Komunikasi Data
KO MUNIKASI DATA
Komunikasi jaringan dan data
Model Komunikasi
Sumber
Menghasilkan
Pemancar
Mengubah
data
Penerima
Mengubah
data menjadi sinyal yg dapat dipancarkan
Sistem Transmisi
Membawa
data untuk ditransmisikan
sinyal yg diterima menjadi data
Tujuan
Pengambilan data
Tugas Komunikasi
Pemanfaatan sistem transmisi
Pengalamatan
I nterfacing
Routing
Generasi sinyal
Recovery
Sinkronisasi
Format pesan
Pertukaran manajemen
Keamanan
Koreksi dan deteksi error
Manajemen jaringan
Flow control
Diagram-model komunikasi yg disederhanakan
Model komunikasi data yang disederhanakan
Networking
Komunikasi point to point tidak selalu praktis
Alat
terlalu jauh terpisah
Peralatan yang
besar memerlukan jumlah koneksi yang
tidak praktis
Solusi dalam jaringan komunikasi
W ide
Local
Area Network (W AN)
Area Network (LAN)
W ide Area Networks
Area geograf is yang besar
Crossing public rights of way
Rely in part on common carrier circuits
Teknologi alterna tive
Circuit
switching
Packet
switching
Frame
relay
Asynchronous Transf er
Mode (ATM)
Circuit Switching
Komunikasi dipersembahkan selama dalam
percakapan
Misal : jaringan telepon
Circuit Switching
A
Jalur komunikasi (sirkit) A – B terbentuk melalui routing yang terbaik dan
akan tetap terhubung selama komunikasi berlangsung (belum diputus oleh
salah satu pihak)
B
Packet Switching
Data dikirim sesuai urutan
Paket data secara serentak
Paket melewati dari titik ke titik antara sumber dan
tujuan
Digunakan untuk komunikasi dari terminal ke
komputer dan komputer ke komputer
Packet Switching
Contoh :
A akan mengirim data ke B
Data dibagi dalam 3 paket
3
A
2
1
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
3
2
A
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
3
A
2
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
2
3
A
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
3
2
1
3
A
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
3
A
2
1
B
Packet Switching
W alaupun tiap paket sampai di tujuan tidak berurutan, masing-masing menempati
posisi sesuai no. urut, sehingga penerima menerima data dengan urutan sesuai yang
dikirim
3
A
2
1
B
Contoh Paketisasi
Message
Segmented
Message
Packetized
Message
Hello Bob
He ll
H
He
o Bo b
H
ll
Paket
Paket
1 Header
2
H
o
Paket
3
H
Bo
Paket
4
H
b
Paket
5
Frame Relay
Packet switching systems mempunyai biaya
kompensasi yang besar untuk kesalahan
Sistem yang modern lebih dapat dipercaya
Errors dapat diketahui pada akhir sistem
Most overhead untuk kontrol error dilepaskan ke
luar
Asynchronous Transf er Mode
ATM
Evolusi dari f rame relay
Little overhead untuk kontrol error
Fixed packet (called cell) yang panjang
Anything f rom 10Mbps to G bps
Data rate yang konstan menggunaka teknik paket
switching
Local Area Networks
Lingkup lebih kecil
Bangunan
atau kampus kecil
Biasanya dimiliki oleh organisasi yang mempunyai
alat yang sama
Data rates jauh lebih tinggi
Biasanya digunakan sistem broadcast
Sekarang sistem switched dan ATM mulai
dikenalkan
LAN Conf igurations
Switched
Switched
Ethernet
May be single or multiple switches
ATM
Fibre
LAN
Channel
W ireless
Mobility
Instalasi
yang mudah
Metropolitan Area Networks
MAN
Pertengahan antara LAN dan W AN
Pribadi dan jaringan umum
Kecepatan tinggi
Area besar
Networking
Conf iguration
Further Reading
Stallings, W . [2003] Data and Computer
Communications (7th edition), Prentice Hall, Upper
Saddle River NJ, chapter 1
W eb site f or Stallings book
http:/
/ williamstallings.com/ DCC7e.html
MEDIA TRANSMISI
Komunikasi Data
TRANSMISI DATA
Media transmisi dengan kabel (guided)
Media transmisi tanpa kabel (unguided)
MEDIA TRANSMISI
Fungsi : Sebagai jalur lintas data dan distribusi informasi
Menghubungkan satu terminal dengan terminal lain
Menghubungkan antara terminal dengan server
Menghubungkan satu terminal dengan suatu peripheral
Media Transmisi :
Dengan menggunakan kabel
Tanpa kabel
Media Transmisi dengan kabel
Jenis kabel :
Twisted
Pair seperti Kabel telepon
Coaxial
Serat
O ptik ( f ibre optic)
Jenis Twisted Pair
Shielded : Kabel yang setiap pasang di beri perlindungan,
lebih mahal
Unshielded : Dibagi beberapa kategori
Keuntungan :
- Mudah dalam membangun instalasi
- Relatif lebih murah harganya
Kelemahan : - Jarak jangkau dan kecepatan terbatas (lokal)
- Mudah terpengaruh oleh noise
Jenis Coaxial
Baseband (Kabel 50 ohm) :
Digunakan untuk transmisi digital
Broadband (Kabel 75 ohm) :
Digunakan untuk transmisi analog
Keuntungan :
- Tidak terpengaruh noise
-
Harga lebih murah
Kelemahan :
- Penggunaan kabel mudah dibajak
- Untuk jenis coaxial tertentu tidak memungkinkan untuk dipasang di beberapa
jenis ruang
Serat optik
Serat optik dapat mentransformasikan data dengan pulsa cahaya.
Komponen :
- Media transmisi : Serat kaca yang sangat halus
- Sumber cahaya : Light emitting diode & laser diode
- Detektor
: Photo diode
Keuntungan :
- Jarak jangkau yang cukup luas
- Tidak terpengaruh noise
- Tidak dapat disadap & tidak mudah mengalami
gangguan
Kelemahan :
- Harga cukup mahal
- Sulit dalam pemasangan instalasi
- Teknologi masih berkembang
Jenis-jenis serat optik :
-
AMP SC Duplex Style Connector
-
SC Epoxy Connector
-
SC Epoxyless Connector
-
ST Epoxyless Connector
Penanganan Jalur & bundel kabel :
Fungsi : - Menghindari adanya gangguan pada kabel
- Menciptakan suasana ruang yang rapi & nyaman
Penanganan kabel di luar : Dengan alat bantu berupa box & rak
Penanganan kabel di dalam : Instalatur bangunan bekerjasama dengan arsitek bangunan
Media transmisi Tanpa Kabel
Fungsi untuk mendistribusikan inf ormasi data yang
jaraknya cukup jauh & sulit dengan menggunakan
radiasi elektromagnetik (W ireless)
Jenis :
G elombang Mikro
System Satelit
Inf ra Merah
Sinar Laser
Gelombang Mikro
G elombang radio f rekuensi tinggi yang dipancarkan dari satu
stasiun ke stasiun lain
System Satelit
Stasiun relay yang letaknya di luar angkasa
Infra Merah
Teknologi ini dipakai untuk jaringan komputer, lokal dalam 1
ruangan
Sinar Laser
Teknologi yang digunakan untuk tempat – tempat yang jauh
Keuntungan wireless
Dapat membangun jaringan komputer yang terpisah
& kondisi medan yang sulit
Dapat dipakai oleh bangunan yang terlanjur sudah
jadi
Dapat digunakan pebisnis yang mobilitasnya tinggi
Mudah dalam perawatan
Kelemahan wireless
Kemampuan transf er data lebih kecil daripada
jaringan kabel
Keamanan data belum terjamin masih mungkin
disadap
Biaya instalasi yang mahal
Jaringan mud ah terganggu
Sulitnya proses instalasi karena masih sedikit SDM
yang menguasai teknologi ini
TRANSMISI DATA
Komunikasi Data
Terminologi (1)
Transmitter
Receiver
Media Transmisi
G uided
media
Contoh; twisted pair, serat optik
Unguided
media
Contoh; udara, air, ruang hampa
Terminologi (2)
Hubungan Langsung (Direct link)
Tanpa
alat perantara
Point-to-point
Terma suk
Hanya
hubungan langsung
2 alat yang menggunakan jalur hubungan
Multi-point
Lebih dari
2 alat yang menggunakan jalur hubungan
Terminologi (3)
Simplex
Satu
arah
Contoh; Televisi
Half duplex
Dua
arah, tetapi hanya satu arah pada satu waktu
Contoh; Radio polisi
Full duplex
Dua
arah pada waktu bersamaan
Contoh; Telepon
Frekuensi, Spektrum dan Bandwidth
Konsep domain W aktu
Sinyal
Kontinu
Bentuk bervariasi yang mulus dengan berjalannya waktu
Sinyal
Diskret
Berada pada tingkat konstan tertentu kemudian berubah
pada tingkat konstan yang lain
Sinyal
Periodik
Mempunyai bentuk yang berulang dengan berjalannya
waktu
Sinyal
Aperiodik
Bentuk tidak berulang dengan berjalannya waktu
Sinyal Kontinu & Diskret
Sinyal Periodik
G elombang Sinus
Amplitudo Puncak (A)
maximum
kuat sinyal
volt
Frekuensi (f )
Kecepatan
Hertz
(Hz) atau putaran per detik
Perioda
T=
perubahan sinyal
= waktu untuk satu pengulangan (T)
1/ f
Fase ()
Posisi
Relatif dalam waktu
Berbagai G elombang Sinus
Panjang G elombang
Jarak yang didapat dengan satu putaran
Jarak antara dua titik yang bersesuaian dengan
f ase pada dua putaran yang berkesinambungan
Anggap kecepatan sinyal v
= vT
f
= v
= 3* 10 8 mdt -1 (kecepatan cahaya pada ruang
hampa)
c
Konsep Domain Frekuensi
Sinyal biasanya dibentuk dari berbagai f rekuensi
Komponennya adalah gelombang sinus
Dapat dijelaskan (Analisis Fourier) bahwa setiap
sinyal dibuat dari komponen gelombang sinus
Dapat mencetak (plot) f ungsi domain f rekuensi
Penjumlahan
Komponen
Frekuensi
Domain
Frekuensi
Spektrum & Bandwidth
Spektrum
Bandwidth absolut
Lebar spektrum
Bandwidth ef ektif
Sering disebut bandwidth saja
Jangkauan f rekuensi yang dikandung didalam sinyal
Pita sempit dari f rekuensi yang mengandung kebanyakan
energi
Komponen DC
Komponen f requensi nol
Sinyal dengan Komponen DC
Kecepatan Data dan Bandwidth
Setiap sistem transmisi mempunyai pita terbatas
dari f rekuensi
Hal ini membatasi kecepatan data yang dapat
dibawa
Transmisi Data Analog dan Digital
Data
Entitas-entitas yang
Sinyal
Representasi
convey meaning
listrik atau elektromagnetik dari data
Transmisi
Komunikasi
data dengan propagasi (penjalaran) dan
pemrosesan sinyal
Data
Analog
Nilai-nilai
Contoh;
kontinu didalam beberapa interval
suara (sound), gambar (video)
Digital
Nilai-nilai
Contoh;
Diskret
text, integer
Spektrum Akustik (Analog)
Sinyal
Data yang dijalarkan/ dipropagasikan/ ditransmisikan
Analog
Variabel secara kontinu
Berbagai media transmisi
kawat, serat optik, udara
Speech Bandwidth 100Hz sampai 7kHz
Telephone Bandwidth 300Hz sampai 3400Hz
Video Bandwidth 4MHz
Digital
Menggunakan dua komponen DC
Data and Sinyal
Biasanya menggunakan sinyal digital untuk data
digital dan sinyal analog untuk data analog
Bisa menggunakan sinyal analog untuk membawa
data digital
Modem
Bisa menggunakan sinyal digital untuk membawa
data analog
Compact
Disc audio
Sinyal Analog membawa Data Analog
dan Data Digital
Sinyal Digital membawa Data Analog
dan Digital
Transmisi Analog
Sinyal Analog ditransmisikan tanpa mengetahui
isinya
Bisa berupa data analog atau digital
Terjadi pelemahan (atenuasi) jika melebihi jarak
yang ditentukan
Menggunakan amplif ier untuk meningkatkan kuat
sinyal
Tapi juga bisa menaikkan “ noise”
Transmisi Digital
Sangat memperhatikan isi
Integritas sinyal sangat dipengaruhi oleh “ noise” ,
atenuasi dll.
Menggunakan Repeater
Repeater menerima sinyal
Meng-” Extract” bit pattern
Mengirim ulang
Atenuasi bisa ditanggulangi
“ Noise” tidak dikuatkan
Kelebihan Transmisi Digital
Teknologi Digital
Integritas Data
Jarak yang lebih jauh bisa dilewatkan pada jalur dengan kualitas yang
lebih rendah
Penggunaan Kapasitas Jalur
High bandwidth links economical
High degree of multiplexing easier with digital techniques
Pengamanan dan Privasi
Teknologi LSI/ VLSI yang murah
Enkripsi
Integrasi
Dapat memperlakukan sama terhadap data analog dan digital
Transmission Impairments
Sinyal yang diterima bisa jadi berbeda dari sinyal
yang dikirimkan
Analog - degradasi kualitas sinyal
Digital - kesalahan bit
Disebabkan oleh
Atenuasi
Delay
Noise
dan distorsi atenuasi
distortion
Atenuasi
Kuat Sinyal menurun dengan bertambahnya jarak
Tergantung pada Media transmisinya
Kuat sinyal yang diterima:
harus cukup
untuk dideteksi
harus cukup
lebih tinggi dibanding “ noise” yang akan
diterima tanpa kesalahan
Atenuasi merup akan suatu f ungsi kenaikan dari
f rekuensi
Delay Distortion
Hanya ada di guided media
Kecepatan penjalaran (Propagasi) bervariasi
terhadap f rekuensinya
Noise (1)
Sinyal tambahan yang masuk diantara transmitter
dan receiver
Thermal (suhu)
Akibat
dari “ thermal agitation” dari elektron
Tersebar
W hite
secara uniform
noise
Intermodulation
Sinyal
yang merupaka n penjumlahan dan pengurangan
dari f rekuensi aslinya yang menggunakan media
bersama
Noise (2)
Crosstalk
Suatu
sinyal dari satu jalur yang diambil oleh jalur lain
Impulse
Pulsa
yang tidak beraturan atau spike (lonjakan)
Contoh;
Short
Interf erensi elektromagnetik eksternal
duration
Amplitudo
yang tinggi
Kapasitas Channel
Kecepatan Data (Data rate)
Dalam
bit per detik (bit per second : bps)
Rata-rata
dimana data dapat dikomunikasikan
Bandwidth
Dalam
putaran per detik (cycle per second : cps) dari
Hertz
Dibatasi
oleh transmitter dan media
Required Reading
Stallings chapter 3
PENG KO DEAN DATA
Komunikasi Data
Pendahuluan
Karakter data yang akan dikirim dari suatu titik ke titik
lain tidak dapat dikirimkan secara langsung. Perlu
proses pengkodean pada setiap titik. Dengan kata lain,
karakter-karakter data tersebut harus dikodekan
terlebih dahulu dengan kode yang dikenal oleh setiap
terminal yang ada.
