Diktatkomdat

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat-Nya, sehingga Diktat Komunikasi Data ini dapat diselesaikan.

Diktat Komunikasi Data ini memuat materi tentang Konsep Dasar

Komunikasi Data, Teknik Komunikasi Data, Pengkodean Data, Flow Control dan

Error Control, Perangkat Komunikasi Data, Teknik Dasar Kompresi Data dan

Protokol & OSI Layer. Pada setiap akhir BAB diberikan soal-soal latihan, sehingga

mahasiswa dapat lebih memahami contoh-contoh aplikasi komunikasi data.

Penulis menyadari bahwa Diktat ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh

karena itu, respon berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca

demi penyempurnaan Diktat ini akan sangat penulis harapkan.

Akhir kata, kepada seluruh pihak yang telah membantu terlaksananya edisi

perdana Diktat Komunikasi Data ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih.

Penulis,

ANGGUN FITRIAN ISNAWATI, ST

Diktat Komunikasi Data by Anggun Fitrian Isnawati, ST 1

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN ...........................................................................i

KATA PENGANTAR ...........................................................................1

DAFTAR ISI ...........................................................................2

BAB I KONSEP DASAR KOMUNIKASI DATA..........................................3

1.1 Definisi Komunikasi Data...........................................................3

1.2 Komponen Dasar Komunikasi Data...........................................5

BAB II TEKNIK KOMUNIKASI DATA..........................................................7

2.1 Mode Hubungan Komunikasi Data............................................7

2.2 Mode Transmisi Data................................................................9

2.3 Media Komunikasi Data............................................................15

2.4 Gangguan Transmisi.................................................................19

2.5 Link Power Budget....................................................................22

BAB III PENGKODEAN DATA....................................................................24

3.1 Data Digital, Sinyal Digital.........................................................25

3.2 Data Digital, Sinyal Analog........................................................28

3.3 Data Analog, Sinyal Digital........................................................32

3.4 Data Analog, Sinyal Analog.......................................................35

3.5 Multiplexing...............................................................................36

BAB IV FLOW CONTROL DAN ERROR CONTROL..................................39

4.1 Kendali Aliran (Flow Control).....................................................39

4.2 Kendali Kesalahan (Error Control).............................................41

BAB V PERANGKAT KOMUNIKASI DATA................................................49

5.1 Terminal Data............................................................................49

5.2 Modem......................................................................................50

5.3 Interface RS 232.......................................................................52

BAB VI TEKNIK DASAR KOMPRESI DATA................................................54

6.1 Tipe Kompresi Data...................................................................54

6.2 Huffman Coding........................................................................56

BAB VII PROTOKOL DAN OSI LAYER........................................................62

7.1 Konsep Dasar Protokol.............................................................62

7.2 OSI Layer..................................................................................64


BAB I

KONSEP DASAR KOMUNIKASI DATA

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM:

Mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan mengenai konsep dasar komunikasi data.

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS :

1. Memahami definisi dan konsep dasar komunikasi data.

2. Memahami komponen dasar komunikasi data.

3. Menerangkan beberapa aplikasi dari konsep dasar komunikasi data secara sederhana.

1.1 DEFINISI KOMUNIKASI DATA

Komunikasi Data adalah hubungan antara dua perangkat terminal (disebut sebagai

Transmitter Tx dan Receiver Rx) dalam proses pertukaran informasi yang terhubung

secara langsung. Jadi, kegunaan dasar dari komunikasi ini adalah menjalankan

pertukaran data antara min.2 pihak (Tx dan Rx).

Berikut ini adalah contoh blok diagram model komunikasi yang paling sederhana:

(a) Blok Diagram Umum

(b) Contoh Komunikasi Sederhana

Blok diagram tersebut menguraikan tentang pengiriman data (message) dengan

konsep yang paling sederhana, untuk contoh kompleks seperti konsep dasar e-mail yang

tidak terlepas dari perangkat input personal komputer ditambah accessories dan

komponen transmisi.

Sebelum melangkah lebih jauh, ada baiknya terlebih dahulu memahami perbedaan

definisi-definisi berikut:

Diktat Komunikasi Data by Anggun Fitrian Isnawati, ST

Sumber Tx Media Transmisi

Rx Tujuan

WorkStation Mode

mKabel Tembaga

Modem Server

3

Data : Fakta, konsep, instruksi dalam hal ini untuk komunikasi, interpretasi, hasil

proses oleh manusia atau mesin automatik.

Informasi : Data yang dapat digunakan untuk maksud tertentu.

Sinyal : Suatu gelombang elektromagnetik atau optik yang menjalar sepanjang

media transmisi. Atau dengan kata lain, sinyal adalah data yang telah diolah

untuk dapat dilewatkan melalui media transmisi.

Item-item dasar tentang uraian tugas yang harus dikerjakan oleh sistem komunikasi

data antara lain:

Transmisi System Utilization

Untuk efisiensi fasilitas transmisi dalam jumlah penggunaan perangkat.

Penggunaan teknik multiplexing (multiplexer).

Interfacing (Antarmuka)

Untuk dapat berkomunikasi satu sama lain pada sistem transmisi.

Penggunaan interface RS 232 C untuk komunikasi DTE/PC dengan DCE/ Modem.

Signal Generation (Pembaharuan/ Pembangkitan Sinyal)

Untuk pembentukan sinyal dan pembaharuan / peningkatan intensitas sehingga

memungkinkan Rx untuk menerima sinyal sesuai aslinya.

Adanya perangkat amplifier (dalam repeater) ataupun pulse regenerator (dalam

komunikasi digital).

Synchronization (Sinkronisasi)

Untuk mengetahui kapan sinyal mulai dikirim dan diterima sampai waktu

penerimaan berakhir serta untuk menentukan selang waktu setiap elemen sinyal.

Bila kontrol SYN dalam transmisi serial sinkron, dan sinkronisasi dalam

penggunaan kode bit, start bit dan stop bit asinkron.

Error Detection & Correction (Deteksi dan Koreksi Kesalahan)

Untuk mengetahui kesalahan dan mengkoreksinya, diperlukan bilamana tidak

terdapat toleransi terhadap kesalahan.

Adanya bit paritas (proses parity check) dalam error control, untuk transfer file dari

satu PC ke PC lain.

Flow Control (Kendali Aliran)

Untuk menentukan aliran pengiriman data secara cepat dan benar sampai ke

tujuan.

Proses pengiriman data dari Tx sampai dengan Rx.


Addressing dan Routing (Pengalamatan dan Perutean)

Untuk menentukan rute transfer data sesuai dengan alamat tujuan (proses

pengalamatan dan rute), diperlukan apabila fasilitas transmisi mempunyai jaringan

yang kompleks sehingga pengiriman informasi sampai ke tujuan dengan cepat dan

benar.

Message Formating (Format Data)

Untuk keseragaman format data dan kriteria perangkat transmisi yang digunakan.

Kedua stasiun menggunakan kode biner yang sama untuk tiap karakternya.

Protection (Pengamanan)

Untuk keamanan data (file), diperlukan supaya pengiriman data hanya sampai ke

tempat yang dituju.

Adanya sistem transfer file dengan menggunakan password.

1.2 KOMPONEN DASAR KOMUNIKASI DATA

Dari model komunikasi yang ada, dapat diketahui komponen dasar pada

komunikasi data, yakni :

1. Sumber (Source)

Berfungsi membangkitkan data sehingga dapat ditransmisikan.

2. Pengirim (Transmitter)

Berfungsi menghasilkan sinyal-sinyal elektromagnetik yang dapat diransmisikan

melewati beberapa sistem transmisi.

3. Sistem Transmisi (Transmission System)

Berfungsi menghubungkan antara sumber dengan tujuan, dapat berupa jalur transmisi

tunggal (single transmission line) atau jaringan kompleks (complex network).

4. Penerima (Receiver)

Berfungsi menerima sinyal dari sistem transmisi dan mengubahnya ke dalam bentuk

tertentu supaya dapat ditangkap oleh tujuan.

5. Tujuan (Destination)

Menangkap data yang dihasilkan oleh receiver.


SOAL-SOAL LATIHAN

1. Jelaskan berikut gambar blok diagram tentang definisi komunikasi data dan berikan

contoh secara sederhana.

Jawab :

Berikut ini adalah contoh blok diagram model komunikasi yang

paling sederhana:

(a) Blok Diagram Umum

(b) Contoh Komunikasi Sederhana

Blok diagram tersebut menguraikan tentang pengiriman data (message) dengan

konsep yang paling sederhana, untuk contoh kompleks seperti konsep dasar e-mail yang

tidak terlepas dari perangkat input personal komputer ditambah accessories dan

komponen transmisi.

2. Jelaskan perbedaan sinyal dan data.

Jawab:

- sinyal Suatu gelombang elektromagnetik atau optik yang menjalar sepanjang media

transmisi. Atau dengan kata lain, sinyal adalah data yang telah diolah untuk dapat

dilewatkan melalui media transmisi.

- data adalah Fakta, konsep, instruksi dalam hal ini untuk komunikasi, interpretasi,

hasil proses oleh manusia atau mesin automatik.

3. Jelaskan komponen dasar yang harus ada pada sistem komunikasi data.

Jawab:

- Sumber (Source)

Berfungsi membangkitkan data sehingga dapat ditransmisikan.

- Pengirim (Transmitter)

Berfungsi menghasilkan sinyal-sinyal elektromagnetik yang dapat diransmisikan

melewati beberapa sistem transmisi.


Sumber Tx Media Transmisi

Rx Tujuan

WorkStation Mode

mKabel Tembaga

Modem Server

6

- Sistem Transmisi (Transmission System)

Berfungsi menghubungkan antara sumber dengan tujuan, dapat berupa jalur transmisi

tunggal (single transmission line) atau jaringan kompleks (complex network).

- Penerima (Receiver)

Berfungsi menerima sinyal dari sistem transmisi dan mengubahnya ke dalam bentuk

tertentu supaya dapat ditangkap oleh tujuan.

- Tujuan (Destination)

Menangkap data yang dihasilkan oleh receiver.

4. Apa yang anda ketahui tentang transmitter dan receiver?

Jawab:

- transmiter berfungsi menghasilkan sinyal-sinyal elektromagnetik yang dapat

diransmisikan melewati beberapa sistem transmisi.

- receiver Berfungsi menerima sinyal dari sistem transmisi dan mengubahnya ke dalam

bentuk tertentu supaya dapat ditangkap oleh tujuan

5. Jelaskan fungsi interfacing, synchronization dan protection pada komunikasi data

-Interfacing (Antarmuka)

Untuk dapat berkomunikasi satu sama lain pada sistem transmisi.

Penggunaan interface RS 232 C untuk komunikasi DTE/PC dengan DCE/ Modem.

Synchronization (Sinkronisasi)

Untuk mengetahui kapan sinyal mulai dikirim dan diterima sampai waktu

penerimaan berakhir serta untuk menentukan selang waktu setiap elemen sinyal.

Bila kontrol SYN dalam transmisi serial sinkron, dan sinkronisasi dalam

penggunaan kode bit, start bit dan stop bit asinkron.

Protection (Pengamanan)

Untuk keamanan data (file), diperlukan supaya pengiriman data hanya sampai ke

tempat yang dituju.

Adanya sistem transfer file dengan menggunakan password.


BAB II

TEKNIK KOMUNIKASI DATA


Mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan mengenai teknik komunikasi data.


1. Memahami jenis mode hubungan komunikasi data dan contoh aplikasinya.

2. Memahami jenis mode transmisi data dan contoh aplikasinya.

3. Memahami jenis-jenis media komunikasi data

4. Memahami jenis-jenis gangguan pada transmisi data

5. Menghitung anggaran daya saluran (link budget) secara sederhana.

2.1MODE HUBUNGAN KOMUNIKASI DATA

Mode hubungan komunikasi data adalah sifat dari suatu komunikasi yang berkaitan

dengan arah dan waktu komunikasi. Berdasarkan definisi tersebut, mode hubungan untuk

komunikasi data di bagi menjadi beberapa konsep :

1. Mode Simplex (One Way Bridge)

Dalam operasi transmisi simpleks, komunikasi yang terjalin hanya satu arah. Satu

stasiun sebagai pemancar dan stasiun lainnya berfungsi sebagai penerima. Contoh:

komunikasi radio/ TV broadcasting.

2. Mode Half Duplex (Two Way Alternate)

Dalam operasi transmisi half duplex, kedua stasiun dapat berfungsi sebagai Tx

ataupun Rx, tetapi dilakukan secara bergantian dimana dalam satu waktu hanya satu

terminal yang dapat mengirimkan data. Sedangkan waktu yang diperlukan untuk

mengganti arah komunikasi data disebut turn- around time. Contoh: komunikasi

menggunakan Handy Talky (HT).

3. Mode Full Duplex (Two Way Simultaneous)


Dalam operasi transmisi full duplex, komunikasi data dilakukan dua arah penuh

dalam artian bahwa masing-masing terminal bisa mengirimkan data secara bersamaan/

simultan. Atau dengan kata lain, kedua stasiun pada saat yang sama dapat berfungsi

sebagai pemancar maupun sebagai penerima. Contoh: komunikasi telepon, komunikasi

data dengan saluran sewa (leased line).

Selain itu, terdapat beberapa definisi mengenai bentuk hubungan komunikasi data

yaitu:

Direct Link

Pada sistem transmisi merupakan hubungan antara dua perangkat melalui

propagasi sinyal secara langsung dari transmitter ke receiver tanpa perangkat

tambahan untuk memperkuat sinyal seperti pulse regenerator atau amplifier. Contoh :

hubungan Tx dan Rx tanpa melewati repeater / relay.

Indirect Link

Pada sistem ini, hubungan Tx dan Rx tidak dalam propagasi sinyal secara

langsung tetapi melewati perangkat repeater / amplifier.

Point to Point

Adalah hubungan komunikasi dari satu titik terminal ke titik terminal yang lain

dan hanya 2 terminal tersebut yang menggunakan media secara sharing. Contoh:

hubungan telepon dari satu pelanggan ke pelanggan yang lain melalui jaringan kabel.

Point to Multipoint

Adalah hubungan komunikasi dari satu titik terminal ke banyak/ beberapa titik

terminal yang lain dan lebih dari 2 terminal yang menggunakan media scara sharing.

Contoh : - komunikasi seluler dari BTS ke mobile phone

- radio broadcast (dalam sistem komunikasi radio)

- komunikasi satelit ke stasiun bumi

2.2MODE TRANSMISI DATA

Dalam sistem komputer, karakter-karakter disajikan dalam bentuk data yang terdiri

dari sederetan angka biner atau bit. Data dapat dikirimkan ke terminal atau modem

dengan menggunakan mode transmisi Paralel dan Serial.


