TERMINOLOGI DAN LINGKUP Jaringan computer adalah suatu bentuk aturan dan metode yang. (sering disebut juga end node) sehingga dapat berkomunikasi satu

Transkripsi

1

2 SILABUS JARINGAN KOMPUTER A 1. Terminologi dan lingkup 2. Teori Komunikasi data 3. Komponen dalam komunikasi data 4. Error detection dan correction dalam komunikasi data 5. Tipologi dan perangkat transmisi data 6. Klasifikasi jaringan Komputer 7. Latihan Mendesain Jaringan Komputer sederhana JARINGAN KOMPUTER B 1. Instalasi Perangkat keras dan perangkat lunak penyusun jaringan 2. Perkembangan teknologi 3. Keamanan sistem POSISI MATAKULIAH JARINGAN KOMPUTER Organisasi Komputer Jaringan Komputer Sistem Telekomunikasi Sistem Operasi Aplikasi Jaringan Komputer TUJUAN MATAKULIAH JARINGAN KOMPUTER Komunikasi data memegang peranan penting dalam system informasi modern. Tujuan perkuliahan ini adalah membuat mahasiswa mengenal dengan baik teknologi yang melandasi komunikasi data dan bagaimana menggunakannya dalam : Mendesain Mengimplementasikan Mengoperasikan Me-manage jaringan enterprise DEFINISI SEDERHANA JARINGAN KOMPUTER TERMINOLOGI DAN LINGKUP Jaringan computer adalah suatu bentuk aturan dan metode yang menghubungkan (interkoneksi) berbagai macam device komputasi (sering disebut juga end node) sehingga dapat berkomunikasi satu sama lain. Terdiri dari device komputasi media transmisi (channel komunikasi ) untuk mentrasnmisikan sinyal data dan kontrol, komunikasi elektronik untuk routing/switching data dari sumber (source) ke tujuannya (destination) dan termasuk perangkat lunak yang digunakannya. Jaringan dapat melingkupi jaringan kecil sampai jaringan besar yang dipisahkan secara geografis (LAN, MAN, WAN). Maka Jaringan Komputer disebut juga : Kumpulan perangkat keras transmisi dan fasilitas infrastrukturnya, terminal yang terhubung pada fasilitasfasilitas tersebut dan sekumpulan protocol komunikasi peralatan tersebut.. Komunikasi yang dilakukan mestilah dapat dilakukan : Reliabel Efisien Bebas kesalahan (Error-free).

3 SIFAT JARINGAN KOMPUTER BLOK PENYUSUN JARINGAN KOMPUTER 1. Dapat menghubungkan semua yang terhubung di dalamnya. (Any-to-Any Communication System) Jaringan 1. Terminal, Workstation, Komputer dan device lain (end nodes) 2. Media Transmisi ( untuk mentransmisi sinyal data dan sinyal kontrol) 3. Network electronics ( intermediate devices untuk routing data dari source ke destination) 4. Perangkat lunak untuk mengontrol transmisi data. 5. Standar Arsitektur Jaringan (Standar untuk mendukung interoperabilitas antara kebutuhan perangkat yang berbeda yang dibuat oleh vendor yang berbeda) 1. TERMINAL DAN WORKSTATION 2. Setiap station (end node) memiliki alamat jaringan unik, untuk dapat terhubung dibutuhkan pengetahuan alamat yang dituju, seperti nomor telepon. ABC DEF Connect ke GHI GHI Device ini sebagai sumber data (source) maupun tujuan data (destination) dalam network. Contoh : Personal computer Terminal Workstation Komputer Point of sale cash registers Automatic teller machines MNO JKL

4 2. MEDIA TRANSMISI Bagian ini mentransmisikan sinyal elektronik maupun sinyal cahaya melalui media yang berbeda-beda. Terdiri dari 2 macam, yaitu : 1. Bounded Media : Twisted pair wire Co-axial cable Fiber optic cables Wave guides 2. Unbounded Media : AM and FM radio TV broadcasting Satellite communication Microwave radio Infrared signals 3. NETWORK ELECTRONICS Device Network electronic melayani berbagai macam fungsi termasuk proses routing atau switching data dari source ke destination atau untuk menyediakan interface antara media transmisi yang berbeda atau protocol komunikasi yang berbeda. - Bridges - Concentrators - Routers - Front End Processors - Private Branch - Switches Exchange (PBX) - Hubs - Multiplexers - Gateways 4. PERANGKAT LUNAK Perangkat lunak adalah bentuk nyata penerapan teknik implementasi end node pada protokol yang mendefinisikan aturan, prosedur untuk inisiasi dan meletakkan data pada terminal untuk siap ditansfer, menginterpretasikan bagaimana data direpresentasikan dan saat ditransmisikan dan bagaimana suatu kesalahan (error) ditangani Perangkat lunak pada network electronics biasanya berfungsi khusus untuk memastikan data ditransmisikan dari source ke destination. 5. STANDAR ARSITEKTUR JARINGAN Interface: titik interaksi antara dua device, misalnya printer dan PC. Standar Interkoneksi : spesifikasi metode interfacing dua device, membuat vendor tidak memerlukan pengetahuan yang dalam mengenai peralatan jaringan lain jika dihubungkan dengan peralatannya, selama dalam frame yang telah ditentukan. Arsitektur: blueprint dari standar jaringan yang terdiri dari pemilihan media, media interface, metode encoding data, protokol transmisi, protocol routing, dsb. Dibutuhkan untuk memastikan interoperabilitas antara berbagai jenis device dan peralatan yang dibuat oleh berbagai vendor.