Tujuan dari pengodean adalah menjadikan setiap
karakter dalam sebuah inf ormasi digital kedalam
bentuk biner agar dapat ditransmisikan. Suatu terminal
yang berbeda menggunakan kode niner yang berbeda
untuk mewakili suatu karakter.
Kode-kode yang digunakan untuk keperluan komunikasi
data pada sistem komputer dari sejak komputer ditemukan
sampai pada komunikasi data modern memiliki perbedaan
dari generasi ke generasi. Hal ini disebabkan oleh semakin
besar dan kompleksnya data yang akan dikirim atau
dipergunakan.
Secara umum ada beberapa kode yang digunakan dalam
komunikasi data diantaranya adalah:
1.
2.
3.
4.
5.
BCD (Binary Coded Decimal )
SBCDIC (Standard Binar y Coded Decimal Interchange Code)
EBCDIC (Extended Binar y Coded Decimal Interchange Code)
BO UDO T
ASCII (American Standard Code f or Inf ormation Interchange)
BCD
Merupakan kode biner yang digunakan hanya
untuk mewakili nilai digit desimal dari 0-9. BCD
menggunakan kombinasi 4 bit sehingga ada 16
kombinasi yang bisa diperoleh dan hanya 10
kombinasi yang digunakan.
Kode BCD sudah jarang digunakan untuk komputer
dan transmisi data sekarang ini karena tidak dapat
mewakili huruh atau simbol karakter khusus. BCD
hanya digunakan oleh komputer generasi pertama.
Tabel Binary Coded Decimal
BCD 4 bit
Digit Desimal
0000
0
0001
2
0010
3
0100
4
0101
5
0110
6
0111
7
1000
8
1001
9
SBCDIC
Merupakan kode biner yang dikembangkan dari
BCD. SBCDIC menggunakan kombinasi 6 bit
sehingga lebih banyak kombinasi yang bisa
dihasilkan. Yaitu 64 kombinasi kode. Ada 10 kode
untuk digit angka dan 26 kode untuk alphabet dan
sisanya untuk karakter khusus tertentu. SBCDID
digunakan pada komputer generasi kedua.
Tabel SBCDIC
SBCDIC
SBCDIC
Karakter
BA8421
Karakter
BA8421
001010
0
100001
J
000001
1
100010
K
000010
2
100011
L
000100
4
100101
N
000101
5
100110
O
000110
6
100111
P
000111
7
101000
Q
001000
8
101001
R
001001
9
010010
S
110001
A
010011
T
110010
B
010100
U
110011
C
010101
V
110100
D
010110
W
110101
E
010111
X
110110
F
011000
Y
110111
G
011001
Z
111000
H
111001
I
EBCDIC
EBCDID adalah kode 8 bit yang memungkinka n
untuk mewakili karakter 256 kombinasi karakter.
Pada EBCDID, high order bits atau 4 bit pertama
disebut Zone bits dan low order bits atau 4 bit
kedua disebut dengan numeric bit.
Tabel Extended Binary Code Decimal Interchange Code
Kode Boudot
Kode Boudot terdiri atas 5 bit yang dipergunakan
pada terminal teletype dan teleprinter. Karena
kombinasi ini terdiri dari 5 bit maka hanya terdiri
dari 25 sampai 32 kombinasi dengan kode huruf
dan gambar yang berbeda.
Jika kode ini dikirim menggunakan transmisi serial
tak sinkron, maka pulsa stop bit-nya pada umumnya
memiliki lebar 1,5 bit. Hal ini berbeda dengan
kode ASCII yang menggunakan 1 atau 2 bit untuk
pulsa stop-bitnya.
Tabel Kode Boudot
Kode
Karakter Letter
Karakter Figure
11000
A
-
10011
B
?
01110
C
:
10010
D
$
10000
E
3
10110
F
!
01011
G
&
00101
H
#
01100
I
8
11010
J
‘
11110
K
(
01001
L
)
00111
M
.
00110
N
,
01101
P
0
11101
Q
1
01010
R
4
10100
S
BELL
00001
T
5
11100
U
7
01111
V
;
11001
W
2
10111
X
/
10101
Y
6
10001
Z
“
11111
LTRS
LTRS
11011
FIGS
FIGS
00100
SPC
SPC
00010
CR
CR
01000
LF
LF
ASCII Code
Kode ASCII memiliki 128 bit kombinasi yang selalu
digunakan. Dari 128 kombinasi tersebut 32 kode
diantaranya digunakan untuk f ungsi-f ungsi kendali
seperti SYN, STX. Sisa karakter lain digunakan untuk
karakter-karakter alphanumerik dan sejumlah karakter
khusus seperti = , / . ?
Pada dasarnya kode ASCII merupakan kode
alf anumerik yang paling popular dalam teknik
komunikasi data. Kode ini menggunakan tujuh bit untuk
posisi pengecekan bit secara even atau odd parity.
Unicode
O rang-orang di negara-negara yang berbeda menggunakan
karakter berbeda untuk menuliskan kata-kata dalam bahasa
ibu mereka. Sekarang ini kebanyakan aplikasi, mencakup
sistem email dan web browser, menggunakan sistem 8 bit
yang mana mereka dapat beroperasi yang tepat sesuai
ketentuan, seperti ISO -8859-1.
Unicode memiliki lebar per karakter sebesar 20 bit. Akan
menjadi boros jika kita mengirim data Unicode yang berisi
teks huruf Latin menggunakan 20 bit per karakter. O leh
karena itu maka Unicode ditransformasika n terlebih dahulu
menjadi UTF-8 atau UTF-16 (Unicode Transf ormation Format )
dengan UTF-8 maka karakter-karakter pada U+ 0000
(Notasi U+ abcd) digunakan untuk mengacu pada karakter
bernomor abcd pada tabel Unicode.
Pada dasarnya ada 4 cara untuk mengkodekan karakter Unicode,
yaitu:
1.
2.
3.
4.
UTF-8: 128 karakter digunakan untuk mengkode 1 byte (karakter
ASCII). 1.920 karakter digunakan mengkode 2 byte (untuk karakter
Roma, Yunani, Cyrilic, Coptic, Armenian, Ibrani dan Arab). 63.488
karakter digunakan untuk mengkde 3 byte (Cina dan Jepang).
247.418.112 karakter yang lain, yang belum digunakan, dapat
digunakan untuk mengkpde 4, 5, 6 karakter.
UCS-2: Tiap-tiap karakter direpresentasikan oleh 2 byte. Pengkodean
ini digunakan untuk merepresentasikan 65.536 karakter Unicode yang
pertama.
UTF-16: Ini adalah perluasan dari UCS-2 dimana dapat
direpresentasikan 1.112.064 karakter Unicode. 65.536 karakter
Unicode yang pertama diwakili 2 byte, yang lainnya 4 byte.
UCS-4: Tiap-tiap karakter direpresentasikan oleh 4 byte.
Unicode Bahasa Armenian
TEKNIK PENG KO DEAN
Komunikasi Data
Data Analog Sinyal Analog
Analog Modulation (AM)
Frequency Modulation (FM)
Phase Modulation (PM)
Mengapa memodulasi sinyal analog?
Frekuensi
lebih tinggi dapat memberikan transmisi yg
lebih ef isien
Memung kinkan
f requency division multiplexing
Tipe-Tipe modulasi
Amplitude
Modulation (AM)
Frequency
Modulation (FM)
Phase
Modulation (PM)
Lebar jalur AM
Modulasi Frekuensi
Lebarjalur keseluruhan yg diperlukan untuk FM dapat
ditentukan melalui lebarjalur isyarat audio:
BWt = 1 0 x BWm.
Lebarjalur FM
Lebarjalur isyarat audio stereo biasanya 1 5 KHz. O leh
itu, suatu station FM memerlukan sekurang-kurangnya
lebarjalur seluas 1 5 0 KHz. FCC menetapkan lebarjalur
minimum sekurang-kurangnya 2 0 0 KHz (0 .2 MHz).
Jalur FM
Example
We have an audio signal with a bandwidth of 4 MHz.
What is the bandwidth needed if we modulate the signal
using FM? Ignore FCC regulations.
Solution
An FM signal requires 10 times the bandwidth of the
original signal:
BW = 10 x 4 MHz = 40 MHz
Data Analog Sinyal Digital
Qu
uantizing
Encoding
E
1110010010010110
W aveform Coders
Sampling
S
Waveform
ENCODER
Filtering
Waveform
DECODER
Digitalisasi Data Analog
Digitizing Voice: PCM
W aveform Encoding
Nyquist Theorem: sinyal analog dicuplik dengan laju
dua kali f rekuensi tertinggi sinyal analog tersebut
Voice f requency range: 300-3400 Hz
Sampling f requency = 8000/ sec (every 125us)
Bit rate: (2 x 4 Khz) x 8 bits per sample
= 64,000 bits per second (DS-0)
Metoda yang sering digunakan
CODEC
PCM
= DS-0
64 Kbps
Pulse Code Modulation (PCM) (1)
Jika suatu sinyal dicuplik (sampling) dg interval
regular dg laju lebih besar drpd dua kali f rekuensi
tertinggi sinyal, sampel-sampel memuat semua
inf ormasi dari sinyal original
Data suara dibatasi di bawah 4000Hz
Memerlukan 8000 sampel per detik
Sampel-sampel analog (Pulse Amplitude
Modulation, PAM)
Tiap sampel dialokasikan nilai digital
Pulse Code Modulation (PCM) (2)
Sistem 4 bit memberikan 16 level
Kuantisasi
Error
kuantisasi atau noise
Aproksimasi
berarti tdk mungkin utk mendpkan kembali
sinyal original secara eksak
Sampel 8 bit memberikan 256 level
Kualitas sebanding dg transmisi analog
8000 sampel per detik dg masing-masing sampel 8
bit memberikan 64kbps
PCM Example
PCM Block Diagram
Nonlinear Encoding
Level kuantisasi tidak sama
Mengurangi keseluruhan distorsi sinyal
Dapat juga dilakukan dengan companding
Ef f ect dari Non-Linear Coding
Fungsi Companding Tipikal
Delta Modulation
Input analog diaproksimasikan dg f ungsi tangga
(staircase f unction)
Naik atau turun satu level () pd tiap inter val
sampel
Delta Modulation - contoh
Delta Modulation - O perasi
Delta Modulation - Perf ormansi
Reproduksi suara baik
PCM
- 128 level (7 bit)
Voice
bandwidth 4khz
Memerlukan
8000 x 7 = 56kbps utk PCM
Kompresi data dp memperbaiki ini
mis.
Teknik Interf rame coding untuk video
Perkataan “Modem” : modulator/ demodulator.
Modulasi/ Demodulasi
Modem Tradisional
Modem 56K
Data Digital Sinyal Analog
Dalam komunikasi data, transmisi jalur lebar selalu
menggunakan isyarat analog utk menghantar data
Penggunaan jalur lebar (broadband) dlm komunikasi
biasanya akan melibatkan penukaran isyarat digital < - > analog
Biasanya modem menukarkan gelombang diskret ke
sinus utk transmisi analog
Proses ini disebut proses modulasi
Terdapat 4 kaedah modulasi :
ASK (Amplitude Shif t Keying)
FSK Frequency Shif t Keying)
PSK (Phase Shif t Keying)
Q AM (Q uadrature Amplitude Modulation )
Kedua modem yang terlibat perlu menggunakan
kaedah modulasi yang sama utk berkomunikasi
ASK
Frequency Shif t-Keying
Phase Shif t-Keying
8-Q AM
Kombinasi Q AM
Bit dan Baud
Perbandingan Kadar Bit dan Baud
Modulation
Units Bits/ Baud
Baud rate
Bit Rate
ASK, FSK, 2-PSK
Bit
1
N
N
4-PSK, 4-Q AM
Dibit
2
N
2N
8-PSK, 8-Q AM
Tribit
3
N
3N
16-Q AM
Q uadbit
4
N
4N
32-Q AM
Pentabit
5
N
5N
64-Q AM
Hexabit
6
N
6N
128-Q AM
Septabit
7
N
7N
256-Q AM
O ctabit
8
N
8N
kuliah2/ subali/ p-telkom
Kesimpulan
4 kombinasi yang dapat dihasilkan :
Data Analog, Sinyal Analog
Ditransmisikan sebagai baseband yang mudah dan murah.
Penggunaan modulasi untuk menggeser bandwidth dari sinyal
baseband ke porsi lainnya dari spektrum
Data Analog, Sinyal Digital
Yang diijinkan adalah menggunakan transmisi digital modern dan
peralatan sakelar
Data Digital, Sinyal Analog
Beberapa media transmisi seperti serat optik / sof tware yang hanya
merambatkan sinyal analog
Data Digital, Sinyal Digital
Secara umum peralatan untuk mengkode data digital menjadi sinyal
digital adalah sedikit lebih komplek dan lebih mahal daripada
peralatan modulator digital ke analog
Data Digital Sinyal Digital
Elemen sinyal adalah tiap pulsa dari sinyal digital. Data binari / digital
ditransmisikan dengan mengkodekan bit-bit data ke dalam elemenelemen sinyal.