1. TRANSMISI PARALEL

Pada transmisi paralel, bit-bit yang membentuk karakter dikirimkan secara

serempak / bersamaan melewati sejumlah penghantar (multiline) yang terpisah (tiap bit

dari blok data mempunyai signal line sendiri-sendiri).

Tx Rx

LSB 1 1

0 0

0 0

MSB 1 1

Sifat transmisi Paralel:

Digunakan terbatas hanya untuk jarak / panjang kabel yang relatif pendek ( 2 m)

Biaya penggunaan kabel penghantar (multiconductor cable) relatif tinggi

Berkecepatan tinggi tapi masalah skew lebih sering muncul, terpengaruh dengan

semakin panjangnya kabel yang digunakan. Skew adalah efek yang terjadi pada

pengiriman sejumlah bit secara serempak dan tiba pada tempat yang dituju dalam

waktu yang tidak bersamaan.

2. TRANSMISI SERIAL

Pada sistem transmisi serial, pengiriman informasi dilakukan bit demi bit melalui

singleline. Dalam pengiriman data serial terdapat sinkronisasi antara pengirim dan

penerima. Pengiriman dimulai dari LSB dan diakhiri dengan MSB. Data paralel internal

dimasukkan ke pengubah paralel/ seri yang berupa IC UART (Universal Asyncronous

Receiver Transmitter) untuk arah kirim, begitu juga sebaliknya untuk arah terima diubah ke

bentuk paralel sebelum diteruskan ke komputer.

Sifat transmisi serial:

Digunakan untuk sambungan dengan jarak relatif lebih jauh.

Karena bit-bit dikirimkan secara sekuen/ berurutan, kecepatan pemindahan data lebih

rendah dibanding dengan transmisi paralel.

Transmisi serial menimbulkan 3 masalah penyesuaian yaitu penyesuaian bit,

penyesuaian karakter dan penyesuaian blok data, tujuannya agar data yang dikirim

dapat ditafsirkan secara tepat dan benar oleh penerima.

Transmisi suatu aliran bit dari satu perangkat ke perangkat lain sepanjang jalur

transmisi melibatkan kerjasama dan kesesuaian antara kedua perangkat tersebut. Salah


satu persyaratan terpenting untuk itu adalah sinkronisasi. Karena data akan ditransmisikan

dalam bentuk bit sekaligus di sepanjang media, sehingga waktu (rate, durasi, dan jarak)

bit-bit ini harus sama untuk transmitter dan receiver. Berdasarkan cara pengiriman bitnya,

terdapat dua teknik yang biasa digunakan dalam transmisi serial yaitu sinkron dan

asinkron.

a. Transmisi Serial Sinkron

Pada transmisi sinkron, sejumlah blok data dikirimkan secara kontinyu dengan

pewaktuan tetap dan tanpa adanya pembatas (gap). Interval waktu antara bit terakhir dari

suatu karakter berikutnya adalah nol atau kelipatan bulat perioda waktu pengiriman satu

karakter.

Gambar Format Frame Serial Sinkron

Sifat transmisi sinkron:

Dapat bekerja dengan laju kecepatan relatif tinggi (very high performance), mulai dari

100 kbps sampai dengan beberapa Mbps.

Untuk blok data yang cukup besar, efisiensi transmisi sinkron tinggi karena hanya

menggunakan single preamble dan postamble (overhead per blok data)

Idle time hanya antar blok karakter sehingga throughput tinggi

Adanya level sinkronisasi lain yang diperlukan yang memungkinkan receiver

menentukan awal dan akhir suatu blok data.

Karena data yang dikirim tanpa pembatas, maka perlu adanya buffer (sistem

penyangga) baik di sisi pengirim ataupun di penerima

Rangkaian transmisi sinkron kompleks dan mahal

Aplikasi transmisi sinkron:

Komunikasi computer to computer (bus)

Komunikasi telepon

Komunikasi dengan jumlah data besar


b. Transmisi Serial Asinkron

Pada transmisi asinkron, tidak ada perioda waktu yang ditentukan antara karakter-

karakter yang ditransmisikan. Hal ini berarti bahwa setiap karakter yang ditransmisikan

berjalan dengan bit awal (start bit) dan bit akhir (stop bit) yang menandakan permulaan

dan akhir transmisi (LSB dikirim terlebih dahulu). Bit awal dan bit akhir tidak membawa

informasi tetapi hanya sebagai pembatas bit-bit data yang menunjukkan awal dan akhir

setiap karakter.

Gambar Format Serial Asinkron

Selain bit pembatas juga disertakan bit paritas yang berfungsi untuk mendeteksi

kesalahan tunggal pada setiap karakter. Bit paritas ini akan dipasang pada ‘1’ atau ‘0’

untuk meyakinkan cacah bit ‘1’ pada setiap karakter adalah genap untuk paritas genap,

atau ganjil untuk paritas ganjil. Sehingga setiap karakter mempunyai panjang 10 bit.

Pada keadaan tidak berfungsi, pengirim akan mempertahankan tegangan jalur

pada biner ‘1’ sedangkan pada saat pengirim mempunyai karakter untuk dikirimkan,

pertama kali pengirim akan mengubah tegangan jalur menjadi ‘0’ (disebut bit awal). Pada

akhir setiap karakter, bit akhir dikirimkan, tegangan jalur adalah ‘1’ untuk menghentikan

detak (clock) penerima. Detak penerima akan menunggu sampai bit awal berikutnya.

Sifat transmisi asinkron :

Efisiensi tidak begitu tinggi, karena adanya overhead per karakter (perlu tambahan

bit sampai dengan 30%)

Untuk pengiriman single character, total overhead rendah.


Adanya idle time yang diperlukan antar karakter, maka akan banyak menyita waktu

(wasting time), sehingga troughput rendah.

Tidak memerlukan protokol tambahan untuk error detecting.

Berorientasi untuk setiap karakter (character oriented) dan bukan untuk

keseluruhan message.

Rangkaian transmisi asinkron sederhana dan murah

Hanya cocok untuk rangkaian data berkecepatan rendah (beberapa ribu char/s)

Aplikasi transmisi asinkron:

Komunikasi computer to computer (bus)

Komunikasi computer to printer

Komunikasi antar komputer dalam LAN

Komunikasi computer to pheriperal device

Komunikasi computer to telephone line

3. BIT RATE DAN BAUD RATE

Kecepatan bit data (bit rate) adalah kecepatan pengiriman informasi digital

melewati sirkit atau rangkaian dan dinyatakan dengan satuan bps (bit per second).

Untuk menghitung besar kecepatan data baik pada transmisi serial maupun paralel

dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut:

Bit Rate pada transmisi serial

R = b x D (bps)

b = log2 n

dengan b : pengelompokan bit

n : jumlah kombinasi bit

D : kecepatan modulasi ( dalam Baud )

Bit Rate pada transmisi paralel

R = m x b x D (bps)

dengan m : cacah penghantar yang digunakan

Kecepatan modulasi (D), atau sering disebut Baud Rate, adalah kecepatan

perubahan status logika pada deretan bit dan berbanding terbalik dengan durasi bit.

Satuan kecepatan modulasi adalah baud/s. Dengan demikian kecepatan data dan

kecepatan modulasi akan sama hanya jika jalur mempunyai dua kemungkinan kondisi (0


dan 1). Tetapi jika bit-bit dikelompokkan per dua bit, tiga bit atau bahkan 4 bit maka

kecepatan pengisyaratan data akan lebih cepat lagi dibanding kecepatan modulasi

sebesar (log2 n) kali lipat.

4. BURST RATE DAN THROUGHPUT

Pada kenyataannya, bit rate tidak bisa mengindikasikan jumlah karakter aktual

yang akan ditransfer. Istilah yang tepat untuk menunjukkan keadaan jumlah karakter

actual disebut throughput, dimana throughput ini digunakan sebagai pembanding antara

efisiensi kanal dengan jumlah maksimum characters/s untuk suatu data rate. Dalam hal

ini, data rate lebih ditekankan pada satuan characters/s.

Sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa pada kenyataanya

kecepatan data maksimum juga tidak dapat dicapai. Banyak faktor yang menyebabkan

berkurangnya kecepatan data, antara lain adalah waktu yang diperlukan untuk

handshaking, untuk receiver bisa menerima karakter berikutnya, untuk proses penerimaan

karakter-karakter protokol lainnya seperti preamble dan postamble, dan faktor lainnya.

Salah satu faktor tambahan adalah receiving buffer. Transmitter boleh jadi

mengirim data dengan kecepatan tinggi dan hampir tanpa jeda untuk pengiriman

karakternya. Tetapi sekali receiving buffer penuh, transmitter harus menghentikan

pengiriman untuk waktu yang cukup lama (long idle time) sampai dengan sistem di sisi

penerima selesai memproses data sekaligus mengosongkan buffer. Dalam hal ini,

transmisi dengan kecepatan tinggi (high-speed rate) disebut burst rate. Kecepatan data

secara keseluruhan yang merupakan rata-rata burst rate maupun idle time disebut actual

throughput.

Sebagai contoh, suatu sistem asinkron mengirim 100 karakter pada burst rate yang

mendekati maksimum untuk 9600 bps, atau sekitar 1000 char/s. Setelah 100 karakter

diterima, receiving buffer penuh dan perlu waktu sekitar 0.4 detik untuk

mengosongkannya. Dengan adanya burst rate sebesar 1000 char/s, maka kecepatan rata-

rata sebesar 100 karakter dalam waktu 0.1 detik, ditambah 0.4 detik untuk idle time, atau

sekitar 100 karakter dalam 0.5 detik. Sehingga throughput menjadi 100 char/0.5s atau 200

char/s, lebih lambat dibanding burst rate.

5. BIT ERROR RATIO (BER)

Sering disebut sebagai Bit Error Rate atau laju kesalahan bit. Pada proses

transmisi data, penerima harus dapat menentukan apakah bit yang diterima adalah bit ‘1’

atau bit ‘0’, dan ini dipengaruhi oleh bentuk gelombang yang diterima. Dengan kata lain,


semakin banyak derau dan tegangan pengganggunya, kemungkinan adanya kesalahan

pada sinyal yang diterima semakin besar. Bit Error Ratio didefinisikan sebagai berikut:

BER = jumlah bit yang diterima salah

jumlah total bit yang dikirimkan

Bit Error Ratio juga tergantung pada Signal to Noise Ratio (SNR) dari daya yang

digunakan untuk membawa sinyal data.

SNR = 10 log10 (S / N) dB

dengan S : daya sinyal rata-rata (Watt)

N : daya derau atau noise yang ada (Watt)

Semakin kecil nilai SNR maka BER akan semakin besar atau dengan kata lain semakin

kecil SNR semakin besar BER-nya.

Berdasarkan hukum Shannon-Hartley, kapasitas kanal didefinisikan sebagai berikut:

C = B log2 ( 1 + S/N ) bps

dengan C : Channel Capasity (bps)

B : Bandwidth kanal (Hz)

Sedangkan berdasarkan teori Nyquist, kapasitas kanan dirumuskan sebagai berikut:

C = 2B log2 M bps

dengan M : jumlah sinyal yang berlainan atau level voltase kuantisasi

2.3MEDIA KOMUNIKASI DATA

Pada dasarnya, media komunikasi data terbagi atas 2 jenis yaitu:

1. Media Transmisi Terpandu (Guided Transmission Medium)

Adalah media transmisi yang mempunyai bentuk fisik, seperti contohnya: serat optik,

twisted pair, coaxial, dan lain-lain.

2. Media Transmisi Tidak Terpandu (Unguided Transmission Medium)

Adalah media transmisi dengan gelombang elektromagnetik yang tidak mempunyai

bentuk fisik, contoh: propagasi melalui udara, air ataupun ruang hampa.

1. MEDIA TRANSMISI GUIDED


a. Saluran Kawat Terbuka

Merupakan media transmisi yang paling sederhana yang berupa kawat terbuka,

dapat untuk koneksi perangkat telekomunikasi sampai dengan 50 meter dengan bit rate

19,2 kbps. Sinyal yang disalurkan berupa tegangan atau arus listrik dalam 1 kawat,

sedang kawat yang satunya lagi untuk grounding.

Kelemahan:

Noise sinyal tinggi, karena mudah terkena radiasi elektromagnetik

Crosstalk, karena adanya kopling silang (cross-coupling) sinyal elektrik antara dua

kawat yang berdekatan.

b. Kabel Twisted Pair

Terbuat dari tembaga yang terisolasi. Jenis kabel ini paling banyak digunakan untuk

jaringan telepon. Ada 2 macam yaitu: Unshielded Twisted Pair (UTP) dan Shielded

Twisted Pair (STP) yang menggunakan protective screen / shield untuk mengurangi

pengaruh interferensi. Repeater spacing: 2 sampai 10 km.

Kelemahan:

Tidak dapat digunakan untuk kecepatan tinggi, kecepatan yang bisa dipakai adalah

1200 bps s/d 9600 bps untuk local loop.

Bandwidth terlalu sempit untuk multiple access (250 kHz)

Mudah terganggu oleh interferensi dari luar

Keuntungan:

Tidak memerlukan keahlian dan peralatan khusus untuk instalasi dan pemeliharaan

Relatif murah dalam pengadaan jaringan dan perbaikan

c. Kabel Coaxial

Konstruksinya hampir seperti kabel twisted pair dimana terdapat kawat/ core untuk

sisi terdalam, kemudian dibungkus material dielektrik dan akhirnya ditutup dengan jaket.

Karena kualitasnya lebih bagus dibanding twisted pair maka harganya juga lebih mahal.

Digunakan untuk komunikasi telepon jarak jauh (long distance telephone) dan transmisi

televisi serta untuk distribusi TV kabel dengan LAN. Dengan menggunakan teknologi

FDM, kabel coaxial mampu membawa lebih dari 10.000 kanal suara secara bersamaan,

dengan repeater spacing: 1 sampai 10 km.

Keuntungan:

Mampu menyalurkan data dengan kecepatan tinggi (BR 1 Mbps)


Bandwidth cukup lebar untuk multiple access (350 MHz)

Karena konstruksi terpusat dan berpengaman maka tidak mudah terinterferensi

sehingga kualitas sinyal lebih bagus.

Kekurangan:

Pemasangan lebih sulit dibanding twisted pair

Harga relatif lebih mahal jika dibanding dengan twisted pair karena

konstruksi lebih solid

Adanya peralatan khusus untuk menggunakan BW yang tersedia, biasanya pada

teknologi CATV (Community Antenna Television) dalam TV kabel

d. Kabel Serat Optik

Kabel serat optik ini tersusun atas tiga elemen dasar, yaitu:

Core

Cladding

Coating.

