PENGKODEAN DATA Muji Lestari ST.,MMSI muji_lestari @staff.gunadarma.ac.id
[email protected]
APA SIH ITU PENGKODEAN DATA? Pengkodean data adalah suatu teknik yang dilakukan untuk memberikan penegasan pada proses yang terlibat (data dan pensinyalan) transmisi data .Dalam proses tersebut perlu diperhatikan pula fasilitas-fasilitas komunikasi dan media yang tersedia.
Fungsi Pengkodean Data • Menjadikan tiap karakter (mempunyai arti) dalam sebuah informasi. • Dapat membantu pada pengubahan kode dari bahasa manusia ke bahasa mesin.
TUJUAN PENGKODEAN DATA Kode-kode yang digunakan dalam komunikasi data pada system computer memiliki perbedaan dari generasi ke generasi nya karena semakin besar dan kompleks nya data yang akan dikirim atau digunakan. Adapun tujuan dari pengkodean data adalah: 1.Menjadikan setiap karakter data dalam sebuah informasi digital ke dalam bentuk biner agar dapat di transmisikan. 2.Tidak ada komponen dc 3.Tidak ada urutan bit yang menyebabkan sinyal berada pada level dalam waktu lama 4.Tidak mengurangi laju data 5.Kemampuan deteksi kesalahan
Komputer berkomunikasi menggunakan sinyal digital yang disebut bit. Bit berupa bilangan biner. bit-bit digital disusun menjadi kode seperti ASCII untuk komputer personal dan EBCDIC untuk komputer mainframe dan minikomputer IBM. Dan kode Boudot untuk teleprint dan teletype. Sistem sandi yang umum dipakai : 1. EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal for Information Intercharge) 2. ASCII(American Standard Code for Informasi Intercharge) 3. Kode Boudot
EBCDIC (EXTENDED BINARY CODED DECIMAL FOR INFORMATION INTERCHARGE)
Terdiri dari kombinasi 8 bit yang memungkinkan untuk mewakili karakter 256 kombinasi karakter. Biasanya kode ini digunakan di sistem operasi komputer merk IBM. Kode EBCDIC ini juga dipakai untuk beberapa jenis komputer lain seperti Fujitsu-Siemens BS2000/OSD, HP MPE/iX, dan Unisys MCP. Kode ini merupakan pengembangan dari kode 6-bit yang dipakai untuk kartu berlubang (punched card) pada komputer IBM antara akhir tahun 1950an dan awal tahun 1960an.
ASCII(AMERICAN STANDARD CODE FOR INFORMASI INTERCHARGE) dikembangkan oleh ANSI (American National Standart Institution) untuk tujuan membuat kode binary yang standar.Kode ASCII ini menggunakan kombinasi 7 bit dan banyak digunakan oleh computer generasi sekarang. Memiliki 128 bit kombinasi yang selalu digunakan. Dari 128 bit kombinasi tersebut 32 kode digunakan untuk fungsifungsi kendali.
TABEL ASCII
BAUDOT Kode boudot terdiri atas 5 bit yang digunakan pada terminal teletype dan teleprinter. Jika kode ini dikirim dengan transmisi serial taksinkron maka pulsa stop bit pada umumnya memiliki lebar 1,5 bit.Hal ini berbeda dengan kode ASCII yang menggunakan 1 atau 2 bit untuk pulsa stop bit nya.
(Gambar Keyboard dari Teletype menggunakan kode Baudot, dengan ara dan tombol shift LTRS)
TABEL BADOUT
DATA DIGITAL, SINYAL DIGITAL. Ini merupakan bentuk paling sederhana dari pengkodean digital dari data digital di tetapkan satu level voltase untuk biner satu dan yang lainnya untuk biner nol. Skema pengkodean yang lebih kompleks digunakan untuk meningkatkan kinerja, dengan cara mengubah spektrum sinyal serta dengan menyediakan spektrum sinkronisasi. Sinyal-sinyal digital merupakan deretan pulsa voltase terputus-putus yang berlainan dan mempunyai ciri-ciri tersendiri.
