LKPD Informatika Kelas 11: Melakukan Pengiriman Data Sinyal Digital Melalui Pengkodean Data Antar Perangkat

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Melakukan pengiriman data antar perangkat dalam jaringan komputer

PETUNJUK UMUM

• Bentuk kelompok kerja yang terdiri dari 3–4 orang.
• Pelajari skenario pengiriman data digital antar perangkat (pengiriman file dari flash drive/pengirim ke komputer penerima via transmisi sinyal digital).
• Lakukan setiap tahapan simulasi transmisi data secara berurutan: pengodean (encoding) sinyal di sisi pengirim, transmisi deret sinyal melalui media, dan penguraian (decoding) di sisi penerima.
• Gunakan penggaris dan pensil warna untuk menggambarkan level tegangan sinyal agar mudah dibaca dan diverifikasi oleh anggota kelompok lain.
• Diskusikan hasil rekonstruksi bit data di sisi penerima untuk memastikan tidak ada kesalahan bit saat proses pengiriman data berlangsung.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Simulasi Pengiriman Data 1: Line Coding Unipolar NRZ dan Polar NRZ-L

Estimasi: 40 menit

Alat & Bahan:

• Lembar kisi grafik pulsa sinyal digital
• Penggaris
• Pensil/pena warna (merah untuk level tinggi, hitam/biru untuk level rendah/nol)

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati skenario: Perangkat A hendak mengirimkan byte data biner [1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0] ke Perangkat B.
2. Gunakan aturan pengodean Unipolar NRZ: Bit 1 dikirimkan sebagai tegangan tinggi (+V) dan Bit 0 dikirimkan sebagai tanpa tegangan (0V).
3. Gunakan aturan pengodean Polar NRZ-L (Non-Return to Zero-Level): Bit 0 dikirimkan sebagai level tegangan positif (+V) dan Bit 1 dikirimkan sebagai level tegangan negatif (-V).
4. Lakukan konversi data biner menjadi deretan level sinyal digital pada kisi transmisi yang disediakan.
5. Tukarkan hasil sinyal ke kelompok pasangan Anda yang bertindak sebagai Perangkat Penerima untuk membaca kembali (decode) sinyal tersebut menjadi data biner asli.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan deret data biner [1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0], tentukan urutan tingkat tegangan sinyal digital yang dikirimkan Perangkat A ke Perangkat B menggunakan metode Unipolar NRZ untuk setiap interval clock (T1 sampai T8)!

2. Lakukan pembentukan sinyal pengiriman data dengan Polar NRZ-L untuk deret data biner yang sama [1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0]. Tentukan urutan tingkat tegangan (+V atau -V) dari interval T1 hingga T8 saat data melintasi jalur transmisi!

3. Perangkat B menerima deret level sinyal Polar NRZ-L berikut: [+V, -V, -V, +V, -V, +V, +V, -V]. Lakukan proses penerimaan (decoding) untuk mengembalikan sinyal tersebut menjadi deret data biner asli!

Tabel 8 kolom interval (T1–T8) dengan baris: Bit Biner Asli, Level Sinyal Unipolar NRZ (+V/0V), dan Level Sinyal Polar NRZ-L (+V/-V). Baris terakhir: Ruang isian deret 8-bit hasil decoding sinyal yang diterima.

Kegiatan 2: Simulasi Pengiriman Data 2: Pengodean Diferensial NRZ-I pada Antarmuka USB

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Pensil dan penggaris
• Format kisi diagram pulsa gelombang diskret

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati skenario Aktivitas JKI-K11-06: Pengiriman file dari USB Flash Drive ke Laptop menggunakan protokol antarmuka USB dengan line coding NRZ-I (Non-Return to Zero-Invert).
2. Pahami aturan kerja pengiriman NRZ-I: Terjadi transisi/perubahan level tegangan pada awal interval jika bit yang dikirim bernilai '0', dan TIDAK terjadi transisi tegangan jika bit yang dikirim bernilai '1'.
3. Kondisi awal level sinyal sebelum transmisi (level awal referensi) disepakati berada pada tegangan tinggi (+V).
4. Lakukan proses pengiriman deretan data paket kontrol: [0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1] dari flash drive ke pengontrol laptop dengan menentukan transisi level sinyal pada setiap bit.
5. Gambarkan bentuk gelombang sinyal diskret pengiriman data tersebut secara berurutan dari interval T1 hingga T8.