Sistem transmisi dengan serat optik menggunakan cahaya untuk pentransmisian

data. Penggunaan serat optik dalam sistem komunikasi optik adalah sebagai berikut:

Gambar Sistem Komunikasi Serat Optik

Keterangan:

Sumber cahaya (LASER, LED); mengubah energi listrik menjadi cahaya

Detektor (Photodioda); mengubah sinyal optik menjadi sinyal listrik

Keuntungan:

Kapasitas sangat besar dan kecepatan sangat tinggi (2 Gbps)

BW sangat lebar (s/d 2 GHz atau 104 sampai 105 kali bandwidth sistem komunikasi

suara)

Sangat ringan dengan ukuran diameter yang sangat kecil yaitu 3 – 50 m

Tidak menghantarkan listrik (isolator listrik) karena terbuat dari bahan gelas


Sumber Informasi

Rangkaian Detektor

Sumber Cahaya

Tujuan Detektor Cahaya

Rangkaian Kendali

Serat Optik

Kebal terhadap interferensi elektromagnetik dan frekuensi radio

Loss rendah / redaman kecil ( 0,2 dB/km) sehingga dapat mengurangi jumlah

repeater dan memperpanjang jarak tempuh. Baik untuk komunikasi jarak jauh dengan

repeater spacing: 10 sampai 100 km.

Keamanan signal lebih baik, karena cahaya yang tersalur dalam serat tidak mudah

terpancar keluar sehingga sinyal aman

Harga relatif murah jika dilihat dari kapasitas dan bahan yang digunakan

Kerugian:

Mahal untuk teknologi instalasi, pemeliharaan dan perbaikan

Memerlukan keahlian dan peralatan canggih dalam

pengoperasiannya

2. MEDIA TRANSMISI UNGUIDED

Selain menggunakan media fisik, data juga dapat ditransmisikan dengan

menggunakan gelombang elektromagnetik (radio) melalui berbagai sistem komunikasi

seperti sistem komunikasi satelit atau gelombang mikro teresterial (terrestrial microwave)

ataupun sistem komunikasi radio.

Pada transmisi satelit, bandwidth yang ditawarkan cukup tinggi (500 MHz) dengan

frekuensi dari 1 – 10 GHz dan mampu menyediakan ribuan saluran komunikasi data

kecepatan tinggi dengan menggunakan teknik multiplexing. Contoh hubungan point to

point dari sistem komunikasi satelit adalah hubungan antara stasiun bumi satu ke stasiun

bumi yang lain. Dalam hal ini, satelit berfungsi sebagai media reflektor (retransmitter).

Sedangkan contoh hubungan point to multipoint adalah hubungan dari Hub Station

(stasiun bumi) ke beberapa VSAT (Very Small Aperture Terminal), hubungan dari satelit

ke beberapa penerima di bumi (Direct Broadcast Satellite/ DBS).

Link teresterial umumnya digunakan apabila kondisi alamnya tidak memungkinkan

atau terlalu mahal untuk dipasang media transmisi fisik, sebagai contoh komunikasi yang

melewati sungai atau rawa bahkan padang pasir. Frekuensi gelombang mikro adalah dari

1 – 40 GHz dan tipe antena gelombang mikro yang paling umum adalah berbentuk

parabola ‘dish’. Antena gelombang mikro biasanya ditempatkan pada ketinggian tertentu

di atas tanah untuk memperluas jarak antar antena dan mampu untuk melakukan

transmisi dengan baik. Gelombang mikro terestrial akan dapat dilewatkan dengan baik jika

dalam kondisi LOS (Line Of Sight), dengan jarak maksimum antara antena yang

ditetapkan sebagai berikut:


Dimana d adalah jarak antar antena (km), h adalah tinggi antena (meter) dan K adalah

faktor penyesuaian pantulan gelombang mikro terhadap lengkung bumi (K= 4/3)

Sedang untuk komunikasi radio lebih banyak digunakan untuk menghubungkan

komputer data (terminal berbasis komputer) dalam satu kota dengan komputer lokal

maupun komputer jarak jauh, dengan frekuensi radio dari 30 MHz s/d 1 GHz. Radio juga

sering digunakan untuk komunikasi tanpa kabel (wireless link) antara titik terminasi kabel

tetap (fixed wire termination point) dengan komputer yang terdistribusi. Transmitter radio

atau yang lebih dikenal dengan BTS juga menyediakan saluran tanpa kabel (cordless)

dengan masing-masing komputer / terminal user.

Perbedaan antara komunikasi radio dengan microwave adalah radio bersifat

omnidirectional sedang microwave bersifat terfokus. Tidak seperti microwave, radio

kurang sensitif terhadap redaman karena curah hujan.

2.4 GANGGUAN TRANSMISI

Gangguan transmisi berpengaruh pada melemahnya kualitas sinyal (pada sinyal

analog) dan akan muncul error bit (pada sinyal digital).

Jenis gangguan yang paling signifikan antara lain atenuasi kabel, delay propagasi, derau

(noise), crosstalk, dan lain-lain.

ATENUASI

Dikenal juga dengan istilah redaman, dalam hal ini meredam sinyal sehingga

kekuatan sinyal berkurang seiring dengan penambahan jarak yang ditempuh. Atenuasi

menimbulkan tiga pertimbangan untuk membangun transmisi, yakni:

1. Sinyal yang diterima harus cukup kuat.

2. Sinyal harus mempertahankan level yang lebih tinggi dibanding derau.

3. Atenuasi merupakan fungsi frekuensi yang meningkat.

Pada saat arus atau tegangan dipropagasikan sepanjang jalur pengiriman,

amplitudonya secara perlahan-lahan akan semakin berkurang. Prosentase berkurangnya

arus atau tegangan akan sebanding dengan panjang jalur komunikasi, karena semakin

jauh jarak maka daya yang diterima akan semakin kecil. Dalam kasus ini, yang diukur

adalah atenuasi (redaman) dan amplifikasi (penguatan). Keduanya biasa dikenal dengan

istilah ‘gain’ dengan satuan dB.

Perumusan redaman dan penguatan adalah sebagai berikut:


Atenuasi = 10 log10 (P1 / P2) dB

Amplifikasi = 10 log10 (P2 / P1) dB

dengan P1 : level daya sinyal yang ditransmisikan (Watt)

P2 : level daya sinyal terima (Watt)

Suatu atenuasi (redaman) adalah penguatan yang bernilai negatif (gain negatif).

Untuk gelombang mikro (dan frekuensi radio), atenuasi dinyatakan sebagai berikut:

dimana d adalah jarak dan λ adalah panjang gelombang.

DELAY PROPAGASI SINYAL

Pada saat pengiriman data melalui media transmisi sangat mungkin terjadi delay

propagasi transmisi, baik delay sinyal elektrik, optik ataupun radio. Untuk kondisi terbaik

adalah propagasi sinyal melalui udara dengan kecepatan cahaya (3x108 m/s), sedangkan

kecepatan propagasi untuk twisted pair dan coaxial adalah 2/3 dari kecepatan cahaya

(sekitar 2x108 m/s).

Pengukuran waktu delay tidak hanya untuk delay waktu transmit (dikenal dengan

delay transmission, Tx) tetapi juga delay propagasi dari suatu link, Tp. Kemudian dari

kedua besaran tersebut dapat ditentukan rasio delay propagasi terhadap delay transmisi

(rasio-a) sebagai berikut:

dengan Tp : delay propagasi (detik)

Tx : delay transmisi (detik)

S : jarak (meter)

V : kecepatan propagasi (m/s)

N : jumlah bit yang ditansmisikan

R : bit rate link (bps)

DERAU

Merupakan faktor utama yang membatasi performansi sistem komunikasi yang

berisikan sinyal-sinyal yang tidak diharapkan. Dibagi menjadi 4 kategori yaitu:


1. Derau Suhu

Adalah gejolak thermal elektron yang muncul di semua perangkat elektronik dan

media transmisi serta merupakan fungsi temperatur, dan dirumuskan sebagai berikut:

N0 = kT (W/Hz)

N = kTB (dBW)

2. Derau Intermodulasi

Derau yang terjadi bila sinyal-sinyal pada frekuensi yang berlainan menggunakan

media transmisi yang sama.

3. Crosstalk

Terjadi karena kopel yang tidak diharapkan di antara path sinyal, atau dapat pula

terjadi karena kopel elektrik di antara twisted pair yang berdekatan. Atau terjadi juga bila

sinyal tersebut disebarkan melalui gelombang mikro.

4. Derau Impuls

Tidak terjadi secara terus menerus. Terjadi pada pulsa-pulsa yang tidak beraturan

atau amplitudo yang terlalu tinggi, dapat pula terjadi karena gangguan elektromagnetik

eksternal seperti halilintar.

2.5 LINK POWER BUDGET

Pada sistem transmisi komunikasi data, perlu diperhitungkan juga mengenai

anggaran daya saluran (Link Power Budget). Perhitungan ini dimaksudkan supaya dalam

komunikasi antara Tx dan Rx dapat diketahui maksimal redaman yang diperbolehkan atau

yang diijinkan dengan terlebih dahulu mengetahui batas daya minimum di sisi Rx yang

masih diterima dengan baik (batas minimal daya terima yang masih ditoleransi).

Link Power Budget ini diaplikasikan dalam seluruh sistem komunikasi baik guided

maupun unguided, masing-masing dengan spesifikasi redaman dan margin tersendiri.

Bentuk persamaan umum dari Link Power Budget adalah sebagai berikut:

P2 = P1 - Loss total + Margin

Loss total = loss kabel + loss sambungan + loss konektor

Jenis-jenis loss dalam komunikasi data :

1. Loss Kabel (dB/km)

Adalah loss yang terdapat pada kabel karena struktur dan bahan dalam pembuatan

kabel itu sendiri.


2. Loss Sambungan (dB/sambungan)

Adalah loss yang terdapat pada setiap sambungan yang mungkin terjadi pada

transmisi guided.

3. Loss Konektor (dB/konektor)

Biasanya terdapat pada komunikasi optik dengan konektor di sisi Tx dan Rx (2 buah

konektor).

SOAL-SOAL LATIHAN

1. Tentukan besar kapasitas kanal pada transmisi multimedia dengan

bandwidth 20 MHz dan SNR 27 dB.

2. Tentukan besar noise temperatur (N) dalam dBmW jika dioperasikan

pada temperatur 60o K di atas temperatur kamar.

3. Diketahui kecepatan modulasi 2400 baud. Bila aliran bit data

dikelompokkan menjadi kuabit paralel dan memerlukan waktu 3 menit 54 detik,

tentukan nilai BER untuk 6 bit yang salah.

4. Jika diketahui jarak Tx – Rx = 50 km, tentukan tinggi antena yang

diperlukan.

5. Sebuah transmisi antara 2 DTE tersusun atas 3 bagian yaitu

atenuasi 12 dB dan amplifikasi 15 dB serta atenuasi 4 dB. Jika sensitivitas daya yang

diterima minimal sebesar 20 mW, tentukan besar daya yang harus dipancarkan (P1)

dalam dBW dengan 2 cara pengerjaan.

6. Sebuah saluran transmisi fiber optik (0,2 dB/km) sepanjang 28 km

mempunyai daya pancar 600 mW. Jika daya yang diterima sebesar 90 mW, tentukan

loss tiap sambungan jika terdapat 3 buah sambungan dengan loss konektor masing-

masing 0,2 dB/konektor dan margin 2 dB.

7. Blok data 105 bit ditransmisikan pada suatu sistem full duplex.

Tentukan besar nilai rasio-a jika masing-masing link data mempunyai spesifikasi

sebagai berikut :

a. 60 km fiber optik dengan kecepatan 3 Mbps

b. 2500 km siskomsat dengan kecepatan 20 Mbps

8. Jelaskan disertai gambar tentang transmisi serial sinkron dan

asinkron.

9. Jelaskan tentang karakteristik guided medium berdasarkan

pembagiannya.


BAB III

PENGKODEAN DATA


Mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan mengenai teknik pengkodean data.


1. Memahami jenis-jenis pengkodean digital (modulasi digital).

2. Memahami jenis-jenis modulasi analog.

3. Memahami jenis-jenis dan aplikasi multiplexing.

Dalam sistem telekomunikasi, proses pengiriman data dari pengirim ke penerima

perlu menggunakan suatu teknik transmisi antara lain meliputi modulasi (penumpangan

sinyal informasi) dan multiplexing (penggabungan sinyal informasi). Teknik transmisi ini

dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi dalam pengiriman data serta memaksimalkan

media transmisi yang digunakan.

Modulasi merupakan proses penumpangan sinyal informasi (sinyal pemodulasi) ke

suatu sinyal pembawa (sinyal carrier) sedemikian hingga mempengaruhi pola kelakuan

parameter-parameter (amplitudo, frekuensi dan fasa) sinyal pembawa tersebut.

Untuk komunikasi data digital, sinyal output dikeluarkan oleh komputer dan

disalurkan ke media transmisi berupa sinyal digital. Sinyal digital mempunyai kelemahan

yaitu kemampuan transmisinya pendek karena pengaruh redaman maupun noise yang

cukup tinggi pada media transmisinya. Sedangkan analog mampu mencapai jarak yang

cukup jauh bahkan dengan mudah sinyal analog dapat diperkuat untuk mencapai jarak

pengiriman yang sangat jauh. Oleh karena itu, sinyal analog dimanfaatkan sebagai sinyal

pembawa dalam transmisi data.

Karena output sinyal komputer adalah sinyal digital, maka sebelum ditransmisikan

sinyal tersebut diubah terlebih dahulu menjadi sinyal analog dengan menggunakan teknik

modulasi.

Pengkodean data dapat dilakukan dengan menggunakan teknik-teknik modulasi,

baik modulasi analog ataupun modulasi digital. Berikut adalah definisi-definisi pengkodean

data dari data analog / digital menjadi sinyal analog / digital yang dipilih tergantung pada

persyaratan tertentu yang harus dipenuhi serta fasilitas-fasilitas komunikasi dan media

yang tersedia.


Data digital, sinyal digital : bentuk paling sederhana dari pengkodean digital,

dari data digital ditetapkan satu level voltase untuk biner satu dan lainnya untuk biner

nol. Bentuk pengkodeannya tergantung dari jenis format pengkodean seperti NRZ-L,

NRZ-I, Bipolar AMI, Manchester dan lain-lain.

Data digital, sinyal analog : sebuah modem mengubah data digital menjadi

sinyal analog sehingga dapat ditransmisikan sepanjang saluran analog. Teknik

dasarnya adalah ASK, FSK dan PSK. Ketiganya mengubah satu karakter atau lebih

suatu siinyal pembawa agar bisa menampilkan data biner.

Data analog, sinyal digital : data analog, misalnya suara dan video, diubah ke

bentuk sinyal digital agar mampu menggunakan fasilitas-fasilitas transmisi digital.

Teknik yang paling sederhana adalah PCM, yang melibatkan pengambilan sampel

analog secara periodik dan mengkuantisasi sampel.