DATA DIGITAL, SINYAL ANALOG. Hal ini bisa dilakukan oleh sebuah modem yang mengubah data digital menjadi sinyal analog sehingga dapat di transmisikan sepanjang saluran analog. Contohnya mentransmisikan data digital melalui saluran telepon umum. Tiga dasar pengkodean untuk mentransformasikan data digital menjadi sinyal-sinyal analog :
• Amplitude-shift keying (ASK) Dua biner dilambangkan dua amplitudo berbeda dari frekuensi sinyal pembawa. Teknik ini digunakan untuk mentransmisikan data digital sepanjang serat optik. • Frequency- shift keying (FSK) Dua biner yang ditunjukkan oleh dua frekuensi berbeda didekat frekuensi pembawa.Teknik ini digunakan untuk operasi full duplex sepanjang jalur derajat suara. • Phase- shift keying (PSK) Biner 1 ditunjukkan dengan cara mengirimkan hentakan sinyal dari fase yang sama seperti hentakan sinyal yang dikirim sebelumnya.
DATA ANALOG, SINYAL DIGITAL Data analog (suara dan video) diubah ke bentuk digital agar mampu menggunakan fasilitas- fasilitas transmisi digital. Perangkat yang digunakan untuk mengubah data analog menjadi data digital dan melindungi data analog yang asli dari kondisi digital disebut kodek (koder - dekorder). Alasan teknik digital digunakan untuk mentransmisikan data analog: • Karena repeater yang digunakan sebagai pengganti amplifier, tidak terdapat derau tambahan. • Time-division multiplexing (TDM) dipergunakan untuk sinyal-sinyal digital sebagai pengganti frequency-division multiplex (FDM) yang dipergunakan untuk sinyalsinyal analog. Dengan TDM, tidak terrdapat derau intermodulasi, seperti apa yang dihadapi bila menggunakan FDM. • Konversi ke pesinyalan digital memungkinkan penggunaan teknik-teknik switching digital yang lebih efisien.
DATA ANALOG, SINYAL ANALOG Data analog di modulasikan oleh suatu frekuensi pembawa agar menghasilkan sinyal analog band frekuensi yang berlainan, yang dapat digunakan pada sistem transmisi analog. Modulasi didefinisikan sebagai proses menggabungkan suatu sinyal input m(t) dengan sinyal pembawa pada frekuensi f agar menghasilkan sebuah sinyal s(t) yang bandwidhtnya dipusatkan pada tengah-tengah. Untuk data digital, keperluan modulasi harus jelas. Alasan digunakan modulasi analog dari sinyal-sinyal analog: • Diperlukan frekuensi yang lebih tinggi agar transmisi yang dilakukan lebih efektif. Untuk transmisi unguided, kelihatan tidak mungkin mentransmisikan sinyal - sinyal baseband, karena diperlukan antena- antena yang memiliki diameter beberapa kilometer. • Modulasi memperbolehkan frequency-modivision multiplex.
5 FAKTOR YANG PERLU DINILAI ATAU DIBANDINGKAN DARI BERBAGAI TEKNIK KOMUNIKASI Lima faktor yang perlu dinilai atau dibandingkan dari berbagai teknik komunikasi : • Spektrum sinyal : disain sinyal yang bagus harus mengkonsentrasikan kekuatan transmisinya pada daerah tengah dari bandwidth transmisi; untuk mengatasi distorsi dalam penerimaan sinyal digunakan disain kode yang sesuai dengan bentuk dari spektrum sinyal transmisi. • Clocking : menentukan awal dan akhir dari tiap posisi bit dengan mekanisme synchronisasi yang berdasarkan pada sinyal transmisi. • Deteksi error : dibentuk dalam skema fisik encoding sinyal. • Interferensi sinyal dan Kekebalan terhadap noise • Biaya dan kesulitan : semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi data rate yang ada, semakin besar biayanya.