Pertanyaan:

1. Dengan level awal referensi +V, tentukan ada atau tidaknya transisi tegangan dan catat tingkat tegangan akhir (+V atau -V) untuk setiap bit dari deret data [0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1] saat dikirim menggunakan NRZ-I!

2. Gambarkah bentuk pulsa sinyal diskret transmisi data NRZ-I di atas pada kisi sinyal tegangan (+V dan -V) sepanjang interval waktu T1 hingga T8 secara kontinu!

3. Jika laptop penerima menangkap pulsa sinyal NRZ-I dengan urutan tegangan per interval: [-V, +V, +V, -V, +V, +V, -V, -V] (dengan level awal referensi sinyal sebelum T1 adalah -V), lakukan rekonstruksi (decoding) pengiriman data untuk menentukan deret bit biner yang berhasil diterima!

Tabel analisis transisi 8 kolom (Bit, Ada/Tidak Transisi, Level Tegangan Akhir) diikuti grid kisi koordinat horizontal-vertikal bersumbu +V dan -V untuk menggambar bentuk gelombang pulsa digital.

Kegiatan 3: Praktik Transmisi Data Lengkap Pengirim-Media-Penerima (End-to-End Transmission)

Estimasi: 50 menit

Alat & Bahan:

• Tabel konversi ASCII-Biner
• Formulir lembar kerja pertukaran data pengirim-penerima

Petunjuk Pengerjaan:

1. Bagi peran dalam kelompok: Anggota 1 & 2 bertindak sebagai 'Node Pengirim' (Transmitter), Anggota 3 & 4 bertindak sebagai 'Node Penerima' (Receiver).
2. Node Pengirim menerima pesan rahasia berupa 2 karakter ASCII: 'OK'. Konversikan karakter ke biner 8-bit standar ('O' = 01001111, 'K' = 01001011).
3. Pilih metode transmisi Bipolar AMI (Alternate Mark Inversion): Bit 0 = level 0V; Bit 1 = level +V dan -V secara bergantian (selang-seling). Level awal pembalikan dimulai dari +V.
4. Node Pengirim menyusun dan mengirimkan deret level tegangan ke media transmisi (tabel transmisi).
5. Node Penerima hanya melihat tabel deret level tegangan pada media, kemudian melakukan decoding menjadi biner dan merekonstruksi kembali karakter aslinya.
6. Lakukan verifikasi bersama: Cocokkan apakah data karakter yang diterima persis sama dengan yang dikirim.

Pertanyaan:

1. Node Pengirim: Lakukan pengodean transmisi Bipolar AMI untuk karakter 'O' (biner: 01001111). Tuliskan deret level tegangan (0V, +V, atau -V) yang dikirimkan ke saluran transmisi secara berurutan!

2. Node Pengirim: Lanjutkan pengiriman untuk karakter 'K' (biner: 01001011). Dengan melanjutkan polaritas terakhir dari karakter sebelumnya (terakhir adalah +V, maka bit 1 berikutnya harus -V), tuliskan urutan level tegangan transmisi untuk karakter 'K'!

3. Node Penerima: Pada saluran transmisi diterima paket sinyal berikut: [0V, +V, -V, 0V, +V, 0V, 0V, 0V]. Lakukan proses decoding sinyal Bipolar AMI tersebut menjadi deretan bit biner 8-bit, lalu tentukan nilai heksadesimal dari byte data tersebut!

Tabel transmisi dua arah (Kanal Pengirim dan Kanal Penerima) dengan kolom: No Bit (1-8), Data Biner Input, Level Sinyal Terkirim (0V/+V/-V), Level Sinyal Terbaca Penerima, Hasil Rekonstruksi Bit, dan Kotak Validasi Keberhasilan Transmisi (Cocok/Tidak Cocok).

REFLEKSI

1. Bagian mana dari proses pengubahan data biner menjadi level sinyal fisik yang menuntut ketelitian paling tinggi saat kelompokmu melakukan pengiriman data?

2. Mengapa sinkronisasi aturan pengodean antara perangkat pengirim dan perangkat penerima mutlak diperlukan agar data yang dikirimkan tidak mengalami korupsi/kesalahan bit?

3. Setelah mencoba simulasi pengiriman data secara langsung, bagaimana pemahamanmu mengenai cara perangkat digital di sekitarmu (seperti laptop, smartphone, dan kabel LAN/USB) saling bertukar informasi?