Pola-Pola Encoding

Pola –Pola encoding

· Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L)

· Nonreturn to Zero Inverted (NRZI)

· Bipolar-AMI

· Pseudoternary

· Manchester

· Differential Manchester

· B8ZS

· HDB3

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.

· Dua tegangan yang berbeda antara bit 0 dan bit 1

· Tegangan konstan selama interval bit

· Tidak ada transisi yaitu tegangan no return to zero

Contoh:

· Lebih sering, tegangan negatif untuk satu hasil dan tegangan positif untuk yang lain

· Ini adalah NRZ-L

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

Encoding differential

• Data menggambarkan perubahan daripada level

• Deteksi yang lebih dapat dipercaya untuk transisi daripada level

• Pada transmisi yang lebih komplek layoutnya lebih mudah hilang pada polatitas

NRZ pros and cons

• Pros

· Mudah untuk teknisi

· Membuat kegunaan bandwidth menjadi baik

• Cons

· Komponen dc

· Kekurangan dari kapasitas sinkronisasi

• Digunakan untuk recording magnetik

• Tidak sering digunakan untuk transmisi sinyal

Biner Multilevel

• Digunakan lebih dari 2 level

• Bipolar-AMI

• Zero menggambarkan tidak adanya line signal

• Satu menggambarkan positif atau negatif sinyal

• Satu pulsa menggantikan dalam polaritas

• Tidak ada kerugian dalam sinkronisasi jika panjang tali (nol masih bermasalah)

• Bandwidth rendah

• Tidak ada jaringan untuk komponen dc

• Mudah mendeteksi error

Pseudoternary

• Satu menggambarkan adanya jalur sinyal

• Zero menggambarkan perwakilan dari positif dan negatif

• Tidak adanya keuntungan atau kerugian pada bipolar-AMI

Keunggulan multilevel binary terhadap NRZ :

· kemampuan synchronisasi yang baik

· tidak menangkap komponen dc dan pemakaian bandwidth yang lebih kecil

· dapat menampung bit informasi yang lebih.

Kekurangannya dibanding NRZ :

· diperlukan receiver yang mampu membedakan 3 level (+A, -A, 0) sehingga membutuhkan lebih dari 3 db kekuatan sinyal dibandingkan NRZ untuk probabilitas bit error yang sama.

Pertukaran untuk biner multilevel

• Tidak ada efisiensi pada NZR

· Tiap elemen sinyal hanya menggambarkan satu bit

· Pada 3 level sistem dapat menggambarkan log23 = 1.58 bits

· Receiver harus membedakan diantara 3 level (+A, -A, 0)

· Membutuhkan kira-kira lebih dari 3db kekuatan sinyal untuk kemungkinan yang sama dalam bit error

Dua fase:Dua tekniknya yaitu manchester dan differential manchester.

• Manchester

· Transisi di tengah untuk tiap periode bit

· Perpindahan transisi sebagai clock dan data

· Rendah ke tinggi menggambarkan nol

· Tinggi ke rendah menggambarkan zero

· Digunakan IEEE 802.3

• Differential Manchester

· Transisi Midbit adalah hanya clocking

· Transisi dimulai saat periode bit menggambarkan zero

· Tidak ada transisi yang dimulia saat periode bit dalam menggambarkan nol

· Catatan : ini adalah pola differential encoding

· Digunakan IEEE 802.5

Keuntungan rancangan biphase :

• Synchronisasi : karena adanya transisi selama tiap bit time, receiver dapat men-synchron-kan pada transis tersebut atau dikenal sebagai self clocking codes.

• Tidak ada komponen dc.

• Deteksi terhadap error : ketiadaan dari transisi yang diharapkan, dapat dipakai untuk mendeteksi error.

Kekurangannya :

· memakai bandwidth yang lebih lebar dari pada multilevel binary.

Biphase Terdapat dua teknik biphase, yaitu :

• Manchester : kode dimana ada suatu transisi pada setengah dari periode tiap bit : transisi low ke high mewakili binary ‘1’ dan high ke low mewakili binary ‘0’.

• Differential manchester : kode dimanan binary ‘0’ diwakili oleh adanya transisi di awal periode suatu bit dan binary ‘1’ diwakili oleh ketiadaan transisi di awal periode suatu bit.

