Review Jaringan Komputer 3

TEKNIK MODULASI DAN TEKNIK ENCODING

Modulasi merupakan metode penumpangan sinyal informasi ke dalam sinyal pembawa yang memiliki frekuensi lebih tinggi.

Modulasi Sinyal Analog 

a) Amplitude Modulation (AM) 

Gambar 1.1

b) Frequency Modulaton (FM)

Gambar 1.2

c) Phase Modulation (PM)
 

Gambar 1.3

Modulasi Sinyal Digital 

a) Amplitude Shift Keying (ASK)

Gambar 1.4

b) Frequency Shift Keying

Gambar 1.5

c) Phase Shift Keying
 

Gambar 1.6

Encoding adalah proses pengkodean data agar saat melakukan trasmisi tidak mengalami kerusakan data.

Macam-macam Teknik Encoding

1.      Data Digital, Sinyal Digital

Gambar 1.7

A.    NONRETURN TO ZERO (NRZ)

a)      Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L)

NRZ-L merupakan suatu kode dimana tegangan negatif dipakai untuk mewakili suatu binary dan tegangan positif dipakai untuk mewakili binary lainnya.

b)     Nonreturn to Zero Inverted (NRZI)

NRZI merupakan 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 terhadap noise.
-          Tidak dipengaruhi oleh level tegangan.

 Kelemahan dari NRZ-L maupun NRZI :
-          Keterbatasan dalam komponen dc dan kemampuan synchronisasi yang buruk.

 B.     MULTILEVEL BINARY

Kode ini menggunakan lebih dari 2 level

a)      Bipolar-AMIBipolar-AMI yaitu suatu kode dimana binary '0' diwakili dengan tidak adanya line sinyal dan binary '1' diwakili oleh suatu pulsa positif atau negatif.

b)     PseudoternaryPseudoternary yaitu suatu kode dimana binary '1' diwakili oleh ketiadaan line sinyal dan binary '0' oleh pergantian pulsa-pulsa positif dan negatif.

 Keunggulan multilevel binary terhadap NRZ

Kemampuan synchronisasi yang baik, tidak menangkap komponen dc dan pemakaian bandwidth yang lebih kecil, dan 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.

 C.    BIPHASE

a)      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'.

b)     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.

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 adalah memakai bandwidth yang lebih lebar dari pada multilevel binary.

 D.    MODULATION RATE (KECEPATAN MODULASI)

Modulation rate adalah kecepatan dimana elemen-elemen sinyal terbentuk. Salah satu cara menyatakan modulation rate yaitu dengan menentukan rata-rata jumlah transisi yang terjadi per bit time.

 E.     TEKNIK SCRAMBLING

Teknik biphase memerlukan kecepatan pensinyalan yang tinggi relatif terhadap data rate sehingga lebih mahal pada aplikasi jarak jauh sehingga digunakan teknik scrambling dimana serangkaian level tegangan yang tetap pada line digantikan dengan serangkaian pengisi yang akan melengkapi transisi yang cukup untuk clock receiver mempertahankan synchronisasi.

 Hasil dari disain ini :

-          Tidak ada komponen dc
-          Tidak ada serangkaian sinyal level nol yang panjang
-          Tidak terjadi reduksi pada data rate
-          Kemampuan deteksi error.

 a)      Bipolar with 8-Zeros Substitution (B8ZS )

B8ZS yaitu suatu kode dimana :

-          Jika terjadi oktaf dari semua nol dan pulsa tegangan terakhir yang mendahului oktaf ini adalah positif, maka 8 nol dari oktaf tersebut diencode 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 diencode sebagai 000-+0+ -

 b)     High-density bipolar-3 zeros (HDB3 )

HDB3 yaitu suatu kode dimana :

Menggantikan string-string 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.

Kedua kode ini berdasarkan pada penggunaan AMI encoding dan cocok untuk transmisi dengan data rate tinggi.

