1) Teknik Encoding
Merupakan Modulasi proses encoding sumber data dalam suatu sinyal carrier dengan frekuensi fc. Macam - macam teknik encoding :
· Data digital, sinyal digital
· Data analog, sinyal digital
DATA DIGITAL, SINYAL DIGITAL
Sinyal digital adalah sinyal diskrit dengan pulsa tegangan diskontinyu. Tiap pulsa adalah elemen sinyal data biner diubah menjadi elemen - elemen sinyal.
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.
Elemen sinyal adalah tiap pulsa dari sinyal digital. Data binary ditransmisikan dengan meng-encoder-kan tiap bit data menjadi elemen-elemen sinyal.
A. Non return to zero level (NRZ-L) dan Non return to zero inverted (NRZ-I)
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.
- Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) dalam kesatuan
- Pulsa tegangan konstan untuk durasi bit
- Data dikodekan / diterjemahkan sebagai kehadiran(ada) atau ketiadaan sinyal transisi saat permulaan bit time
- Transisi (dari rendah ke tinggi atau tinggi ke rendah) merupakan biner 1
- Tidak ada transisi untuk biner 0
- Sebagai contoh encoding differential
Keuntungan differensial encoding :
· lebih kebal noise
· tidak dipengaruhi oleh level tegangan.
Kelemahan dari NRZ-L maupun NRZI :
· keterbatasan dalam komponen dc dan kemampuan synchronisasi yang buruk
Perbedaan dari NRZ-L maupun NRZI :
Non return to zero level (NRZ-L)
· Yaitu suatu kode dimana tegangan negatif dipakai untuk mewakili suatu binary dan tegangan positif untuk binary lainnya (dua perbedaan tegangan untuk bit-0 dan bit-1.
· Tegangan konstan selama interval bit ; tidak ada transisi untuk kembali ke tegangan nol, misalnya.
· Penerapan : tegangan konstan positif untuk ‘1’ dan tidak ada tegangan untuk ‘0’, atau tegangan negatif untuk nilai ‘1’ dan positif untyuk nilai yang lain.
Non return to zero inverted (NRZ-I)
· 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 deferensial encoding. Keuntungannya : lebih kebal noise, tidak dipengaruhi oleh level tegangan.
gambar pulsa dari HRZL-I
A. Binary 8 Zero Subtitution (B8ZS)
B8ZS merupakan sebuah tipe line-code, yang diinterpretasikan pada remote dari koneksi, yang menggunakan sebuah subtitusi kode khusus ketika 8 nol secara berurutan ditransmisikan melalui link pada rangkaian T1 da E1. teknik ini menjamin ones density terlepas dari stream data. Juga dikenal sebagai subtitusi 8 nol bipolar. Jadi Dapat disimpulkan bahwa :
• Penggantian Bipolar With 8 Zeros
• Didasarkan pada bipolar-AMI
• Jika octet pada semua zero dan pulsa terakhir tegangan yang terdahulu adalah encode positif sebagai 000+-0-+
• Jika octet pada semua zero dan pulsa terakhir tegangan yang terdahulu adalah encode negatif sebagai 000-+0+-
• Karena dua pelanggaran pada kode AMI
• Tidak mungkin untuk terjadi seperti hasil noise
• Receiver mendeteksi dan menerjemahkan seperti octed pada semua zero
B. High-density bipolar-3 zeros (HDB3)
yaitu suatu kode dimana menggantikan stringstring dari 4 nol dengan rangkaian yang mengandung satu atau dua pulsa atau disebut kode violation, jika violation terakhir positive maka violation ini pasti negative dan sebaliknya (lihat tabel).
· Kepadatan tinggi Bipolar 3 Zeros
· Didasarkan pada bipolar-AMI
· String pada empat zero digantikan dengan satu atau dua pulsa
Gambar pulsa dari B8ZS dan HDB3
1) Pendeteksi Erorr
A. Parity Check
Pada metode ini, deteksi error dilakukan dengan menambahkan sebuah ‘parity’ bit pada setiap paket data, sehingga dapat dideteksi suatu paket data tersebut valid atau tidak. Metode parity bit ini terbagi menjadi dua jenis yakni:
- even parity
Metode ini biasa dipergunakan dalam transmisi data secara asynchronous, pada metode ini 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 XOR gate. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada contoh dibawah ini.
Berikut ini adalah contoh pengecekan error pada transmisi menggunakan metode even parity :
A ingin mentransmisikan data :1001
A menghitung, untuk mendapatkan bit parity :1^0^0^1 = 0
A menambahkan bit paritas pada paket data :10010
B menerima data :10010
B menghitung parity :1^0^0^1 = 0
B melaporkan bahwa data yang diterima valid [harapan yang diterima B benar, yakni even parity].