Keuntungan rancangan biphase :

                           

• Sinkronisasi : karena adanya transisi setiap bit time, receiver dapat men-sinkron-kan transisi tersebut. Hal ini disebut ‘self clocking codes’.

• Tidak ada komponen dc.

• Deteksi terhadap error : ketiadaan transisi yang diharapkanm, dapat dipakai untuk mendeteksi error.

Kekurangan rancangan biphase :

• Memakai bandwidth yang lebih lebar dari multilevel binary.

• Kecepatan modulasi maksimum 2 kali NRZ.

Modulation rate (kecepatan modulasi) :

Adalah kecepatan dimana elemen-elemen suatu sinyal terbentuk. Contoh : untuk kode manchester, maksimum modulation rate = 2 / t_B

Cara menyatakan modulation rate yaitu dengan menentukan rata-rata jumlah transisi yang terjadi per bit time. Diformulasikan :

1

Data rate = -------------

Durasi

Teknik Scrambling

Teknik biphase memerlukan kecepatan pensinyalan yang relatif tinggi terhadap data rate sehinggal lebih mahal pada aplikasi jarak jauh. Teknik scrambling, yaitu dimana serangkaian level tegangan yang tetap pada garis, digantikan dengan serangkaian pengisi yang akan melengkapi transisi yang cukup untuk clock receiver agar dapat tetap mempertahankan sinkronisasi. Hasil desain ini :

• Tidak ada komponen dc.

• Tidak ada serangkaian sinyal level nol yang panjang.

• Tidak terjadi reduksi pada data rate

• Kemampuan deteksi error.

5. Bipolar with 8-zeros substitution (B8ZS)

Suatu kode yang :

• Jika terjadi oktaf dari semua nol dan pulsa tegangan terakhir yang mendahului oktaf ini adalah positif, maka 8 nol dari oktaf tersebut di-encode sebagai

000+ -0- +

• Jika terjadi oktaf dari semua nol dan pulsa tegangan terakhir yang mendahului oktaf ini adalah negatif, maka 8 nol dari oktaf tersebut di-encode sebagai

6. High density bipolar 3-zeros (HDB3)

Suatu kode yang menggantikan string-string dari 4 nol dengan rangkaian yang mengandung satu atau dua pulsa yang disebut kode violation. Jika violation yang terakhir positif maka violation ini pasti negatif dan sebaliknya.

Sebuah bit paritas adalah bit yang ditambahkan untuk memastikan bahwa jumlah bit dengan nilai satu dalam satu set bit bahkan atau ganjil . Paritas bit digunakan sebagai bentuk sederhana mendeteksi kode kesalahan .

 

Bit Parity

Ada dua varian bit parity: paritas genap bit dan bit paritas ganjil. Bila menggunakan bahkan paritas, bit paritas diset ke 1 jika jumlah yang dalam yang diberikan set bit (tidak termasuk bit paritas) adalah ganjil, membuat seluruh himpunan bit (termasuk bit paritas) bahkan. Ketika menggunakan paritas ganjil, bit paritas diset ke 1 jika jumlah yang dalam yang diberikan set bit (tidak termasuk bit parity) bahkan, menjaga seluruh himpunan bit (termasuk bit paritas) aneh. Dengan kata lain, sebuah bit paritas bahkan akan diatur ke "1" jika jumlah 1's + 1 bahkan, dan bit paritas ganjil akan ditetapkan ke "1" jika jumlah 1's +1 ganjil.

Bahkan paritas merupakan kasus khusus dari cyclic redundancy check (CRC), di mana-bit CRC 1 dihasilkan olehpolinomial x +1.

Jika bit paritas hadir tetapi tidak digunakan, mungkin disebut sebagai paritas menandai (ketika bit paritas selalu 1) atau paritas ruang (bit selalu 0).

 Paritas

Dalam matematika, paritas mengacu pada pemerataan atau oddness dari sebuah integer, yang untuk bilangan biner ditentukan hanya oleh least significant bit. Dalam telekomunikasi dan komputasi, paritas mengacu pada pemerataan atau oddness jumlah bit dengan nilai satu dalam satu perangkat bit, dan dengan demikian ditentukan oleh nilai semua bit. Hal ini dapat dihitung melalui XOR jumlah bit, menghasilkan 0 untuk bahkan paritas dan 1 untuk paritas ganjil.Properti menjadi tergantung pada semua bit dan perubahan nilai jika salah satu perubahan bit memungkinkan untuk digunakan dalam deteksi kesalahanskema .

