BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar BelakangDalam sebuah sistem telekomunikasi, keberhasilan dalam pengiriman informasi dari pengirim ( Transmitter) menuju ke penerima (Receiver) merupakan hal yang sangat penting untuk diperhitungkan. Keberhasilan sebuah sistem telekomunikasi tidak hanya ditentukan oleh satu faktor saja, tetapi ada beberapa hal yang menjadi tolak ukurnya. Beberapa hal yang dapat menjadi parameter tolak ukur utama dalam keberhasilan sistem telekomunikasi antara lain adalah sebagai berikut: Kecepatan bit rate transmisi yang digunakan Pengaruh dari media transmisi yang diaplikasikan Keberadaan gangguan (noise) Ketepatan dan kecepatan data yang dikirim ke penerima.Di dalam komunikasi data, salah satu titik tolak ukur keberhasilan pengiriman adalah kesamaan data yang sampai pada Receiver sesuai dengan data yang dikirim dari Transmitter tanpa adanya data yang hilang atau berbeda dari aslinya. Jika terdapat kesalahan pada pengiriman, maka akan menimbulkan adanya missing informasi. Missing informasi dalam sebuah komunikasi data dapat mengakibatkan pengiriman data secara berulang-ulang kali, sehingga waktu yang digunakan menjadi tidak efisien. Untuk itu diperlukan pemahaman mengenai deteksi dan kesalahan pengiriman (error) yang terjadi, sehingga missing informasi dapat diatasi. Selain itu, cara untuk mengatasinya pun dapat dikembangkan. Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan pengiriman data, antara lain menggunakan subtitusi simbol, retransmisi, ataupun FEC. Pada proposal ini, penulis akan membahas mengenai koreksi kesalahan dalam transmisi komunikasi berupa Forward Error Correction (FEC) menggunakan Hamming Code.

1.2. Rumusan Masalah Agar dapat lebih mengenali lebih jauh mengenai metode Hamming Code, dimunculkan beberapa masalah sebagai arahan dalam perancangan, sebagai berikut:1. Bagaimana proses pengiriman dan penerimaan data/informasi ?2. Bagaimana cara mendeteksi dan mengkoreksi adanya missing informasi dengan menggunakan sebuah simulasi 3. Bagaimana cara koreksi kesalahan FEC dengan menggunakan metode Hamming Code ?

1.3. TujuanAdapun tujuan yang ingin dicapai yaitu:1. Memahami proses transmisi pengiriman dan penerimaan dalam komunikasi data/informasi.2. Membuat sebuah program simulasi untuk mendeteksi dan mengkoreksi missing informasi atau kesalahan.3. Memahami cara koreksi kesalahan dengan menggunakan metode Hamming Code

1.4. Ruang LingkupDalam tugas ini dibahas secara khusus mengenai deteksi dan koreksi kesalahan dengan menggunakan metode Hamming Code.

1.5. ManfaatManfaat yang diharapkan dari Tugas Akhir ini adalah:1. Sebagai salah satu syarat menyelesaikan Tugas Proposal Akhir.2. Sebagai program percobaan untuk membantu proses pembelajaran materi deteksi dan koreksi kesalahan pada mata kuliah komunikasi data.

1.6. Sistematika Penulisan1. BAB I/PENDAHULUANBab ini berisi uraian tentang latar belakang masalah yang mendasari pentingnya diadakan penelitian, pembatasan, dan perumusan masalah penelitian, tujuan penelitian yang diajukan, serta sistematika penulisan proposal penelitian.2. BAB II/TINJAUAN PUSTAKABab ini berisi tinjauan teori yang mendiskripsikan pengertian komunikasi data, proses koreksi Forward Error Correction, dan metode hamming.3. BAB III/METODE PENELITIANBab ini berisi uraian tentang langkah penelitian yang akan dilaksanakan.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sistem Komunikasi DataSeiring dengan kemajuan teknologi komunikasi, komputer tidak hanya sekedar digunakan sebagai alat pengolah data melainkan dapat digunakan untuk membuat sebuah jaringan komunikasi data. Jaringan ini akan terhubung satu sama yang lain yang akan memungkinkan pengguna untuk saling bertukar informasi. 2.1.1. Pengertian Komunikasi DataKomunikasi atau telekomunikasi adalah proses pengiriman/penerimaan informasi yang relatif jauh. Data adalah informasi atau pesan yang akan dikirm atau diterima. Jadi komunikasi data adalah proses pertukaran informasi antara sumber (transmitter) dengan tujuan (receiver) melalui sebuah media komunikasi baik itu wireless ataupun on-wire. Untuk membangun sebuah sistem komuniaksi data diperlukan kombinasi antara perangkat keras dengan perangkat lunak. Dengan demikian dibutuhkan sebuah komputer dalam proses pertukaran infromasi tersebut. Ada 3 karakteristik proses komunikasi data, yaitu :a. Deivery, informasi yang dikirim harus tiba di tujuan.b. Accuracy, informasi yang diterima harus benar sesuai yang dikirim.c. Timeless, proses informasi berlangsung dengan cepat atau reliableSecara umum sistem komunikasi data memiliki 3 elemen, yaitu : Sumber atau pengiriman (source), yaitu elemen yang mengirimkan data informasi. Media Transmisi, yaitu media atau elemen yang berfungsi mengirimkan data ke dan dari sumber atau pengirim dan penerima (receiver). Media yang biasa digunakan adalah kabel dan gelombang. Penerima (receiver), yaitu elemen yang menerima data informasi dari pengirim.