Contoh :
bit binari 0 untuk level tegangan rendah
bit binari 1 untuk level tegangan tinggi
kecepatan data signalling dalam bps (bit per detik)
Sinyal unipolar adalah semua elemen sinyal yang mempunyai tanda yang
sama, yaitu positif semua atau negatif semua. Sedangkan sinyal polar
adalah elemen sinyal dimana salah satu logic statenya diwakili oleh level
tegangan positif dan yang lainnya oleh level tegangan negatif.
Durasi = panjang bit (1/ R) adalah jumlah waktu yang dibutuhkan oleh
transmiter untuk mengirimkan bit dengan kecepatan R
Kecepatan modulasi : kecepatan perubahan level sinyal dalam satuan
baud (besaran eleman sinyal perdetik)
Mark menunjukkan binari 1, dan
Space menunjukkan binari 0
Faktor kesuksesan penerima dalam mengartikan sinyal
yang datang:
Ratio signal to noise (S/ N) : peningkatan S/ N akan menurunkan
bit error rate
Kecepatan data / data rate : peningkatan data rate akan
meningkatkan bit error rate (kecepatan error dari bit)
Bandwidth : peningkatan bandwidth dapat meningkatkan data
rate.
Hubungan ketiga faktor tersebut adalah :
Kecepatan data bertambah, maka kecepatan errorpun
bertambah, sehingga memungkinkan bit yang diterima error.
Kenaikan S/ N mengakibatkan kecepatan error berkurang
Lebar bandwidth membesar yang diperbolehkan, kecepatan data
akan bertambah
5 faktor evaluasi (faktor-faktor yang mempengaruhi coding) :
1.
2.
3.
4.
5.
Spektrum sinyal / signal spektrum
Ketidakadaan komponen f rekuensi tinggi berarti diperlukan bandwidth
sempit untuk transmisi.
Kemampuan sinkronisasi / clocking / signal synchronization capability
Untuk menghitung posisi start dan stop dari tiap posisi bit dengan
mekanisme sinkronisasi.
Kemampuan mendeteksi error / signal error detecting capability
Kemampuan error detection dapat diberikan secara sederhana dengan
pengkodean natural.
Tahan terhadap gangguan / signal interf erence and noise immunity
Digambarkan oleh kecepatan bit error.
Biaya dan kompleksitas / cost and complexity
Semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi data rate yang
ada, semakin besar biayanya.
Teknik Data Digital, Sinyal Digital terbagi atas :
Nonreturn
to Zero-Level (NRZ-L)
Nonreturn
to Zero Inverted (NRZI)
Bipolar
-AMI
Pseudoternary
Manchester
Dif f erential
B8ZS
HDB3
Manchester
Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L)
Dua tegangan berbeda utk bit-bit 0 dan 1
Tegangan konstan selama bit interval
Tdk
ada transisi yaitu ada tegangan kembali ke nol
Mis. Tdk ada tegangan utk “ 0” , tegangan positif
konstan utk “ 1”
Lebih sering, tegangan negatif utk satu harga dan
positif utk lainnya
Ini adalah NRZ-L
Nonreturn to Zero Inverted (NRZ-I)
Nonreturn to zero inverted on ones
Pulsa tegangan konstan utk durasi bit
Data dikodekan sbg ada atau tdk ada transisi
sinyal pd awal waktu bit
Transisi (rendah ke tinggi atau tinggi ke rendah)
menyatakan biner 1
Tdk ada transisi menyatakan biner 0
Contoh dari dif f erential encoding
NRZ
Dif f erential Encoding
Data direpresentasikan dg perubahan dr levellevel
Deteksi transisi lebih handal drpd level
Dlm layout transmisi yg kompleks sangat mudah
kehilangan sense polaritas
NRZ pros dan cons
Pros
Mudah
Baik
dlm rekayasa
dlm penggunaan bandwidth
Cons
komponen dc
Kurang
kemampuan sinkronisasi
Digunakan utk perekaman (recording) magnetis
Tdk sering digunakan utk transmisi sinyal
Multilevel Binary
Menggunakan lebih dari dua level
Bipolar-AMI
nol
direpresentasikan dg tdk ada sinyal saluran
Satu
direpresentasikan dg pulsa positif atau negatif
Pulsa-pulsa
satu bergantian dlm polaritas
Tdk
kehilangan sinkronisasi utk deretan satu yg
panjang (Nol masih masalah)
Tdk
ada komponen dc
Bandwidth lebih
Deteksi
rendah
error mudah
Pseudoternary
Satu direpresentasikan dg ketiadaan sinyal saluran
Nol direpresentasikan pergantian positif dan
negatif
Tdk ada kelebihan atau kekurangan dibandingkan
bipolar-AMI
Bipolar-AMI dan Pseudoternary
Untung Rugi utk Multilevel Binary
Tdk seef isien NRZ
Tiap
elemen sinyal hanya merepresentasikan satu bit
Dlm
suatu sistem 3 level dp merepresentasikan log 2 3 =
1.58 bits
Penerima
harus membedakan antara tiga level
(+ A, -A, 0)
Memerlukan
kira-kira daya sinyal 3dB lebih utk
probabilitas bit error yg sama
Biphase
Manchester
Transisi pd pertengahan tiap perioda bit
Transisi berperan sbg clock dan data
Rendah ke tinggi menyatakan satu
Tinggi ke rendah menyatakan nol
Digunakan pd IEEE 802.3
Dif f erential Manchester
Transisi pertengahan bit hanya utk clocking
Transisi pd awal perioda bit menyatakan nol
Tdk ada transisi pd awal perioda bit menyatakan satu
Cat: ini suatu skimdif f erential encoding
Digunakan pd IEEE 802.5
Manchester Encoding
Dif f erential Manchester Encoding
Biphase Pros dan Cons
Con
Paling
sedikit satu transisi per waktu bit dan
kemungkinan dua
Laju
modulasi maksimum dua kali NRZ
Memerlukan
lebih banyak bandwidth
Pros
Sinkronisasi
Tdk
pd pertengahan transisi bit (self clocking)
ada komponen dc
Deteksi
error
Ketiadaan transisi yg diharapkan
Laju Modulasi
Scrambling
G unakan pengacakan (scrambling) utk menggantikan deretan
yg akan menghasilkan tegangan konstan
Pengisisan (f illing) deretan
Harus menghasilkan cukup transisi utk sinkronisasi
Harus dikenali oleh penerima dan diganti dg yg original
Sama panjang spt original
Tdk ada komponen dc
Tdk ada level sinyal saluran nol yg panjang
Tdk ada pengurangan dlm laju data
Kemampuan deteksi error
B8ZS
Bipolar dg substitusi 8 Nol (Bipolar W ith 8 Zeros Substitution)
Didasarkan pd bipolar-AMI
Jika octet dari semua nol dan tegangan pulsa terakhir
sebelumnya positif code-kan sbg 000+ -0-+
Jika octet dari semua nol dan tegangan pulsa terakhir negatif
code kan sbg 000-+ 0+ -
Menyebabkan dua pelanggaran thd AMI code
Kecil kemungkinannya terjadi sbg hasil dari noise
Penerima mendeteksi dan menginterpretasikan sbg octet dari
semua nol
HDB3
High Density Bipolar 3 Zeros
Kan pd bipolar-AMI
Deretan empat nol digantikan dg satu atau dua
pulsa
B8ZS and HDB3
Spectral Density Skim Encoding
TRANSMISI DATA DIG ITAL
Teknik-teknik Komunikasi Digital
Serial and Paralel Data Transmission
Asynchronous and Synchronous Transmission
Error Detection and Correction
Line Conf iguration
Data Communications Interf acing
2
1. Data Transmission
3
1.1 Parallel Transmission
• Dalam waktu bersamaan 8 bit (1 karakter) dikirim secara paralel
• Digunakan untuk menghubungkan komputer ke printer atau ke komputer lain
dalam satu ruangan dengan menggunakan kabel dengan delapan kawat
• Transf er data lebih cepat, tapi hanya digunakan untuk jarak yang relatif
pendek (mis 10 meter)
1.2 Serial Transmission
Transmisi Asinkron dan Sinkron
Masalah waktu membutuhkan mekanisme untuk
menyamakan antara transmiter dan receiver
Dua solusi
Asinkronisasi
Sinkronisasi
Synchronous Transmission
Tidak
menggunakan bit start dan stop
Kecepatan
transmisi di ujung terima dengan ujung kirim disamakan dengan
clock signal yang dipasang di tiap komponen
Kecepatan
transmisi lebih tinggi tetapi ada kemungkinan error apabila clock
tidak sinkron
Perlu
clock re-syncronization
Asynchronous Transmission
Pengiriman setiap karakter menggunakan bit “ start” dan “ stop”
Ada overhead 2-3 bit per karakter (~ 20%) transmisi menjadi lambat
Bit start dan stop harus berbeda polarisasinya agar penerima mengetahui kalau
karakter berikutnya sedang dikirim
Metoda ini digunakan pada pengiriman data yang intermittent (misalnya dari
keyboard)
Error Detection and Correction
Error detection adalah kemampuan untuk mendeteksi
terjadinya kesalahan data akibat noise atau
gangguan lain dalam proses transmisi dari transmitter
ke receiver
Error correction adalah kemampuan untuk membentuk
kembali original & error f ree data
9
Tipe-tipe error
Error terjadi ketika ada perubahan diantara
transmitter dan receiver
Error single bit
Diantara satu bit
Bit yang berdekatan tidak ef ektif
W hite noise
Burst errors
Panjang B
Impulse noise
Memudar dalam wireless
Ef ek lebih besar saat kecepatan data tinggi
Error Correction System
Dua cara dasar untuk error correcting system
Automatic repeat-request (ARQ)
Transmitter mengirim data dan juga error detection code yang digunakan oleh receiver
untuk mengecek kesalahan dan meminta pengiriman ulang
Receiver mengirim acknowledgement (ACK) untuk data yang diterima tanpa kesalahan,
dan transmitter mengirim ulang data yang belum memperoleh acknowledgement
Forw ard error correction (FEC)
Transmitter mengirim data yang sudah di- encode dengan error-correcting code (ECC)
Receiver men- decode apa yang diterima ke data yang paling menyerupai data yang
dikirim
Pengkodean dibuat sedemikian rupa sehingga agar tidak terjadi kesalahan dalam
menginterpretasikan data
Kedua cara tersebut dalam penggunaannya dapat dikombinasikan
Minor error dapat diperbaiki tanpa pengiriman ulang, sedangkan permintaan pengiriman
ulang hanya untuk major error
11
ERRO R DETECTIO N AND
CO RRECTIO N
Komunikasi Data
O bjective
Mahasiswa mampu mengenali eror yang terjadi pada
transmisi asinkron, dan mendeteksinya dengan menggunakan
bit parity.
Mahasiswa mampu mengenali eror yang terjadi pada
transmisi sinkron, dan eror dikoreksi dengan menggunakan
LRC dan VRC.
Mahasiswa dapat menjelaskan bagaimana mendeteksi eror
pada transmisi sinkron dan dengan menggunakan checksum
dan CRC
Mahasiswa dapat menjelaskan bagaimana eror pada
transmisi sinkron dapat dikoreksi dengan menggunakan kode
Hamming
Mahasiswa mampu menjelaskan bagaimana eror dapat
dikoreksi menggunakan ARQ (Automatic Repeat Request).
Error Detection and Correction
1 Types of Errors
2 Detection
3 Error Correction
Error Detection and Correction
Data can be corrupted during transmission. For reliable
communication, error must be detected and corrected
are implemented either at the data link layer or the
transport layer of the O SI model
1. Type of Errors
Type of Errors(cont’d)
Single-Bit Error
~
is when only one bit in the data unit has changed
(ex : ASCII STX - ASCII LF)
Type of Errors(cont’d)
Multiple-Bit Error
~
is when two or more nonconsecutive bits in the data
unit have changed(ex : ASCII B - ASCII LF)
Type of Errors(cont’d)
Burst Error
~
means that two or more consecutive bits in the data
unit have changed
2. Detection
Error detection uses the concept of redundancy,
which means adding extra bits for detecting errors
at the destination
Detection(cont’d)
Redundancy
Detection(cont’d)
Detection methods
VRC
LRC
CRC
(Vertical Redundancy Check)
(Longitudinal Redundancy)
(Cyclical redundancy Check)
Checksum
Detection(cont’d)
VRC(Vertical Redundancy Check)
A
parity bit is added to every data unit so that the total
number of 1s(including the parity bit) becomes even for
even-parity check or odd f or odd-parity check
VRC
can detect all single-bit errors. It can detect multiple-bit
or burst errors only the total number of errors is odd.
Detection(cont’d)
Even parity VRC concept
Detection(cont’d)
LRC(Longitudinal Redundancy Check)
Parity
bits of all the positions are assembled into a new
data unit, which is added to the end of the data block
Detection(cont’d)
CRC(Cyclic Redundancy Check)
~
is based on binary division.
Detection(cont’d)
CRC generator
~ uses modular-2 division.
Binary Division
in a
CRC Generator
Detection(cont’d)
Binary Division
in a
CRC Checker
Detection(cont’d)
Polynomials
CRC
generator(divisor) is most of ten represented not as a
string of 1s and 0s, but as an algebraic polynomial.
Detection(cont’d)
A polynomial representing a divisor
Detection(cont’d)
Standard polynomials
Detection(cont’d)
~
~
Checksum
used by the higher layer protocols
is based on the concept of redundancy(VRC, LRC,
CRC … .)
Detection(cont’d)
Checksum G enerator
Detection(cont’d)
To create the checksum the sender does the following:
The
unit is divided into K sections, each of n bits.
Section
1 and 2 are added together using one’s complement.
Section
3 is added to the result of the previous step.
Section
4 is added to the result of the previous step.
The
process repeats until section k is added to the result of
the previous step.
The
f inal result is complemented to make the checksum.
Detection(cont’d)
data unit and checksum
Detection(cont’d)
3. Error Correction
~ can be handled in two ways
when an error is discovered, the receiver can have the
sender retransmit the entire data unit.
a receiver can use an error-correcting code, which
automatically corrects certain errors.