Deteksi kesalahan

            Jika ganjil bit (termasuk bit paritas) adalah ditransmisikan salah, bit paritas akan salah dan dengan demikian menunjukkan bahwa telah terjadi kesalahan dalam transmisi. Bit paritas hanya cocok untuk mendeteksi kesalahan, tetapi tidak dapat memperbaiki kesalahan, karena tidak ada cara untuk menentukan bit tertentu rusak. Data harus dibuang seluruhnya, dan dikirimkan kembali dari awal . Pada media transmisi berisik, transmisi sukses sehingga dapat mengambil waktu yang lama, atau bahkan tidak pernah terjadi. Namun, paritas memiliki keuntungan yaitu hanya menggunakan satu bit dan hanya membutuhkan sejumlahgerbang XOR untuk menghasilkan. Lihat Hamming kode untuk contoh dari mengoreksi kode kesalahan.

Pengecekan paritas bit digunakan sesekali untuk karakter ASCII transmisi, yang memiliki 7 bit, sehingga bit ke-8 sebagai bit paritas.

CRC 

(Cyclic Redundancy Check) adalah algoritma untuk memastikan integritas data dan mengecek kesalahan pada suatu data yang akan ditransmisikan atau disimpan.

Data yang hendak ditransmisikan atau disimpan ke sebuah media penyimpanan rentan sekali mengalami kesalahan, seperti halnya noise yang terjadi selama proses transmisi atau memang ada kerusakan perangkat keras. Untuk memastikan integritas data yang hendak ditransmisikan atau disimpan, CRC dapat digunakan. CRC bekerja secara sederhana, yakni dengan menggunakan perhitungan matematika terhadap sebuah bilangan yang disebut sebagai Checksum, yang dibuat berdasarkan total bit yang hendak ditransmisikan atau yang hendak disimpan.

Dalam transmisi jaringan, khususnya dalam jaringan berbasis teknologi Ethernet, checksum akan dihitung terhadap setiap frame yang hendak ditransmisikan dan ditambahkan ke dalam frame tersebut sebagai informasi dalam header atau trailer. Penerima frame tersebut akan menghitung kembali apakah frame yang ia terima benar-benar tanpa kerusakan, dengan membandingkan nilai frame yang dihitung dengan nilai frame yang terdapat dalam header frame. Jika dua nilai tersebut berbeda, maka frame tersebut telah berubah dan harus dikirimkan ulang.

CRC didesain sedemikian rupa untuk memastikan integritas data terhadap degradasi yang bersifat acak dikarenakan noise atau sumber lainnya (kerusakan media dan lain-lain). CRC tidak menjamin integritas data dari ancaman modifikasi terhadap perlakukan yang mencurigakan oleh para hacker, karena memang para penyerang dapat menghitung ulang checksum dan mengganti nilai checksum yang lama dengan yang baru untuk membodohi penerima.

Automatic Repeat Request (ARQ) 

Ulangi Otomatis Request (ARQ)

Ketika penerima mendeteksi kesalahan dalam bingkai, bagaimana carameminta pemancar untuk mengirim ulang paket yang sesuai?

Masalahnya adalah bahwa saluran umpan balik kesalahan rawan juga!

Strategi yang paling sederhana adalah berhenti dan menunggu:

Pengirim mengirimkan bingkai dan mondar-mandir menunggu sebuahACK atau NAK; kemudian mengirimkan baru

paket atau mengirim ulang paket lama....

Stop And Wait

Perhatikan bahwa penerima tidak tahu isi dari paket yang diterima bersihsampai menerima dan memverifikasi CRC. Sequence Nomor & RequestJumlah Penggunaan time-out untuk paket yang hilang memerlukan

nomorurutan untuk membedakan retransmit paket dan paket berikutnya.

Permintaan Nomor

Alih-alih mengirim ACK atau NAK, penerima mengirimkan jumlah paketyang sedang

ditunggu.

Nomor Sequence dan nomor permintaan dapat dikirim modul 2. Apa namaprotokol ini?

Ini bekerja dengan benar untuk semua kombinasi delay dan waktu outasumsi bahwa

1) Bingkai perjalanan dalam rangka (FCFS) pada link

2) CRC tidak pernah gagal untuk mendeteksi kesalahan

3) Sistem ini benar diinisialisasi.