Data analog, sinyal analog : data analog dimodulasi oleh suatu frekuensi

pembawa agar menghasilkan sinyal analog dalam band frekuensi yang berlainan,

yang dapat digunakan pada sistem transmisi analog. Teknik dasar untuk ini adalah

AM dan FM.

3.1 DATA DIGITAL, SINYAL DIGITAL

Suatu sinyal digital merupakan deretan pulsa voltase terputus-putus yang berlainan

yang masing-masing memiliki ciri-ciri tersendiri. Setiap pulsa merupakan sebuah elemen

sinyal. Data biner ditransmisikan melalui pengkodean setiap bit data kedalam elemen-

elemen sinyal.

Dalam pengkodean sinyal digital, kita perlu menentukan beberapa hal. Bila semua

elemen-elemen sinyal memiliki tanda yang sama (yaitu semua positif atau negatif),

kemudian sinyal tersebut disebut unipolar. Sedangkan dalam persinyalan bipolar, satu

pernyataan logika ditampilkan melalui level voltase positif, dan yang lainnya melalui level

voltase negatif.

Definisi Format Pengkodean Sinyal Digital adalah:

Non Return to Zero – Level (NRZ-L)

0 = level tertinggi

1 = level terendah


Non Return to Zero – Inverted (NRZ-I)

0 = tanpa transisi pada permulaan interval (satu bit waktu)

1 = ada transisi pada permulaan interval bipolar

Bipolar – AMI

0 = tanpa sinyal pada jalur

1 = level positif / negatif, alternatif untuk satu yang berturut-turut

Pseudoternary

0 = level positif / negatif, alternatif untuk nol yang berturut-turut

1 = tanpa sinyal pada jalur

Manchester

0 = transisi dari tinggi ke rendah di pertengahan interval

1 = transisi dari rendah ke tinggi di pertengahan interval

Differensial Manchester

Selalu terdapat transisi di pertengahan interval

0 = ada transisi di permulaan interval

1 = tidak ada transisi di permulaan interval


B8ZS

Sama sebagai bipolar AMI, kecuali bila suatu deretan nol delapan digantikan oleh

dua deretan kode penyimpangan.

HDB3

Sama sebagai bipolar AMI, kecuali bila suatu deretan nol empat digantikan oleh

satu deretan dari kode penyimpangan.

Skema pengkodean yang biasanya digunakan di Amerika Utara dikenal sebagai

Bipolar 8 Zeros Substitution (B8ZS). Skema pengkodean ini didasarkan atas bipolar-AMI,

dengan aturan sebagai berikut:

Bila suatu oktaf dari semua nol muncul dan pulsa voltase terakhir dari oktaf

sebelumnya adalah positif, maka dihasilkan delapan nol oktaf yang ditandai dengan

kode 000+-0-+

Bila suatu oktaf dari semua nol muncul dan pulsa voltase terakhir dari oktaf

sebelumnya adalah negatif, maka dihasilkan delapan nol oktaf yang ditandai

dengan kode 000-+0+-

Skema pengkodean yang biasanya di Eropa dan Jepang disebut sebagai kode

High Density Bipolar 3 (HDB3). Skema pengkodean ini didasarkan atas bipolar-AMI, dengan

aturan sebagai berikut:

Polaritas pulsa

sebelumnya

Jumlah pulsa bipolar sejak penyimpangan terakhir

Ganjil Genap

Negatif 000- +00+

Positif 000+ -00-


Manchester

D. Manchester

0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1

26

3.2 DATA DIGITAL, SINYAL ANALOG

Pada aliran bit berkecepatan tinggi, bit-bit data harus disandikan sebelum proses

modulasi. Bit-bit yang berdekatan dapat dipasangkan satu sama lain untuk membentuk

dibit. Setiap dibit dapat disajikan dengan sebuah perubahan pada bentuk gelombang

termodulasi sehingga perubahan tersebut hanya terjadi untuk separuh cacah perubahan

sebelumnya. Sehingga laju baud dari jalur hanya separuh laju bit. Untuk pengurangan

yang lebih besar dari dari rasio laju baud dengan laju bit, bit-bit yang menyusun aliran data

dapat dikelompokkan membentuk tribit, quadbit, bahkan sampai heksabit.

Amplitudo Shift Keying (ASK)

Modulasi ASK dapat dipandang sebagai modulasi amplitudo dengan pemodulasi

sinyal data biner seperti halnya pada modulasi analog AM. Jadi sinyal ASK

merepresentasikan sinyal data biner dengan level amplitudo yang berbeda.

Gambar Sinyal Modulasi ASK

Bandwidth transmisi BT untuk ASK dalam bentuk:

BT = (1 + r)R


Dengan R adalah bit rate dan r (roll off factor) berkaitan dengan teknik filtering pada sinyal

untuk menetapkan bandwidth transmisi, untuk filter ideal nilai r = 0 namun pada praktiknya

berkisar 0 < r < 1.

Frequency Shift Keying (FSK)

Seperti halnya pada modulasi FM, tetapi jika sinyal yang memodulasi tersebut

hanya mempunyai dua harga tegangan ‘0’ dan ‘1’, maka proses modulasi tersebut dapat

diartikan sebagai proses penguncian frekuensi sinyal. Hasil gelombang FM yang

dimodulasi oleh data biner disebut FSK. Jadi modulasi FSK adalah sinyal FM dengan

pemodulasi biner yang hanya mempunyai dua harga 0 (untuk frekuensi yang lebih tinggi)

dan 1 (untuk frekuensi yang lebih rendah) yang direpresentasikan dengan harga bipolar.

Gambar Sinyal Modulasi FSK

Bandwidth untuk FSK dinyatakan dengan:

BT = 2∆F + (1 + r)R

dimana ∆F = f2 – fc = fc – f1, atau dengan kata lain 2∆F = selisih kedua frekuensi pada

FSK.

Phase Shift Keying (PSK)

Untuk jenis modulasi PSK ini yang paling sering digunakan adalah modulasi

Differensial PSK (DPSK). Modulasi pergeseran fase bekerja dengan menggeser fase dari

gelombang pembawa sinus antara dua nilai yang berbeda untuk menyajikan isyarat digital.

Fase pembawa digeser 180o untuk setiap perubahan bit biner. Variasi dari modulasi ini

lebih banyak digunakan karena pada modulasi ini perubahan fase dapat digunakan untuk

menyajikan dibit (dengan 4 perubahan fase) atau tribit (dengan 8 perubahan fase). Contoh

pada modem DPSK yang beroperasi pada 4800 bps menyandikan data menjadi tribit.

Dalam tribit ada 8 kemungkinan kombinasi yang berbeda, sehingga diperlukan 8

perubahan fase. Jadi data rate 4800 bps dapat dikirimkan dengan laju 1600 baud.


Gambar Sinyal Modulasi PSK

Bandwidth transmisi BT untuk PSK sama seperti ASK:

BT = (1 + r)R

Untuk M-ary PSK, bandwidth tergantung pada pengelompokan bitnya atau juga pada baud

rate-nya, seperti misalnya 4-PSK, 8-PSK, 16-PSK dan lain-lain. Informasi tersebut dapat

dikaitkan dengan efisiensi bandwidth (R/BT) yaitu melalui persamaan berikut:

dimana (Watt)

Sehingga persamaannya menjadi:

Untuk pensinyalan tertentu, BER dapat dikurangi dengan cara meningkatkan Eb/ No yang

dapat diperoleh dengan meningkatkan bandwidth atau dengan mengurangi data rate.

Dengan kata lain, dengan mengurangi efisiensi bandwidth.

Gambar Grafik Eb/N0 vs. BER


Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

QAM termasuk teknik modulasi digital yang merupakan gabungan dari teknik

modulasi fasa dan modulasi amplitudo (APK). Jadi beberapa bit dibawa oleh sinyal carrier

dalam bentuk perubahan fasa dan beberapa bit lainnya untuk perubahan amplitudo. Untuk

mendapatkan hasil yang handal pada laju yang tinggi maka digunakan penambahan

penyandian dalam dalam pengelompokan bit untuk setiap simbol.

Gambar Diagram Konstelasi QAM

3.3 DATA ANALOG, SINYAL DIGITAL

1. Pulse Code Modulation (PCM)

Merupakan salah satu proses pengubahan sinyal analog menjadi sinyal digital.

Dalam implementasinya, PCM beberapa sinyal analog merupakan aplikasi teknik

multiplexing yaitu menggabungkan beberapa sinyal menjadi satu deretan sehingga dapat

dikirim secara serentak. Sebagai contoh adalah PCM 24 (Eropa) dan PCM 30 (Amerika).

Gambar Diagram Blok PCM


Pada pengirim PCM, prosesnya meliputi :

1. Pencuplikan (sampling)

Proses sampling adalah proses pengambilan sampel dari sinyal suara dengan

lebar pita frekuensi antara 300-3400 Hz, dimana proses ini dikerjakan oleh modulator

amplitudo. Prinsip kerja dari sampler ini sama seperti pintu (gate) atau saklar, yang

membuka dan menutup dengan periode waktu yang tertentu dan kontinyu. Membuka

dan menutupnya pintu (gate) atau saklar ini dikerjakan oleh suatu frekuensi, yang

dikenal sebagai frekuensi sampling.

Gambar Proses Sampling

2. Kuantisasi (quantizing)

Proses kuantisasi merupakan proses menentukan nilai level segment

amplitudo sampling. Ada 2 cara teknik kuantisasi, yaitu: Uniform Quantizing dan Non

Uniform Quantizing

Gambar Proses Quantizing


3. Pengkodean (coding).

Proses coding merupakan proses pengkodean besaran amplitudo sampling ke

bentuk kode digital menjadi bit-bit kode biner sesuai dengan level amplitudo yang

sudah ditentukan.

Berikut adalah contoh proses modulasi dan multiplexing pada PCM 30:


3.1 DATA ANALOG, SINYAL ANALOG

1. Amplitudo Modulation (AM)

Merupakan proses modulasi yang mengubah amplitudo sinyal pembawa (high

frequency) sesuai dengan sinyal pemodulasinya atau sinyal informasinya (low frequency).

Untuk lebih mudahnya, bentuk sinyal pemodulasi, sinyal pembawa dan sinyal hasil

modulasi dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar Sinyal Modulasi Amplitudo

2. Frequency Modulation (FM)

Merupakan teknik modulasi dimana kerapatan frekuensi sinyal pembawa berubah-

ubah sebanding dengan besarnya amplitudo sinyal informasi. Bentuk gelombang FM dan

proses modulasinya tampak pada gambar berikut:

Gambar Sinyal Modulasi Frekuensi


3.5 MULTIPLEXING

Adalah proses untuk mengkombinasikan aliran-aliran data yang berasal dari

sejumlah kanal data yang berkecepatan rendah untuk membentuk aliran data bit

gabungan berkecepatan tinggi. Multiplexing juga merupakan cara penggunaan kanal

transmisi secara bersama-sama.

Gambar Skema Dasar Multiplexing

Terdapat beberapa macam teknik multiplexing, antara lain yaitu:

a. Frequency Division Multiplexing (FDM)

Digunakan pada kabel dan radio link, yaitu dengan memodulasi sinyal-sinyal dari

berbagai user ke dalam carrier pada frekuensi yang berbeda. Sinyal-sinyal yang telah

termodulasi kemudian dapat menggunakan lintasan (path) yang sama baik yang melaui

kabel ataupun udara.

Untuk lebih jelasnya, lihat gambar skema FDM berikut ini:

Gambar Skema FDM


Komputer Modem MultiplexerModem

Terminal

Terminal

Terminal

TerminalMultiplexer

34

b. Time Division Multiplexing (TDM)

Sistem TDM ini mengirimkan sekelompok aliran data melewati jalur telepon

berkecepatan tinggi. Sistem TDM merupakan sistem serial, karena tiap sinyal data dari

masing-masing user berurutan dan ditempatkan dalam slot waktu (time slot). Bentuk dari

TDM adalah PCM-30 seperti yang telah dibahas sebelumnya.

Gambar skema TDM

c. Wavelength Division Multiplexing (WDM)

Adalah suatu teknik penggabungan sinyal pada sistem komunikasi optik

berdasarkan pembagian panjang gelombang. Dengan WDM, cahaya mengalir melalui

serat yang terdiri dari berbagai macam warna, atau panjang gelombang, masing-masing

membawa kanal data yang terpisah. Dengan kata lain, multiplexer ini dapat

mentransmisikan sinyal-sinyal yang berbeda panjang gelombang ke dalam satu serat

optik.

Secara paralel ke dalam multiplexer dimasukkan sinyal-sinyal yang berasal dari

berbagai transmitter dengan panjang gelombang sendiri-sendiri. Sinyal ditransmisikan

secara serentak melalui satu serat optik dan selanjutnya dipisahkan oleh demultiplexer

untuk disampaikan ke berbagai receiver.


Gambar Skema WDM

SOAL-SOAL LATIHAN

1. Untuk bit stream 1011010010, buatlah bentuk gelombang dengan

pengkodean digital Differensial Manchester, Pseudoternary dan HDB3.

2. Buatlah kode-kode pensinyalan dari data stream berikut:

101101000111

a. Jika pengkodean menggunakan QPSK dan 8-QAM ( asumsi bebas )

b. Jika pengkodean menggunakan ASK dan FSK

3. Tentukan efisiensi bandwidth untuk PSK dan QPSK jika diketahui

Eb/No sebesar 12,8 dB pada suatu kanal jika diketahui perbandingan S/N = 12.

4. Tentukan efisiensi bandwidth untuk FSK, ASK, PSK dan 8-PSK

untuk laju kesalahan bit sebesar 5x10-7 pada suatu kanal yang memiliki SNR sebesar

11 dB. ( rumus : Eb/No = S/N x BT/R )

5. Sebuah sinyal audio mempunyai komponen spektral dari 300

sampai dengan 3400 Hz. Asumsikan bahwa rate pengambilan sampel adalah 7000

sampel per detik. Jika digunakan sistem PCM, maka tentukan :

a. Untuk SNR = 40 dB, berapa jumlah level kuantisasinya ?

b. Berapa kecepatan datanya ?

6. Sebut dan jelaskan jenis-jenis multiplexing yang anda ketahui !


BAB IV

FLOW CONTROL DAN ERROR CONTROL


Mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan mengenai teknik kendali aliran (flow

control) dan teknik kendali kesalahan (error control)


1. Memahami jenis-jenis teknik kendali aliran (teknik flow control)

2. Memahami jenis-jenis teknik kendali kesalahan (teknik error control).

3. Menjelaskan perbedaan teknik error detection dan error correction.

Pada saat transmisi data, kemungkinan bisa terjadi kesalahan terhadap data yang

diterima. Begitu juga dengan receiver yang perlu mengatur rate terhadap data yang

diterimanya dikarenakan teknik sinkronisasi dan interfacing saja tidak cukup. Dengan

demikian perlu untuk membuat lapisan kontrol pada setiap perangkat komunikasi yang

menyediakan fungsi seperti flow control, pendeteksian kesalahan dan error control.