KO DE HAMMING
Komunikasi Data
Kode Hamming merupakan kode non-trivial untuk
koreksi kesalahan yang pertama kali
diperkenalkan.
Kode ini dan variansinya telah lama digunakan
untuk kontrol kesalahan pada sistem komunikasi
digital.
Kode Hamming biner dapat direpresentasikan
dalam bentuk persamaan:
(n,k) = (2 m-1, 2 m-1-m)
Contoh:
jika m = jumlah paritas = 3
k = jumlah data = 4
n = jumlah bit informasi yang membentuk n sandi =
7
maka kode Hamming nya adalah C (7,4) dengan
dmin = 3
Forward Error Correction
Error Correcting codes dinyatakan sebagai penerusan
koreksi kesalahan untuk mengindika sikan bahwa
pesawat penerima sedang mengoreksi kesalahan.
Kode pendeteksi yang paling banyak digunakan
merupakan kode Hamming.
Posisi bit-bit Hamming dinyatakan dalam 2 n dengan n
bilangan bulat sehingga bit-bit Ha mming akan
berada dalam posisi 1, 2 , 4, 8, 16, dst..
Error Correction(cont’d)
Hamming Code
~ developed by R.W .Hamming
positions of redundancy bits in Hamming code
The key to the Hamming Code is the use of extra parity bits to allow the
identification of a single error. Create the code w ord as follow s:
Mark all bit positions that are pow ers of tw o as parity bits. (positions 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64,
etc.)
All other bit positions are for the data to be encoded. (positions 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13,
14, 15, 17, etc.)
Each parity bit calculates the parity for some of the bits in the code w ord. The position of
the parity bit determines the sequence of bits that it alternately checks and skips.
Position 1: check 1 bit, skip 1 bit, check 1 bit, skip 1 bit, etc. (1,3,5,7,9,11,13,15,...)
Position 2: check 2 bits, skip 2 bits, check 2 bits, skip 2 bits, etc. (2,3,6,7,10,11,14,15,...)
Position 4: check 4 bits, skip 4 bits, check 4 bits, skip 4 bits, etc.
(4,5,6,7,12,13,14,15,20,21,22,23,...)
Position 8: check 8 bits, skip 8 bits, check 8 bits, skip 8 bits, etc. (8-15,24-31,40-47,...)
Position 16: check 16 bits, skip 16 bits, check 16 bits, skip 16 bits, etc. (16-31,48-63,8095,...)
Position 32: check 32 bits, skip 32 bits, check 32 bits, skip 32 bits, etc. (32-63,96-127,160191,...)
etc.
Set a parity bit to 1 if the total number of ones in the positions it checks is odd. Set a parity
bit to 0 if the total number of ones in the positions it checks is even.
Example:
A byte of data: 10011010
Create the data word, leaving spaces f or the parity bits: _ _ 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0
Calculate the parity f or each parity bit (a ? represents the bit position being set):
Position 1 checks bits 1,3,5,7,9,11:
? _ 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0. Even parity so set position 1 to a 0: 0 _ 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0
Position 2 checks bits 2,3,6,7,10,11:
0 ? 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0. O dd parity so set position 2 to a 1: 0 1 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0
Position 4 checks bits 4,5,6,7,12:
0 1 1 ? 0 0 1 _ 1 0 1 0 . O dd parity so set position 4 to a 1: 0 1 1 1 0 0 1 _ 1 0 1 0
Position 8 checks bits 8,9,10,11,12:
0 1 1 1 0 0 1 ? 1 0 1 0 . Even parity so set position 8 to a 0: 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0
Code word: 011100101010.
Error Correction(cont’d)
Calculating the
r values
Calculating Even Parity
Contoh Error Correction(cont’d)
Error Detection and Correction
Error Correction(cont’d)
Error detection
using Hamming
Code
Error Correction(cont’d)
Multiple-Bit Error Correction
redundancy bits calculated on overlapping sets of
data units can also be used to correct multiple-bit
errors.
Ex) to correct double-bit errors, we must take into
consideration that two bits can be a combination of any
two bits in the entire sequence
DATA LINK LAYER:
PRO TO KO L HIG H LEVEL DATA LINK
CO NTRO L (HDLC)
Komunikasi Data
Dat a Link Ser vices
Connect ion-or ient ed ser vices: member ikan pengir iman
paket t er ur ut bebas er r or
set t ing-up koneksi: set t ing up var iables dan alokasi buf f er
t r ansf er paket : paket ‘dikemas’ dlm f r ame dat a link
penut upan koneksi
Connect ionless ser vice
acknowledged ser vice
unacknowledged ser vice
Sej ar ah DLL Pr ot ocols
SDLC - Synchr onous Dat a Link Cont r ol (I BM)
HDLC - High-level Dat a Link Cont r ol (I SO & CCI TT)
ADCCP - Advanced Dat a Communicat ions Cont r ol
Pr ot ocol (ANSI )
LLC - Logical Link Cont r ol (I EEE 802.2)
I SO 33009, I SO 4335 Dat a Link Cont r ol
Tipe St at ion HDLC
Pr imar y st at ion
Secondar y st at ion
mengont r ol oper asi link
f r ame yg dibangkit kan disebut command
menj aga link logik t er pisah ke masing-masing st at ion
secondar y
dibawah kont r ol pr imar y st at ion
f r ame yg dibangkit kan disebut r espons
Combined st at ion
dapat membangkit kan command dan r espons
Mode Tr ansf er HDLC
Nor mal Response Mode (NRM)
Konf igur asi unbalanced
Pr imar y menginit ialisasi t r ansf er ke secondar y
Secondar y hanya boleh t r ansmit dat a sebagai r espond t hd
command dar i pr imar y
Digunakan pada mult i dr op lines
Host comput er sebagai pr imar y
Ter minal sebagai secondar y
Mode Tr ansf er HDLC
Asynchr onous Balanced Mode (ABM)
Konf igur asi balanced
Kedua macam st at ion dapat menginisiasi t r ansmisi t anpa
mener ima per set uj uan
Paling luas digunakan
Tidak ada over head polling
Mode Tr ansf er HDLC
Asynchr onous Response Mode (ARM)
Konf igur asi unbalanced
Secondar y dapat menginisiasi t r ansmisi t anpa izin dar i
pr imar y
Pr imar y ber t anggung j awab t hd salur an
J ar ang digunakan
Konf igur asi HDLC
Unbalanced Point-to-point link
Commands
Primary
Secondary
Responses
Unbalanced Multipoint link
Commands
Primary
Responses
Secondary
Secondary
Secondary
Balanced Point-to-point link between Combined Stations
Primary
Secondary
Commands
Responses
Responses
Secondary
Commands
Primary
For mat Fr ame HDLC
Flag
Address
Control
Information
Flag (8 bit ) : 01111110
Addr ess (8 bit ext endable 16 bit ):
Konf igur asi unbalanced addr ess secondar y
Konf igur asi balanced
Fr ame command addr ess r eceiving st at ion
Fr ame r esponse
FCS
addr ess dar i st at ion pengir im
Cont r ol f ield (8 ext endable 16 bit )
I nf or mat ion f ield (var iabel): ber isi inf or masi user
FCS: CRC 16 bit at au 32 bit dikalkulasi pd f ield cont r ol,
addr ess dan inf or masi
Flag
Bit St uf f ing
Bit st uf f ing digunakan unt uk mencegah kemunculan
pola f lag didalam f r ame HDLC
Pengir im akan menyisipkan ekst r a “0” set iap dit emui
lima der et an “1” yg ber t ur ut an
Pener ima mencar i lima der et an biner “1” ber t ur ut an,
j ika diiukut i “0” ber ar t i bit st uf f ing bit dihilangkan
Cont oh:
Der et an dat a inf or masi: 0110111111111100
Set elah bit st uf f ing: 011011111011111000
Cont r ol Field HDLC
Information Frame
1
2-4
0
N(S)
5
6-8
P/F
N(R)
S
P/F
N(R)
M
P/F
Supervisory Frame
1
0
S
Unnumbered Frame
1
1
M
M
M
M
Fr ameFr ame
HDLC
Oper asi HDLC
Per t ukar an f r ame-f r ame: inf or masi, super visor y
dan unnumber ed
Tiga phase:
I nisialisasi
Tr ansf er dat a
Penut upan
SABM
UA
Data
transfer
DISC
UA
Oper asi pada Nor mal Response Mode
Primary A
Secondaries B, C
B, RR, 0, P
X
B, I, 0, 0
B, I, 1, 0
B, I, 2, 0,F
B, SREJ, 1
C, RR, 0, P
C, RR, 0, F
B, SREJ, 1,P
B, I, 1, 0
B, I, 3, 0
B, I, 4, 0, F
B, I, 0, 5
Oper asi pada Asynchr onous Balanced Mode
Combined Station A
Combined Station B
B, I, 0, 0
B, I, 1, 0
A, I, 0, 0
X
A, I, 1, 1
B, I, 2, 1
A, I, 2, 1
B, I, 3, 2
B, REJ, 1
B, I, 4, 3
A, I, 3, 1
B, I, 1, 3
B, I, 2, 4
B, I, 3, 4
B, RR, 2
B, RR, 3
Pr ot ocol DLC Lainnya
Link Access Pr ocedur e, Balanced (LAPB)
Bagian dar i X.25 (I TU-T)
Subset dar i HDLC (ABM)
Link point -t o-point ant ar a sist em dan node packet swit ching
Link Access Pr ocedur e, D-Channel (LAPD)
I SDN (I TU-T)
ABM
Sequence number selalu 7 bit (t idak 3 bit )
Field addr ess 16 bit t er dir i dar i dua sub-addr esses
sat u ut k device dan sat u lagi ut k user (layer diat as)
Pr ot ocol DLC Lainnya
Logical Link Cont r ol (LLC): umumnya ut k “shar ed
medium net wor ks” (br oadcast media)
I EEE 802
Fr ame f or mat ber beda
Link cont r ol dibagi dua ant ar a medium access layer (MAC) dan
LLC (di at as MAC)
Tidak ada pr imar y dan secondar y (semua st at ion adalah peer )
Dua addr esses diper lukan:
pengir im dan pener ima
Pr ot ocol DLC Lainnya
PPP (Point -t o-Point Link Pr ot ocol)
Layout f r ame ut k PPP:
Flag
Address
01111110 1111111
All stations are to
accept the frame
Control
00000011
Unnumbered
frame
Protocol
Information
CRC
flag
01111110
Specifies what kind of packet is contained in the
payload, e.g., LCP, NCP, IP, OSI CLNP, IPX
I n-Class Excer sise
Pd gb di bawah, pr imar y st at ion A ber komunikasi dengan secondar y st at ion B, C dan D menggunakan pr ot okol dat a link
st andar (misalnya HDLC) pada salur an dua-ar ah half -duplex. Gambar (b) memper lihat kan ur ut an t r ansmisi dat a ant ar a A
dan B, C ser t a D dengan menggunakan not asi singkat A Y N(S) N(R) P/ F (A:Addr ess, Y:Command/ Response, N(S):
Sequence number pengir im, N(R):Sequence number pener ima, P/ F:Poll/ Final). Pada gambar isi har ga A,YN(S)N(R),P/ F
I n-Class Excer sise
2.
Kej adian (event ) ber ikut t er j adi ant ar a pr imar y st at ion A dan dua secondar y
st at ion B dan C pada salur an mult idr op half -duplex bebas er r or menggunakan
pr ot okol HDLC. Event e1, e2 , e3 , e4 adalah:
e1 = A mengakt if kan link dg B dan C menggunakan nor mal r esponse mode
e2 = A mem-pool B ut k t r af ik, B mer espons dg mengir imkan 4 f r ame I ,
kemudian A meng-aknowledge B t anpa member ikan t ambahan hak ut k
t r ansmit
e3 = A mem-poll C unt uk t r af ik dan C hanya meng-acknowledge A
e4 = A mengir imkan 3 f r ame ke B dan member ikan hak B unt uk t r ansmit . B
mer espons dg mengir imkan 5 t ambahan f r ame dan A meng-acknowledge
a. Per lihat kan per t ukar an f r ame ant ar a pr imar y st at ion A dan dua secondar y
st at ion B dan C.
b. Sekar ang asumsikan t er j adi t r ansmsisi er r or pada f r ame per t ama dar i 5 f r ame
yang dikir imkan oleh B ke A pada event e4 . Per lihat kan dua kemungkinan
pr osedur unt uk er r or r ecover y. J uga asumsikan bahwa ukur an window adalah 7.
(Cat . Gunakan not asi A,YN(S)N(R),P/ F)
MULTIPLEXING
Komunikasi Data
Sedikit kembali ke PCM
2
Sinyal voice analog dicuplik dengan f rekuensi 8 kHz
Pencuplikan
Setiap
dilakukan setiap 125 m s
kali dilakukan pencuplikan, dihasilkan 8 bit
biner
What are we going to do with the rest of it?
