Transmisi Data, Metode Error Checking , dan Sinyal Data Jaringan Komunikasi Data - Pertemuan 3

  

Transmisi Data, Error Detection , dan Sinyal Data

1.      Transmisi data

Penggambaran Transmisi data

Gambar 1. Ilustrasi Transmisi data

Berhasil tidak nya Transmisi data tergantung Kualitas signal yang ditransmisikan dan Karakteristik media transmisi.  Berikut adalah jenis-jenis media Transmisi data :

a)      Kawat terbuka/open wire

b)      Kabel jalin ganda / twisted pair cable

c)      Kabel coaxial

d)      Fiber optic/ serat optic

e)      Microwave / gelombang mikro

f)       Transmisi satelit

g)      Infra red/ sinyal infra merah

h)      Gelombang radio

Model transmisi data

a)      Transmisi serial

b)      Transmissi parallel

Kecepatan transmisi

a)      Kecepatan transmisi serial

b)      Kecepatan transmisi parallel

c)      Baur per-second(bps)

Mode transmisi

a)      Asinkron

b)      Sinkron

2.      Error Detection / Deteksi Error

Metode Error Checking Jaringan Komunikasi Data

Error/kesalahan adalah salah satu masalah yang dalam sistem komunikasi data. Dalam pengiriman data bisa saja data yang dikirim mengalami kerusakan, hilang, berubah, atau terduplikasi, hal ini disebabkan oleh sinyal yang dikirim mengalami pelemahan, distorsi atau adanya keterbatasan banwidth. Error tersebut bisa terjadi karena berbagai hal seperti transmisi(hardware), network interface, interferensi elektrik, noise (misal thermal noise), koneksi, dan lain sebagainya.

Oleh karena itu diperlukan metode untuk memeriksa terjadinya error, berikut beberapa metode Error Checking :

1.      Parity Check

Deteksi Error dilakukan dengan menambahkan sebuah ‘parity’ bit pada setiap paket data, sehingga dapat dideteksi suatu paket data tersebut valid atau tidak. Terdapat dua jenis metode parity

a.      Even parity

Digunakan dalam transmisi data secara acynchronous. sebelum paket data dikirim, setiap paket data di cek apakah jumlah ‘1’ berjumlah ganjil atau genap, jika paket data berjumlah genap maka bit parity akan tetap 0 sedangkan jika jumlah ‘1’ ganjil maka bit parity akan menjadi 1 sehingga jumlah bit menjadi genap. Proses penghitungan ini menggunakan gerbang XOR.

Contoh :

Data valid

1)      A mentranmisikan data                                              : 1001

2)      A menghitung untuk mendapatkan bit parity            : 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 = 0

3)      A menambahkan bit paritas pada paket data            : 10010

4)      B menerima data                                                        : 10010 (sama)

5)      B menghitung parity                                                   : 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 0 = 0

6)      B melaporkan bahwa data yag diterima valid, harapan yang diterima B benar, yakni even parity.

Data error

1)      A mentranmisikan data                                              : 1001

2)      A menghitung untuk mendapatkan bit parity            : 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 = 0

3)      A menambahkan bit paritas pada paket data            : 10010

4)      B menerima data                                                        : 11010 (tidak sama)

5)      B menghitung parity                                                   : 1 ⊕ 1 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 0 = 1

6)      B melaporkan bahwa ada error pada tranmisi, B mendapatkan data yang ditidak sesuai harapan yakni even parity

b.      Odd parity

Digunakan dalam transmisi data secara synchronous. Sebelum paket data dikirim setiap paket data di cek apakah jumlah ‘1’ berjumlah ganjil atau genap, jika paket data berjumlah genap maka bit parity akan menjadi 1 sehingga jumlah bit ‘1’ menjadi ganjil  sedangkan jika jumlah ‘1’ sudah ganjil maka bit parity akan tetap menjadi 0

Contoh

Data valid

1)      A mentranmisikan data                                              : 1001

2)      A menghitung untuk mendapatkan bit parity            : ~( 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ) = 1

3)      A menambahkan bit paritas pada paket data            : 10011

4)      B menerima data                                                        : 10011 (sama)

5)      B menghitung parity                                                   : 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 = 1

6)      B melaporkan bahwa data yag diterima valid, harapan yang diterima B benar, yakni even parity.