Lapisan kontrol ini disebut data link control protocol.

Flow control memungkinkan receiver mengatur arus data dari pengirim sehingga

buffer pada receiver tidak sepenuhnya terpakai. Sedangkan pendeteksian kesalahan

ditunjukkan melalui penghitungan kode pendeteksian kesalahan yang merupakan fungsi

bit-bit yang sedang ditransmisikan. Kode ini disertakan pada bit-bit data yang

ditransmisikan. Receiver menghitung kode berdasarkan atas bit-bit yang masuk dan

membandingkannya dengan kode yang datang untuk mengecek adanya kesalahan.

Pada protokol data link control, error control diperoleh melalui pentransmisian ulang

(retransmisi) frame-frame yang rusak yang tidak dibalas atau bila ada yang mengajukan

permintaan transmisi ulang semacam itu.

4.1 KENDALI ALIRAN (FLOW CONTROL)

Metode flow control merupakan masalah penting yang terdapat pada data link

layer, karena hal itu berkaitan dengan utilisasi dan throughput saluran yang digunakan.

Pengaturan rate transmisi dari karakter atau frame yang melewati saluran diperlukan agar

frame data yang dikirim dapat tertampung di buffer penerima tanpa adanya overloaded.


Pada dasarnya, flow control adalah teknik untuk memastikan bahwa transmitter tidak

membanjiri receiver dengan data, karena suatu receiver biasanya hanya mengalokasikan

penyangga data dengan panjang maksimum untuk transfer.

Data dikirim dalam deretan frame dimana masing-masing dari frame berisikan

bagian-bagian data serta beberapa kontrol informasi. Waktu yang dipergunakan station

untuk memancarkan seluruh bit dari frame ke media disebut ”waktu transmisi” dan

sebanding dengan panjang frame. Sedangkan ”waktu perambatan” adalah waktu yang

diambil bit untuk melintasi jalur di antara sumber dan tujuan.

Mekanisme yang umum pada metode flow control adalah:

1. Stop and Wait Flow Control

2. Sliding Window Flow Control

1. STOP AND WAIT FLOW CONTROL

Merupakan bentuk paling sederhana dari flow control, dan juga merupakan jenis

sliding window dengan ukuran 1 baik di sisi pengirim maupun penerima. Walaupun tidak

efisien dalam penggunaan bandwidth-nya, metode ini memerlukan kapasitas buffer yang

paling sedikit. Berikut adalah proses kerja dari Stop and Wait Flow Control:

Sumber mengirimkan frame

Setelah tujuan menerima frame, maka akan mengirim balasan bahwa frame baru

diterima dan siap menerima frame berikutnya.

Sumber menunggu balasan diterima sebelum mengirim frame berikutnya.

Stop and Wait Flow Control kurang efisien jika:

* Digunakan pada multiple frame (pemecahan frame menjadi blok-blok data yang lebih

kecil) untuk sebuah pesan tunggal.

* Digunakan untuk data rate yang tinggi.

* Digunakan untuk jarak yang sangat jauh antara Tx dan Rx.

2. SLIDING WINDOW FLOW CONTROL

Pada dasarnya, kendali aliran jenis penggeseran jendela dipakai supaya dapat

meningkatkan efisiensi jalur dengan cara membiarkan multiple frame diangkut dalam

waktu yang sama. Hal ini bisa terjadi untuk hubungan 2 station yang bersifat full duplex,

dimana setiap station juga mengalokasikan ruang penyangga (buffer) untuk frame-frame

yang akan dikirimkan. Berikut adalah proses kerja dari Sliding Window Flow Control:


Sumber mengirimkan frame tanpa menunggu balasan apapun

Tujuan membalas frame (tunggal maupun multiple) dengan cara mengirim balasan

berupa control message yang memuat urutan nomor frame yang diinginkan untuk

dikirim selanjutnya.

Sumber menerima balasan dari tujuan dan siap mengirimkan frame yang diminta,

maksimal frame yang dikirim disesuaikan dengan ukuran window-nya.

4.2 KENDALI KESALAHAN ( ERROR CONTROL )

Untuk menerapkan metode error control ini diperlukan adanya teknik deteksi

kesalahan (error detecting techniques), seperti yang telah dipelajari pada subbab

sebelumnya. Prinsip kerjanya yaitu dengan menambahkan bit-bit dengan pola tertentu

pada setiap frame yang ditransmisikan. Pola bit ini tergantung pada jenis kode yang

digunakan dan isi frame. Adanya bit-bit tambahan (redundant bits) ini adalah untuk

memeriksa ada tidaknya error pada kode yang diterima.

Pada umumnya metode pengontrolan kesalahan dibagi menjadi dua bagian, yaitu

Forward Error Control (FEC) dan Backward Error Control (BEC).

1. FORWARD ERROR CONTROL (FEC)

FEC merupakan mekanisme pengontrolan dengan cara menambahkan sejumlah bit

kontrol pada bit data sehingga penerima akan mendeteksi dan tahu dimana error

terjadi. Proses koreksi dilakukan dengan membalikkan bit yang error.

Selanjutnya, untuk menerapkan metoda BEC diperlukan teknik pengkodean yang

memiliki kemampuan untuk mendeteksi adanya error (error detecting). Atau dengan kata

lain FEC diperlukan untuk mendukung kinerja BEC. Jenis-jenis error detecting antara lain

yaitu:

PARITY BIT ( BIT PARITAS )

Pada metode ini digunakan bit paritas, yaitu bit tambahan yang disertakan pada

setiap karakter bit untuk mendeteksi kesalahan. Penambahan bit paritas dapat dibedakan

menjadi 2 yaitu bit paritas genap dan bit paritas ganjil. Bit paritas ini hanya efektif untuk

deteksi 1 bit yang salah untuk setiap karakter. Pembahasan mengenai bit paritas dapat

dilihat pada bab II.


CYCLIC REDUNDANCY CHECK ( CRC )

Pada operasi ini, menggunakan modulo-2 aritmatika yaitu operasi aritmatika biner

tanpa pembawa (carry), yang hanya merupakan operasi Exclusive-OR (Ex-OR).

Cara paling mudah untuk memahami prinsip kerja CRC yaitu dengan

mendefinisikan beberapa point berikut:

M (message); adalah urutan bit yang akan dikodekan

P (pattern / generator polynomial); adalah urutan bit yang mentukan sifat kode CRC

dan codeword yang dihasilkan

R (remainder / residu); adalah sisa pembagian yang berfungsi sebagai FCS (Frame

Check Sequence), akan dihitung.

n adalah banyaknya bit R, besarnya sama dengan (banyaknya bit P dikurangi 1)

T (transmitted frame); adalah codeword yang ditransmisikan

V (received frame); adalah codeword yang diterima

PERHITUNGAN CRC

Terdapat dua cara perhitungan CRC:

1. Bentuk Umum (Biasa)

Kalikan M dengan 2n, dengan kata lain tambahkan n buah bit 0 dia akhir M

Bagi 2nM dengan P, sisanya adalah R.

Tentukan T = 2nM + R

Lakukan pengecekan di sisi penerima dengan cara sebagai berikut:

Misalkan tidak terjadi error, maka codeword yang diterima (V) akan sama

dengan codeword yang dikirimkan (T), atau dirumuskan sebagai berikut:

V = T = 2nM + R

Bagi V dengan P yang sama.

Jika sisanya sama dengan nol (R=0) artinya tidak terdapat error.

Jika sisanya tidak sama dengan nol (R≠0) artinya terdapat error.

2. Bentuk Polynomial

Buat data sebagai polynomial M(X) dengan bit sebagai koefisien.

Kalikan message polynomial M(X) dengan pangkat tertinggi dari generator

polynomial P(X) menjadi XnM(X)

Hasil perkalian tersebut dibagi dengan generator polynomial P(X).

Hasilnya adalah polynomial Q(X) dan sisanya adalah polynomial R(X)


Tambahkan nilai sisa pembagian R(X) tersebut ke XnM(X) untuk ditransmisikan,

sehingga:

T(X) = XnM(X) + R(X)

Pada sisi penerima, data yang diterima V(X) akan dibagi dengan generator

polynomial yang sama yaitu P(X). Hasilnya harus sama dengan nol yang berarti

tidak terdapat kesalahan.

Keterangan:

T(X) : (k + n)-bit frame yang ditransmisikan, dengan n < k

V(X) : (k + n)-bit frame yang diterima, dengan n < k

M(X) : k-bit pesan, bit k pertama dari T(X)

R(X) : n-bit FCS, bit n terakhir dari T(X) setelah dilakukan operasi aritmatika

atau disebut juga remainder atau residu (sisa)

P(X) : generator polynomial (pembagi) dengan pola n + 1 bit

Q(X) : quotient (hasil bagi dari operasi aritmatika)

Beberapa P(X) yang sering digunakan:

CRC-12 = X12 + X11+ X3+ X+ 1

CRC-16 = X16+ X15+ X2+ 1

CRC-CCITT = X16+ X12+ X5+ 1

CRC-32 = X32+ X26+ X23+ X22+ X16+ X12+ X11+ X10+ X8+ X7+ X5+ X4+ X2+X+1

ERROR CORRECTING CODE (ECC)

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan menyangkut error code. Pertama, semua

error corecting code juga memiliki kemampuan error detecting. Jadi error corecting code

dapat juga digunakan untuk metoda BEC. Kemampuan memperbaiki kesalahan pada

error corecting code dapat menurunkan tingkat kesalahan bit (BER). Kedua, error

corecting code umumnya memerlukan redundant bit yang lebih banyak dibanding error

detecting code. Semakin besar kemampuan deteksi dan koreksinya maka redundant bit

juga akan semakin banyak. Ketiga, semua error code mempunyai batas kemampuan

deteksi. Pada error corecting code, kemampuan koreksinya lebih kecil daripada

kemampuan deteksi. Jika error yang terjadi melebihi kemampuan deteksinya maka error

tersebut dapat tidak terdeteksi.


Pada dasarnya ECC lebih dari sekedar error detecting tetapi mampu berfungsi

sebagai error correcting. Error correcting yang akan dibahas di sini menggunakan kode

Hamming. Kode Hamming mempunyai kemampuan koreksi 1 bit. Redundant bit (check

bit) berada pada posisi bit ke-2n, dimana posisi 1 adalah posisi bit paling kanan.

Contoh: suatu karakter ASCII-7 bit (1001101) akan dikodekan dengan kode

Hamming. Codeword yang dihasilkan akan terdiri dari 11 bit dengan 4 check bit yang

berada pada posisi 1, 2, 4 dan 8.

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

1 0 0 x 1 1 0 x 1 x x

x adalah check bit yang akan dihitung.

Cara penghitungan x yaitu dengan menjumlahkan (bentuk aritmatika modulo-2)

bilangan biner (dengan banyak bit sebanyak check bit) yang mewakili posisi bit ‘1’ pada

codeword. Pada contoh di atas, bit ‘1’ berada pada posisi 3, 6, 7, dan 11, sehingga:

3 = 0 0 1 1

6 = 0 1 1 0

7 = 0 1 1 1

11 = 1 0 1 1

Check bit = 1 0 0 1

Jadi codeword yang dihasilkan adalah 10011100101

Misalkan saat pengiriman terjadi error pada bit ke-11 sehingga codeword yang

diterima 00011100101. Untuk mencari letak bit yang salah dapat dilakukan dengan cara

yang sama seperti tadi yaitu dengan menjumlahkan (aritmatika modulo-2) bilangan biner

(dengan banyak bit sebanyak check bit) yang mewakili posisi bit ‘1’ pada codeword

tersebut. Pada contoh di atas, bit ‘1’ berada pada posisi 1, 3, 6, 7, dan 8, sehingga:

1 = 0 0 0 1

3 = 0 0 1 1

6 = 0 1 1 0

7 = 0 1 1 1

8 = 1 0 0 0

Error bit = 1 0 1 1

Jadi, error berada pada posisi bit ke (1011)2 = 11 sehingga codeword hasil koreksi adalah

10011100101. Terlihat bahwa kode Hamming mampu mengoreksi error 1 bit.

Jika hasil penjumlahan adalah 0 berarti tidak terdapat error. Kode Hamming dapat

juga mendeteksi error 2 bit, tetapi tidak dapat mengoreksi. Hasil penjumlahan tida sama

dengan 0, tetapi tidak bisa menunjukkan posisi error bit.


2. BACKWARD ERROR CONTROL (BEC)

BEC merupakan mekanisme pengontrolan dimana jika terdapat kesalahan pada

pengiriman frame maka stasiun tujuan akan meminta kembali frame yang rusak tadi,

hingga frame yang benar-benar baik akan diterima. Metode ini dikenal dengan istilah

Automatic Repeat Request (ARQ). Efek ARQ ini adalah mengubah jalur data yang tidak

handal menjadi sebaliknya.

Pengontrolan kesalahan berkaitan dengan mekanisme untuk mendeteksi dan

memperbaiki kesalahan yang terjadi pada pentransmisian frame. Kita mengakui

kemungkinan adanya dua jenis kesalahan, yaitu:

Hilangnya frame

Frame gagal mencapai sisi lain. Sebagai contoh, derau yang kuat bisa merusak frame

sampai pada tingkat dimana receiver tidak menyadari bahwa frame sudah

ditransmisikan.

Kerusakan frame

Frame diakui telah tiba, namun beberapa bit mangalami kesalahan (sudah berubah

selama transmisi).

Teknik yang paling umum untuk mengontrol kesalahan didasarkan atas beberapa

atau seluruh unsur berikut ini:

Pendeteksian kesalahan

Sama dengan yang dibahas pada bagian sebelumnya.

Balasan positif

Tujuan mengembalikan balasan positif untuk frame bebas-kesalahan yang diterima

dengan baik.

Retransmisi setelah waktu habis

Sumber melakukan retransmisi (transmisi ulang) frame yang belum dibalas setelah

beberapa saat tertentu.

Balasan negatif dan retransmisi

Tujuan mengembalikan balasan negatif kepada frame yang dideteksi mengalami

kesalahan, kemudian sumber melakukan retransmisi terhadap frame yang semacam

itu.


Tiga versi ARQ yang sudah distandarisasi adalah:

Stop-and-wait ARQ

Go-back-N ARQ

Selective-reject ARQ

STOP-AND-WAIT ARQ

Didasarkan atas teknik kontrol arus stop-and-wait dimana stasiun sumber

mentransmisikan sebuah frame tunggal dan kemudian harus menunggu balasan (ACK).

Tidak ada data frame yang dikirim sampai jawaban stasiun tujuan tiba di stasiun sumber.