8 bits voice data
125 m s
t
3
Pada umumnya, sistem transmisi yang ada di dalam jaringan telekomunikasi
memiliki kapasitas yang melebihi kapasitas yang dibutuhkan satu user
Dengan demikian sangat mungkin untuk menggunakan bandwidth yang
ada seef isien mungkin oleh lebih dari satu user
Teknik menggabungkan beberapa sinyal untuk dikirimkan secara
terintegrasi pada satu kanal transmisi disebut multiplexing
Perangkat yang melaksanakan multiplexing disebut multiplexer (mux)
Di sisi penerima, gabungan sinyal itu akan kembali dipisahkan sesuai
dengan tujuan masing-masing. Proses ini disebut demultiplexing
Perangkat yang melaksanakan demultiplexing disebut demultiplexer (demux)
ch1
ch2
ch3
ch4
shared media
MUX
DEMUX
ch1
ch2
ch3
ch4
4
Ada 3 jenis multiplexing
FDM
: Frequency Division Multiplexing
TDM
: Time Division Multiplexing
CDM
: Code Division Multiplexing
s1
s2
s3
From the same resources
F/T/CDM
s1+ s2 + s3
FDMA : Frequency Divisio
Komunikasi jaringan dan data
Model Komunikasi
Sumber
Menghasilkan
Pemancar
Mengubah
data
Penerima
Mengubah
data menjadi sinyal yg dapat dipancarkan
Sistem Transmisi
Membawa
data untuk ditransmisikan
sinyal yg diterima menjadi data
Tujuan
Pengambilan data
Tugas Komunikasi
Pemanfaatan sistem transmisi
Pengalamatan
I nterfacing
Routing
Generasi sinyal
Recovery
Sinkronisasi
Format pesan
Pertukaran manajemen
Keamanan
Koreksi dan deteksi error
Manajemen jaringan
Flow control
Diagram-model komunikasi yg disederhanakan
Model komunikasi data yang disederhanakan
Networking
Komunikasi point to point tidak selalu praktis
Alat
terlalu jauh terpisah
Peralatan yang
besar memerlukan jumlah koneksi yang
tidak praktis
Solusi dalam jaringan komunikasi
W ide
Local
Area Network (W AN)
Area Network (LAN)
W ide Area Networks
Area geograf is yang besar
Crossing public rights of way
Rely in part on common carrier circuits
Teknologi alterna tive
Circuit
switching
Packet
switching
Frame
relay
Asynchronous Transf er
Mode (ATM)
Circuit Switching
Komunikasi dipersembahkan selama dalam
percakapan
Misal : jaringan telepon
Circuit Switching
A
Jalur komunikasi (sirkit) A – B terbentuk melalui routing yang terbaik dan
akan tetap terhubung selama komunikasi berlangsung (belum diputus oleh
salah satu pihak)
B
Packet Switching
Data dikirim sesuai urutan
Paket data secara serentak
Paket melewati dari titik ke titik antara sumber dan
tujuan
Digunakan untuk komunikasi dari terminal ke
komputer dan komputer ke komputer
Packet Switching
Contoh :
A akan mengirim data ke B
Data dibagi dalam 3 paket
3
A
2
1
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
3
2
A
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
3
A
2
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
2
3
A
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
3
2
1
3
A
B
Packet Switching
Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda
1
3
A
2
1
B
Packet Switching
W alaupun tiap paket sampai di tujuan tidak berurutan, masing-masing menempati
posisi sesuai no. urut, sehingga penerima menerima data dengan urutan sesuai yang
dikirim
3
A
2
1
B
Contoh Paketisasi
Message
Segmented
Message
Packetized
Message
Hello Bob
He ll
H
He
o Bo b
H
ll
Paket
Paket
1 Header
2
H
o
Paket
3
H
Bo
Paket
4
H
b
Paket
5
Frame Relay
Packet switching systems mempunyai biaya
kompensasi yang besar untuk kesalahan
Sistem yang modern lebih dapat dipercaya
Errors dapat diketahui pada akhir sistem
Most overhead untuk kontrol error dilepaskan ke
luar
Asynchronous Transf er Mode
ATM
Evolusi dari f rame relay
Little overhead untuk kontrol error
Fixed packet (called cell) yang panjang
Anything f rom 10Mbps to G bps
Data rate yang konstan menggunaka teknik paket
switching
Local Area Networks
Lingkup lebih kecil
Bangunan
atau kampus kecil
Biasanya dimiliki oleh organisasi yang mempunyai
alat yang sama
Data rates jauh lebih tinggi
Biasanya digunakan sistem broadcast
Sekarang sistem switched dan ATM mulai
dikenalkan
LAN Conf igurations
Switched
Switched
Ethernet
May be single or multiple switches
ATM
Fibre
LAN
Channel
W ireless
Mobility
Instalasi
yang mudah
Metropolitan Area Networks
MAN
Pertengahan antara LAN dan W AN
Pribadi dan jaringan umum
Kecepatan tinggi
Area besar
Networking
Conf iguration
Further Reading
Stallings, W . [2003] Data and Computer
Communications (7th edition), Prentice Hall, Upper
Saddle River NJ, chapter 1
W eb site f or Stallings book
http:/
/ williamstallings.com/ DCC7e.html
MEDIA TRANSMISI
Komunikasi Data
TRANSMISI DATA
Media transmisi dengan kabel (guided)
Media transmisi tanpa kabel (unguided)
MEDIA TRANSMISI
Fungsi : Sebagai jalur lintas data dan distribusi informasi
Menghubungkan satu terminal dengan terminal lain
Menghubungkan antara terminal dengan server
Menghubungkan satu terminal dengan suatu peripheral
Media Transmisi :
Dengan menggunakan kabel
Tanpa kabel
Media Transmisi dengan kabel
Jenis kabel :
Twisted
Pair seperti Kabel telepon
Coaxial
Serat
O ptik ( f ibre optic)
Jenis Twisted Pair
Shielded : Kabel yang setiap pasang di beri perlindungan,
lebih mahal
Unshielded : Dibagi beberapa kategori
Keuntungan :
- Mudah dalam membangun instalasi
- Relatif lebih murah harganya
Kelemahan : - Jarak jangkau dan kecepatan terbatas (lokal)
- Mudah terpengaruh oleh noise
Jenis Coaxial
Baseband (Kabel 50 ohm) :
Digunakan untuk transmisi digital
Broadband (Kabel 75 ohm) :
Digunakan untuk transmisi analog
Keuntungan :
- Tidak terpengaruh noise
-
Harga lebih murah
Kelemahan :
- Penggunaan kabel mudah dibajak
- Untuk jenis coaxial tertentu tidak memungkinkan untuk dipasang di beberapa
jenis ruang
Serat optik
Serat optik dapat mentransformasikan data dengan pulsa cahaya.
Komponen :
- Media transmisi : Serat kaca yang sangat halus
- Sumber cahaya : Light emitting diode & laser diode
- Detektor
: Photo diode
Keuntungan :
- Jarak jangkau yang cukup luas
- Tidak terpengaruh noise
- Tidak dapat disadap & tidak mudah mengalami
gangguan
Kelemahan :
- Harga cukup mahal
- Sulit dalam pemasangan instalasi
- Teknologi masih berkembang
Jenis-jenis serat optik :
-
AMP SC Duplex Style Connector
-
SC Epoxy Connector
-
SC Epoxyless Connector
-
ST Epoxyless Connector
Penanganan Jalur & bundel kabel :
Fungsi : - Menghindari adanya gangguan pada kabel
- Menciptakan suasana ruang yang rapi & nyaman
Penanganan kabel di luar : Dengan alat bantu berupa box & rak
Penanganan kabel di dalam : Instalatur bangunan bekerjasama dengan arsitek bangunan
Media transmisi Tanpa Kabel
Fungsi untuk mendistribusikan inf ormasi data yang
jaraknya cukup jauh & sulit dengan menggunakan
radiasi elektromagnetik (W ireless)
Jenis :
G elombang Mikro
System Satelit
Inf ra Merah
Sinar Laser
Gelombang Mikro
G elombang radio f rekuensi tinggi yang dipancarkan dari satu
stasiun ke stasiun lain
System Satelit
Stasiun relay yang letaknya di luar angkasa
Infra Merah
Teknologi ini dipakai untuk jaringan komputer, lokal dalam 1
ruangan
Sinar Laser
Teknologi yang digunakan untuk tempat – tempat yang jauh
Keuntungan wireless
Dapat membangun jaringan komputer yang terpisah
& kondisi medan yang sulit
Dapat dipakai oleh bangunan yang terlanjur sudah
jadi
Dapat digunakan pebisnis yang mobilitasnya tinggi
Mudah dalam perawatan
Kelemahan wireless
Kemampuan transf er data lebih kecil daripada
jaringan kabel
Keamanan data belum terjamin masih mungkin
disadap
Biaya instalasi yang mahal
Jaringan mud ah terganggu
Sulitnya proses instalasi karena masih sedikit SDM
yang menguasai teknologi ini
TRANSMISI DATA
Komunikasi Data
Terminologi (1)
Transmitter
Receiver
Media Transmisi
G uided
media
Contoh; twisted pair, serat optik
Unguided
media
Contoh; udara, air, ruang hampa
Terminologi (2)
Hubungan Langsung (Direct link)
Tanpa
alat perantara
Point-to-point
Terma suk
Hanya
hubungan langsung
2 alat yang menggunakan jalur hubungan
Multi-point
Lebih dari
2 alat yang menggunakan jalur hubungan
Terminologi (3)
Simplex
Satu
arah
Contoh; Televisi
Half duplex
Dua
arah, tetapi hanya satu arah pada satu waktu
Contoh; Radio polisi
Full duplex
Dua
arah pada waktu bersamaan
Contoh; Telepon
Frekuensi, Spektrum dan Bandwidth
Konsep domain W aktu
Sinyal
Kontinu
Bentuk bervariasi yang mulus dengan berjalannya waktu
Sinyal
Diskret
Berada pada tingkat konstan tertentu kemudian berubah
pada tingkat konstan yang lain
Sinyal
Periodik
Mempunyai bentuk yang berulang dengan berjalannya
waktu
Sinyal
Aperiodik
Bentuk tidak berulang dengan berjalannya waktu
Sinyal Kontinu & Diskret
Sinyal Periodik
G elombang Sinus
Amplitudo Puncak (A)
maximum
kuat sinyal
volt
Frekuensi (f )
Kecepatan
Hertz
(Hz) atau putaran per detik
Perioda
T=
perubahan sinyal
= waktu untuk satu pengulangan (T)
1/ f
Fase ()
Posisi
Relatif dalam waktu
Berbagai G elombang Sinus
Panjang G elombang
Jarak yang didapat dengan satu putaran
Jarak antara dua titik yang bersesuaian dengan
f ase pada dua putaran yang berkesinambungan
Anggap kecepatan sinyal v
= vT
f
= v
= 3* 10 8 mdt -1 (kecepatan cahaya pada ruang
hampa)
c
Konsep Domain Frekuensi
Sinyal biasanya dibentuk dari berbagai f rekuensi
Komponennya adalah gelombang sinus
Dapat dijelaskan (Analisis Fourier) bahwa setiap
sinyal dibuat dari komponen gelombang sinus
Dapat mencetak (plot) f ungsi domain f rekuensi
Penjumlahan
Komponen
Frekuensi
Domain
Frekuensi
Spektrum & Bandwidth
Spektrum
Bandwidth absolut
Lebar spektrum
Bandwidth ef ektif
Sering disebut bandwidth saja
Jangkauan f rekuensi yang dikandung didalam sinyal
Pita sempit dari f rekuensi yang mengandung kebanyakan
energi
Komponen DC
Komponen f requensi nol
Sinyal dengan Komponen DC
Kecepatan Data dan Bandwidth
Setiap sistem transmisi mempunyai pita terbatas
dari f rekuensi
Hal ini membatasi kecepatan data yang dapat
dibawa
Transmisi Data Analog dan Digital
Data
Entitas-entitas yang
Sinyal
Representasi
convey meaning
listrik atau elektromagnetik dari data
Transmisi
Komunikasi
data dengan propagasi (penjalaran) dan
pemrosesan sinyal
Data
Analog
Nilai-nilai
Contoh;
kontinu didalam beberapa interval
suara (sound), gambar (video)
Digital
Nilai-nilai
Contoh;
Diskret
text, integer
Spektrum Akustik (Analog)
Sinyal
Data yang dijalarkan/ dipropagasikan/ ditransmisikan
Analog
Variabel secara kontinu
Berbagai media transmisi
kawat, serat optik, udara
Speech Bandwidth 100Hz sampai 7kHz
Telephone Bandwidth 300Hz sampai 3400Hz
Video Bandwidth 4MHz
Digital
Menggunakan dua komponen DC
Data and Sinyal
Biasanya menggunakan sinyal digital untuk data
digital dan sinyal analog untuk data analog
Bisa menggunakan sinyal analog untuk membawa
data digital
Modem
Bisa menggunakan sinyal digital untuk membawa
data analog
Compact
Disc audio
Sinyal Analog membawa Data Analog
dan Data Digital
Sinyal Digital membawa Data Analog
dan Digital
Transmisi Analog
Sinyal Analog ditransmisikan tanpa mengetahui
isinya
Bisa berupa data analog atau digital
Terjadi pelemahan (atenuasi) jika melebihi jarak
yang ditentukan
Menggunakan amplif ier untuk meningkatkan kuat
sinyal
Tapi juga bisa menaikkan “ noise”
Transmisi Digital
Sangat memperhatikan isi
Integritas sinyal sangat dipengaruhi oleh “ noise” ,
atenuasi dll.
Menggunakan Repeater
Repeater menerima sinyal
Meng-” Extract” bit pattern
Mengirim ulang
Atenuasi bisa ditanggulangi
“ Noise” tidak dikuatkan
Kelebihan Transmisi Digital
Teknologi Digital
Integritas Data
Jarak yang lebih jauh bisa dilewatkan pada jalur dengan kualitas yang
lebih rendah
Penggunaan Kapasitas Jalur
High bandwidth links economical
High degree of multiplexing easier with digital techniques
Pengamanan dan Privasi
Teknologi LSI/ VLSI yang murah
Enkripsi
Integrasi
Dapat memperlakukan sama terhadap data analog dan digital
Transmission Impairments
Sinyal yang diterima bisa jadi berbeda dari sinyal
yang dikirimkan
Analog - degradasi kualitas sinyal
Digital - kesalahan bit
Disebabkan oleh
Atenuasi
Delay
Noise
dan distorsi atenuasi
distortion
Atenuasi
Kuat Sinyal menurun dengan bertambahnya jarak
Tergantung pada Media transmisinya
Kuat sinyal yang diterima:
harus cukup
untuk dideteksi
harus cukup
lebih tinggi dibanding “ noise” yang akan
diterima tanpa kesalahan
Atenuasi merup akan suatu f ungsi kenaikan dari
f rekuensi
Delay Distortion
Hanya ada di guided media
Kecepatan penjalaran (Propagasi) bervariasi
terhadap f rekuensinya
Noise (1)
Sinyal tambahan yang masuk diantara transmitter
dan receiver
Thermal (suhu)
Akibat
dari “ thermal agitation” dari elektron
Tersebar
W hite
secara uniform
noise
Intermodulation
Sinyal
yang merupaka n penjumlahan dan pengurangan
dari f rekuensi aslinya yang menggunakan media
bersama
Noise (2)
Crosstalk
Suatu
sinyal dari satu jalur yang diambil oleh jalur lain
Impulse
Pulsa
yang tidak beraturan atau spike (lonjakan)
Contoh;
Short
Interf erensi elektromagnetik eksternal
duration
Amplitudo
yang tinggi
Kapasitas Channel
Kecepatan Data (Data rate)
Dalam
bit per detik (bit per second : bps)
Rata-rata
dimana data dapat dikomunikasikan
Bandwidth
Dalam
putaran per detik (cycle per second : cps) dari
Hertz
Dibatasi
oleh transmitter dan media
Required Reading
Stallings chapter 3
PENG KO DEAN DATA
Komunikasi Data
Pendahuluan
Karakter data yang akan dikirim dari suatu titik ke titik
lain tidak dapat dikirimkan secara langsung. Perlu
proses pengkodean pada setiap titik. Dengan kata lain,
karakter-karakter data tersebut harus dikodekan
terlebih dahulu dengan kode yang dikenal oleh setiap
terminal yang ada.
