Sistem Komunikasi Data

SISTEM KOMUNIKASI DATA

Dalam melakukan komunikasi dibutuhkan 4 komponen, yaitu :

a.       pengirim pesan sebagai sumber,

b.      pesan sebagai data atau informasi yang dikirimkan,

c.       penerima pesan sebagai tujuan, dan

d.      media yang digunakan untuk menyam-paikan pesan tersebut.

Berikut merupakan gambaran dari blok diagram komunikasi :

     Saat  penerima  menerima  pesan  maka  yang  dilakukan  adalah memberi respon berupa feedback, sehingga komunikasi terjadi dua arah yaitu antara pengirim dan penerima saling berkomunikasi.

Aplikasi Komunikasi

Komunikasi pada kenyataannya tidak hanya digunakan oleh perorang, tetapi juga untuk antar lembaga, sehingga komunikasi dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang mendukung terjadinya proses saling tukar menukar pesan melalui suatu media tertentu yang dilakukan oleh orang, instansi atau lembaga.

Pesan yang disampaikan dalam komunikasi dapat dibedakan menjadi 2 jenis,  yaitu  pesan  berupa  data  dan  pesan  berupa  informasi.  Sedangkan pengertian data dan informasi dapat dijelaskan sebagai berikut :

a.       Pesan dikatakan data apabila berupa suatu fakta dari suatu kejadian, data dapat berupa audio, gambar, karakter, video. Data belum dapat digunakan sebagai informasi, dan data setelah mengalami suatu proses tertentu baru disebut sebagai informasi. Sebagai contoh data yang dibaca dari sebuah sensor suhu adalah fakta pengukuran yang dilakukan berdasarkan kondisi suhu di suatu ruang pada saat tertentu.

b.      Pesan yang merupakan hasil olahan data disebut sebagai Informasi, dan sebuah informasi terbentuk dari struktur data yang dapat memberi keterangan lebih umum dan lebih lengkap.

Sistem komunikasi berdasarkan cara pengiriman pesan dibedakan menjadi 2, yaitu  :

a.  Sistem satu arah (Simplex) merupakan suatu sistem komunikasi dimana pengirim pesan hanya melakukan pengiriman pesan tanpa harus menerima respon dari penerima pesan, artinya pengirim terus menerus mengirimkan pesan tanpa perduli apakah pesan diterima atau tidak dengan tujuan kemanapun. Sebagai contoh penerapan sistem komunikasi ini pada sistem siaran stasiun radio, stasiun televisi, WEB statis.

b.    Sistem dua arah (Duplex) merupakan sistem komunikasi dua arah yaitu disamping mengirimkan pesan juga menerima pesan dan respon dari lawan komunikasi, secara teknis dilakukan dengan metode Full Duplex dan Half Duplex. Sebagai contoh penerapan sistem ini adalah pada sistem komunikasi telepon, penggunaan SMS, konferensi jarak jauh, WEB interaktif, e-mail, transaksi elektronika (ATM) juga untuk sistem otomasi dan sistem kontrol industri dsb. 

      - HALF DUPLEX

          Half duplex adalah salah satu bentuk komunikasi yang pengiriman sinyalnya secara bergantian dengan waktu yang berbeda. Bersifat one to one atau one to many. Kedua stasiun dapat melakukan transmisi tetapi hanya sekali dalam suatu waktu atau secara bergantian. Seorang pengguna tidak dapat bebicara dan mendengar (mengirim atau menerima informasi percakapan apabila lawan bicaranya sedang mengirim informasi atau berbicara. Contohnya: HT (Handytalky).  

        - FULL DUPLEX

          Sinyal dikirim secara bersamaan dalam satu waktu. Contohnya: Telephone atau Handphone. Suatu sistem komunikasi dikatakan full duplex jika pada sistem komunikasi ini dapat mengirimkan data dalam dua arah pada waktu yang sama. Biasanya pada sistem ini memiliki dua kanal yang terpisah untuk setiap arahnya. Jaringan-jaringan komputer banyak memanfaatkan metode pengiriman ini karena biayanya yang lebih murah.