2.1.2. Cara kerja Komunikasi Data

Gambar 2.1 Proses Komunikasi DataKomputer melaksanakan tugasnya berdasarkan program dan data yang diolahnya. Data adalah sebuah informasi, sedangkan program berfungsi untuk mengolah data yang tersimpan di dalam RAM dan Harddisk pada komputer, menjadi sesuatu yang diinginkan dan dimengeti oleh manusia. Gambar di atas menjelaskan tentang informasi yang akan ditukar adalah sebuah pesan yang berlabel m. Informasi ini diwakili sebagai data g dan secara umum ditunjukkan ke sebuah transmitter dalam bentuk sinyal yang berubah terhadap waktu. Sinyal g(t) ditansmisikan, umumnya sinyal tidak akan dalam bentuk yang sesuai untuk transmisi dan harus diubah ke sinyal s(t) yang sesuai dengan karakteristik medium transmisi. Sinyal tersebut kemudian ditransmisikan melalui medium tersebut. Pada akhirnya sinyal r(t), yang mana mungkin berbeda dengan s(t), diterima. Sinyal ini kemudian diubah oleh pesawat penerima ke dalam bentuk yang sesuai untuk output. Pengubahan sinyal g(t) atau data g adalah sebuah pendekatan atau perkiraan dari input. Akhirnya peralatan output akan menampilkan pesan perkiraan tersebut, m, kepada perantara tujuan. Pada gambar diatas terdapat :a. Sistem sumber, merupakan komponen yang bertugas mengirimkan informasi. Sistem sumber bertugas membangkitkan data atau informasi dan menempatkannya pada media transmisi.b. Transmitter, berfungsi untuk mengubah informasi yang akan dikirim menjadi bentuk yang sesuai dengan media transmisi yang akan digunakan. c. Sistem transmisi, merupakan jalur transmisi tunggal atau jaringan transmisi kompleks yang menghubungkan sistem sumber dengan sistem tujuan.d. Sistem tujuan, merupakan sistem yang sama dengan sistem sumber tetapi berfungsi untuk menerima sinyal dari sistem transmisi dan menggabungkannya kedalam bentuk tertentu yang dapat ditangkap oleh sistem tujuan.e. Protokol yang berupa aturan atau tata cara yang telah disepakati bersama yang diikuti oleh sistem sumber dan tujuan serta transmisi agar terjadi komunikasi seperti yang diharapkan.

2.2. Konsep PengkodeanDalam semua sistem komunikasi salah satu titik acuan keberhasilan pengiriman informasi adalah kesesuaian data yang sampai pada penerima. Kesalahan (error) merupakan masalah dalam sistem komunikasi karena dapat mengurangi kinerja dari sistem. Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan suatu sistem yang dapat mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan tersebut. Sehingga di dapatkan solusi untuk penanganan error. Metode yang akan dibahas adalah metode Forward Error Correction (FEC).Dalam merepresentasikan setiap informasi yang di kirim, setiap karakter masing masing dikodekan dalam beberapa jenis pengkodean karakter, misalnya : Baudot, EBCDIC, atau ASCII. Untuk lebih lanjut pembahasan hanya dilingkupkan pada pengkodean ASCII.