Data error

1)      A mentranmisikan data                                              : 1001

2)      A menghitung untuk mendapatkan bit parity            : 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 = 0

3)      A menambahkan bit paritas pada paket data            : 10010

4)      B menerima data                                                        : 10011 (tidak sama )

5)      B menghitung parity                                                   : 1 ⊕ 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 = 1

6)      B melaporkan bahwa data error pada transmisi, setelah mendapatkan data yang ditidak sesai harapan yakni even parity.

Kelebihan dan kekurangan metode parity check

No	Kelebihan	kekurangan
1	Sederhana dalam analisis dan penggunaan data pada sistem	Kurang handal dalam mengatasi deteksi dan perbaikan error
2	Lebih cepat karena berbasis 2 (biner)	Kemungkinan kesalahan yang terjadi besar, yaitu 50%
3	Mudah direlisasikan dalam bentuk rangkaian	Belum dapat mengakomodir file dengan ukuran besar
4	Mudah dalam pengecekan	Tidak dapat mendeteksi kesalahan dalam jumlah genap

2.      Checksum

Metode Checksum mnegecek dengan menjumlahkan sekumpulan data kemudian mengcomplement jumlahnya, lalu hasilnya ditambahkan pada data sebagai sebuah karakter. Kemudian receivernya akan menghitung ulang checksum dan dilakukan perbandingan nilai data yang dikirim dengan checksum. jikaada perbedaan nilai maka akan terjasdi error dalam pengiriman. Bedanya dengan parity check adalah jumlah bit pada sums lebih besar dan hasil penjumlahan data dengan checksum harus selalu dibuat nol.

Proses disisi pengirim/transmitter

1)      Unit data dibagi ke dalam k seksi dengan masing-masing seksi berisi n-bit data.

2)      Semua seksi data tersebut ditambahkan menggunakan 1’s complement untuk mendapatkan jumlahnya.

3)      Jumlah tersebut kemudian dikomplemenkan dan menjadi nilai checksum.

4)      Checksum dikirim bersama dengan data sebagai unit terakhir dalam paket pengiriman.

Proses disisi penerima/receiver

1)      Unit data yang diterima kembali dibagi ke dalam k seksi yang masing-masing seksi berisi b-bit data.

2)      Semua seksi unit data tersebut dijumlahkan menggunakan 1’s complement untuk mendapatkan jumlahnya.

3)      Jumlah tersebut kemudian dikomplemenkan.

4)      Jika hasilnya adalah nol, maka data diterima; jika tidak, data akan ditolak.

Gambar 2. konsep metode Checksum

Kelebihan dan kekurangan metode checksum

Kelebihan	kekurangan
1.      Mudah diimplemantasikan dalam software 2.      Memiliki kehadalan sistem yang cukup tinggi, yaitu sekitar 90%	1.      Kehandalan sistem deteksi error yang masih lemah (walaupun lebih handal dibanding parity check) karena tidak dapat mendeteksi unit data (bytes/words) yang urutannya berantakan, tidak dapat mendeteksi unit data mana yang mengalami kesalahan.

3.      CRC( Cyclic Redundancy Check)

CRC adalah metode paling umum untuk mendeteksi error. CRC beroperasi pada sebuah frame/block. Setiap block berukuran m bit yang akan dikirim akan dihitung CRC checksumnya (berukuran r bit), kemudian dikirim bersama-sama dengan frame (dengan ukuran m+r bit). Pada sisi penerima, penerima akan menghitung CRC checksum pada frame yang diterima, dan dibandingkan dengan checksum yang diterima, jika berbeda, berarti frame rusak. CRC menggunakan prinsip modulo bilangan. Data dianggap sebagai sebuah bilangan, dan untuk menghitung checksum, sama dengan menambahkan digit untuk data dengan digit untuk checksum (berisi 0) kemudian dibagi dengan pembilang tertentu, dan sisa pembagiannya menjadi checksum untuk data tersebut. Tergantung pemilihan bilangan pembagi, CRC dapat mendeteksi single-bit error, double bit error, error berjumlah ganjil, burst error dengan panjang maksimum r. Bilangan pembagi tersebut disebut sebagai generator (polinomial). Pada CRC enerator pembagi data sering disebut generator polinomial karena nilai pembagi ini dapat direpresentasikan dalam bentuk polinomial peubah banyak.

beberapa generator ysteming yang sering digunakan berdasarkan konvensi internasional.