       Contoh : Saat kita komunikasi dengan telepon atau handphone, kita bisa komunikasi secara bersamaan. 

Perkembangan  sistem  komunikasi  bisnis  juga  berimbas  pada  kehidupan produksi di pabrik atau industri penghasil barang, yaitu dengan berkembangnya teknologi sistem kontrol dan otomasi mesin produksi yang membutuhkan sistem komunikasi data.

Sebuah  industri  manufaktur  Ing.  Witke  mengembangkan  sistem  komunikasi data  dengan  kecepatan  tinggi  guna  mendukung  kebutuhan  komunikasi  data baik  dalam  kota  maupun  antar  kota,  jaringan  meliputi  rumah  sakit,  pabrik, industri, perpustakaan, internet, sekolah, rumah tinggal. Adapun konsep sistem jaringan digambarkan sebagai berikut:

Untuk pengembangan komunikasi data di industri telah banyak dikembangkan seperti CAN BUS, MOD BUS, FIELD BUS dsb, yang kesemua itu merupakan komunikasi data digital yang digunakan untuk pengendalian dan otomasi  di  industri  atau  pabrik.  Berikut  merupakan  model komunikasi data pada industri (versi ADAM.NET) yang diaplikasikan dalam sebuah industri: 

OSI ( Open System Interconnection )

      Open System Interconnection ( OSI ) diperkenalkan oleh International Standart Organitation (ISO). OSI mendefinisikan sistem sebagai himpunan dari satu atau lebih komputer beserta perangkat lunaknya, terminal, operator, proses, serta alat penyalur informasi lainnya yang dapat melaksanakan pengolahan dan penyaluran operasi sistem.

      OSI menggunakan tujuh lapisan/layer dimana tiap layer berdiri sendiri tetapi fungsi dari masing-masing layer bergantung dari keberhasilan operasi layer sebelumnya. 

Fungsi setiap Layer pada model OSI :

 

Kode dalam Sistem Komunikasi Data

     a) Unipolar Line Coding

      Kode ini menggunakan hanya satu non-zero dan satu zero level tegangan, yaitu untuk logika 1 memiliki level non-zero.

     b) Polar Line Coding

     Kode ini menggunakan dua buah level tegangan untuk non-zero guna merepresentasikan kedua level data, yaitu satu positif dan satu negatif.

Terdapat 4 jenis polar:

                   1. Non Return to Zero ( NRZ )

                      Terdapat dua jenis kode NRZ:

                            a. Level-NRZ

                            b. Invers-NRZ

                    2. Return to Zero ( RZ )

                     3. Manchester

                      4. Diferensial Manchester

=> Pengkodean Bit Biner ( line-code )

    Pengkodean biner ke unpolar NRZ ( Non Return Zero ) , biner ke format polar NRZ, dari biner ke unipolar RZ ( Return Zero ), dari biner dikodekan ke bipolar RZ ( Return Zero ) dan dari biner ke kode manchester.

    c) Bipolar Line Coding

      Kode bipolar menggunakan dua level tegangan yaitu non-zero dan zero guna menunjukan level dua jenis data, yaitu untuk logika 0 ditunjukan dengan level nol, untuk logika 1 ditunjukan dengan pergantian level tegangan positip dan negatip, jika bit pertama berlogika 1 maka akan ditunjukan dengan amplitudo positip, bit kedua akan ditunjukan dengan amplitudo negatip, bit ketiga akan ditunjukan dengan amplitudo positip dan seterusnya.

     d) Pengkodean 2B1Q

       Pengkodean dengan cara ini adalah dengan melakukan pengkodean 2 (dua) biner untuk dijadikan 1 (satu) kuarter, pola data yang terdiri dari 2 bit dikodekan menjadi sebuah elemen sinyal yang merupakan bagian dari sinyal berlevel empat. Sedangkan data dikirim dengan kecepatan 2 (dua) kali lebih cepat dibanding dengan pengkodean NRZ-L, dan pada bagian penerima memiliki empat threshold untuk melayani penerimaan data terkirim.