Ada dua jenis kesalahan yang dapat terjadi. Pertama, frame yang tiba ditujuan bisa

mengalami kerusakan. Untuk menghitung kemungkinan ini, stasiun sumber dilengkapi

dengan sebuah pencatat waktu. Setelah frame ditransmisikan, stasiun sumber menunggu

balasan. Bila tidak ada balasan yang diterima sampai waktu yang ditentukan pencatat

waktu habis, kemudian dikirim frame yang sama. Perhatikan bahwa metode ini

mengharuskan transmitter mempertahankan tiruan frame yang ditransmisikan sampai

balasan diterima oleh frame tersebut. Kedua, kerusakan pada balasan. Frame diterima

baik oleh stasiun tujuan yang meresponnya dengan memberi balasan positif (ACK), tetapi

dalam perjalanannya ACK mengalami kerusakan sehingga tidak diakui oleh sumber

karena keluar dari batas waktu. Oleh karena itu, sumber kembali mengirim frame yang

sama.

Kelebihan utama Stop and Wait ARQ adalah kesederhanaannya, sedangkan

kekurangan utamanya karena merupakan mekanisme yang tidak efisien.

GO BACK-N ARQ

Pada metode ini, sumber bisa mengirim beberapa deretan frame yang berurutan.

Bila tidak terjadi suatu kesalahan, stasiun tujuan akan memmbalas frame yang datang

seperti biasa (RR = Receive Ready). Bila stasiun tujuan mendeteksi suatu kesalahan pada

sebuah frame, maka akan mengirim balasan negatif (REJ = Reject) untuk frame tersebut.

Stasiun tujuan kemudian membuang frame itu dan semua frame-frame yang nantinya

akan datang, sampai frame yang mengalami kesalahan diterima kembali dengan benar.

Jadi, sumber bila menerima REJ harus melakukan retransmisi terhadap frame yang

mengalami kesalahan tersebut plus semua frame pengganti yang ditransmisikan

sementara. Perlu dicatat bahwa transmitter harus menjaga tiruan semua frame yang tidak

dibalas.


SELECTIVE-REJECT ARQ

Dengan Selective-Reject ARQ, frame yang diretransmisikan adalah hanya frame

yang menerima balasan negatif (SREJ) atau frame yang sudah melebihi batas waktu yang

ditentukan. Selective Reject lebih efisien dibanding Go Back-N ARQ, karena

meminimalkan jumlah retransmisi. Dengan kata lain, receiver harus mempertahankan

buffer sebesar mungkin untuk menyimpan tempat bagi frame SREJ sampai frame yang

rusak diretransmisi, serta harus memuat logika untuk diselipkan kembali frame tersebut

pada urutannya yang tepat. Selain itu, transmitter juga memerlukan logika yang lebih

kompleks agar mampu mengirimkan frame di luar urutan. Karena komplikasi semacam itu,

Selective Reject ARQ tidak terlalu banyak digunakan.

SOAL-SOAL LATIHAN

1. Diketahui suatu data sebagai berikut :

M = X10 + X9 + X6 + X5 + X3 + X + 1

P = X6 + X3 + X + 1

a. Tentukan R(X), Q(X) dan T(X)

b. Buktikan jika V(X) yang diterima tanpa error

2. Sebut dan jelaskan tentang metode error control ARQ

3. Sebutkan kelebihan dan kekurangan dari metode Stop and Wait ARQ.

4. Sebutkan keuntungan dan kerugian masing-masing Go Back-N dan Selective

Reject ARQ.

5. Jelaskan perbedaan mendasar antara FEC dan BEC

6. Sebutkan faktor-faktor yang menyebabkan adanya proses retransmisi pada metode

BEC.

7. Gambarkan proses retransmisi pada error control yang menggunakan Idle ARQ

modulo-8 untuk beberapa berikut :

a. Frame 5 diterima rusak

b. Frame balasan ACK 0 hilang

c. Frame 4 hilang

d. Frame balasan NAK 2 hilang


BAB V

PERANGKAT KOMUNIKASI DATA


Mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan fungsi perangkat komunikasi data.


1. Memahami jenis-jenis perangkat dasar komunikasi data

2. Memahami fungsi dari masing-masing perangkat komunikasi data

3. Menjelaskan aplikasi perangkat ke dalam sistem komunikasi data secara

sederhana.

Dalam komunikasi data diperlukan adanya perangkat atau komponen yang

mendukung kelancaran proses pertukaran data. Perangkat yang mendukung

terselenggaranya komunikasi data secara sederhana, antara lain yaitu: terminal (PC/DTE,

host), modem (DCE), dan RS 232 C (Interface).

5.1 TERMINAL DATA

Komputer dalam hal ini dapat berfungsi menjadi host maupun terminal. Berikut

adalah definisi keduanya:

Komputer Pusat (host)

Adalah sistem komputer yang memungkinkan satu pemakai atau lebih untuk

berhubungan dengan komputer melalui beberapa jenis saluran komunikasi. Dalam

istilah umum, komputer pusat adalah sistem mainframe atau minikomputer.

Terminal

Adalah keyboard dan layar yang memungkinkan seorang pemakai berinteraksi dengan

komputer pusat. Sebuah terminal tidak mempunyai daya pemrosesan yang bisa

diprogram. Terminal merupakan bagian sederhana dimana pemakai berinteraksi

dengan komputer pusat (host).

Perbedaan keduanya adalah dalam hal perangkat lunak yang diinstalasi padanya.

Pada komunikasi data secara umum, perangkat terminal data (Data Terminal

Equipment, DTE) adalah perangkat yang dapat mengirimkan dan/atau menerima sinyal

data.

Contoh : komputer pusat (host) : server

DTE/terminal : PC


5.2 MODEM

Data komputer adalah sinyal digital dan untuk dapat disalurkan melalui saluran

telepon sinyal digital tersebut harus diubah lebih dahulu menjadi sinyal analog.

Pengubahan sinyal digital menjadi sinyal analog dilakukan dengan bantuan modulator di

sisi pengirim. Pada sisi penerima, sinyal analog harus dikembalikan lagi menjadi bentuk

digital untuk disalurkan ke tujuan dengan bantuan demodulator. Kedua fungsi tersebut

digabung dalam suatu perangkat yang disebut modem, ditempatkan baik di sisi pengirim

maupum di sisi penerima. ITU-T menyebut modem sebagai perangkat komunikasi data

(Data Communication Equipment, DCE) dan EIA (Electronic Industries Association)

menyebutnya sebagai Data Circuit Terminating Equipment (DCE).

Sebuah modem juga digunakan untuk membuat, mempertahankan dan mengakhiri

setiap sambungan yang dibuat melalui jaringan telepon yang menggunakan sambungan

leased line atau dialed-up lewat PSTN.

Berdasarkan letaknya, modem dibagi menjadi 2 jenis yaitu:

1. Modem Internal

Adalah jenis modem yang dipasang di dalam slot ekspansi dari PC. Sedangkan

port RS 232 dibuat di dalam papan modem.

Kelebihan:

Menghemat tempat dan kabel

Tidak perlu dipindah-pindah sesuai letak PC dan aman

Harga lebih murah dibanding modem eksternal

Kekurangan:

Tidak portable

Menaikkan suhu dalam PC, karena pemakaian catu daya PC

Tidak mempunyai lampu status yang menunjukkan deteksi sinyal pembawa, saluran

telepon off, data terima atau data kirim, dan lain-lain.

Sulit menentukan sumber masalah dan perbaikannya, karena harus membongkar

kabinet PC


2. Modem Eksternal

Adalah jenis modem yang dipasang di luar PC, dihubungkan ke port serial PC

melalui kabel interface RS 232 C.

Kekurangan:

Harganya lebih mahal, karena menyertakan wadah dan catudaya

Boros tempat dan kabel (kabel biasa dan RS 232 C)

Kurang aman

Memerlukan catu daya AC

Kelebihan :

Portable

Dapat digunakan oleh beberapa PC dengan hanya menggunakan tambahan kotak

saklar RS 232 C

Dalam komunikasi server LAN, dapat digunakan secara bersamaan pada jaringan

Mudah dalam pendeteksian masalah dan status modem

Mudah dalam perbaikan modem

Istilah-istilah yang dipakai dalam modem :

Baud

Adalah satuan laju persinyalan modem

Bps (bit per second)

Adalah banyaknya bit data berguna yang bisa berjalan melewati rangkaian dalam

setiap detik.

Sebenarnya kedua istilah tersebut (bps dan baud) tidaklah sama, karena banyak

modem modern mengirim 4 bit bahkan lebih per baud. Jadi dapat disimpulkan bahwa

modem 600 baud bisa mengirim data pada 1200, 2400 bahkan 9600 bps.

Kompresi data

Adalah proses pengambilan sebuah blok data dan memperkecil ukurannya. Dilakukan

dengan menghilangkan informasi yang berlebihan dan pengemasan karakter yang

sering digunakan menjadi 1 atau 2 bit. Fungsinya adalah untuk meningkatkan

kecepatan transmisi.

Throughput

Adalah jumlah data yang dapat dikirim melalui modem, dinyatakan dalam bps (dalam

modem) dan char/s untuk transfer file.


Tidak selalu modem 9600 bps berarti throughput-nya 9600 bps juga. Saluran telepon

yang sibuk bisa memperlambat sebuah modem 9600 bps bergerak lebih lambat sekali

dan kompresi data bisa meningkatkan kecepatan hingga 19.200 bps bahkan lebih baik

lagi.

Handshaking (Jabat Tangan)

Adalah sebuah cara pengontrolan aliran data antara dua piranti. Handshaking

perangkat keras menggunakan sinyal kontrol RS 232 C sedangkan handshaking

perangkat lunak biasanya menggunakan karakter kontrol XON dan XOFF.

Skew

Adalah efek yang terjadi pada pengiriman sejumlah bit secara serempak dan tiba pada

tempat yang dituju dalam waktu yang tidak bersamaan. Terjadi pada mode transmisi

paralel dan akan semakin berpengaruh dengan semakin panjang kabel yang

digunakan.

Fallback

Adalah bentuk pengurangan kecepatan secara otomatis dari modem pemanggil

disesuaikan dengan kecepatan modem yang dipanggil.

5.3 INTERFACE RS 232 C

Pada tahun 1969, EIA bersama CCITT menetapkan standar interface yakni

Recommended Standard (RS) Nomor 232 dalam versi C atau lebih dikenal dengan

sebutan RS 232 C. Standar RS 232 C menentukan hubungan serial antara DTE (PC) dan

DCE (Modem).

Pada dasarnya antarmuka terbagi menjadi 2 yaitu Interface paralel (Centronics)

dan Interface Serial (RS 232 C). Interface paralel digunakan untuk menghubungkan

pencetak (printer) atau plotter dengan komputer.

Interface RS 232 secara luas banyak digunakan dan lazim dipakai untuk

komunikasi antar PC dengan menggunakan modem yang memanfaatkan saluran telepon

sebagai media komunikasi / transmisi. Standar interface harus dipenuhi oleh setiap

interface yang telah direkomendasikan baik ITU-T maupun EIA, dengan kriteria standar

sebagai berikut:

Mampu mengirim data pada kedua arah

Mampu mengendalikan aliran data (fallback, handshaking, dan lain-lain)

Mampu melewatkan sinyal clock

Jika mungkin, mampu memilih laju bit yang sesuai agar data bisa terkirim lewat

jalur telepon dengan baik


Sebuah sambungan RS 232 C biasanya merupakan hubungan perkawatan DTE

dan DCE dengan menggunakan konektor D Shell dengan jumlah pin sebanyak 25 buah.

Fungsi dari masing-masing pin terdapat pada tabel terlampir. Karena dalam kenyataanya

yang lebih sering dipakai hanya 9 kawat dari 25 pin yang ada, maka IBM memutuskan

untuk ‘meringkas’ konektor 25 pin menjadi konektor serial 9 pin.

SOAL-SOAL LATIHAN

1. Apa yang anda ketahui tentang modulator / demodulator (modem)?

2. Sebutkan keuntungan dan kerugian dari modem internal.

3. Sebutkan keuntungan dan kerugian dari modem eksternal.

4. Jelaskan fungsi interface.

5. Sebutkan kriteria standar interface.

BAB VI

TEKNIK DASAR KOMPRESI DATA


Mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan tentang teknik dasar kompresi data


1. Memahami jenis-jenis teknik dasar kompresi data

2. Memahami fungsi kompresi data

3. Menjelaskan aplikasi kompresi data menggunakan Huffman Coding

Sebagaimana yang kita ketahui, bahwa isi dari frame (blok data) yang

ditransmisikan terdiri dari data original (data dari sumber) dalam bentuk karakter dengan

panjang tetap atau biasa disebut byte. Walaupun pada beberapa aplikasi komunikasi data,

pada kenyataannya ada beberapa data sumber yang dikompres sebelum ditransmisikan.

Hal ini sangatlah mungkin diaplikasikan pada sistem komunikasi, sebut saja PSTN, yang

mentarif harga berdasarkan waktu (durasi) dan jarak. Sehingga, untuk setiap panggilan,

jika waktu transmisi masing-masing blok data dapat dikurangi maka akan secara otomatis

biaya panggilan (call cost) akan berkurang.

Sebagai contoh, kita mentransmisi data pada kecepatan 4800 bps lewat PSTN dan waktu

yang diperlukan untuk transmisi sebesar 20 menit. Jika digunakan kompresi data kita


dapat mengurangi jumlah data yang ditransmisikan, sehingga kita juga dapat menyisihkan

biaya panggilan. Atau dengan kata lain, kita bisa memperoleh performansi modem 9600

bps (tanpa kompresi) dengan hanya memakai modem 4800 bps (dengan kompresi).

6.1 TIPE KOMPRESI DATA

Ada beberapa tipe pada kompresi data yang sering digunakan, diantaranya adalah

Packed Decimal, Relative Encoding, Character Suppression, Huffman Coding, dan lain-

lain.

a. Packed Decimal (Desimal yang dipadatkan)

Ketika frame yang ditransmisikan hanya terdiri dari karakter numerik, kita dapat

memperoleh ‘tabungan’ yang sangat lumayan dengan mengurangi jumlah bit per karakter,

dari tujuh bit per-karakter sampai dengan 4 bit per-karakter dengan menggunakan sistem

pengkodean BCD (Binary Coded Decimal) sebagai pengganti kode ASCII. Dapat

disimpulkan berdasarkan tabel kode ASCII yang ada, bahwa 10 digit numerik (angka 1 s/d

9) semuanya mempunyai bit 011 pada posisi MSB-nya. Normalnya, ketiga bit tersebut

memang diperlukan untuk membedakan antara karakter numerik dan karakter alphabet

atau lainnya. Tetapi jika data hanya terdiri dari digit numerik saja, maka ketiga bit tersebut

bisa jadi hanya merupakan sesuatu yang berlebihan dan tidak perlu ditransmisikan.

b. Relative Encoding (Pengkodean Relatif)

Lain halnya dengan tipe Packed Decimal untuk transmisi data numerik, pada tipe ini

hanya dimunculkan perbedaan-perbedaan yang penting saja antara nilai yang didapat

dengan nilai yang menjadi standar pengukuran (nilai referensi).