Go Back ARQ n & ARQ Ulangi Selektif

Diinginkan untuk mengirim data sambil menunggu ack sebuah.

Pendekatan biasa untuk ini disebut kembali n ARQ.

Dua alternatif pendekatan:

1) Selektif ulangi ARQ

2) ARPANET (Multiplex berhenti dan menunggu skema)

Goback n (Sliding Window) ARQ

Skema standar yang digunakan oleh HDLC, SDLC, ADCCP, X25.

Paket diberi nomor dalam rangka kedatangan (SN); SN dikirim dalamheader frame (seperti pada berhenti dan menunggu).

Receiver mengirim "nomor permintaan" RN kembali ke pemancar,mengatakan paket receiver yang ingin RN selanjutnya (yaitu, RN adalahnomor ditunggu). RN biasanya "piggybacked" pada

kembali lalu lintas.

Goback n (Sliding Window) ARQ

Pemancar ini memiliki "jendela" dari paket n yang dapat dikirim tanpapengakuan.

Jendela ini berkisar dari nilai terakhir RN diperoleh dari penerima(dilambangkan SNmin) untuk SNmin + n-1.

Ketika pemancar mencapai akhir jendela, atau waktu keluar, itu kembalidan mentransmisikan kembali paket mulai dari SNmin.

Transmisi Data Jenis-Jenis Transmisi Data

Transmisi data dapat dibedakan menjadi dua macam, transmisi serial dan transmisi paralel. Transmisi serial adalah transmisi data dimana dalam satu satuan waktu hanya satu bit yang disalurkan, dengan demikian data yang terdiri atas banyak bit, dikirim secara ber-urutan, satu persatu. Setiap komputer diperlengkapi dengan saluran serial atau serial-port (RS-232C), yaitu saluran yang bisa menerima / mengirim data secara serial. Transmisi paralel adalah transmisi data dimana dalam satu satuan waktu beberapa bit (biasanya 8-bit) bisa disalurkan bersamaan. Pada komputer tersedia juga saluran paralel atau paralel-port misalnya saluran yang dihubungkan dengan printer ketika akan mencetak data.

Pada kenyataan, komunikasi jarak jauh melalui kabel banyak dilakukan secara serial, misalnya saluran telepon, karena untuk transmisi paralel diperlukan kabel 8-kali lipat kebutuhan kabel pada transmisi serial.

Konfigurasi Jalur Komunikasi

Konfigurasi jalur komunikasi adalah cara meng-hubungkan perangkat perangkat yang akan melakukan komunikasi, dapat dibedakan menjadi : konfigurasi titik-ke-titik (point-to-point) dan konfigurasi multi-titik (multipoint).

Titik-ke-titik (point-to-point) menghubungkan secara khusus dua piranti yang hendak berkomunikasi. Konfigurasi ini banyak ditemukan pada transmisi paralel, misalnya komunikasi antara dua komputer secara paralel untuk melakukan penyalinan file-file data, walaupun transmisi serial dimungkinkan pula apabila jarak antara dua piranti jauh.

Multi-titik (multipoint) menyatakan hubungan yang memungkinkan sebuah jalur digunakan oleh banyak piranti yang berkomunikasi. Sebagai contoh adalah konfigurasi pada jaringan bertopologi bus, dimana satu saluran data (backbone) terhubung ke beberapa komputer.

Mode Transmisi

Mode transmisi adalah cara pengiriman data dari satu piranti ke piranti lain, yaitu secara sinkron (synchronous transmission) dan tak-sinkron (asynchronous transmission).

Transmisi sinkron adalah transmisi data dimana kedua pihak, pengirim dan penerima, berada pada waktu yang sinkron, biasanya dimulai dengan sinyal SYN untuk melakukan sinkronisasi antara dua piranti yang berkomunikasi, kemudian menyusul sinyal STX (start-of-text) yang menyatakan awal dari transmisi data, kemudian sejumlah (blok) data dikirim, dan ditutup dengan ETX (end-of-text), terakhir ada sinyal BCC (block-check-character) yang digunakan untuk mengecek kesalahan dalam penerimaan data.