-          LRC: X8 + 1

-          CRC-12: X12 + X11 + X3 + X2 + X + 1

-          CRC-16: X16 + X15 + X2 + 1

-          CRC CCITT V41: X16 + X12 + X5 + 1 (digunakan pada HDLC procedure.)

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

-          CRC ARPA: X24 + X23+ X17 + X16 + X15 + X13 + X11 + X10 + X9 + X8 + X5 + X3 + 1

Contoh

Sisi pengirim

1)      Data awal 1001 memiliki 4 bit, maka m = 4

2)      Generator 101 memiliki panjang 3 bit, maka r = 3

3)      Menambahkan r-1 = 3 – 1 = 2 bit data ‘0’ ke data, sehingga data menjadi 100100

4)      Membagi bilangan 100100 dengan generator, sisanya 11 merupakan checksum

5)      Menambahkan checksum ke data awal è 100111

Sisi penerima

1)      Membagi data yang diterima yaitu 100111 dengan generator,

Jika sisa ≠ 0 maka ada error. Jika sisa = 0 maka benar.

Kelebihan dan kekurangan CRC

Kelebihan	kekurangan
1.      Dapat digunakan dalam pengiriman data berkecepatan tinggi (16-32 bit). 2.      Memiliki kehadalan ystem yang sangat tinggi, yaitu sekitar 99%. 3.      Mampu mendeteksi bit error dalam jumlah banyak (burst error) dengan panjang yang kurang dari jumlah redundansi bitnya.	1.      Realisasi rangkaian/hardware dan software yang paling sulit ysteming parity check dan checksum. 2.      Analisis dan perhitungan dalam perancangan yang cukup sulit.

4.      Hamming Code

Hamming code adalah ystem yang dikembangkan dari error correction code yang mengunakan parity bit. Karena pengecekan secara parity ini juga maka kita dapat mengecek kode-kode yang ada. Linear error-correction code memiliki berbagai keterbatasan kesalahan. Pada Hamming Code, kesalahan yang dapat diketahui hanya 1 ( satu ) buah sedangkan yang dapat dideteksi adalah 2 ( dua ) buah.

Gambar 3 tabel kenaikan data bit dan check bit

Check bit kemudian disisipkan pada data pada posisi yang dihitung menggunakan rumus perhitungan posisi check bit.

Rumus perhitungan posisi Check Bit Ci = 2i-1

Proses Pendeteksian Error

1)      Menghitung panjang data masukan dari metode hamming code yang merupakan hasil penjumlahan dari panjang data masukan dengan panjang check bit. Panjang data keluaran dari metode hamming code sama dengan panjang data masukan dari metode hamming code.

2)      Menandai posisi bit yang merupakan posisi dari check bit. Posisi selain posisi check bit merupakan posisi data bit.

3)      Menentukan rumus perhitungan dari masing-masing check bit.untuk n = 1 hingga jumlah dari check bit, lakukan hal berikut:

4)      Mencatat semua posisi dimana bit n dari member position bernilai 1, kecuali posisi bit itu sendiri. Member position merupakan bentuk biner dari posisi bit. Rumus dari check bit n sama dengan operasi XOR dari posisi-posisi yang dicatat.

3.      Sinyal Data

Data adalah komponen yang mengandung informasi yang akan ditransmisikan,

Data dibagi jadi dua, yaitu :

a)      Data Analog : gelombang kontinyu dalam beberapa interval

b)      Data Digital : memiliki nilai yang berlainan dan memiliki ciri-ciri tersendiri

Kabel Straight untuk komunikasi

a)      Switch to Router

b)      Hub to Router

c)      Switch to PC/Server

d)      Hub to PC/Server

Kabel Crossover untuk komunikasi

a)      Switch to Switch

b)      PC/Server to PC/Server

c)      Switch to Hub

d)      Hub to Hub

e)      Router to Router

f)       Router to PC/Server

 Contoh gambar kable Cross

Gambar 4. Pemasangan kabel cross