2.2.1. American Standard Code for Information Interchanges (ASCII)Kode Standar Amerika Untuk Pertukaran Informasi atau ASCII (American Standard Code for Interchanges) merupakan suatu standar Internasional dalam kode huruf dan disimbol. Kode ini digunakan oleh komputer dan alat komunikasi lain untuk menunjukkan teks. Kode ASCII sebenarnya memiliki 7 bit. Namun, ASCII disimpan sebagai sandi 8 bit dengan menambahkan satu angka 0 sebagai bit significant paling tinggi. Bit tambahan ini sering digunakan untuk uji prioritas. Karakter kontrol pada ASCII dibedakan menjadi 5 kelompok sesuai dengan pengunaan yaitu berturut-turut meliputi Logical Communication, Device control, Information Separator, Code Extention, dan Phsycal Communication. ASCII banyak dijumpai pada papan (ketik) keyboard computer atau instrumen-instrumen digital.Jumlah kode ASCII adalah 255 kode. Kode ASCII 0.. 127 merupakan kode ASCII untuk memanipulasi teks, sedangkann kode ASCII 128..255 merupakan kode ASCII untuk manipulasi grafik. Kode ASCII sendiri dapat dikelompokkan lagi kedalam beberapa bagian, yaitu: Kode yang tidak terlihat simbolnya seperti kode 10 (Line Feed), 13 (Carriage Return), 8 (Tab), 32 (Space). Kode yan terlihat simbolnya seperti abjad (A..Z), numerik (0..9), karakter khusus ( ~!@#$%^^&*()_+?:{}) Kode yang tidak ada di keyboard namun dapat ditampilkan. Kode ini umumnya untuk kode-kode grafik. Dalam pengkodean kode ASCII memanfaatkan 8 bit bit.

Tabel 2.1 Pengkodean ASCII

2.2.2. Forward Error Correction (FEC)Dalamtelekomunikasidanteori informasi, forward error correction (FEC)(juga disebutpengkodean kanal) adalah suatusistemdarikontrol kesalahanuntuktransmisi datadimana pengirim secara sistematis yang dihasilkan menambahkandata yang berlebihanuntuk pesan di dalamnya, juga dikenal sebagaierror-correcting code(ECC).Ahli matematika AmerikaRichard Hammingmempelopori bidang ini pada 1940-an dan menemukan kode FEC pertama,Hamming (7,4) kode, pada tahun 1950.FEC penerima memberikan kemampuan untuk memperbaiki kesalahan tanpa perlu kanal reverse untuk meminta pengiriman ulang data, tetapi keuntungan ini adalah pada biaya maju saluran bandwidth tinggi tetap. Oleh karena itu, FEC diterapkan dalam situasi dimana transmisi ulang realtif mahal, atau mungkin seperti ketika siaran ke beberapa penerima. Secara khusus, FEC informasi biasanya ditambahkan ke penyimpanan massal perangkat untuk memungkinkan pemulihan data yang rusak.FEC dapat dikatakan bekerja dengan "kebisingan rata-rata", karena setiap bit data simbol ditransmisikan mempengaruhi banyak, korupsi dari beberapa simbol dengan suara biasanya memungkinkan data pengguna yang asli harus diekstrak dari, simbol lain yang diterima tidak rusak yang juga tergantung pada yang sama data pengguna.

2.2.3. Hamming CodeHamming Code atau Kode Hamming adalah seperangkat koreksi kesalahan kode yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan bit yang dapat terjadi ketika data komputer dipindahkan atau disimpan. Hamming Code, dikembangkan oleh R.W.Hamming pada Laboratorium BELL.Seperti koreksi kesalahan kode, kode Hamming memanfaatkan konsep paritas dan bit paritas, yang merupakan bit yang ditambahkan ke data sehingga validalitas data dapat diperiksa ketika dibaca atau setelah diterima ditransmisi data. Menggunakan lebih dari satu bit paritas, kode koreksi kesalahan tidak bisa hanya mengidentifikasi kesalahan bit tunggal dalam unit data, tetapi juga lokasi didata unit. Bit cek paritas ditempatkan dengan perumusan 2N dimana N = 0,1,2, ,dst, sedangkan bit data adalah sisanya.Jumlah bit dalam kode hamming bergantung pada jumlah bit pada karakter data. Sejumlah hamming bit ditambahkan ke karakter ditentuan dari persamaan berikut ini :

.......................................................... (2.1)Dimana : n = jumlah hamming bitm = jumlah bit dalam data karakter

Tabel dibawah ini menunjukkan berapa jumlah bit Hamming yang akan disisipkan pada range jumlah bit data tertentu. Jumlah bit Hamming didapat dengan menggunakan persamaan (2.1). m ( Jumlah Data Bit )n ( Jumlah Hamming bit )