Konversi positip dan negatip dapat digambarkan diagram pulsanya sebagai berikut:

      e) Kode Blok ( Block Coding )

   1.Bit redundan ditambahkan ke setiap blok informasi, hal ini dilakukan untuk memberikan kepastian sinkronisasi dan pendeteksian kesalahan (error).

      2. Setiap 4 bit data dikodekan menjadi kode 5-bit.

      3.  Kode 5-bit normalnya digunakan untuk penggunaan kode invers NRZ.  

     4.  Pemilihan kode 5-bit seperti halnya setiap kode berisi tidak lebih satu bit 0 sebagai bit awal dan tidak ada lagi lebih dari dua buah logika 0.

       => Tabel Konversi Data 4B/5B

        f) Kode ASCII

Sebuah  standar  Amerika  untuk  menunjuk  sebuah  karakter  diberi nama American Standard  Code for  Information  Interchange  (ASCII), dapat digunakan untuk membuat kode sejumlah 128 buah karakter. Kode pertama digunakan pada tahun 1963, karena ada penambahan kode beberapa karakter, maka kode ini disempumakan pada tahun 1967.

Setiap kode ASCII dinyatakan dalam bilangan heksa, kode ini merupakan cikal bakal  sistem  komunikasi  digital  antar  perangkat  komputer  dan  merupakan sistem  kode  yang  pertama  kali  digunakan  dalam  sistem  komputerdan komunikasinya. Sampai saat ini, setiap komputer yang diproduksi menggunakan kode  ASCII.

Bit pariti  akan menjadi bit  MSB  kode ASCII, sehingga  dengan penambahan 1 bit  setiap karakter  akan membentuk jumlah logika 1(satu) pada kode tersebut. Jika  diharapkan kode  dengan  paritas ganjil  maka jumlah  logika  1(satu)  harus ganjil,  demikian juga jik diharapkan kode berparitas genap maka jumlah logika dalam kode tersebut berjumlah genap.

        g) Blok Data

Pengkodean untuk pengiriman data secara blok yang dilengkapi dengan paritas ganjil atau paritas genap merupakan cara pengujian lebih baik, karena satu blok data akan disertai dengan paritas yang diletakan pada akhir blok data.

Untuk menguji data terkirim terjadi kesalahan bit (bit error) atau tidak bit paritas tersebutlah  yang  digunakan  sebagai  kunci  uji  untuk  setiap  karakter  terkirim, dalam  sistem  transmisi  data  secara  blok  data  artinya  beberapa  karakter terkumpul menjadi satu blok data maka bit paritas ini juga bisa dimanfaatkan.

Adapun penempatan bit paritas pada blok data adalah ditempatkan pada akhir sebuah  blok,  dengan  demikian  bit  akhir  dari  blok  data  inilah  yang  disebut dengan block check character(BCC).

Berikut merupakan pembangkitan paritas menggunakan gerbang EXOR :

Bit-0 EXOR bit-1 = 1,  bit-2 EXOR 1 = 1,  bit-3 EXOR 1 = 1,  bit-4 EXOR 1 = 0, bit-5 EXOR 0 = 0, bit-6 EXOR 0 = 1.

Kelemahan kode paritas adalah apabila terjadi kesalahan atau error pada 2 bit maka error tidak terdekteksi sebagai error. Dengan demikian error atau kesalahan pada bit 0 dan bit 1 tidak terdeteksi, perbaikan dari sistem ini adalah dengan mengirimkan data bukan perkarakter tetapi melalui blok data.

