Objektif:

1
Gangguan Transmisi

• Objektif
• Mengetahui bentuk gangguan isyarat
• Mengira pemerosotan saluran
• Menyatakan rumus dan mengira kekuatan isyarat dan
  kapasiti maksimum suatu saluran

2
Gangguan Isyarat
3

• Semasa penghantaran, isyarat boleh terganggu dan
  menyebabkan isyarat menjadi salah
• Bentuk gangguan terdiri drp
• Pemerosotan (attenuation)
• Lebarjalur yang terhad (bandwidth limitation)
• Hingar (noise)
• Herotan (distortion)

4
Pemerosotan Isyarat

• Pemerosotan ialah fenomena pengurangan kekuatan
  isyarat apabila ia berpindah di sepanjang saluran
  transmisi
• Amplifier atau pengulang diletakkan di
  sepanjang saluran untuk memulihkan kekuatan
  isyarat
• Jarak di antara pengulang haruslah ditentukan
  untuk meminimakan ralat pada isyarat yang
  disebabkan oleh kesan pemerosotan
• Pemerosotan isyarat bertambah dengan frekuensi
• Pemerosotan dikira dalam unit desibel (dB)

5
Pemerosotan Isyarat
Pemerosotan 10 log10 K1 dB
K2 K1 - kekuatan isyarat dihantar K2 -
kekuatan isyarat diterima (K1 dan K2 dalam watt)
Penguatan isyarat 10 log10 K2 dB
K1
6
Pemerosotan Isyarat

• Contoh
• 1 saluran di antara A dan B terdiri daripada 3
  bahagian. Bahagian 1, pemerosotannya sebanyak 16
  dB, bahagian 2 penguatannya sebanyak 20 dB dan
  bahagian 3, pemerosotannya sebanyak 10 dB.
  Andaikan purata kekuatan isyarat dihantar adalah
  400 mW, kirakan purata kekuatan isyarat yang
  diterima bagi saluran tersebut.
• Pemerosotan saluran keseluruhan
• (16 - 20) 10
• 6 dB
• gt 6 10 log10 400
• K2
• gt K2 100.475 mW

7
Pemerosotan Isyarat

• Sesetengah kesan pemerosotan adalah disebabkan
  oleh penyerapan saluran
• Penyerapan saluran adalah istilah yang digunakan
  untuk menerangkan kehilangan kekuatan isyarat
  apabila isyarat bergerak melalui saluran
• Lebih panjang saluran, lebih tinggi penyerapannya
• Penyerapan dikira sebagai dB/m dan ia bersandar
  kepada frekuensi
• Ia mengurangkan lebarjalur yang ada
• Equaliser adalah penguat isyarat bersandarkan
  frekuensi yang digunakan untuk memulihkan isyarat

8
Figure 3.21 Attenuation
9
Example
One reason that engineers use the decibel to
measure the changes in the strength of a signal
is that decibel numbers can be added (or
subtracted) when we are talking about several
points instead of just two (cascading). In Figure
3.22 a signal travels a long distance from point
1 to point 4. The signal is attenuated by the
time it reaches point 2. Between points 2 and 3,
the signal is amplified. Again, between points 3
and 4, the signal is attenuated. We can find the
resultant decibel for the signal just by adding
the decibel measurements between each set of
points.
10
Figure 3.22 Example 14
dB 3 7 3 1
11
Example
Imagine a signal travels through a transmission
medium and its power is reduced to half. This
means that P2 1/2 P1. In this case, the
attenuation (loss of power) can be calculated as
Solution
10 log10 (P2/P1) 10 log10 (0.5P1/P1) 10
log10 (0.5) 10(0.3) 3 dB
12
Example
Imagine a signal travels through an amplifier and
its power is increased ten times. This means that
P2 10P1. In this case, the amplification (gain
of power) can be calculated as
10 log10 (P2/P1) 10 log10 (10P1/P1)
10 log10 (10) 10 (1) 10 dB
13
Hingar

• Tanpa kehadiran isyarat, suatu saluran mempunyai
  isyarat elektrik 0.
• Walau bagaimanapun pada hakikatnya, terdapat
  gangguan rawak pada saluran tersebut walaupun
  tanpa kehadiran isyarat
• Gangguan ini dikenali sebagai paras hingar
  talian/saluran
• Apabila isyarat yang dihantar mengalami
  pemerosotan, amplitudnya dikurangkan sehingga
  sama dengan kesan hingar
• Oleh itu, hingar menghadkan kadar maksima
  penghantaran bit

14
(No Transcript)
15
(No Transcript)
16
Nisbah Isyarat-Hingar

• Nisbah isyarat-hingar - NIH (signal-to-noise
  ratio - SNR) dinyatakan dalam desibel
• NIH tinggi bermakna isyarat berkualiti tinggi dan
  NIH rendah bermakna sebaliknya

SNR 10 log10 S (dB) N S -
kekuatan isyarat N - kekuatan hingar
17
Had Lebarjalur

• Setiap media transmisi mempunyai lebarjalurnya
  sendiri
• Lebarjalur menentukan jalur komponen-komponen
  frekuensi sinusoid yang akan dihantar oleh
  saluran tanpa pemerosotan
• Jika suatu isyarat pada/melalui satu saluran
  berlebarjalur L, isyarat yang muncul di hujung
  tersebut akan mempunyai lebarjalurnya dikurangkan
  mengikut lebarjalur L saluran tersebut
• Lebarjalur suatu saluran menghadkan kadar bit
  maksima yang boleh dihantar