43

84

165

326

647

1288

5129

Tabel 2.2 Penambahan Bit Hamming

Misalnya pada contoh kasus di bawah ini :Untuk 12 bit data string 101100010010, tentukan hamming bit yang diperlukan , letakkan hamming bit disekitar data string, tentukan kondisi setiap hamming bit. Andaikan satu kesalahan yang timbul pada saat transmisi, buktikan bahwa hamming code akan mendeteksi kesalahan .Jawabuntuk n = 424 = 16 m + n + 1 = 12 + 4 + 1 = 1716 17 untuk itu 4 hamming bit tidak memenuhiuntuk n = 525 = 32 m + n + 1 = 12 + 5 + 1 = 1832 18 5 hamming bit sudah memenuhiJumlah seluruh bit data = 12 + 5 = 17 bit yang terkandung dalam data Letakkan hamming bit dalam data : 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 0 1 1 0 0 0 H 1 H 0 H 0 H 1 H 0Untuk menentukan kondisi logik dari hamming bit, tampilkan semua posisi bit yang bernilai 1 sebagai bilang biner 5 bit dan EXOR kan satu sama lain :Posisi bitBilangan Biner

390001101001

EXOR01010

1401110

EXOR00100

1501111

EXOR01011

1710001

EXOR11010

10110 adalah Hamming codeb10 = 1, b8 = 1, b6 = 0, b4 = 1, b2 = 0

17 bit urutan data menjadi : H H H H H1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0Asumsikan bahwa selama pengiriman data terjadi kesalahan pada bit posisi 14, urutan data yang diterima :1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0Pada penerima untuk menentukan bit posisi salah, EXOR kan biner hamming bit dengan setiap data yang bit 1Posisi bitBilangan Biner

Kode Hamming 31101000011

EXOR11001

901001

EXOR10000

1501111

EXOR11111

1710001

EXOR01110

01110 = biner 14Kode Hamming yang dijelaskan bagian ini hanya akan mendeteksi kesalahan 1 bit, tidak bisa digunakan untuk mendeteksi kesalahan yang banyak atau mendeteksi kesalahan yang terjadi dalam hamming bit itu sendiri. Kode Hamming seperti pada semua jenis FEC membutuhkan bit tambahan pada data akibatnya pesan yang ditransmisikan semakin panjang. Tujuan dari kode FEC adalah untuk menurunkan atau membatasi kehilangan waktu dari retransmisi kenyataannya penambahan bit FEC pada setiap pesan juga menambah waktu transmisi.Dari beberapa sistem koreksi kesalahan yang ada menunjukkan bahwa masing-masing teknik sesuai dengan sistem tertentu. FEC sering digunakan untuk transmisi simplex ke banyak terminal bilamana acknowledgement tidak praktis.

BAB IIIMETODE PELAKSANAAN

3.1. Metode UmumSecara garis besar, metode pelaksanaan yang akan dilakukan berupa perancangan sebuah simulasi yang dapat membantu mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan dalam proses pengiriman informasI. Jenis koreksi dan kesalahan yang akan digunakan adalah proses Forward Error Correction (FEC) dengan menggunakan metode hamming code. Informasi yang dikirim akan dikelompokkan dalam beberapa karakter, dimana setiap karakter akan dikodekan dalam sebuah pengkodean ASCII. Untuk mendukung jalannya simulasi ini digunakan bantuan sebuah komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunak Delphi.Adapun tahap tahap yang dilakukan dalam proses perancangan simulasi ini adalah sebagai berikut :1. Studi PustakaStudi pustaka dilakukan untuk mempelajari beberapa referensi yang terkait dengan judul atau tema yang akan dibahas. Sekaligus memulai untuk mengumpulkan beberapa materi yang hendak digunakan dalam proses penyusunan simulasi.2. Perancangan Program SimulasiPerancangan dilakukan dimulai setelah mendapatkan gambaran mengenai simulasi yang akan dibuat. Sekaligus mencari program apa yang tepat untuk digunakan. Pada akhirnya alur kerja dari simulasi sudah jelas.3. Pembuatan Listing ProgramSetelah malur kerja selesai, dilanjutkan dengan proses pembuatan simulasi tersebut. Proses ini berkaitan dengan listing untuk membuat program.4. Pengujian SimulasiPengujian dilakukan untuk mengetes keberhasilan sebuah simulasi. Ketika dalam proses pengujian ada kesalahan, dapat dilakukan proses perbaikan. 5. Penyusunan LaporanLaporan sebagai bentuk pemaparan proses dari awal sampai akhir penyusunan simulasi ini.