Sebagai contoh, jika kita melakukan pengamatan jarak jauh tentang level air dari

sebuah sungai, maka umumnya kita membaca level pada suatu interval waktu dan

menyimpan hasil ‘pembacaan’ tersebut sebelum ditransmisikan. Ketika kita telah

mendapatkan hasil pembacaan, kita mentransmisikan hasil tersebut ke sisi monitor

sentral, sebagai contoh, PSTN dan modem. Untuk meminimasi waktu yang diperlukan,

maka kita tidak perlu mengirim hasil pembacaan yang telah dilakukan melainkan cukup

dengan mengirim nilai selisihnya saja (setelah dibandingkan dengan standar pengukuran).


c. Character Suppression (Penindihan Karakter)

Tipe ini merupakan cara yang lebih umum digunakan dibanding tipe kompresi

karakter yang lain. Umumnya, ketika frame yang terdiri dari karakter printable

ditransmisikan maka seringkali kita mengulang beberapa karakter yang sama yang terjadi

pada frame, sebagai contoh karakter spasi.

Pada penerima, untuk mendeteksi kompresi karakter kontrol, hanya dengan

membaca tipe karakter yang mengikuti dan menghitung nilai serta menyisipkan karakter-

karakter tersebut sesuai dengan tempatnya pada frame yang diterima. Pada umumnya,

penindihan karakter ini dilakukan untuk tipe karakter-karakter kontrol yang sering

digunakan secara berulang.

6.2 HUFFMAN CODING (PENGKODEAN HUFFMAN)

Pengkodean Huffman mengemukakan bahwa tidak semua simbol pada frame yang

ditransmisikan muncul dengan frekuensi yang sama, sebagai contoh, sebuah frame terdiri

dari karakter-karakter string, dan karakter tersebut terjadi atau muncul lebih sering

dibanding karakter yang lainnya.

Selain menggunakan jumlah bit tetap per-karakternya (fixed-length), kita juga

menggunakan skema pengkodean yang berbeda dimana karakter yang paling sering

digunakan dikodekan menggunakan bit yang lebih sedikit dibanding karakter yang

penggunaannya lebih jarang. Hal ini sering biasa disebut sebagai suatu bentuk

pengkodean statistik (statistical encoding).

Pertama, kita menganalisis karakter string yang ditransmisikan dan menentukan

tipe karakter serta frekuensi relatifnya. Operasi pengkodean kemudian menciptakan

bentuk pohon tak seimbang (unbalance tree) dengan beberapa cabang yang lebih pendek

dari yang lain. Derajat ketidakseimbangannya merupakan fungsi relatif dari frekuensi

kejadian /kemunculan karakter, semakin luas tersebar maka pohon yang terbentuk akan

semakin tidak seimbang. Hasil sistem pohon tersebut dikenal dengan pohon kode

Huffman (Huffman code tree).

Pohon kode Huffman merupakan pohon biner dengan cabang-cabang yang diberi

nilai 0 dan 1. Basic pohon, normalnya berada di atas, pada praktiknya dikenal sebagai root

node (titik akar), dan titik yang terbagi pada masing-masing cabang disebut branch node

(titik cabang). Titik terminasi dari cabang disebut leaf node (titik daun) dan ditetapkan

sebagai simbol yang dikodekan. Sebagai contoh sebuah Huffman tree untuk menunjukkan

pola dengan karakter string AAAABBCD.


Sebagaimana pembagian cabang, nilai biner 0 dan 1 diberikan untuk setiap cabang

baru : biner 0 untuk cabang sebelah kiri dan biner 1 untuk cabang biner sebelah kanan.

Codeword yang digunakan untuk setiap karakter (ditunjukkan pada leaf node) ditentukan

oleh jejak lintasan dari root node menuju ke setiap leaf node dan membentuk sebuah

string nilai biner yang digabung dengan jejak setiap cabang.

Dapat disimpulkan dari kode-kode tersebut, bahwa diperlukan :

4x1 + 2x2 + 1x3 + 1x3 = 14 bit

untuk mentransmisikan data keseluruhan AAAABBCD.

Rata-rata jumlah bit per codeword diperoleh dengan menjumlahkan keseluruhan jumlah bit

pada setiap codeword dikalikan dengan probabilitas kejadian setiap codeword, yaitu :

1x0,5 + 2x0,25 + 3x0,125 + 3x0,125 = 1,75 bit per codeword

Secara teori, jumlah rata-rata minimum bit per codeword untuk mentransfer pesan dikenal

sebagai entropy, H, dari pesan. Kita dapat menghitung H dengan menggunakan sebuah

formula yang berasal dari Shannon, yaitu :

log2 Pi bit per codeword

dimana n : jumlah karakter pada pesan

Pi : probabilitas karakter (i) yang terjadi pada pesan

Sehingga untuk pesan AAAABBCD, jumlah rata-rata minimum bit per codeword adalah:

H = -(0,5 log20,5 + 0,25 log20,25 + 0,125 log20,125 + 0,125 log20,125)

= 1,75 bit per codeword

Dalam kasus ini, hasil yang diperoleh akan sama dengan yang didapat dengan

pengkodean Huffman.

Jika menggunakan kode ASCII 7-bit maka codeword pesan tersebut akan

membutuhkan 8x7 = 56 bit untuk mentransmisikan keseluruhan pesan. Akan sangat

berbeda dengan hanya 14 bit yang diperlukan pada pengkodean Huffman.

Pada praktiknya, hal ini bukanlah suatu perbandingan yang adil sebab, dengan

pengkodean Huffman penerima harus mengetahui pembentukan karakter baru yang telah

ditransmisikan dan mengumpulkan codeword baik frekuensi kejadian ataupun Huffman

tree-nya. Secara umum, pengkodean Huffman paling efisien jika frekuensi distribusi dari

karakter yang ditransmisikan lebar dan di dalamnya terdapat karakter panjang.

Sebaliknya, hal ini tidak cocok untuk pentransmisian data komputer berkode biner karena

byte-byte (8-bit) umumnya terjadi dengan frekuensi yang sama.


Untuk mengilustrasikan bagaimana Huffman tree pada Gambar (a) ditentukan, kita

harus menambahkan informasi menyangkut frekuensi kejadian dari setiap karakter

sebagaimana pada Gambar (b). Karakter-karakter tersebut terdaftar pada kolom dengan

bobot / derajat yang sifatnya decrease (semakin menurun). Kita mendapatkan bentuk

pohon sebagai berikut :

(a)

Gambar Contoh Huffman Code Tree

(b)

Gambar List Pengkodean Huffman

(c)

Gambar Huffman Code TreeDiktat Komunikasi Data by Anggun Fitrian Isnawati, ST

BN

BN

LN=A

LN=C

LN=B0

0

1

1

RN = Root NodeBN = Branch NodeLN = Leaf Node

A = 1B = 01C = 001D = 000

10

LN=D

RN

2 (0)D1(0)C1(1)

B2 (1) 4 (1)A4 A4 (1)A4

B2

}}

A4 = (1)B2 = (1)(0)C1 = (1)(0)(0)D1 = (0)(0)(0)

10 10 0 10 0 0

Frekuensi kejadian

Dimulai darileaf node

Dimulai dariroot node

54

A4

C1D1

8

4

2

0

0

0 1

1

1

B2

Dua leaf node pertama yang terdapat pada list dasar (C1 dan D1) diberikan nilai (1)

dan (0) pada masing-masing branch node. Dua leaf node kemudian diganti satu cabang

dengan nilai yang merupakan jumlah kedua bobot tersebut dan bobotnya menjadi 2.

Kolom baru yang terbentuk terdiri dari node baru dikombinasikan dengan node-node awal

kolom, yang selanjutnya disusun pada derajat bobot yang sesuai. Prosedur ini berulang

sampai hanya dua node yang tersisa.

Untuk mendapatkan codeword akhir pada setiap karakter, kita mulai dengan

karakter pada awal kolom dan kemudian memproses jumlah cabang (1 atau 0) yang

dihitung. Sehingga untuk karakter A, jumlah cabang dari awal sampai akhir hanya

bernilai (1) sedangkan untuk C dari awal cabang adalah (1) kemudian (0) pada branch

node 2 dan akhirnya (0) pada branch node 4. Bagaimanapun, codeword dimulai dari root

node dan bukan leaf node sehingga codeword aslinya merupakan kebalikan dari sistem

awal. Huffman tree dapat tersusun dari pembentukan codeword.

Kita dapat memeriksa keoptimalan Huffman tree dengan mendaftar hasil bobot dari

keseluruhan leaf node dan branch node pada permulaan tree diawali dari bobot yang

terkecil dengan memprosesnya dari kiri ke kanan dan dari bawah ke atas. Codeword akan

optimal jika hasil akan semakin bertambah pada derajat bobot (dari karakter leaf node

sampai ke karakter root node).

Contoh soal:

Sebuah urutan pesan ditranmisikan antara dua komputer melalui PSTN. Pesan tersebut

hanya terdiri dari karakter A sampai H. Analisa memperlihatkan bahwa frekuensi relatif

dari kejadian setiap karakter adalah sebagai berikut:

A dan B = 0,25 C dan D = 0,14 E, F, G, dan H = 0,055

a. Gunakan formula Shannon untuk mendapatkan jumlah rata-rata minimum bit per

karakter

b. Gunakan pengkodean Huffman untuk mendapatkan codeword dan buktikan bahwa

ini merupakan pengkodean minimum dalam membangun Huffman code tree. Buat

Huffman tree-nya.

c. Cari jumlah rata-rata bit per karakter untuk setiap codeword dan bandingkan

dengan :

(i) Hasil formula Shannon

(ii) Codeword biner fixed-length (panjang tetap)

(iii) Codeword ASCII 7-bit


Jawab:

(a) Formula Shannon dinyatakan sbb :

Entropy, log2 Pi bit per codeword

Sehingga :

H = -(2(0,25 log2 0,25) + 2(0,14 log2 0,14) + 4(0,055 log2 0,055))

= 1 + 0,794 + 0,921 = 2,715 bit per codeword

(b) Pembentukan codeword set menggunakan pengkodean Huffman dapat dilihat pada

Gb. 6.2 (a). Pertama-tama karakter didaftar berdasarkan bobot dan dua karakter

terbawah dari daftar dibagi menjadi cabang (1) dan (0). Catatan untuk kasus ini,

bagaimanapun, apabila dua node digabungkan, bobot dari hasil penjumlahan dua

cabang (0,11) lebih besar dari bobot dua karakter E dan F (0,055). Sehingga

branch node (baru) disisipkan di atas kedua karakter tersebut (E dan F). Prosedur

yang sama dilakukan (diulang) untuk setiap prosesnya sampai didapat hanya dua

nilai yang tersisa.

Sebagaimana yang dilihat pada Gb. 6.2 (b) bahwa hasil ini sudah optimal sebab

seluruh leaf node dan branch node pada daftar, bobotnya/ derajatnya semakin

bertambah.

(c) Jumlah rata-rata bit per codeword dengan menggunakan pengkodean Huffman

adalah :

2(2 x 0,25) + 2(3 x 0,14) + 4(4 x 0,055) = 2,72 bit per codeword

atau 99,8 % dari hasil formula Shannon.

Jika menggunakan Codeword biner fixed-length :

A – H mempunyai 8 karakter dengan 3 bit per karakter atau 90,7 % dari hasil

pengkodean Huffman.

Jika menggunakan Codeword ASCII 7-bit :

7 bit per codeword, atau 38,86 % dari hasil pengkodean Huffman.


BAB VII

PROTOKOL DAN OSI LAYER


Mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan tentang konsep dasar protokol dan OSI

layer.


1. Memahami konsep dasar protokol termasuk fungsi dan implementasinya.

2. Memahami tentang model OSI layer.

3. Menjelaskan aplikasi setiap layer dari OSI layer pada sistem komunikasi data

7.1KONSEP DASAR PROTOKOL

Model OSI menyediakan sebuah konsep framework untuk komunikasi antara

workstation, tetapi model OSI itu sendiri bukan suatu metode komunikasi. Komunikasi

yang aktual dibuat dengan menggunakan communications protocols. Dalam konteks data

networking, sebuah protokol adalah sebuah set peraturan-peraturan yang formal dan

merupakan persetujuan yang menentukan bagaimana sebuah workstation melakukan

pertukaran informasi melalui sebuah media jaringan. Protokol juga berisi aturan-aturan

penyesuaian detak (clock) pada penerima, untuk menentukan stasiun mana yang

mempunyai kendali atas sambungan, untuk mendeteksi kesalahan, dan untuk mengatur

aliran data. Kesepakatan yang dimaksud menunjukkan bahwa protokol juga diartikan

sebagai suatu rangkaian aturan yang membawahi proses pertukaran data diantara dua

stasiun.

Sebuah protokol mengimplementasikan fungsi dari satu atau lebih layer OSI. Suatu

jenis yang besar dari communication protocols yang ada, tetapi dari semua itu cenderung

berpecah menjadi salah satu dari beberapa group seperti misalnya : LAN Protocols, WAN

Protocols, network protocols, dan routing protocols. LAN protocols beroperasi pada

physical layer dan data-link layers pada model OSI dan mendefinisikan komunikasi yang

terdapat pada the various LAN media. WAN protocols bekerja pada layer ke-3 yang paling

rendah pada model OSI dan mendefinisikan komunikasi yang ada pada wide area media.

Routing protocols adalah network layer protocol yang mana bertanggung jawab untuk jalur

yang akan ditetapkan dan juga pada traffic switching. Yang terakhir adalah network


protocols, yang merupakan upper layer protocols untuk proses komunikasi ke layer-layer

atas dari model OSI.

Fungsi protokol dapat didefinisikan dalam kategori-kategori pengelompokan

sebagai berikut :

Encapsulation

Penambahan informasi kontrol oleh protokol terhadap data yang diperoleh dari

pemakai protokol.

Segmentasi

Pemisahan data supaya menjadi blok yang berukuran sama oleh protokol-protokol

yang berada pada level yang lebih rendah karena alasan-alasan tertentu.

Kontrol Koneksi

Termasuk didalamnya adalah pengadaan koneksi, transfer data dan penghentian

koneksi. Untuk protokol yang lebih canggih lagi, dimungkinkan terdapat penghentian

koneksi dengan fase perbaikan untuk menanggulangi error.