A ingin mentransmisikan data : 1001
A menghitung, untuk mendapatkan bit parity : 1^0^0^1 = 0
A menambahkan bit paritas pada paket data : 10010
- odd parity
metode ini biasa dipergunakan dalam transmisi data secara synchronous, pada metode ini 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.
Berikut ini adalah contoh pengecekan error pada transmisi menggunakan metode even parity :
A ingin mengirimkan paket data : 1001
A menghitung, untuk mendapatkan bit parity : ~(1^0^0^1) = 1
A menambahkan bit parity : 10011
B menerima data : 10011
B menghitung parity bit : 1^0^0^1^1 = 1
B melaporkan bahwa data yang diterima valid [harapan yang diterima B benar, yakni even parity].
Kelebihan dari metode parity check:
· Sederhana dalam analisis dan penggunaan pada sistem
· Mudah direalisasikan dalam bentuk rangkaian/hardware
Kekurangan dari metode parity check:
· Kurang handal dalam mengatasi deteksi dan perbaikan error.
· Kemungkinan kesalahan yang terjadi besar, yaitu 50%
· Hanya dapat mendeteksi error dalam jumlah bit terbatas : 1-3 bit errors.
B. CRC – Cyclic Redudancy Check
Cyclic redundancy check (CRC) adalah metode yang umum digunakan 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 bersama2 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).
Berikut contoh deskripsi mengenai CRC.
Di sisi pengirim:
# Data memiliki m bit
1001, m = 4
# Generator memiliki panjang r bit
101, r = 3
# Tambahkan r-1 bit 0 ke data:
100100
# Bagi bilangan ini dengan generator, sisanya (11) adalah checksum
# Tambahkan checksum ke data asal: 100111
Di sisi penerima:
# Bagi data yang diterima dengan generator.
Jika sisanya bukan 0, berarti terjadi kesalahan.
# Jika sisanya 0, berarti tidak terjadi kesalahan,
sesuai dengan kriteria generator yang digunakan.
Pada CRC ini, generator pembagi data ini sering disebut generator polinomial karena nilai pembagi ini dapat direpresentasikan dalam bentuk polinomial peubah banyak, tergantung pada jenis/nilai pembagi yang digunakan. Gambar berikut menjelaskan konsep tersebut.
Berikut adalah beberapa generator polinomial 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
Jadi, secara umum dapat disimpulkan mengenai CRC ini adalah sebagai berikut
Kelebihan dari metode CRC:
· Dapat digunakan dalam pengiriman data berkecepatan tinggi (16-32 bit).
· Memiliki kehadalan sistem yang sangat tinggi, yaitu sekitar 99%.
· Mampu mendeteksi bit error dalam jumlah banyak (burst error) dengan panjang yang kurang dari jumlah redundansi bitnya.
Kekurangan dari metode CRC:
· Realisasi rangkaian/hardware dan software yang paling sulit dibanding parity check dan checksum.
· Analisis dan perhitungan dalam perancangan yang cukup sulit.
·
1. ARQ – Stop and Wait
Stop-and-Wait ARQ didasarkan atas teknik flow control stop-and-wait yang telah diuraikan pada posting sebelumnya. Stasiun source mentransmisikan sebuah frame tunggal dan kemudian harus menunggu balasan berupa acknowledgement (ACK). Tidak ada frame yang dikirim sampai jawaban dari stasiun tujuan tiba di stasiun sumber.
Ada dua jenis kesalahan yang dapat terjadi. Pertama, frame yang tiba di tujuan bisa mengalami kerusakan. Receiver mendeteksi kerusakan tersebut dengan menggunakan teknik pendeteksian kesalahan yang berkaitan dengan pembuangan frame lebih awal. Untuk menghitung kemungkinan ini, stasiun sumber dilengkapi dengan sebuah pencatat waktu. Setelah frame ditransmisikan/stasiun sumber menunggu balasan. Bila tidak ada balasan yang diterima sampai waktu yang ditentukan pencatat habis, maka akan dikirimkan frame yang sama. perhatikan bahwa metode ini mengharuskan transmitter mempertahankan tiruan frame yang ditransmisikan sampai balasan diterima oleh frame tersebut.
Jenis kesalahan yang kedua adalah kerusakan pada balasan. Amati situasi berikut. Stasiun A mengirim, sebuah frame. Frame ini diterima dengan baik oleh stasiun B, yang meresponnya dengan memberi balasan (ACK). ACK mengalami kerusakan saat singgah dan tidak diakui oleh A, yang karenanya keluar dari jalur waktu dan kembali mengirim frame yang sama. Duplikat frame ini tiba dan diterima oleh B. Dengan begitu B menerima dua duplikat frame yang sama seolah-olah keduanya terpisah. Untuk mengatasi problem ini, frame bergantian diberi label 0 atau 1, dan balasan positifnya dalam bentuk ACK 0 dan ACK 1. Sesuai dengan aturan jendela penggeseran, ACK 0 membalas penerimaan frame bernomor 1 dan menunjukkan bahwa receiver siap untuk frame bemomor 0.