3.2. Metodologi Perancangan Program Simulasi Metode perancangan yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Memasukkan data berupa karakter. Dimana 1 karakter akan dikodekan menjadi 7 bit (Kode ASCII) secara otomatis di dalam program. Namun, ASCII disimpan sebagai sandi 8 bit dengan menambahkan satu angka 0 sebagai bit significant paling tinggi. Jumlah karakter yang dimasukkan minimal 2 karakter dan maksimal 5 karakter. Bila data yang dimasukkan kurang dari 2 karakter atau lebih dari 5 karakter maka data akan ditolak.2. Program akan menghitung jumlah bit data/karakter yang dimasukkan secara keseluruhan (m).3. Masukkan nilai n yang menyatakan jumlah bit hamming yang digunakan, sehingga nantinya akan memenuhi persyaratan 2n m + n + 1. Posisi bit hamming ditempatkan dengan perumusan 2N dimana N = 0,1,2, ,dst. Kemudian nilai dari masing masing bit hamming akan ditentukan.4. Setelah nilai n sudah terpenuhi, maka dapat dihitung jumlah bit keseluruhan yang dikirim. Jumlah bit keseluruhan didapat dari penjumlahan antara m dan n.5. Lalu tetapkan apakah dalam proses pengiriman terjadi kesalahan atau tidak. Jika tidak terjadi kesalahan, maka informasi yang diterima akan sama dengan informasi yang dikirim. Untuk mengeceknya dapat dengan melakukan penjumlahan Exclusive OR (X-OR). Jika hasil bit yang didapat 0 maka informasi yang dikirim sama dengan yang diterima tanpa ada kesalahan.6. Namun jika ditetapkan terjadi kesalahan pada proses pengiriman, maka program akan mendeteksi dimana terjadi kesalahan tersebut. Jenis kesalahan yang diatur bisa bervariasi. Lakukan proses koreksi dengan melakukan penjumlahan X-OR. Bila terjadi kesalahan hasil penjumlahan tidak menghasilkan jumlah bit 0 tetapi nilai desimal lain yang menjadi penunjukkan posisi kesalahan informasi yang terjadi.7. Terakhir, lakukan perbaikan atas kesalahan pengiriman yang terjadi.

Flowchart Bagian Pengirim

MulaiMasukkkan Karakter, (2 5 Karakter)n= n + 1Penentuan Kode Hamming (n)2n m + n + 1YaTdkJumlah bit data stream ( m + n )EX-OR semua biner dengan posisi bit 1 pada data streamSelesaiKirim data stream ke penerima

Flowchart Bagian Penerima

MulaiEX-OR binner hamming bit dengan setiap data yang bit 1Terjadi kesalahan pada posisi bit tertentuTidak terjadi kesalahanBaca bit hamming yang diterimam = Desimal 0 ?YaTdkSelesaiKoreksi kesalahan

BAB IVJADWAL PERANCANGAN

3.1. Jadwal PerancanganAdapun pelaksanaan penelitian ini akan dilakukan dalam jangka waktu 6 bulan. Berikut jadwal perancangan proyek tugas akhir ini :No.KegiatanBulan 2014

MarAprMeiJunJulAgsSept

1Studi Pustaka

2Pengumpulan Materi

3Seminar Judul

4Listing Program

5Pengujian

6Penyusunan Laporan

7Seminar Hasil

3.2. Rancangan BiayaNoAlat / BahanBiayaSatuanTotal

1Kertas A430.0004Rim120.000

2Tinta Print35.0002Buah70.000

3Alat Tulis75.0001Set50.000

4Software Simulasi100.0001100.000

Total340.000

DAFTAR PUSTAKA

Hafsah Nirwana dan Dahlia Nur, 2007, Mata Kuliah Komunikasi Data, Makassar: Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang.Fanani, Hanif, 2011, Forward Error Correction (http://pengepulilmu.blogspot.com/2011/04/forward-koreksi-kesalahan-dalam.html , diakses 2 Desember 2013).Wikipedia, 2013, ASCII (http://id.wikipedia.org/wiki/ASCII , diakses 2 Desember 2013).Yunita, Yuti, 2012, Tabel ASCII (http://yuti-yunita.blogspot.com/2012/03/tabel-ascii.html , diakses 2 Desember 2013)

19