Tujuan dari pengodean adalah menjadikan setiap
karakter dalam sebuah inf ormasi digital kedalam
bentuk biner agar dapat ditransmisikan. Suatu terminal
yang berbeda menggunakan kode niner yang berbeda
untuk mewakili suatu karakter.
Kode-kode yang digunakan untuk keperluan komunikasi
data pada sistem komputer dari sejak komputer ditemukan
sampai pada komunikasi data modern memiliki perbedaan
dari generasi ke generasi. Hal ini disebabkan oleh semakin
besar dan kompleksnya data yang akan dikirim atau
dipergunakan.
Secara umum ada beberapa kode yang digunakan dalam
komunikasi data diantaranya adalah:
1.
2.
3.
4.
5.
BCD (Binary Coded Decimal )
SBCDIC (Standard Binar y Coded Decimal Interchange Code)
EBCDIC (Extended Binar y Coded Decimal Interchange Code)
BO UDO T
ASCII (American Standard Code f or Inf ormation Interchange)
BCD
Merupakan kode biner yang digunakan hanya
untuk mewakili nilai digit desimal dari 0-9. BCD
menggunakan kombinasi 4 bit sehingga ada 16
kombinasi yang bisa diperoleh dan hanya 10
kombinasi yang digunakan.
Kode BCD sudah jarang digunakan untuk komputer
dan transmisi data sekarang ini karena tidak dapat
mewakili huruh atau simbol karakter khusus. BCD
hanya digunakan oleh komputer generasi pertama.
Tabel Binary Coded Decimal
BCD 4 bit
Digit Desimal
0000
0
0001
2
0010
3
0100
4
0101
5
0110
6
0111
7
1000
8
1001
9
SBCDIC
Merupakan kode biner yang dikembangkan dari
BCD. SBCDIC menggunakan kombinasi 6 bit
sehingga lebih banyak kombinasi yang bisa
dihasilkan. Yaitu 64 kombinasi kode. Ada 10 kode
untuk digit angka dan 26 kode untuk alphabet dan
sisanya untuk karakter khusus tertentu. SBCDID
digunakan pada komputer generasi kedua.
Tabel SBCDIC
SBCDIC
SBCDIC
Karakter
BA8421
Karakter
BA8421
001010
0
100001
J
000001
1
100010
K
000010
2
100011
L
000100
4
100101
N
000101
5
100110
O
000110
6
100111
P
000111
7
101000
Q
001000
8
101001
R
001001
9
010010
S
110001
A
010011
T
110010
B
010100
U
110011
C
010101
V
110100
D
010110
W
110101
E
010111
X
110110
F
011000
Y
110111
G
011001
Z
111000
H
111001
I
EBCDIC
EBCDID adalah kode 8 bit yang memungkinka n
untuk mewakili karakter 256 kombinasi karakter.
Pada EBCDID, high order bits atau 4 bit pertama
disebut Zone bits dan low order bits atau 4 bit
kedua disebut dengan numeric bit.
Tabel Extended Binary Code Decimal Interchange Code
Kode Boudot
Kode Boudot terdiri atas 5 bit yang dipergunakan
pada terminal teletype dan teleprinter. Karena
kombinasi ini terdiri dari 5 bit maka hanya terdiri
dari 25 sampai 32 kombinasi dengan kode huruf
dan gambar yang berbeda.
Jika kode ini dikirim menggunakan transmisi serial
tak sinkron, maka pulsa stop bit-nya pada umumnya
memiliki lebar 1,5 bit. Hal ini berbeda dengan
kode ASCII yang menggunakan 1 atau 2 bit untuk
pulsa stop-bitnya.
Tabel Kode Boudot
Kode
Karakter Letter
Karakter Figure
11000
A
-
10011
B
?
01110
C
:
10010
D
$
10000
E
3
10110
F
!
01011
G
&
00101
H
#
01100
I
8
11010
J
‘
11110
K
(
01001
L
)
00111
M
.
00110
N
,
01101
P
0
11101
Q
1
01010
R
4
10100
S
BELL
00001
T
5
11100
U
7
01111
V
;
11001
W
2
10111
X
/
10101
Y
6
10001
Z
“
11111
LTRS
LTRS
11011
FIGS
FIGS
00100
SPC
SPC
00010
CR
CR
01000
LF
LF
ASCII Code
Kode ASCII memiliki 128 bit kombinasi yang selalu
digunakan. Dari 128 kombinasi tersebut 32 kode
diantaranya digunakan untuk f ungsi-f ungsi kendali
seperti SYN, STX. Sisa karakter lain digunakan untuk
karakter-karakter alphanumerik dan sejumlah karakter
khusus seperti = , / . ?
Pada dasarnya kode ASCII merupakan kode
alf anumerik yang paling popular dalam teknik
komunikasi data. Kode ini menggunakan tujuh bit untuk
posisi pengecekan bit secara even atau odd parity.
Unicode
O rang-orang di negara-negara yang berbeda menggunakan
karakter berbeda untuk menuliskan kata-kata dalam bahasa
ibu mereka. Sekarang ini kebanyakan aplikasi, mencakup
sistem email dan web browser, menggunakan sistem 8 bit
yang mana mereka dapat beroperasi yang tepat sesuai
ketentuan, seperti ISO -8859-1.
Unicode memiliki lebar per karakter sebesar 20 bit. Akan
menjadi boros jika kita mengirim data Unicode yang berisi
teks huruf Latin menggunakan 20 bit per karakter. O leh
karena itu maka Unicode ditransformasika n terlebih dahulu
menjadi UTF-8 atau UTF-16 (Unicode Transf ormation Format )
dengan UTF-8 maka karakter-karakter pada U+ 0000
(Notasi U+ abcd) digunakan untuk mengacu pada karakter
bernomor abcd pada tabel Unicode.
Pada dasarnya ada 4 cara untuk mengkodekan karakter Unicode,
yaitu:
1.
2.
3.
4.
UTF-8: 128 karakter digunakan untuk mengkode 1 byte (karakter
ASCII). 1.920 karakter digunakan mengkode 2 byte (untuk karakter
Roma, Yunani, Cyrilic, Coptic, Armenian, Ibrani dan Arab). 63.488
karakter digunakan untuk mengkde 3 byte (Cina dan Jepang).
247.418.112 karakter yang lain, yang belum digunakan, dapat
digunakan untuk mengkpde 4, 5, 6 karakter.
UCS-2: Tiap-tiap karakter direpresentasikan oleh 2 byte. Pengkodean
ini digunakan untuk merepresentasikan 65.536 karakter Unicode yang
pertama.
UTF-16: Ini adalah perluasan dari UCS-2 dimana dapat
direpresentasikan 1.112.064 karakter Unicode. 65.536 karakter
Unicode yang pertama diwakili 2 byte, yang lainnya 4 byte.
UCS-4: Tiap-tiap karakter direpresentasikan oleh 4 byte.
Unicode Bahasa Armenian
TEKNIK PENG KO DEAN
Komunikasi Data
Data Analog Sinyal Analog
Analog Modulation (AM)
Frequency Modulation (FM)
Phase Modulation (PM)
Mengapa memodulasi sinyal analog?
Frekuensi
lebih tinggi dapat memberikan transmisi yg
lebih ef isien
Memung kinkan
f requency division multiplexing
Tipe-Tipe modulasi
Amplitude
Modulation (AM)
Frequency
Modulation (FM)
Phase
Modulation (PM)
Lebar jalur AM
Modulasi Frekuensi
Lebarjalur keseluruhan yg diperlukan untuk FM dapat
ditentukan melalui lebarjalur isyarat audio:
BWt = 1 0 x BWm.
Lebarjalur FM
Lebarjalur isyarat audio stereo biasanya 1 5 KHz. O leh
itu, suatu station FM memerlukan sekurang-kurangnya
lebarjalur seluas 1 5 0 KHz. FCC menetapkan lebarjalur
minimum sekurang-kurangnya 2 0 0 KHz (0 .2 MHz).
Jalur FM
Example
We have an audio signal with a bandwidth of 4 MHz.
What is the bandwidth needed if we modulate the signal
using FM? Ignore FCC regulations.
Solution
An FM signal requires 10 times the bandwidth of the
original signal:
BW = 10 x 4 MHz = 40 MHz
Data Analog Sinyal Digital
Qu
uantizing
Encoding
E
1110010010010110
W aveform Coders
Sampling
S
Waveform
ENCODER
Filtering
Waveform
DECODER
Digitalisasi Data Analog
Digitizing Voice: PCM
W aveform Encoding
Nyquist Theorem: sinyal analog dicuplik dengan laju
dua kali f rekuensi tertinggi sinyal analog tersebut
Voice f requency range: 300-3400 Hz
Sampling f requency = 8000/ sec (every 125us)
Bit rate: (2 x 4 Khz) x 8 bits per sample
= 64,000 bits per second (DS-0)
Metoda yang sering digunakan
CODEC
PCM
= DS-0
64 Kbps
Pulse Code Modulation (PCM) (1)
Jika suatu sinyal dicuplik (sampling) dg interval
regular dg laju lebih besar drpd dua kali f rekuensi
tertinggi sinyal, sampel-sampel memuat semua
inf ormasi dari sinyal original
Data suara dibatasi di bawah 4000Hz
Memerlukan 8000 sampel per detik
Sampel-sampel analog (Pulse Amplitude
Modulation, PAM)
Tiap sampel dialokasikan nilai digital
Pulse Code Modulation (PCM) (2)
Sistem 4 bit memberikan 16 level
Kuantisasi
Error
kuantisasi atau noise
Aproksimasi
berarti tdk mungkin utk mendpkan kembali
sinyal original secara eksak
Sampel 8 bit memberikan 256 level
Kualitas sebanding dg transmisi analog
8000 sampel per detik dg masing-masing sampel 8
bit memberikan 64kbps
PCM Example
PCM Block Diagram
Nonlinear Encoding
Level kuantisasi tidak sama
Mengurangi keseluruhan distorsi sinyal
Dapat juga dilakukan dengan companding
Ef f ect dari Non-Linear Coding
Fungsi Companding Tipikal
Delta Modulation
Input analog diaproksimasikan dg f ungsi tangga
(staircase f unction)
Naik atau turun satu level () pd tiap inter val
sampel
Delta Modulation - contoh
Delta Modulation - O perasi
Delta Modulation - Perf ormansi
Reproduksi suara baik
PCM
- 128 level (7 bit)
Voice
bandwidth 4khz
Memerlukan
8000 x 7 = 56kbps utk PCM
Kompresi data dp memperbaiki ini
mis.
Teknik Interf rame coding untuk video
Perkataan “Modem” : modulator/ demodulator.
Modulasi/ Demodulasi
Modem Tradisional
Modem 56K
Data Digital Sinyal Analog
Dalam komunikasi data, transmisi jalur lebar selalu
menggunakan isyarat analog utk menghantar data
Penggunaan jalur lebar (broadband) dlm komunikasi
biasanya akan melibatkan penukaran isyarat digital < - > analog
Biasanya modem menukarkan gelombang diskret ke
sinus utk transmisi analog
Proses ini disebut proses modulasi
Terdapat 4 kaedah modulasi :
ASK (Amplitude Shif t Keying)
FSK Frequency Shif t Keying)
PSK (Phase Shif t Keying)
Q AM (Q uadrature Amplitude Modulation )
Kedua modem yang terlibat perlu menggunakan
kaedah modulasi yang sama utk berkomunikasi
ASK
Frequency Shif t-Keying
Phase Shif t-Keying
8-Q AM
Kombinasi Q AM
Bit dan Baud
Perbandingan Kadar Bit dan Baud
Modulation
Units Bits/ Baud
Baud rate
Bit Rate
ASK, FSK, 2-PSK
Bit
1
N
N
4-PSK, 4-Q AM
Dibit
2
N
2N
8-PSK, 8-Q AM
Tribit
3
N
3N
16-Q AM
Q uadbit
4
N
4N
32-Q AM
Pentabit
5
N
5N
64-Q AM
Hexabit
6
N
6N
128-Q AM
Septabit
7
N
7N
256-Q AM
O ctabit
8
N
8N
kuliah2/ subali/ p-telkom
Kesimpulan
4 kombinasi yang dapat dihasilkan :
Data Analog, Sinyal Analog
Ditransmisikan sebagai baseband yang mudah dan murah.
Penggunaan modulasi untuk menggeser bandwidth dari sinyal
baseband ke porsi lainnya dari spektrum
Data Analog, Sinyal Digital
Yang diijinkan adalah menggunakan transmisi digital modern dan
peralatan sakelar
Data Digital, Sinyal Analog
Beberapa media transmisi seperti serat optik / sof tware yang hanya
merambatkan sinyal analog
Data Digital, Sinyal Digital
Secara umum peralatan untuk mengkode data digital menjadi sinyal
digital adalah sedikit lebih komplek dan lebih mahal daripada
peralatan modulator digital ke analog
Data Digital Sinyal Digital
Elemen sinyal adalah tiap pulsa dari sinyal digital. Data binari / digital
ditransmisikan dengan mengkodekan bit-bit data ke dalam elemenelemen sinyal.