2.      Data Digital, Sinyal Analog

a) Amplitude -shift keying (ASK) 

Dua binary diwakilkan dengan dua amplitudo frekuensi carrier (pembawa) yang berbeda atau dinyatakan sebagai :

Data rate hanya sampai 1200 bps pada voice-grade line, dipakai untuk transmisi melalui fiber optik.

b) Frequency-shift keying (FSK) 

Dua binary diwakilkan dengan dua frekuensi berbeda yang dekat dengan
frekuensi carrier atau dinyatakan sebagai :

c) Phase-shift keying (PSK) 

Binary 0 diwakilkan dengan mengirim suatu sinyal dengan fase yang sama terhadap sinyal yang dikirim sebelumnya dan binary 1 diwakilkan dengan mengirim suatu sinyal dengan fase berlawanan terhadap sinyal yang dikirim sebelumnya, atau dapat dinyatakan sebagai :

Bila elemen pensinyalan mewakili lebih dari satu bit, maka bandwidth yang dipakai lebih efisien, sebagai contoh quadrature phase-shift keying (QPSK) memakai beda fase setiap 90 derajat.

 3.      Data Analog, Sinyal Digital 

Transformasi data analog ke sinyal digital, proses ini dikenal sebagai digitalisasi. Tiga hal yang paling umum terjadi setelah proses digitalisasi : 

a. Data digital dapat ditransmisi menggunakan NRZ-L.
b. Data digital dapat di-encode sebagai sinyal digital memakai kode selain NRZ-L. dengan demikian, diperlukan step tambahan.
c. Data digital dapat diubah menjadi sinyal analog, menggunakan salah satu teknik modulasi. 

Codec (coder-decoder) adalah device yang digunakan untuk mengubah data analog menjadi bentuk digital untuk transmisi, dan kemudian mendapatkan kembali data analog asal dari data digital tersebut. 

Dua teknik yang digunakan dalam codec :
1. Pulse Code Modulation
Dari teori sampling diketahui bahwa frekuensi sampling (fS) harus lebih besar atau sama dengan dua kali frekuensi tertinggi dari sinyal (fH), atau : fS >= 2 fH 

2. Delta Code Modulation.
Proses dimana suatu input analog didekati dengan suatu fungsi tangga yang bergerak naik atau turun dengan satu level quantization (δ ) pada tiap interval sampling (TS), dan outputnya diwakilkan sebagai suatu bit binary tunggal untuk tiap sampel ('1' dihasilkan bila fungsi tangganya naik selama interval berikutnya; '0' dihasilkan untuk keadaan sebaliknya).

 4. Data Analog, Sinyal Digital  

a) Amplitude modulation (AM). 

Dikenal sebagai double sideband transmitter carrier (DSBTC). Secara matematik proses ini dinyatakan sebagai :
s(t) = [1 + nax(t)] cos2π fct 

dimana :
cos2π fct = carrier
x(t) = sinyal input (pembawa data)
na = indeks modulasi = ration amplitudo dari sinyal input terhadap carrier. 

ANGEL MODULATION
Yang termasuk jenis ini yaitu :
b) Frequency modulation (FM).
c) Phase modulation (PM). 

Modulasi sinyalnya dinyatakan sebagai :
s(t) = Ac cos[2π fct + φ (t)] 

Untuk PM, phasenya adalah proporsional terhadap sinyal modulasi :
φ (t) = npm(t) 

dimana :
np = indeks PM.
Untuk FM, derifatif phasenya adalah proporsional terhadap sinyal modulasi :
φ (t) = nfm(t)

Review Jaringan Komputer 2

Transmisi Data, Error Detection, dan Sinyal Data

Suatu data dikatakan berhasil melakukan transmisi tergantung pada :

1. Kualitas signal yang ditransmisikan

2. Karakteristik media transmisi

Media Transmisi Data

a. Kawat terbuka (Open wire)

b. Twisted pair cable
Merupakan kawat dengan dua isolasi kawat tembaga yang diatur dalam spiral terlindungi. Digunakan untuk sistem telephone. Biayanya murah dan dapat menempuh jarak data rate 4 Mbps dan bandwidth terendah.