FORMAT PENGKODEAN SINYAL DIGITAL
NONRETURN TO ZERO (NRZ) • Nonreturn-to-Zero-Level (NRZ-L) yaitu suatu kode dimana tegangan negatif dipakai untuk mewakili suatu binary dan tegangan positif dipakai untuk mewakili binary lainnya. • Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) yaitu suatu kode dimana suatu transisi (low ke high atau high ke low) pada awal suatu bit time akan dikenal sebagai binary '1' untuk bit time tersebut; tidak ada transisi berarti binary '0'. Sehingga NRZI merupakan salah satu contoh dari differensial encoding. • Keuntungan differensial encoding : lebih kebal noise, tidak dipengaruhi oleh level tegangan.
• Kelemahan dari NRZ-L maupun NRZI : keterbatasan dalam komponen dc (direct current = arus listrik searah atau rus listrik yang mengalir pada suatu hantaran yang tegangannya berpotential tetap, tidak berubah-ubah. contoh adaptor) dan kemampuan synchronisasi yang buruk
BIPOLAR-AMI (ALTERATE MARK INVERSION) & PSEUDOTERNARY • Bipolar-AMI yaitu suatu kode dimana binary '0' diwakili dengan tidak adanya line sinyal dan binary '1' diwakili oleh suatu pulsa positif atau negatif. • Pseudoternary yaitu suatu kode dimana binary '1' diwakili oleh ketiadaan line sinyal dan binary '0' oleh pergantian pulsa-pulsa positif dan negatif.
MANCHESTER & DIFFERENTIAL MANCHESTER • Manchester yaitu suatu kode dimana ada suatu transisi pada setengah dari periode. tiap bit : transisi low ke high mewakili '1' dan high ke low mewakili '0'. • Differential manchester yaitu suatu kode dimana binary '0' diwakili oleh adanya transisi di awal periode suatu bit dan binary '1' diwakili oleh ketiadaan transisi di awal periode suatu bit.
SKEMA
TEKNIK KOMUNIKASI DATA DIGITAL
MASALAH DATA DIGITAL • Masalah Timing (pewaktu) memerlukan suatu mekanisme untuk mensinkronkan transmitter dan receiver • Dua solusi • ASYNCHRONOUS • SYNCHRONOUS
TRANSMISI ASYNCHRONOUS • Data ditransmisikan dengan character pada satu waktu 5 sampai 8 bit • Timing hanya perlu mengatur setiap character • Receiver memiliki peluang melakukan sinkronisasi terhadap permulaan setiap character baru
TRANSMISI ASINKRON • Diagram :
TRANSMISI ASYNCHRONOUS CARA KERJA : • Dalam kondisi “steady stream”, interval antar character adalah uniform (panjang elemen stop) • Dalam kondisi “idle”, receiver melihat transisi 1 ke 0 • Kemudian mencuplik tujuh interval berikutnya (panjang char) • Kemudian melihat 1 ke 0 berikutnya untuk char berikutnya • Mudah • Murah • Overhead 2 atau 3 bit per char (~20%) • Bagus untuk data dengan gap yang lebar
TRANSMISI SYNCHRONOUS • Blok data ditransmisikan tanpa bit start atau stop • Clock harus disinkronkan
• Bisa menggunakan jalur clock yang terpisah • Bagus pada jarak dekat • Subject to impairments
• Sinyal clock dapat digabung kedalam data • Manchester encoding • Frekuensi Carrier (analog)
TRANSMISI SYNCHRONOUS • Frame adalah data plus kontrol informasi. Format yang tepat dari frame tergantung dari metode transmisinya, yaitu : • Transmisi character-oriented • Transmisi bit-oriented