Misal : isi data berupa pesan berbunyi “selamat” maka paritas dapat dicari dengan cara sebagai berikut :

Fungsi dari paritas pada bit-7 adalah sebagai kunci uji data untuk mencari error setiap  karakter secara horisontal, istilah deteksi error secara horizontal adalah longitudinal redundancy check  (LRC). Sedang fungsi paritas pada BCC sebagai baris penutup blok data difungsikan sebagai deteksi error secara vertikal, istilah deteksi vertikal adalah vertical redundancy check (VRC). Dari kedua paritas inilah terbentuk model matrik deteksi error yaitu kombinasi dari deteksi LRC dan deteksi VRC.

        h) Kode Humming

Kerusakan  data  atau  kesalahan  data  yang  diterima  oleh  terminal  penerima dalam  sistem  komunikasi  data  sering  terjadi,  penyebabnya  adalah  adanya  interferensi  sinyal  luar  yang  masuk  ke  dalam  jalur komunikasi,  koneksi  kawat  penghubung,  terminal,   konektor  pada  layer terendah  yang  kurang  baik.  Hal  tersebut  menyebabkan  sinyal  gangguan (noise),  sebagai  akibat  gangguan  tersebut  muncul  permasalahan  pada  data yang diterima oleh penerima berupa data error. 

Konsep  penerapan  kode  Hamming  adalah  dengan  menggunakan  bit  paritas untuk  disisipkan  pada  posisi  tertentu  dalam  blok  data,  dengan  demikian memungkinkan  untuk  dapat  digunakan  dalam  pemeriksaan  kesalahan  dalam blok  data.  Aturan  untuk menyatakan  bit  Hamming  adalah melalui  pendekatan 2ⁿ,  nilai  n  dan  n  adalah  bilangan  bulat  positif,  cara  untuk  menentukan  bit Hamming adalah sebagai berikut:

§  Data = 1011 → penyisipan bit Hamming adalah 101x1xx

§  Nilai x dapat dipilih 1 atau 0 dan disisipkan pada data

§  Menentukan jumlah modulo-2 bit-1 agar data berparitas genap.

Bit ke-  7 6 5 4 3   2 1

Data  1 0 1  x  1  x x 

Langkah selanjutnya adalah menentukan bit-Hamming yang harus disisipkan ke dalam bit-bit data, dalam hal ini semua bit yang ditandai dengan hurf  x  adalah tempat  posisi  bit  Humming  yang  seharus  disisipkan.  Dengan  demikian  data yang semula terdiri dari 4 bit data maka pada akhirnya jumlah bit adalah 7 bit.

§   Tabel penentuan bit-Hamming

§  Bit-Hamming disisipkan ke dalam data, sehingga menjadi:

Bit ke-  7 6 5 4 3 2 1

Data  1 0 1  0  1  0 1

§  Deteksi  data  error  yang  diakibatkan  data  berubah  saat  transmisi,  diasumsikan  terjadi  perubahan pada  bit  ke  3  dari  nilai  logika  1  menjadi  logika  0.

Sehingga data yang diterima sebgai berikut:

Bit ke-  7 6 5 4 3 2 1

Data  1 0 1  000 1

§  Pemeriksaan  data  melalui  bit-bit  Hamming  ditemukan  error  berikut  posisi bitnya, pada contoh terjadi error pada posisi bit ke 3.

Tabel penentuan error (modulo-2) :

§  Berdasarkan tabel penentuan error diperoleh nilai biner 011, yang berarti bisa ditentukan kesalahan adalah pada posisi bit ke 3 pada data.

§  Perbaikan  logika  bit  dapat  dilakukan  dengan  melakukan  inverting  bit  ke  dari

data, dengan demikian tidak diperlukan lagi pengiriman NAK ke pengirim untuk

melakukan pengiriman ulang.

i) Kode Koreksi Error

Kode  Hamming  digunakan untuk mendeteksi error dan perbaikan kode pesan terkirim, kode koreksi error adalah sebuah algoritma untuk mendeteksi adanya kesalahan dalam pesan yang dikirimkan sekaligus memperbaiki pesan tersebut sehingga  pesan  dapat  tersampaikan  dengan  benar  melalui  sistem  transmisi data melalui sistem jaringann berbasis pada isi pesan itu sendiri.