Gambar 1.1

c. Kabel coaxial
Merupakan kabel yang terbuat dari konduktor cilinder di rongga luar mengelilingi kawat konduktor tunggal, pemisah kedua konduktor adalah bahan isolator.

Gambar 1.2

d. Fiber Optik
Media transmisi yang menghantarkan gelombang cahaya, bandwithnya besar dan paling kuat terhadap keadaan alam.

Gambar 1.3

e. Mikrowave
Merupakan media transmisi dengan jarak jauh. Biasanya digunakan di gedung-gedung untuk antena parabolik, telekomunikasi jarak jauh, televisi, dan sebagainya.
f. Satelit
Merupakan stasiun relay microwave yang berguna merangkai dua atau lebih transmitter dari stasiun bumi, mengorbit dan digunakan melalui transponder.
g. Infrared
h. Gelombang Radio
Merupakan gelombang yang mirip microwave namun dalam segala arah.

Terminologi Transmisi Data
a. Point to Point
Direct link antara dua device, dan hanya 2 peralatan sama-sama memakai media.
b. Multipoint
Lebih dari dua device pada medium yang sama.

Model Transmisi Data
a. Transmisi Serial
Melalui kanal komunikasi yang dipilih, data dikirim 1 bit demi bit.
b. Transmisi Paralel
Data dikirim 8 bit bersamaan melalui 8 kanal komunikasi.

Kecepatan Transmisi
a. Kecepatan Transmisi Serial
b. Kecepatan Transmisi Paralel

Model Transmisi
a. Asinkron
Pengiriman data dilakukan 1 karakter setiap kali, penerima harus melakukan sinkronisasi.
b. Sinkron
Pengiriman dilakukan perblok data
Sinkronisasi dilakukan setiap sekian ribu bit data
Transmisi dengan kecepatan tinggi, dan sebagainya.

Deteksi Error

Merupakan suatu proses pelacakan kesalahan yang dilakukan saat data dalam proses transmisi.
Kesalahan yang dimaksud adalah perubahan satu bit atau lebih sehingga data yang diterima tidak sesuai.

Metode Deteksi Error
1. Parity Checks
Ada dua macam:
a. Odd Parity
Jumlah 1 bit yang merepresentasikan suatu karakter adalah ganjil.
b. Even Parity
Jumlah 1 bit yang merepresentasikan suatu karakter adalah genap.

Kelebihan 

1.   Lebih cepat karena berbasis 2 (biner)

2.   Mudah dalam pengecekan

3.   Sederhana dalam analisis dan penggunaan pada sistem

4.   Mudah direalisasikan dalam bentuk rangkaian/ hardware

Kekurangan

1.   Kurang handal dalam mengatasi deteksi dan perbaikan error

2.   Kemungkinan kesalahan yang terjadi besar, yaitu 50%

3.   Belum dapat mengakomodir file dengan ukuran besar

4.   Tidak dapat mendeteksi kesalahan dalam jumlah genap

2. Metode Checksum
Metode ini dilakukan pengecekan dengan menjumlahkan pada sekumpulan data dan kemudian mengklompement jumlahnya, kemudian hasilnya dimasukkan pada data sebagai sebuah karakter.

Proses ==>

Di sisi pengirim:

- Unit data dibagi ke dalam k seksi yang masing-masing seksi berisi n-bit data.

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

- Jumlah tersebut kemudian dikomplemenkan dan menjadi nilai checksum.

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

Di sisi penerima:

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

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

- Jumlah tersebut kemudian dikomplemenkan.

- Jika hasilnya adalah nol, maka data diterima, jika tidak, data akan ditolak.

Kelebihan dari metode Checksum:

a. Mudah diimplemantasikan dalam software

b. Memiliki kehadalan sistem yang cukup tinggi, yaitu sekitar 90%.

c. Kekurangan dari metode Checksum.

d. 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.