Ordered Delivery

Pertukaran blok data antara dua stasiun dipertahankan melalui jalur yang sama

sepanjang saluran selama proses pengiriman, sehingga record data yang diterima

sama dengan record data yang ditransmisikan.

Flow Control

Digunakan untuk membatasi jumlah atau data rate yang dikirimkan oleh stasiun yang

melakukan transmisi data. Dapat juga diartikan sebagai pengontrol aliran data.

Error Control

Digunakan untuk menjaga kendali informasi dan data dari adanya kehilangan ataupun

kerusakan data.

Pengalamatan

Konsep pengalamatan yang meliputi: tingkatan pengalamatan (Addressing level),

jangkauan pengalamatan (Addressing scope), identifikasi koneksi (Connection

identifiers), dan mode pengalamatan (Addressing mode).

Multiplexing

Berkaitan dengan konsep pengalamatan. Suatu bentuk multiplexing didukung oleh arti

dari koneksi multiple ke dalam sistem tunggal, atau pemetaan koneksi dari satu level

ke level yang lain (baik ke level yang lebih tinggi maupun ke level yang lebih rendah).

Transmission Service


Termasuk di dalamnya menyediakan layanan tambahan meliputi: prioritas, mutu

layanan dan pengamanan.

7.2 OPEN SYSEM INTERCONNECTION (OSI)

Open System Interconnection (OSI) menggambarkan bagaimana suatu informasi

dari sebuah aplikasi software dalam satu workstation berpindah melalui sebuah jaringan

ke sebuah aplikasi software didalam workstation lainnya. Model OSI adalah sebuah model

konseptual yang terdiri dari 7 layer, dimana masing-masing layer tersebut memiliki fungsi

jaringan yang berbeda-beda. Model ini dibangun oleh International Organization for

Standarization (ISO) pada tahun 1984, dan telah dijadikan sebagai standar atau dasar dari

model arsitektur untuk intercompter communications.

Model OSI membagi task yang terlibat dengan informasi atau data yang bergerak

atau berpindah di antara workstation-workstation menjadi 7 bagian yang lebih kecil dan

lebih teratur. Sebuah task atau sekelompok task inilah yang kemudian disebut 7 layer OSI.

Tiap-tiap layer bekerja dan bertanggung jawab atas tugasnya masing-masing, jadi tiap-tiap

layer tersebut dapat diimplementasikan secara independen. Dengan demikian, apabila

sebuah layer di-update, maka tidak akan mempengaruhi layer lainnya. Berikut adalah list

dari ke-7 layer OSI yang ada:

o Layer 7 – Application

Layer

o Layer 6 –

Presentation Layer

o Layer 5 – Session

Layer

o Layer 4 – Transport

Layer

o Layer 3 – Network

Layer

o Layer 2 – Data-link

layer

o Layer 1 – Phisycal Layer

1. KARATERISTIK LAYER OSI

Ke-7 layer OSI diatas dapat dikategorikan menjadi 2, yaitu : upper layers dan lower

layers. The Upper layers dari layer OSI berhubungan dengan aplikasi yang ada dan Diktat Komunikasi Data by Anggun Fitrian Isnawati, ST 59

secara umum diimplementasikan hanya dalam software. Layer tertinggi, application layer,

adalah yang terdekat dengan user (merupakan interface antara user dengan jaringan).

User berinteraksi dengan application layer melalui aplikasi software yang berisi sebuah

komponen untuk berkomunikasi antar workstation. Upper layer ini terkadang digunakan

untuk menyatakan layer-layer yang berada di atas layer lain dalam model OSI.

The Lower Layers mengatasi data transport yang ada pada sistem. Physical layer dan

data-link layer diimplementasikan pada hardware (perangkat keras) dan software. Untuk

layer lainnya hanya diimplementasikan pada software-nya saja. Layer terendah adalah

physical layer, dimana paling dekat dengan fisik dari media jaringan yang digunakan,

misalnya : sistem pengkabelan pada jaringan. Gambar di bawah ini merupakan ilustrasi

pembagian antara the upper and the lower layers.

2. PEMODELAN OSI DAN KOMUNIKASI ANTAR SISTEM

Informasi yang ditransfer dari sebuah aplikasi software dalam sebuah sistem

komputer kedalam sebuah aplikasi software didalam komputer lain harus melalui tiap-tiap

layer pada layer OSI. Misalnya, jika sebuah aplikasi software dalam sistem A mempunyai

informasi untuk dikirimkan ke sebuah aplikasi software di sistem B, the application

program pada sistem A akan melewatkan informasinya ke application layer (layer 7) dari

sistem A. Application layer kemudian akan melewatkan informasi tersebut ke presentation

layer (layer 6), dimana data akan direlay ke session layer (layer 5), dan begitu seterusnya

sampai mencapai physical layer (layer 1). Pada physical layer, informasi kemudian akan

ditempatkan pada medium physical layer dan dikirim ke medium yang ada pada sistem B.

Physical layer pada sistem B memindahkan informasi dari media fisiknya, dan kemudian

physical layer akan melewatkan informasi ke data-link layer (layer 2), yang kemudian akan

dilewatkan terus ke network layer (layer 3) dan seterusnya sampai mencapai application

layer (layer 7) dari sistem B. Akhirnya, application layer pada sistem B akan melewatkan

informasi ke penerima program aplikasi untuk melengkapi proses komunikasi.


3. INTERAKSI ANTAR LAYER MODEL OSI

Layer yang ada pada layer OSI secara umum berkomunikasi dengan 3 OSI layer

lainnya, yaitu layer yang berada tepat di atas layer OSI tersebut, layer yang berada di

bawahnya, dan pasangan layernya di dalam jaringan computer system lainnya. Misalnya

data-link layer di dalam sistem A, berkomunikasi dengan network layer dari sistem A,

physical layer dari sistem A, dan data-link layer di dalam sistem B. Gambar berikut dapat

menjelaskan bagaimana layer model OSI berkomunikasi dengan layer lainnya.

Gambar aplikasi komunikasi model OSI

4. PROSES PERTUKARAN INFORMASI

Keseluruhan layer OSI menggunakan form yang bervariasi dari control information

untuk berkomunikasi dengan pasangan layernya di dalam computer system lainnya.

Control information ini terdiri dari permintaan yang specifik dan instruksi yang ditukarkan

antar pasangan layer OSI.

Control information mempunyai satu atau dua bentuk, yaitu: headers dan trailers.

Headers ditambahkan ke data yang telah dilalui dari layer atas sampai layer yang paling

bawah, sedangkan traillers ditambahkan ke data pada data link layer.

Headers, trailers dan data adalah konsep yang relatif, tergantung dengan layer

yang menganalisa the information unit. Pada network layer, sebuah unit informasi terdiri

dari sebuah layer dengan 3 header dan data. Pada data-link layer, semua informasi

melewati network layer (the layer 3 header dan data) diperlakukan sebagai data.

Dengan kata lain, porsi data dari sebuah unit informasi pada layer OSI yang telah

diberikan, secara potential dapat terdiri dari header, trailers dan data dari semua layer

yang lebih tinggi. Hal ini disebut juga Enkapsulasi Data. Gambar berikut ini menunjukkan

bagaimana header dan data dari satu layer dienkapsulasi ke dalam header dari layer

terendah berikutnya.


Proses pertukaran informasi terjadi antara pasangan layer OSI.

Gambar Proses Enkapsulasi Data

Tiap layer dalam sistem sumber menambah control information ke data dan tiap

layer dalam sistem tujuan menganalisa dan memindahkan control information dari data

tersebut.

Apabila sistem A mempunyai data sebuah aplikasi software untuk mengirimkan ke

sistem B, data akan dilewatkan ke application layer. Application layer dalam sistem A akan

berkomunikasi dengan control information yang dibutuhkan oleh application layer di sistem

B dengan memberikan sebuah header kedalam data. Hasilnya akan dilewatkan ke

presentation layer, dimana headernya sendiri terdiri control information untuk presentation

layer di sistem B. Pada physical layer, seluruh unit informasi dalam bentuk bit data akan

ditempatkan pada media jaringan.

Physical layer di sistem B menerima unit informasi tersebut dan melewatkannya ke

data-link layer. Data-link layer di sistem B akan membaca control information yang berada

pada header yang telah diberikan oleh data-link layer di sistem A. Kemudian header akan

dipindahkan, dan remainder dari unit informasi dilewatkan ke network layer. Tiap layer

akan melakukan aksi yang sama. Setelah application layer mengerjakan aksi, data akan

dilewatkan ke software penerima di sistem B.

5. LAYER MODEL OSI

Physical Layer

Physical layer mendefinisikan secara elektrik, mekanik, prosedur dan fungsional

untuk mengaktifkan, mempertahankan dan me-non-aktif-kan secara fisik sambungan antar

sistem jaringan komunikasi. Spesifikasi physical layer mendefinisikan karateristik seperti

level tegangan, waktu perubahan tegangan, fisik data rate, maksimal jarak transmisi, dan

connector secara fisik. Implementasi Physical layer dapat dikategorikan menjadi LAN atau

WAN.


Gambar berikut merupakan ilustrasi dari implementasi physical layer.

Gambar Implementasi Layer Fisik

Data-Link Layer

Data-link layer menyediakan transit data yang dapat dipercaya melalui sebuah

network link secara fisik. Spesifikasi data-link layer yang berbeda mendefinisikan network

yang berbeda dan juga karateristik protocol yang berbeda, termasuk physical addressing,

topologi jaringan, error notification, frame sequency dan flow control.

Physical addressing mendefinisikan bagaimana sebuah device dialamatkan pada

data-link layer. Topologi jaringan terdiri dari spesifikasi data-link layer, dimana

mendefinisikan bagaimana jaringan terhubung secara fisik (contoh: topologi bus atau ring).

Error notification menandakan bahwa terjadi sebuah error kepada upper layer protocol.

Sedangkan pada frame sequency, mengatur frame yang ditransmisi diluar sekuensinya.

Flow control mengatur transmisi data, sehingga pada device penerima tidak dipadati oleh

trafik yang lebih banyak daripada yang dapat ia tampung dalam satu waktu.

The Institute of Electrical Engineers (IEEE) membagi data-link layer menjadi 2

subbagian, yaitu: Logical Link Control (LLC) dan Media Access Control (MAC).

Pembagian tersebut dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar Sub Layer Data Link

LLC bertugas untuk mengatur komunikasi antar device melalui sebuah single link

dari sebuah jaringan. LLC didefinisikan didalam IEEE 802.2 dan dapat mendukung service

connectionless dan connection-oriented yang digunakan oleh layer protocol yang lebih

tinggi. MAC bertugas untuk mengatur akses protokol ke media jaringan secara fisik.

Spesifikasi IEEE MAC mendefinisikan alamat MAC, dimana dapat menggandakan device,

tetapi dapat mengindentifikasikan secara unik satu sama lain pada data-link layer.


Network Layer

Pada network layer disediakan routing dan fungsi-fungsi yang terkait dimana dapat

menggandakan data-link menjadi berkombinasi dalam suatu internetwork. Tugasnya

adalah menetapkan hubungan komunikasi, menjaga (memelihara) dan memutuskan

koneksi antara pengirim dan penerima. Network layer juga dapat mendukung service

connectionless dan connection-oriented yang digunakan oleh layer protokol yang lebih

tinggi.

Protokol pada network layer biasanya merupakan routing protocol, namun protokol

lain juga diimplementasikan pada layer ini. Beberapa routing protocol yang biasa ada,

yaitu: Border Gateway Protocol (BGP), Open Shortest Path First (OSPF) dan Routing

Information Protocol (RIP).

Transport Layer

Tugas pokok dari layer ini adalah menyediakan mekanisme yang reliable (dapat

diandalkan) untuk pertukaran data antara proses di sistem yang berbeda. Menjamin unit-

unit data yang dikirim error-free dalam urutan tanpa ada yang hilang atau terduplikasi.

Juga berkaitan dengan optimasi penggunaan layanan jaringan dan menentukan QoS

terhadap entitas session. Ukuran dan kompleksitasnya bergantung kepada network layer

yang dipakai.

Beberapa dari implementasi transport layer meliputi:

o Transmission Control Protocol (TCP)

Mengirim data dengan deteksi dan koreksi kesalahan, selalu memeriksa

keterhubungan.

o User Datagram Protocol (UDP)

Mengirim data tanpa koneksi, melempar data ke network begitu saja.

Session Layer

Session layer menyediakan mekanisme pengaturan dialog antar aplikasi. Selain itu,

layer ini juga menyediakan fasilitas proses aplikasi membuka dan menggunakan suatu

hubungan logika yang disebut session. Session layer juga menjaga integritas dan

mengendalikan pertukaran data dengan adanya pemeriksaan password, menentukan

hubungan full-duplex atau half-duplex, juga mengatur bagaimana mengembalikan

hubungan yang terputus, mengatur sebuah device agar dapat menginterupsi device

lainnya.


Presentation Layer

Pada presentation layer menyediakan bermacam-macam coding dan konversi

fungsi yang akan digunakan di application layer. Fungsi-fungsi ini dapat memastikan

informasi yang dikirim dari application layer dari suatu sistem akan dapat terbaca oleh

application layer di sistem lainnya. Sebagai contoh: enkripsi data, konversi karakter dan

lain sebagainya.

Layer ini berkaitan dengan sintaks data yang dipertukarkan antara entitas-entitas

aplikasi. Digunakan juga untuk menghilangkan perbedaan representasi data dan format

dari tiap aplikasi. Termasuk enkripsi, kompresi, virtual terminal.

Application Layer

Application layer merupakan layer yang terdekat dengan user, dimana application

layer dan user berinteraksi langsung dengan software aplikasi. Layer ini berinteraksi

dengan software aplikasi yang mengimplementasikan sebuah komponen komunikasi.

Tugasnya yaitu menyediakan akses untuk user dan menyediakan layanan informasi yang

terdistribusi. Contohnya : transfer file, email.

SOAL-SOAL LATIHAN

1. Jelaskan apa yang anda ketahui tentang protokol.

2. Sebut dan jelaskan fungsi-fungsi protokol.

3. Jelaskan tentang model OSI yang anda ketahui.

4. Jelaskan secara singkat fungsi utama dari setiap layer pada model OSI.

5. Jelaskan berikut gambar proses enkapsulasi data.


DAFTAR PUSTAKA

1. William Stalling, Dasar-dasar Komunikasi Data, 2001, Penerbit Salemba Teknika,

Jakarta

2. Fred Halsall, Data Communication, Computer Network and Open System, 1995,

Addison-Wesley Publishing Company, Amerika

3. William L. Schweber, Data Communications, 1988, McGraw-Hill Inc, Amerika

4. DC Green, Komunikasi Data, Jakarta

5. Divlat PT Telkom, Pengantar Komunikasi Data, Bandung


Diktatkomdat

Documents

Transcript of Diktatkomdat