Cara mendeteksi  dan  memperbaiki  kesalahan  pada  pesan  yang dikirimkan :

Aturan main:

§   Data asli yang akan dikirimkan dinyatakan dalam variabel Di dan check bit dengan (Cj ).  

§   Posisi biner diawali dari bit 1, posisi check bit Cj pada 2n, yaitu 1, 2, 4, 8, ...

§   Penentuan check bit dilakukan melalui EXOR untuk semua bit data.

Untuk penentuan kode humming dari 4 bit data, maka terdapat D1, D2, D3 dan D4 dan untuk check bit 2n didapat C0, C1 dan C2, sebagai berikut :

FRAME DATA

a. Frame Data Transmisi Sinkron Biner (BiSynch)

Frame merupakan bingkai data yang terdiri block check character (BCC), yaitu karakter penguji blok data,  end of transmission block  (ETB) yaitu batas akhir blok data yang ditransmisikan, pesan atau blok data yang akan dikirimkan, start of text (STX) yaitu awal pesan yang dikirimkan,  end of header (EOH) yaitu batas akhir sebuah  header  pesan, header berisi informasi stasiun kendali dan prioritas,  start  of  header  (SOH)  merupakan  batas  awal  sebuah  header, sinkronisasi (SYN) sebagai karakter sinkronisasi pengiriman data.

Secara blok diagram frame data untuk transmisi sinkron biner (BiSynch) dapat digambarkan sebagai berikut :

Format ini hanya dapat diaplikasikan pada sistem transmisi half duplex, koneksi dari  titik  ke  titik  (point  to  point)  dengan  media  2  kawat  atau  4  kawat.

b. Frame HDLC (High Level Data Link)

Berbagai  kelemahan  yang  dimiliki  frame  sikron  biner  dapat  diatasi  dengan frame  HDLC, karena pemakaian HDLC sangat luas termasuk untuk sistem jaringan luas (WAN).

Frame data HDLC dapat diaplikasikan baik pada sistem transmisi  half duplex maupun  full duplex, artinya terdapat dua jalur komunikasi antara pengirim dan penerima yang kedua jalur terpisah sama sekali.

Pada  saat  pengirim  mengirimkan  pesan,  maka  penerima  dapat  mengirimkan ACK ataupun NAK melalui jalur yang lain.

KECEPATAN TRANSMISI

Kecepatan transmisi data (Data Rate), yaitu kecepatan pengiriman data yang diukur berdasarkan jumlah elemen data dalam satuan bit selama waktu 1 (satu) detik. Dengan demikian satuan kecepatan dapat disingkat menjadi bps. Kecepatan transmisi elemen sinyal (Signal Rate), yaitu kecepatan pengiriman data  yang  diukur  berdasarkan  jumlah  elemen  sinyal   dalam  satuan  pulsa selama waktu 1 (satu) detik. Dan satuan kecepatan adalah baud.

Rasio  kecepatan  data  dengan  kecepatan  sinyal  dinyatakan  dengan  notasi  r, sehingga rumus dasar rasio adalah:

r = data rate / signal rate

Kecepatan  sinyal  diobservasi  berdasarkan  beberapa  bit  data  dalam  satu stream,  hal  ini  tergantung  pada  jumlah  bit  perdetiknya  N  (bps)  dan  1/r (bit/pulsa).

Untuk pola bolak balik logika 1 dan logika 0. Dengan demikian rumus dapat dituliskan sebagai berikut :

S = Kecepatan sinyal,  c = bit data per stream,  N = jumlah bit perdetik,  r = rasio elemen data dengan elemen sinyal.

Diagram pusa elemen data :