Contoh :
bit binari 0 untuk level tegangan rendah
bit binari 1 untuk level tegangan tinggi
kecepatan data signalling dalam bps (bit per detik)
Sinyal unipolar adalah semua elemen sinyal yang mempunyai tanda yang
sama, yaitu positif semua atau negatif semua. Sedangkan sinyal polar
adalah elemen sinyal dimana salah satu logic statenya diwakili oleh level
tegangan positif dan yang lainnya oleh level tegangan negatif.
Durasi = panjang bit (1/ R) adalah jumlah waktu yang dibutuhkan oleh
transmiter untuk mengirimkan bit dengan kecepatan R
Kecepatan modulasi : kecepatan perubahan level sinyal dalam satuan
baud (besaran eleman sinyal perdetik)
Mark menunjukkan binari 1, dan
Space menunjukkan binari 0
Faktor kesuksesan penerima dalam mengartikan sinyal
yang datang:
Ratio signal to noise (S/ N) : peningkatan S/ N akan menurunkan
bit error rate
Kecepatan data / data rate : peningkatan data rate akan
meningkatkan bit error rate (kecepatan error dari bit)
Bandwidth : peningkatan bandwidth dapat meningkatkan data
rate.
Hubungan ketiga faktor tersebut adalah :
Kecepatan data bertambah, maka kecepatan errorpun
bertambah, sehingga memungkinkan bit yang diterima error.
Kenaikan S/ N mengakibatkan kecepatan error berkurang
Lebar bandwidth membesar yang diperbolehkan, kecepatan data
akan bertambah
5 faktor evaluasi (faktor-faktor yang mempengaruhi coding) :
1.
2.
3.
4.
5.
Spektrum sinyal / signal spektrum
Ketidakadaan komponen f rekuensi tinggi berarti diperlukan bandwidth
sempit untuk transmisi.
Kemampuan sinkronisasi / clocking / signal synchronization capability
Untuk menghitung posisi start dan stop dari tiap posisi bit dengan
mekanisme sinkronisasi.
Kemampuan mendeteksi error / signal error detecting capability
Kemampuan error detection dapat diberikan secara sederhana dengan
pengkodean natural.
Tahan terhadap gangguan / signal interf erence and noise immunity
Digambarkan oleh kecepatan bit error.
Biaya dan kompleksitas / cost and complexity
Semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi data rate yang
ada, semakin besar biayanya.
Teknik Data Digital, Sinyal Digital terbagi atas :
Nonreturn
to Zero-Level (NRZ-L)
Nonreturn
to Zero Inverted (NRZI)
Bipolar
-AMI
Pseudoternary
Manchester
Dif f erential
B8ZS
HDB3
Manchester
Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L)
Dua tegangan berbeda utk bit-bit 0 dan 1
Tegangan konstan selama bit interval
Tdk
ada transisi yaitu ada tegangan kembali ke nol
Mis. Tdk ada tegangan utk “ 0” , tegangan positif
konstan utk “ 1”
Lebih sering, tegangan negatif utk satu harga dan
positif utk lainnya
Ini adalah NRZ-L
Nonreturn to Zero Inverted (NRZ-I)
Nonreturn to zero inverted on ones
Pulsa tegangan konstan utk durasi bit
Data dikodekan sbg ada atau tdk ada transisi
sinyal pd awal waktu bit
Transisi (rendah ke tinggi atau tinggi ke rendah)
menyatakan biner 1
Tdk ada transisi menyatakan biner 0
Contoh dari dif f erential encoding
NRZ
Dif f erential Encoding
Data direpresentasikan dg perubahan dr levellevel
Deteksi transisi lebih handal drpd level
Dlm layout transmisi yg kompleks sangat mudah
kehilangan sense polaritas
NRZ pros dan cons
Pros
Mudah
Baik
dlm rekayasa
dlm penggunaan bandwidth
Cons
komponen dc
Kurang
kemampuan sinkronisasi
Digunakan utk perekaman (recording) magnetis
Tdk sering digunakan utk transmisi sinyal
Multilevel Binary
Menggunakan lebih dari dua level
Bipolar-AMI
nol
direpresentasikan dg tdk ada sinyal saluran
Satu
direpresentasikan dg pulsa positif atau negatif
Pulsa-pulsa
satu bergantian dlm polaritas
Tdk
kehilangan sinkronisasi utk deretan satu yg
panjang (Nol masih masalah)
Tdk
ada komponen dc
Bandwidth lebih
Deteksi
rendah
error mudah
Pseudoternary
Satu direpresentasikan dg ketiadaan sinyal saluran
Nol direpresentasikan pergantian positif dan
negatif
Tdk ada kelebihan atau kekurangan dibandingkan
bipolar-AMI
Bipolar-AMI dan Pseudoternary
Untung Rugi utk Multilevel Binary
Tdk seef isien NRZ
Tiap
elemen sinyal hanya merepresentasikan satu bit
Dlm
suatu sistem 3 level dp merepresentasikan log 2 3 =
1.58 bits
Penerima
harus membedakan antara tiga level
(+ A, -A, 0)
Memerlukan
kira-kira daya sinyal 3dB lebih utk
probabilitas bit error yg sama
Biphase
Manchester
Transisi pd pertengahan tiap perioda bit
Transisi berperan sbg clock dan data
Rendah ke tinggi menyatakan satu
Tinggi ke rendah menyatakan nol
Digunakan pd IEEE 802.3
Dif f erential Manchester
Transisi pertengahan bit hanya utk clocking
Transisi pd awal perioda bit menyatakan nol
Tdk ada transisi pd awal perioda bit menyatakan satu
Cat: ini suatu skimdif f erential encoding
Digunakan pd IEEE 802.5
Manchester Encoding
Dif f erential Manchester Encoding
Biphase Pros dan Cons
Con
Paling
sedikit satu transisi per waktu bit dan
kemungkinan dua
Laju
modulasi maksimum dua kali NRZ
Memerlukan
lebih banyak bandwidth
Pros
Sinkronisasi
Tdk
pd pertengahan transisi bit (self clocking)
ada komponen dc
Deteksi
error
Ketiadaan transisi yg diharapkan
Laju Modulasi
Scrambling
G unakan pengacakan (scrambling) utk menggantikan deretan
yg akan menghasilkan tegangan konstan
Pengisisan (f illing) deretan
Harus menghasilkan cukup transisi utk sinkronisasi
Harus dikenali oleh penerima dan diganti dg yg original
Sama panjang spt original
Tdk ada komponen dc
Tdk ada level sinyal saluran nol yg panjang
Tdk ada pengurangan dlm laju data
Kemampuan deteksi error
B8ZS
Bipolar dg substitusi 8 Nol (Bipolar W ith 8 Zeros Substitution)
Didasarkan pd bipolar-AMI
Jika octet dari semua nol dan tegangan pulsa terakhir
sebelumnya positif code-kan sbg 000+ -0-+
Jika octet dari semua nol dan tegangan pulsa terakhir negatif
code kan sbg 000-+ 0+ -
Menyebabkan dua pelanggaran thd AMI code
Kecil kemungkinannya terjadi sbg hasil dari noise
Penerima mendeteksi dan menginterpretasikan sbg octet dari
semua nol
HDB3
High Density Bipolar 3 Zeros
Kan pd bipolar-AMI
Deretan empat nol digantikan dg satu atau dua
pulsa
B8ZS and HDB3
Spectral Density Skim Encoding
TRANSMISI DATA DIG ITAL
Teknik-teknik Komunikasi Digital
Serial and Paralel Data Transmission
Asynchronous and Synchronous Transmission
Error Detection and Correction
Line Conf iguration
Data Communications Interf acing
2
1. Data Transmission
3
1.1 Parallel Transmission
• Dalam waktu bersamaan 8 bit (1 karakter) dikirim secara paralel
• Digunakan untuk menghubungkan komputer ke printer atau ke komputer lain
dalam satu ruangan dengan menggunakan kabel dengan delapan kawat
• Transf er data lebih cepat, tapi hanya digunakan untuk jarak yang relatif
pendek (mis 10 meter)
1.2 Serial Transmission
Transmisi Asinkron dan Sinkron
Masalah waktu membutuhkan mekanisme untuk
menyamakan antara transmiter dan receiver
Dua solusi
Asinkronisasi
Sinkronisasi
Synchronous Transmission
Tidak
menggunakan bit start dan stop
Kecepatan
transmisi di ujung terima dengan ujung kirim disamakan dengan
clock signal yang dipasang di tiap komponen
Kecepatan
transmisi lebih tinggi tetapi ada kemungkinan error apabila clock
tidak sinkron
Perlu
clock re-syncronization
Asynchronous Transmission
Pengiriman setiap karakter menggunakan bit “ start” dan “ stop”
Ada overhead 2-3 bit per karakter (~ 20%) transmisi menjadi lambat
Bit start dan stop harus berbeda polarisasinya agar penerima mengetahui kalau
karakter berikutnya sedang dikirim
Metoda ini digunakan pada pengiriman data yang intermittent (misalnya dari
keyboard)
Error Detection and Correction
Error detection adalah kemampuan untuk mendeteksi
terjadinya kesalahan data akibat noise atau
gangguan lain dalam proses transmisi dari transmitter
ke receiver
Error correction adalah kemampuan untuk membentuk
kembali original & error f ree data
9
Tipe-tipe error
Error terjadi ketika ada perubahan diantara
transmitter dan receiver
Error single bit
Diantara satu bit
Bit yang berdekatan tidak ef ektif
W hite noise
Burst errors
Panjang B
Impulse noise
Memudar dalam wireless
Ef ek lebih besar saat kecepatan data tinggi
Error Correction System
Dua cara dasar untuk error correcting system
Automatic repeat-request (ARQ)
Transmitter mengirim data dan juga error detection code yang digunakan oleh receiver
untuk mengecek kesalahan dan meminta pengiriman ulang
Receiver mengirim acknowledgement (ACK) untuk data yang diterima tanpa kesalahan,
dan transmitter mengirim ulang data yang belum memperoleh acknowledgement
Forw ard error correction (FEC)
Transmitter mengirim data yang sudah di- encode dengan error-correcting code (ECC)
Receiver men- decode apa yang diterima ke data yang paling menyerupai data yang
dikirim
Pengkodean dibuat sedemikian rupa sehingga agar tidak terjadi kesalahan dalam
menginterpretasikan data
Kedua cara tersebut dalam penggunaannya dapat dikombinasikan
Minor error dapat diperbaiki tanpa pengiriman ulang, sedangkan permintaan pengiriman
ulang hanya untuk major error
11
ERRO R DETECTIO N AND
CO RRECTIO N
Komunikasi Data
O bjective
Mahasiswa mampu mengenali eror yang terjadi pada
transmisi asinkron, dan mendeteksinya dengan menggunakan
bit parity.
Mahasiswa mampu mengenali eror yang terjadi pada
transmisi sinkron, dan eror dikoreksi dengan menggunakan
LRC dan VRC.
Mahasiswa dapat menjelaskan bagaimana mendeteksi eror
pada transmisi sinkron dan dengan menggunakan checksum
dan CRC
Mahasiswa dapat menjelaskan bagaimana eror pada
transmisi sinkron dapat dikoreksi dengan menggunakan kode
Hamming
Mahasiswa mampu menjelaskan bagaimana eror dapat
dikoreksi menggunakan ARQ (Automatic Repeat Request).
Error Detection and Correction
1 Types of Errors
2 Detection
3 Error Correction
Error Detection and Correction
Data can be corrupted during transmission. For reliable
communication, error must be detected and corrected
are implemented either at the data link layer or the
transport layer of the O SI model
1. Type of Errors
Type of Errors(cont’d)
Single-Bit Error
~
is when only one bit in the data unit has changed
(ex : ASCII STX - ASCII LF)
Type of Errors(cont’d)
Multiple-Bit Error
~
is when two or more nonconsecutive bits in the data
unit have changed(ex : ASCII B - ASCII LF)
Type of Errors(cont’d)
Burst Error
~
means that two or more consecutive bits in the data
unit have changed
2. Detection
Error detection uses the concept of redundancy,
which means adding extra bits for detecting errors
at the destination
Detection(cont’d)
Redundancy
Detection(cont’d)
Detection methods
VRC
LRC
CRC
(Vertical Redundancy Check)
(Longitudinal Redundancy)
(Cyclical redundancy Check)
Checksum
Detection(cont’d)
VRC(Vertical Redundancy Check)
A
parity bit is added to every data unit so that the total
number of 1s(including the parity bit) becomes even for
even-parity check or odd f or odd-parity check
VRC
can detect all single-bit errors. It can detect multiple-bit
or burst errors only the total number of errors is odd.
Detection(cont’d)
Even parity VRC concept
Detection(cont’d)
LRC(Longitudinal Redundancy Check)
Parity
bits of all the positions are assembled into a new
data unit, which is added to the end of the data block
Detection(cont’d)
CRC(Cyclic Redundancy Check)
~
is based on binary division.
Detection(cont’d)
CRC generator
~ uses modular-2 division.
Binary Division
in a
CRC Generator
Detection(cont’d)
Binary Division
in a
CRC Checker
Detection(cont’d)
Polynomials
CRC
generator(divisor) is most of ten represented not as a
string of 1s and 0s, but as an algebraic polynomial.
Detection(cont’d)
A polynomial representing a divisor
Detection(cont’d)
Standard polynomials
Detection(cont’d)
~
~
Checksum
used by the higher layer protocols
is based on the concept of redundancy(VRC, LRC,
CRC … .)
Detection(cont’d)
Checksum G enerator
Detection(cont’d)
To create the checksum the sender does the following:
The
unit is divided into K sections, each of n bits.
Section
1 and 2 are added together using one’s complement.
Section
3 is added to the result of the previous step.
Section
4 is added to the result of the previous step.
The
process repeats until section k is added to the result of
the previous step.
The
f inal result is complemented to make the checksum.
Detection(cont’d)
data unit and checksum
Detection(cont’d)
3. Error Correction
~ can be handled in two ways
when an error is discovered, the receiver can have the
sender retransmit the entire data unit.
a receiver can use an error-correcting code, which
automatically corrects certain errors.