Kekurangan dari metode Checksum:
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. Cyclic Redudancy Check(CRC)
Merupakan salah satu jenis pengkodean yang dikenal dengan pengkodean Cyclic.

Kelebihan:
a. Dapat mengirimkan data berkecepatan tinggi
b. Memiliki kehandalan sistem sekitar 99%

Kekurangan:
a. Realisasi rangkaian software dan hadware lebih sulit daripada parity check
b. Perhitungan dalam perancangan dan analisis yang cukup sulit

4. Hamming Code
Mekanisme dan Cara Kerja :
Metode Hamming Code menggunakan operasi logika XOR dalam proses pendeteksian maupun pengoreksian error.
Metode ini bekerja dengan menyisipkan beberapa beberapa check bit ke data. Jumlah check bit menyesuaikan panjang data

Kelebihan :
1. Cara kerjanya yang cukup sederhana
2. Tidak membutuhkan alokasi memori yang besar
3. Error pada saat pendeteksian data tidak perlu ditransmisikan ulang tetapi langsung dikoreksi oleh simpul tujuan

Kekurangan :
1. Tidak dapat mendeteksi bila terjadi dua buah kesalahan sekaligus.

Sinyal Data

Data merupakan komponen yang mengandung informasi yang akan ditransmisikan.

Gambar 1.4

Menurut karakteristik, data ada 2 yaitu:
a. Data Analog
Merupakan data dalam bentuk gelombang kontinue pada beberapa interval
d. Data Digital
Merupakan data yang nilainya berlainan dan berciri-ciri tersendiri

Kabel Straight digunkan untuk komunikasi berikut :
1. Switch to router
2. Hub to Router
3. Switch to PC/Serve
4. Hub to PC/Server

Kabel Crossover digunakan untuk komunikasi berikut:
1. Switch to Switch
2. PC/Server to PC/Server
3. Switch to Hub
4. Hub to Hub
5. Router to Router
6. Router to PC/Server

Gambar 1,5

Review Jaringan Komputer 1

KOMUNIKASI DATA

Komunikasi data adalah perpaduan antara Teknik Komunikasi dan Pengolahan Data

Komunikasi Umum yaitu komunikasi antar manusia baik dengan bantuan alat maupun secara langsung yang terhubung melalui sebuah jaringan

Komunikasi data yaitu komunikasi antar computer atau perangkat digital lainnya (PDA, Printer, Handphone)

Data adalah informasi yang dikirimkan pada saat berkomunikasi

Data merupakan semua informasi yang berbentuk digital. Terdiri dari bit 1 dan 0.

Transmisi suara berupa analog, dapat juga dijadikan transmisi data jika informasi suara tersebut dikodekan menjadi bentuk digital.

Faktor yang harus diperhatikan pada Komunikasi data:

➤ Jumlah dan lokai pemrosesan data

➤ Jumlah dan lokasi terminal

➤ Tipe transaksi

➤ Kepadatan lalu lintas tipe transaksi

➤ Prioritas informasi yang disalurkan

➤ Pola lalu lintas

➤ Keandalan sistem yang digunakan

➤ Revenue yang mungkin didapat

Standard protocol yang dapat menjamin dalam komunikasi data agar komunikasi dapat berjalan lancer dan global :