Gambar dalam posting ini memberi contoh penggunaan stop-and-wait ARQ, menunjukkan transmisi deretan frame dari sumber A menuju tujuan B. Gambar tersebut juga menunjukkan kedua jenis kesalahan yang baru saja digambarkan. Frame ketiga yang ditransmisikan oleh A hilang atau rusak dan karenanya tidak ada ACK yang dikembalikan oleh B. A mengalami time out dan kembali mentransn-dsikan frame yang sama. Saat B menerima dua frame dalam sebuah barisan dengan label yang sama, B membuang frame kedua namun mengirimkan ACK0 kembah ke masing-masing stasiun.
Kelebihan stop-and-wait ARQ adalah kesederhanaannya. Sedang kekurangannya, dibahas di bagian flow control, karena stop-and-wait ARQ ini merupakan mekanisme yang tidak efisien. Oleh karena itu teknik kontrol arus sliding window dapat diadaptasikan agar diperoleh pengunaan jalur yang lebih efisien lagi; dalam konteks ini, kadang-kadang disebut juga dengan ARQ yang kontinyu.
2. ARQ – Break N
Dengan selective-reject ARQ, frame-frame yang hanya diretransmisikan adalah frame-frame yang menerima balasan negatif, dalam hal ini disebut SREJ atau frame-frame yang waktunya sudah habis. Gambar di posting ini menyajikan ilustrasi skema ini. Bila frame 5 diterima rusak, B mengirim SREJ 4, yang berarti frame 4 tidak diterima. Selanjutnya, B berlanjut dengan menerima frame-frame yang datang dan menahan mereka sampai frame 4 yang valid diterima. Dalam. hal ini, B dapat meletakkan frame sesuai pada tempatnya agar bisa dikirim ke software pada lapisan yang lebih tinggi.
Selective Reject lebih efisien dibanding go-back-N, karena selective reject meminimalkan jumlah retransmisi. Dengan kata lain, receiver harus mempertahankan penyangga sebesar mungkin untuk menyimpan tempat bagi frame SREJ sampai frame yang rusak diretransmisi, serta harus memuat logika untuk diselipkan kembali frame tersebut pada urutan yang tepat. Selain itu, transrrdtter juga memerlukan logika yang lebih kompleks agar mampu mengirimkan frame diluar urutan. Karena komplikasi semacam itu, selective-reject ARQ tidak terlalu banyak dipergunakan dibanding go-back N ARQ.
Batas ukuran jendela lebih terbatas untuk selective-reject daripada go-back-N. Amati kasus ukuran nomor urut 3-bit untuk selective reject. Dengan ukuran jendela sebesar tujuh, Ialu amati skenario berikut:
1. Stasiun A mengirim frame 0 melalui 6 menuju stasiun B
2. Stasiun B menerima ketujuh frame dan membalasnya secara komulatif dengan RR7.
3. karena adanya derau besar, RR7 menghilang.
4. Waktu habis dan mentransmisikan frame 0 kembali.
5. B memajukan jendela penerimanya agar menerima frame 7, 0, 1, 2, 3, 4, dan 5. Jadi diasumsikan bahwa frame 7 sudah hilang dan berarti pula ini merupakan frame 0 yang baru diterimanya.
(a) Go-Back-N ARQ (b) Selective reject ARQ
Masalah pada skenario tersebut, adalah adanya tumpang tindih antara jendela pengiriman dan penerimaan. Untuk mengatasinya, ukuran jendela maksimum harus tidak boleh lebih dari separuh jarak nomor urutan. Pada skenario sebelumnya, seandainya keempat frame tak terbalas belum diselesaikan, maka tidak akan terjadi kekacauan. Umumnya, untuk bidang bernomor urut k-bit, yang meneyediakan jarak urutan nomor sebesar 2k, ukuran maksimum jendela dibatasi sampai 2k-1.
Sumber :
http://blog.its.ac.id/afif/archives/66
http://hazky.wordpress.com/2008/03/28/teknik-endcoding/
http://teknik-informatika.com/stop-and-wait-arq/
http://teknik-informatika.com/selective-reject-arq/
http://blog.its.ac.id/afif/archives/66
http://hazky.wordpress.com/2008/03/28/teknik-endcoding/
http://kmgadink.blogspot.com/2008/05/data-analog-sinyal-digital-digitalisasi.html