KO DE HAMMING
Komunikasi Data
Kode Hamming merupakan kode non-trivial untuk
koreksi kesalahan yang pertama kali
diperkenalkan.
Kode ini dan variansinya telah lama digunakan
untuk kontrol kesalahan pada sistem komunikasi
digital.
Kode Hamming biner dapat direpresentasikan
dalam bentuk persamaan:
(n,k) = (2 m-1, 2 m-1-m)
Contoh:
jika m = jumlah paritas = 3
k = jumlah data = 4
n = jumlah bit informasi yang membentuk n sandi =
7
maka kode Hamming nya adalah C (7,4) dengan
dmin = 3
Forward Error Correction
Error Correcting codes dinyatakan sebagai penerusan
koreksi kesalahan untuk mengindika sikan bahwa
pesawat penerima sedang mengoreksi kesalahan.
Kode pendeteksi yang paling banyak digunakan
merupakan kode Hamming.
Posisi bit-bit Hamming dinyatakan dalam 2 n dengan n
bilangan bulat sehingga bit-bit Ha mming akan
berada dalam posisi 1, 2 , 4, 8, 16, dst..
Error Correction(cont’d)
Hamming Code
~ developed by R.W .Hamming
positions of redundancy bits in Hamming code
The key to the Hamming Code is the use of extra parity bits to allow the
identification of a single error. Create the code w ord as follow s:
Mark all bit positions that are pow ers of tw o as parity bits. (positions 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64,
etc.)
All other bit positions are for the data to be encoded. (positions 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13,
14, 15, 17, etc.)
Each parity bit calculates the parity for some of the bits in the code w ord. The position of
the parity bit determines the sequence of bits that it alternately checks and skips.
Position 1: check 1 bit, skip 1 bit, check 1 bit, skip 1 bit, etc. (1,3,5,7,9,11,13,15,...)
Position 2: check 2 bits, skip 2 bits, check 2 bits, skip 2 bits, etc. (2,3,6,7,10,11,14,15,...)
Position 4: check 4 bits, skip 4 bits, check 4 bits, skip 4 bits, etc.
(4,5,6,7,12,13,14,15,20,21,22,23,...)
Position 8: check 8 bits, skip 8 bits, check 8 bits, skip 8 bits, etc. (8-15,24-31,40-47,...)
Position 16: check 16 bits, skip 16 bits, check 16 bits, skip 16 bits, etc. (16-31,48-63,8095,...)
Position 32: check 32 bits, skip 32 bits, check 32 bits, skip 32 bits, etc. (32-63,96-127,160191,...)
etc.
Set a parity bit to 1 if the total number of ones in the positions it checks is odd. Set a parity
bit to 0 if the total number of ones in the positions it checks is even.
Example:
A byte of data: 10011010
Create the data word, leaving spaces f or the parity bits: _ _ 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0
Calculate the parity f or each parity bit (a ? represents the bit position being set):
Position 1 checks bits 1,3,5,7,9,11:
? _ 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0. Even parity so set position 1 to a 0: 0 _ 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0
Position 2 checks bits 2,3,6,7,10,11:
0 ? 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0. O dd parity so set position 2 to a 1: 0 1 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0
Position 4 checks bits 4,5,6,7,12:
0 1 1 ? 0 0 1 _ 1 0 1 0 . O dd parity so set position 4 to a 1: 0 1 1 1 0 0 1 _ 1 0 1 0
Position 8 checks bits 8,9,10,11,12:
0 1 1 1 0 0 1 ? 1 0 1 0 . Even parity so set position 8 to a 0: 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0
Code word: 011100101010.
Error Correction(cont’d)
Calculating the
r values
Calculating Even Parity
Contoh Error Correction(cont’d)
Error Detection and Correction
Error Correction(cont’d)
Error detection
using Hamming
Code
Error Correction(cont’d)
Multiple-Bit Error Correction
redundancy bits calculated on overlapping sets of
data units can also be used to correct multiple-bit
errors.
Ex) to correct double-bit errors, we must take into
consideration that two bits can be a combination of any
two bits in the entire sequence
DATA LINK LAYER:
PRO TO KO L HIG H LEVEL DATA LINK
CO NTRO L (HDLC)
Komunikasi Data
Dat a Link Ser vices
Connect ion-or ient ed ser vices: member ikan pengir iman
paket t er ur ut bebas er r or
set t ing-up koneksi: set t ing up var iables dan alokasi buf f er
t r ansf er paket : paket ‘dikemas’ dlm f r ame dat a link
penut upan koneksi
Connect ionless ser vice
acknowledged ser vice
unacknowledged ser vice
Sej ar ah DLL Pr ot ocols
SDLC - Synchr onous Dat a Link Cont r ol (I BM)
HDLC - High-level Dat a Link Cont r ol (I SO & CCI TT)
ADCCP - Advanced Dat a Communicat ions Cont r ol
Pr ot ocol (ANSI )
LLC - Logical Link Cont r ol (I EEE 802.2)
I SO 33009, I SO 4335 Dat a Link Cont r ol
Tipe St at ion HDLC
Pr imar y st at ion
Secondar y st at ion
mengont r ol oper asi link
f r ame yg dibangkit kan disebut command
menj aga link logik t er pisah ke masing-masing st at ion
secondar y
dibawah kont r ol pr imar y st at ion
f r ame yg dibangkit kan disebut r espons
Combined st at ion
dapat membangkit kan command dan r espons
Mode Tr ansf er HDLC
Nor mal Response Mode (NRM)
Konf igur asi unbalanced
Pr imar y menginit ialisasi t r ansf er ke secondar y
Secondar y hanya boleh t r ansmit dat a sebagai r espond t hd
command dar i pr imar y
Digunakan pada mult i dr op lines
Host comput er sebagai pr imar y
Ter minal sebagai secondar y
Mode Tr ansf er HDLC
Asynchr onous Balanced Mode (ABM)
Konf igur asi balanced
Kedua macam st at ion dapat menginisiasi t r ansmisi t anpa
mener ima per set uj uan
Paling luas digunakan
Tidak ada over head polling
Mode Tr ansf er HDLC
Asynchr onous Response Mode (ARM)
Konf igur asi unbalanced
Secondar y dapat menginisiasi t r ansmisi t anpa izin dar i
pr imar y
Pr imar y ber t anggung j awab t hd salur an
J ar ang digunakan
Konf igur asi HDLC
Unbalanced Point-to-point link
Commands
Primary
Secondary
Responses
Unbalanced Multipoint link
Commands
Primary
Responses
Secondary
Secondary
Secondary
Balanced Point-to-point link between Combined Stations
Primary
Secondary
Commands
Responses
Responses
Secondary
Commands
Primary
For mat Fr ame HDLC
Flag
Address
Control
Information
Flag (8 bit ) : 01111110
Addr ess (8 bit ext endable 16 bit ):
Konf igur asi unbalanced addr ess secondar y
Konf igur asi balanced
Fr ame command addr ess r eceiving st at ion
Fr ame r esponse
FCS
addr ess dar i st at ion pengir im
Cont r ol f ield (8 ext endable 16 bit )
I nf or mat ion f ield (var iabel): ber isi inf or masi user
FCS: CRC 16 bit at au 32 bit dikalkulasi pd f ield cont r ol,
addr ess dan inf or masi
Flag
Bit St uf f ing
Bit st uf f ing digunakan unt uk mencegah kemunculan
pola f lag didalam f r ame HDLC
Pengir im akan menyisipkan ekst r a “0” set iap dit emui
lima der et an “1” yg ber t ur ut an
Pener ima mencar i lima der et an biner “1” ber t ur ut an,
j ika diiukut i “0” ber ar t i bit st uf f ing bit dihilangkan
Cont oh:
Der et an dat a inf or masi: 0110111111111100
Set elah bit st uf f ing: 011011111011111000
Cont r ol Field HDLC
Information Frame
1
2-4
0
N(S)
5
6-8
P/F
N(R)
S
P/F
N(R)
M
P/F
Supervisory Frame
1
0
S
Unnumbered Frame
1
1
M
M
M
M
Fr ameFr ame
HDLC
Oper asi HDLC
Per t ukar an f r ame-f r ame: inf or masi, super visor y
dan unnumber ed
Tiga phase:
I nisialisasi
Tr ansf er dat a
Penut upan
SABM
UA
Data
transfer
DISC
UA
Oper asi pada Nor mal Response Mode
Primary A
Secondaries B, C
B, RR, 0, P
X
B, I, 0, 0
B, I, 1, 0
B, I, 2, 0,F
B, SREJ, 1
C, RR, 0, P
C, RR, 0, F
B, SREJ, 1,P
B, I, 1, 0
B, I, 3, 0
B, I, 4, 0, F
B, I, 0, 5
Oper asi pada Asynchr onous Balanced Mode
Combined Station A
Combined Station B
B, I, 0, 0
B, I, 1, 0
A, I, 0, 0
X
A, I, 1, 1
B, I, 2, 1
A, I, 2, 1
B, I, 3, 2
B, REJ, 1
B, I, 4, 3
A, I, 3, 1
B, I, 1, 3
B, I, 2, 4
B, I, 3, 4
B, RR, 2
B, RR, 3
Pr ot ocol DLC Lainnya
Link Access Pr ocedur e, Balanced (LAPB)
Bagian dar i X.25 (I TU-T)
Subset dar i HDLC (ABM)
Link point -t o-point ant ar a sist em dan node packet swit ching
Link Access Pr ocedur e, D-Channel (LAPD)
I SDN (I TU-T)
ABM
Sequence number selalu 7 bit (t idak 3 bit )
Field addr ess 16 bit t er dir i dar i dua sub-addr esses
sat u ut k device dan sat u lagi ut k user (layer diat as)
Pr ot ocol DLC Lainnya
Logical Link Cont r ol (LLC): umumnya ut k “shar ed
medium net wor ks” (br oadcast media)
I EEE 802
Fr ame f or mat ber beda
Link cont r ol dibagi dua ant ar a medium access layer (MAC) dan
LLC (di at as MAC)
Tidak ada pr imar y dan secondar y (semua st at ion adalah peer )
Dua addr esses diper lukan:
pengir im dan pener ima
Pr ot ocol DLC Lainnya
PPP (Point -t o-Point Link Pr ot ocol)
Layout f r ame ut k PPP:
Flag
Address
01111110 1111111
All stations are to
accept the frame
Control
00000011
Unnumbered
frame
Protocol
Information
CRC
flag
01111110
Specifies what kind of packet is contained in the
payload, e.g., LCP, NCP, IP, OSI CLNP, IPX
I n-Class Excer sise
Pd gb di bawah, pr imar y st at ion A ber komunikasi dengan secondar y st at ion B, C dan D menggunakan pr ot okol dat a link
st andar (misalnya HDLC) pada salur an dua-ar ah half -duplex. Gambar (b) memper lihat kan ur ut an t r ansmisi dat a ant ar a A
dan B, C ser t a D dengan menggunakan not asi singkat A Y N(S) N(R) P/ F (A:Addr ess, Y:Command/ Response, N(S):
Sequence number pengir im, N(R):Sequence number pener ima, P/ F:Poll/ Final). Pada gambar isi har ga A,YN(S)N(R),P/ F
I n-Class Excer sise
2.
Kej adian (event ) ber ikut t er j adi ant ar a pr imar y st at ion A dan dua secondar y
st at ion B dan C pada salur an mult idr op half -duplex bebas er r or menggunakan
pr ot okol HDLC. Event e1, e2 , e3 , e4 adalah:
e1 = A mengakt if kan link dg B dan C menggunakan nor mal r esponse mode
e2 = A mem-pool B ut k t r af ik, B mer espons dg mengir imkan 4 f r ame I ,
kemudian A meng-aknowledge B t anpa member ikan t ambahan hak ut k
t r ansmit
e3 = A mem-poll C unt uk t r af ik dan C hanya meng-acknowledge A
e4 = A mengir imkan 3 f r ame ke B dan member ikan hak B unt uk t r ansmit . B
mer espons dg mengir imkan 5 t ambahan f r ame dan A meng-acknowledge
a. Per lihat kan per t ukar an f r ame ant ar a pr imar y st at ion A dan dua secondar y
st at ion B dan C.
b. Sekar ang asumsikan t er j adi t r ansmsisi er r or pada f r ame per t ama dar i 5 f r ame
yang dikir imkan oleh B ke A pada event e4 . Per lihat kan dua kemungkinan
pr osedur unt uk er r or r ecover y. J uga asumsikan bahwa ukur an window adalah 7.
(Cat . Gunakan not asi A,YN(S)N(R),P/ F)
MULTIPLEXING
Komunikasi Data
Sedikit kembali ke PCM
2
Sinyal voice analog dicuplik dengan f rekuensi 8 kHz
Pencuplikan
Setiap
dilakukan setiap 125 m s
kali dilakukan pencuplikan, dihasilkan 8 bit
biner
What are we going to do with the rest of it?
8 bits voice data
125 m s
t
3
Pada umumnya, sistem transmisi yang ada di dalam jaringan telekomunikasi
memiliki kapasitas yang melebihi kapasitas yang dibutuhkan satu user
Dengan demikian sangat mungkin untuk menggunakan bandwidth yang
ada seef isien mungkin oleh lebih dari satu user
Teknik menggabungkan beberapa sinyal untuk dikirimkan secara
terintegrasi pada satu kanal transmisi disebut multiplexing
Perangkat yang melaksanakan multiplexing disebut multiplexer (mux)
Di sisi penerima, gabungan sinyal itu akan kembali dipisahkan sesuai
dengan tujuan masing-masing. Proses ini disebut demultiplexing
Perangkat yang melaksanakan demultiplexing disebut demultiplexer (demux)
ch1
ch2
ch3
ch4
shared media
MUX
DEMUX
ch1
ch2
ch3
ch4
4
Ada 3 jenis multiplexing
FDM
: Frequency Division Multiplexing
TDM
: Time Division Multiplexing
CDM
: Code Division Multiplexing
s1
s2
s3
From the same resources
F/T/CDM
s1+ s2 + s3
FDMA : Frequency Divisio