➤ Kompabilitas penuh antara dua peralatan setara

➤ Dapat melayani banyak peralatan dengan kemampuan yang berbeda-beda

➤ Mudah dipelajari dan diterapkan

➤ Berlaku umum

Gambar 1.1

Model Komunikasi Data

- Sumber  : menghasilkan data untuk ditransmisikan

- Pemancar : mengubah data menjadi sinyal yang dapat dipancarkan

- Sistem Transmisi : membawa data

- Penerima : mengubah sinyal yang diterima menjadi data

- Tujuan : pengambilan data

Tugas Komunikasi

-          

           Pemanfaatan sistem transmisi

-          Interfacing

-          Sinkronisasi

-          Pertukaran manajemen

-          Koreksi dan deteksi error

-          Flow control

-          Pengalamatan

-          Routing

-          Recovery

-          Format Pesan

-          Keamanan

-          Manajemen jaringan

Elamen Utama Komunikasi Data

Sumber Data ➜ Media Komunikasi data (transmisi) ➜ Penerima Data

- Sumber Data

Transmitter adalah elemen yang bertugas mengirimkan informasi dan menempatkan pada media transmisi

- Media Transmisi

Merupakan proses pengiriman data dari satu sumber ke penerima

- Penerima Data

-        Receiver merupakan alat yang menerima data atau informasi yang dikirimkan oleh suatu sumber informasi

     Diagram Komunikasi data yang disederhanakan

Gambar 1.2

Agar dapat berhubungan, suatu perangkat harus bersifat sebagi interface dengan sistem transmisi.
      
     Hal-hal yang berkaitan dengan sinyal harus memadai untuk disebarkan melalui sistem transmisi dan mampu diterjemahkan sebagai data pada perangkat receiver.

     Terminal Komunikasi Data
      
      Perangkat terminal data (Data Terminal Equipment) merupakan perangkat yang berfungsi untuk mengirim dan menerima data/informasi.

Yang Mempengaruhi Komunikasi Data
      1. Waktu tanggap sistem
      2. Troughput, merupakan ukuran beban dari sistem
      3. Faktor manusia, yang menentukan lancar tidaknya suatu sistem

Bentuk Komunikasi Data
     a. Off-Line, suatu sistem pengiriman data melalui fasilitas komunikasi dari suatu lokasi ke pusat pengolahan data yang dikirim tidak langsung diproses melalui CPU.
     b. ON-Line, pengiriman data yang langsung diproses oleh CPU
     
     Sistem Komunikasi Data Off-Line
     - Terminal : Adalah suatu I/O device yang digunakan untuk mengirim data dan menerima data jarak jauh dengan menggunakan fasilitas telekomunikasi.
      - Jalur komunikasi : Adalah fasilitas telekomunikasi yang sering digunakan, seperti telephon, telex dll.
      - Modem : (Modulator/Demodulator) adalah suatu alat yang mengalihkan data dari sistem kode digital ke dalam sistem kode analog dan sebaliknya.
      - Sistem komputer : merupakan perangkat utama untuk pemerosesan data yang menerima input data dan menghasilkan Output.

    
     Jenis Komunikasi Data
     - Simplex, komunikasi satu arah
     - Half Duplex, komunikasi yang memiliki dua jalur tapi digunakan bergantian
     - Full Duplex, komunikasi yang saling bersamaan menggunakan dua jalur
     
     Bentuk Sistem Komunikasi On-Line
             - Realtime System
             - Batch Processing System
             - Timesharing System
             - Distributed Data Processing System

     Realtime System merupakan system pengolahan data yang membutuhkan tingkat transaksi kecepatan tinggi. langsung ada timbal balik saat itu juga.

     Batch Processing System merupakan teknik pngolah data dengan menumpuk data terlebih dahulu.

     Timesharing System merupakan teknij on-line system oleh beberapa pemakai secara bergantian menurut waktu yang diperlukan pemakai, dengan melayani secara bergantian.

Distributed Data Processing System merupakan perkembangan dari timesharing system yang sering dipakai sekarang.

Jaringan Komputer
Merupakan sekumpulan peralatan komputer yang dihubungkan agar dapat saling berkomunikasi dengan tujuan membagi sumber daya

Topologi Jaringan Komputer

      1. LAN adalah jaringan komputer yang mencakup wilayah kecil.

      2. MAN adalah suatu jaringan dalam satu kota dengan transfer data kecepatan tinggi

      3. WAN adalah jaringan komputer yang mencakup area besar.