18
Figure 3.13 Bandwidth
19
Example
If a periodic signal is decomposed into five sine
waves with frequencies of 100, 300, 500, 700,
and 900 Hz, what is the bandwidth? Draw the
spectrum, assuming all components have a maximum
amplitude of 10 V.
Solution
B fh - fl 900 - 100 800 Hz The spectrum
has only five spikes, at 100, 300, 500, 700, and
900 (see Figure 13.4 )
20
Figure 3.14 Example 3
21
Example
A signal has a bandwidth of 20 Hz. The highest
frequency is 60 Hz. What is the lowest frequency?
Draw the spectrum if the signal contains all
integral frequencies of the same amplitude.
Solution
B fh - fl 20 60 - fl fl 60 - 20 40 Hz
22
Figure 3.15 Example 4
23
Example
A signal has a spectrum with frequencies between
1000 and 2000 Hz (bandwidth of 1000 Hz). A medium
can pass frequencies from 3000 to 4000 Hz (a
bandwidth of 1000 Hz). Can this signal faithfully
pass through this medium?
Solution
The answer is definitely no. Although the signal
can have the same bandwidth (1000 Hz), the range
does not overlap. The medium can only pass the
frequencies between 3000 and 4000 Hz the signal
is totally lost.
24
Had Kadar Data

• Selaju manakah data boleh dihantar (dlm bps)
  melalui suatu saluran?
• Kadar data bergantung kepada
• Lebarjalur saluran
• Paras isyarat yang digunakan
• Kualiti saluran (paras hingarnya)
• 2 formula untuk mengira kadar data
• Teori Nyquist (tanpa ambilkira hingar)
• Teori Shannon (mengambilkira hingar)

25
Kadar bit Nyquist

• KadarBit 2 x Lebarjalur x log2L
• Lebarjalur adalah lebarjalur bagi sesuatu saluran
• L ialah bilangan paras diskret isyarat yang
  diguna untuk mewakilkan data
• KadarBit ialah kadar bit dlm bit/s
• Jika satu saluran mempunyai lebarjalur 3kHz dan
  memindahkan isyarat yg mempunyai 2 paras diskret,
  maka
• KadarBit 2 x 3000 x log22 6000 bps

26
Example nyquist
Consider the same noiseless channel, transmitting
a signal with four signal levels (for each level,
we send two bits). The maximum bit rate can be
calculated as
Bit Rate 2 x 3000 x log2 4 12,000 bps
27
Kapasiti Shannon

• Kapasiti Lebarjalur x log2 (1 NIH)
• Lebarjalur adalah lebarjalur bagi sesuatu saluran
• NIH ialah nisbah isyarat-hingar nisbah
  statistik kekuatan isyarat berbanding kekuatan
  hingar
• Kapasiti ialah kapasiti saluran dlm bit persaat
• Jika paras hingar saluran sgt tinggi, NIHnya
  menghampiri sifar
• Kapasiti 3000 x log2 (1 0)
• 3000 x log2 1
• 3000 x 0
• 0
• Langsung tiada isyarat yang dapat dihantar

28

• Teori Shannon tidak menyatakan bagaimana kapasiti
  saluran dicapai
• Saluran hanya mencapai had tersebut
• Tugas menyediakan kecekapan saluran yang tinggi
  adalah teknik pengekodan
• Kegagalan untuk memenuhi tahap persembahan yang
  sempurna diukur oleh kadar bit ralat - KBR
  (bit-error-rate)
• KBR 10-4 bermaksud secara puratanya 1 bit dalam
  setiap 104 bit yang diterima akan
  disalahterjemahkan

29
Table 3.1 Units of periods and frequencies
Unit Equivalent Unit Equivalent
Seconds (s) 1 s hertz (Hz) 1 Hz
Milliseconds (ms) 103 s kilohertz (KHz) 103 Hz
Microseconds (ms) 106 s megahertz (MHz) 106 Hz
Nanoseconds (ns) 109 s gigahertz (GHz) 109 Hz
Picoseconds (ps) 1012 s terahertz (THz) 1012 Hz
30
Example
We have a channel with a 1 MHz bandwidth. The SNR
for this channel is 63 what is the appropriate
bit rate and signal level?
Solution
First, we use the Shannon formula to find our
upper limit.
C B log2 (1 SNR) 106 log2 (1 63) 106
log2 (64) 6 Mbps
Then we use the Nyquist formula to find the
number of signal levels. For better performance
we Choose something lower (4Mbps)
4 Mbps 2 ? 1 MHz ? log2 L ? L 4
31
Example 10
We can calculate the theoretical highest bit rate
of a regular telephone line. A telephone line
normally has a bandwidth of 3000 Hz (300 Hz to
3300 Hz). The signal-to-noise ratio is usually
3162. For this channel the capacity is calculated
as
C B log2 (1 SNR) 3000 log2 (1
3162) 3000 log2 (3163) C 3000 ?
11.62 34,860 bps
32
Figure 3.23 Distortion
33
Herotan lengah (delay distortion)

• Gangguan kelambatan ini adalah fenomena dalam
  transmisi menggunakan dawai, kerana kelajuan
  pergerakan isyarat melalui dawai berubah-ubah
  mengikut frekuensi
• Oleh itu isyarat yang dihantar menggunakan
  frekuensi berbeza akan sampai pada penerima pada
  masa yang berbeza
• Herotan lengah meningkat dengan kadar bit kerana
  apabila kadar bit meningkat, sebilangan komponen
  frekuensi dilengahkan dan mula mengganggu
  komponen frekuensi bagi bit yang dihantar kemudian

34
Figure 3.24 Noise
35
Ciri-ciri Isyarat Yg Lain
Throughput Propagation Speed Propagation
Time Wavelength
36
Figure 3.25 Throughput
37
Figure 3.26 Propagation time
38
Figure 3.27 Wavelength

• The distance a simple signal can travel in one
  period
• Wavelength Propagation speed / frequency