder, mikroprosessor, mikrokontroler dan sebagainya. Saat ini pengolahan sinyal banyak dilakukan secara digital, karena kelebihannya antara lain :

1. Untuk menyimpan hasil pengolahan, sinyal digital lebih mudah dibandingkan sinyal analog. Untuk menyimpan sinyal digital dapat menggunakan media digital seperti CD, DVD, Flash Disk, Hardisk. Sedangkan media penyimpanan sinyal analog adalah pita tape magnetik.
2. Lebih kebal terhadap noise karena bekerja pada level ‘0′ dan ‘1′.
3. Lebih kebal terhadap perubahan temperatur.
4. Lebih mudah pemrosesannya.
   

Sinyal digital inilah yang bisa dibaca oleh perangkat digital kita (mikrokontroler, komputer). Agar sinyal analog dapat diolah oleh komputer, maka harus dirubah dulu menjadi sinyal digital.
Pensinyalan (signalling) adalah sesuatu yang membawa informasi yang diperlukan seorang pelanggan agar dapat melakukan sambungan pembicaraan dengan pelanggan yang lainnya. Jadi pensinyalan adalah suatu bahasa mesin yang memungkinkan suatu penyambungan terjadi dan juga yang memungkinkan suatu perhitungan tarif serta pembubaran sambungan jika pembicaraan selesai.

Ada beberapa klasifikasi dari pensinyalan yaitu:
Klasisifikasi secara umum berdasarkan tempatnya dimana pensinyalan tersebut bekerja. Untuk itu ada 2 macam pensinyalan:

1. Subscriber signalling, yaitu pensinyalan yang tempatnya terdapat di antara pelanggan dengan sentral switchingnya
2. Interswitch signalling atau sinyal antar sentral, yaitu pensinyalan yang tempatnya terdapat di antara sentaral dengan sentral lainnya.
   

Klasifikasi dari fungsinya pensinyalan, terbagi menjadi 3 macam sinyal, yaitu:

1. Supervisory signalling, berfungsi untuk pengawasan keadaan dari saluran dan mengidentifikasikan apakah saluran tersebut sedang dipakai atau tidak.
2. Register Signalling, berfungsi untuk pengendalian. Pengendalian ini pada waktu pemutaran nomor atau penekanan tombol tekan yaitu untuk mengerjakan atau mengendalikan peralatan penyambungan di sentral.
3. Audible-visual signalling, berfungsi untuk pemberitahuan ke pelanggan, misalnya tentang keadaan dari saluran yaitu nada sibuk atau kesiapan sentral untuk menerima informasi lebih lanjut yaitu berupa dial tone atau pemanggilan pelanggan berupa bel.
   

Klasifikasi berdasarkan cara pengirimannya, terbagi menjadi 2, yaitu:

1. Link by link signalling, bila sinyal dikirimkan seluruhnya oleh sentral ke sentral berikutnya, dan setelah diolah oleh sentral tersebut kemudian seluruhnya dikirimkan lagi ke sentral berikutnya. Cara ini memerlukan waktu yang lama tetapi peralatan yang dipakai lebih sederhana.
2. End to end signalling, adalah bila sinyal selalu dikirimkan dari sentral awal ke sentral berikutnya setelah diolah kembali sentral awal yang mengirimkan sinyal yang diperlukan oleh sentral berikutnya. Waktu yang diperlukan lebih pendek namun membutuhkan peralatan yang lebih rumit.
   

Sinyal continu adalah sinyal dimana intensitasnya berubah-ubah dalam bentuk halus sepanjang waktu.dengan kata lain tidak ada sinyal yang terputus atau continu. Sedangkan sinyal discrete adalah sinyal dimana intensitasnya mempertahankan level yang konstan selama beberapa periode waktu yang kemudian berubah ke level yang konstan yang lain.
Pada kenyataanya, sebuah sinyal elektromagnetik dibentuk dari beberapa frekuensi. Sebagai contoh. Rumus sinyal :
s(t) (4 / p) x (sin(2pft) + (1 / 3) sin((2p(3f)t)

frekuensi kedua adalah suatu penggandaan dari frekuensi pertama. Bila semua
komponen frekuensi dari sebuah sinyal adalah penggandaan dari suatu frekuensi, frekuensi berikutnya ditunjukkan sebagai fundamental frekuensi.

Hubungan antara data rate dan Bandwidth
pada saat kita menambahkan multiple ganjil tambahan (additional odd multiple), skala yang sesuai, bentuk gelombang yang dihasilkan semakin mendekati gelombang persegi. Tentu saja, dapat pula ditunjukkan bahwa komponen-komponen frekuensi gelombang persegi dengan amplitudo A dan –A dapat siyatakan sebagai berikut.
Rumus

s(t) = A x 4 / p x ∑ sin(2pkft) / k
k odd, k = 1

Signaling Berdasarkan Fungsi:

• Line signal /supervisory signal (sinyalpengawasan) yaitu sinyal-sinyal yang berfungsi untuk memonitor (kondisi/status) & mengontrol line/saluran

– Contoh fungsi monitor : idle, blocking dsb
– Contoh fungsi kontrol : clear forward, force release, seizure dsb

• Register signal yaitu sinyal-sinyal yang berfungsi membawa informasi tentang nomor telepon tujuan/asal, kelas/kategori pemanggil, kondisi bebas/sibuknya yang dipanggil dan sinyal-sinyal pengontrol sinyal forward

Signaling berdasarkan metode penyaluran:

• Link-by-link

Pengiriman suatu blok sinyal (lengkap) dari sentral asal dilakukan melalui satu atau beberapa sentral transit secara estafet (link-by-link) hingga sentral tujuan.

• End-to-end

Sentral asal mengirim hanya sebagian informasi (yang diperlukan untuk ruting) ke setiap sentral transit yang dilaluinya. Seteleh sentral asal terhubung ke sentral tujuan, barulah Informasi lengkap (address tujuan) dikirimkan.

• Enbloc

Sama dengan mode link-by-link, yaitu sinyal lengkap dikirim secara estafet. Bedanya,terminologi enbloc hanya digunakan pada CCS (CCS No.7), sedangkan pada CAS (R2) biasa menggunakan terminologi link-by-link

• Overlap

Mode penyaluran seperti link-by-link namun informasi sinyal yang dikirim tidak secara sekaligus (lengkap) melainkan bertahap (sebagian-sebagian).

Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.
Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem.
Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu

• modulasi analaog
• modulasi digital
  

Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog. Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog :

1. Modulasi berdasarkan sudut

• Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)
• Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)
  

2. Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM)

• Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band)
• Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)
• Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC)
• Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to single-sideband suppressed carrier modulation (SSB-SC)
• Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM)
• Quadrature amplitude modulation (QAM)
  

Dalam modulasi digital, suatu sinyal analog di-modulasi berdasarkan aliran data digital. Perubahan sinyal pembawa dipilih dari jumlah terbatas simbol alternatif. Teknik yang umum dipakai adalah :

• Phase Shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.
• Frekeunsi Shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi.
• Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas amplitudo.