TRANSMISI SYNCHRONOUS Transmisi character-oriented • Blok data diperlakukan sebagai rangkaian karakter-karakter (biasanya 8 bit karakter). • Semua kontrol informasi dalam bentuk karakter. • Frame dimulai dengan 1 atau lebih 'karakter synchronisasi' yang disebut SYN, yaitu pola bit khusus yang memberi sinyal ke receiver bahwa ini adalah awal dari suatu blok. • Sedangkan untuk postamblenya juga dipakai karakter khusus yang lain. • Jadi receiver diberitahu bahwa suatu blok data sedang masuk, oleh karakter SYN, dan menerima data tersebut sampai terlihat karakter postamble. Kemudian menunggu pola SYN yang berikutnya. • Alternatif lain yaitu dengan panjang frame sebagai bagian dari kontrol informasi; receiver menunggu karakter SYN, menentukan panjang frame, membaca tanda sejumlah karakter dan kemudian menunggu karakter SYN berikutnya untuk memulai frame berikutnya
TRANSMISI SYNCHRONOUS • Transmisi bit-oriented • Blok data diperlakukan sebagai serangkaian bit-bit. • Kontrol informasi dalam bentuk 8 bit karakter. • Pada transmisi ini, preamble bit yang panjangnya 8 bit dan dinyatakan sebagai suatu flag sedangkan postamble-nya memakai flag yang sama pula.
• Receiver mencari pola flag terhadap sinyal start dari frame. Yang diikuti oleh sejumlah kontrol field. Kemudian sejumlah data field, kontrol field dan akhirnya flag-nya diulangi.
TRANSMISI SYNCHRONOUS
TEKNIK DETEKSI DAN KOREKSI KESALAHAN • Tiga Kelas Probabilitas Hasil Klas 1 (P1) : frame tiba tanpa bit-bit error. Klas 2 (P2) : frame tiba dengan satu atau lebih bit-bit error yang tidak terdeteksi. Klas 3 (P3) : frame tiba dengan satu atau lebih bit-bit error yang terdeteksi dan tidak ada bit-bit error yang tidak terdeteksi. • Persamaan dari probabilitas diatas dapat dinyatakan sebagai : P1 = (1 - PB)nf P2 = 1 - P1 dimana : nf = jumlah bit per frame PB = probabilitas yang diberikan oleh bit apapun adalah error (konstan, tergantung posisi bit).
TEKNIK DETEKSI DAN KOREKSI KESALAHAN • Teknik Deteksi Error • 1. Parity Check • Even parity : jumlah dari binary '1' yang genap dipakai untuk transmisi asynchronous. • Odd parity : jumlah dari binary '1' yang ganjil dipakai untuk transmisi synchronous.
TEKNIK DETEKSI DAN KOREKSI KESALAHAN • Teknik Deteksi Error
• 2. Cyclic Redudancy Check • Diberikan suatu k-bit frame atau message, transmitter membentuk serangkaian n-bit, yang dikenal sebagai frame check sequence (FCS). Jadi frame yang dihasilkan terdiri dari k+n bits. Receiver kemudian membagi frame yang datang dengan beberapa angka dan jika tidak remainder (sisa) dianggap tidak ada error.
TEKNIK DETEKSI DAN KOREKSI KESALAHAN • Teknik Deteksi Error • Cyclic Redudancy Check • Diketahui : message M = 1010001101 (10 bit) pattern P = 110101 (6 bit) FCS R = dikalkulasi (5 bit)
• Message M dikalikan dengan 2^5 , maka : 101000110100000
TEKNIK DETEKSI DAN KOREKSI KESALAHAN • Teknik Deteksi Error
• Cyclic Redudancy Check Kemudian dibagi dengan P :
M ditambahkan dengan R menjadi 2^nM
TUGAS : • Cek deteksi kesalahan Cyclic Redudancy Check (CRC), jika diketahui • Message/M = 1110101011 (10 bit) • Pattern/ P
= 10011 (5 bit)
• Frame Check Sequence/ FCS = dikalkulasikan 4 bit
Sumber : • William Stalling • Lie Jasa