Transmisi tak-sinkron adalah transmisi data dimana kedua pihak, pengirim dan penerima tidak perlu berada pada waktu yang sinkron. Mode transmisi ini diterapkan pada komunikasi data dimana kecepatan piranti pengirim dan piranti penerima jauh berbeda. Sebagai contoh transmisi data dari keyboard ke memory dilakukan tak-sinkron karena kecepatan keyboard ditentukan oleh kecepatan user dalam menekan tombol (faktor manusia), kecepatan memory ditentukan oleh transfer-rate dari memory, namun bagaimanapun cepatnya manusia dalam mengetik masih lambat dibanding kecepatan prosessor dalam mentransfer data. Apabila dilakukan secara sinkron maka memory / prosessor banyak kehilangan waktu percuma, menanti tombol ditekan. Biasanya transmisi tak-sinkron dilakukan karakter-per-karakter, dimana setiap karakter diawal oleh start-of-bit (SOB) dan ditutup dengan parity-bit (untuk memeriksa kesalahan) dan end-of-bit (EOB).

Arah Transmisi

Arah transmisi dari dua piranti yang berkomunikasi dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu : Simplex, Half-duplex, dan Full-duplex.

Simplex menyatakan komunikasi antara dua piranti hanya bisa dilakukan satu arah saja, dari sumber/pengirim ke tujuan/penerima. Sebagai contoh komunikasi antara pemancar TV dengan pesawat TV, komunikasi antara amplifier dengan speaker, komunikasi antara perangkat barcode dengan komputer.

Half-duplex menyatakan komunikasi antara dua piranti yang bisa dilakukan dua arah namun tidak serentak (tidak bersamaan) tetapi bergantian, bila satu piranti sedang mengirim yang lain hanya menerima, dan sebaliknya.  Sebagai contoh komunikasi yang menggunakan Handy-Talkie atau Walki-Talkie dilakukan secara half-duplex.

Full-duplex menyatakan komunikasi antara dua piranti yang bisa dilakukan dua arah dan bisa serentak (bersamaan). Sebagai contoh komunikasi melalui pesawat telepon adalah komunikasi full-duplex.

Komunikasi antara dua komputer bisa saja menggunakan salah satu dari ketiga arah transmisi tersebut, bergantung pada protokol komunikasi yang digunakannya.

Multiplexing

Multiplexing berkaitan dengan effektivitas penggunaan media komunikasi, dimana satu media akan lebih effektif apabila bisa digunakan oleh lebih dari satu transmisi data. Sebagai contoh, suatu media yang memiliki kapasitas besar (misalnya serat-optik dengan 384 Kbps) tentu tidak effisien apabila hanya digunakan oleh satu transmisi  berkecepatan rendah (misalnya koneksi dua komputer dengan 64 Kbps).  Perangkat yang diperlukan untuk melakukan multiplexing adalah multiplexer (MUX) dan demultiplexer (DEMUX).

Pada dasarnya ada tiga macam bentuk multiplexing, yaitu: Time Division Multiplexing (TDM), Frequency Division Multiplexing, dan Code Division Multiplexing (CDM).

TDM (Time Division Multiplexing) adalah teknik multiplexing dengan cara memberi alokasi waktu pada masing-masing transmisi secara bergiliran. Teknik TDM biasa digunakan apabila total kapasitas transmisi melebihi kapasitas medium, yang biasa disebut baseband medium (jalur sempit). Karena kapasitas medium terbatas maka setiap piranti yang berkomunikasi mendapat slot-waktu untuk mengirim data.

FDM  (Frequency Division Multiplexing) adalah teknik multiplexing dimana setiap piranti diberi frekuensi modulasi yang berbeda sehingga bisa bersamaan melakukan transmisi melalui satu media. Teknik FDM banyak digunakan pada komunikasi data dengan medium berkapasitas besar, biasa disebut sebagai broadband (jalur lebar) medium. Melalui teknik ini berbagai siaran TV dapat disalurkan dalam satu kabel (cable TV), atau Video, Suara, dan Data bisa disalurkan bersama dalam satu kabel.

CDM adalah teknik multiplexing dimana setiap channel atau piranti yang berkomunikasi menggunakan kode data yang berbeda sehingga bisa bersamaan (seperti pada FDM) pada satu saat, dan sekaligus bisa menggunakan slot waktu berbeda (seperti pada TDM). Teknik CDM memungkinkan bandwidth saluran komunikasi suara bisa digunakan bersama oleh banyak telepon selular.