5 KEBUTUHAN JARINGAN KOMPUTER Resource sharing (Menghilangkan batasan geografis): membuat semua program, peralan komputasi dan data tersedia untuk semua orang dalam jaringan tanpa batasan fisik lokasi antara sumber daya dan (resource) dan user. Time independence, dapat diakses setiap waktu Reliabilitas Tinggi : Redundansi pada perangkat keras, perangkat lunak dan jaringan membuat service tersedia secara transparan untuk melihat suatu bentuk kesalahan pada komponen2nya. Jika suatu komponen network mengalami gangguan di suatu tempat, dapat saja fungsinya digantikan dengan komponen lainnya dari Network. Skalabilitas Jaringan computer menyediakan mekanisme yang efektif untuk menskalakan service yang dibutuhkan sesuai dengan kebutuhannya. Manageability Network menyediakan sumberdaya yang dapat di manage secara jarak jauh sehingga lebih efektif (contoh :remote control suatu teleskop yang dikendalikan oleh komputer). Cost - Effectiveness Network menyediakan implementasi yang efektif dalam system terdistribusi yang kompleks yang harus dapat bekerja secara bersamaan. Contoh : kombinasi mainframe, workstation, PC, penyimpanan bersama dan pemakaian printer bersama. Menyediakan akses resource yang dibutuhan dari mana saja setiap waktu. UNTUK PERUSAHAAN Mendukung pula kolaborasi grup yang bekerja secara independent di lokasi tertentu, tanpa harus bercampur datanya. KEBUTUHAN JARINGAN KOMPUTER UNTUK GAYA HIDUP MANUSIA Akses ke informasi jarak jauh, koneksi user dengan remote. Institusi keuangan : dapat membayar tagihan, mengatur account bank-nya, menangani investasi secara elektronik. home shopping melalui katalog online dari berbagai perusahaan. Personalisasi surat kabar online. Pencarian kerja dan mengirimkan lamaran pekerjaan secara online. Akses World Wide Web ke perpustakaan digital. Komunikasi Person to person. atau electronic mail Video conferencing dalam jaringan newsgroups di internet dengan diskusi educational, academic dan topik-topik lainnya. Kelas electronik untuk universitas, yang memudahkan bagi mahasiswanya yang berada di tempat yang jauh. Interactive entertainment Game multimedia. video on demand: Menonton movie atau pertunjukan televisi dimana saja, kapan saja. interactive movie dan pertunjukan.

6 MENGAPA JARINGAN PENTING? Kunci teknologi abad 20 adalah pengumpulan informasi, pemrosesan dan distribusi informasi. Dikembangkannya jaringan telepon internet. Jaringan Radio dan televisi menjangkau seluruh bagian dunia. Dalam 20 tahun terakhir, setiap komputer mulai terhubung dengan jaringan. Dengan jaringan komputer menyediakan jalan untuk dapat mengajarkan, mempelajari, melakukan bisnis dan berkomunikasi dengan orang lain, dimanapun dan kapanpun. EVOLUSI JARINGAN Di masa lalu, jaringan cenderung dirancang secara rinci untuk membawa suara, video, atau sinyal data. Perancangan jaringan suara, video, atau jaringan data akan berbeda oleh karena perbedaan fundamental antara suara, video, dan sinyal data. misalnya : Secara alami suara adalah analog, data adalah digital. Jaringan telepon adalah jaringan pertama yang paling besar yang didukung oleh kabel telepon, fax mesin, telepon selular, telepon cordless, mesin penjawab, dan modems ( untuk transmisi data di atas jaringan telepon). Jaringan TV menggunakan suatu kombinasi coaxial kabel, hubungan satelit, dan propagasi elektromagnetik melalui udara untuk memancarkan sinyal video ( termasuk pula sinyal suara). Jaringan data menggunakan berbagai media transmisi, mencakup jaringan TV dan suara, untuk memancarkan data dalam wujud sinyal digital. Saat ini sinyal video dan suara didigitalisasi (misalnya perangkat telepon digital, TV digital resolusi tinggi) yang terus meningkat pula dipancarkan melalui data network. Jaringan komputer mulai meningkat pada awal dan pertengahan 1960 dengan teknologi timesharing. PRA INTERNET 1970 mesin dengan kemampuan timesharing dapat mendukung jaringan melalui terminal remote maupun terminal lokal(ini awal jaringan yang yang mendukung timesharing dan proses batch secara remote). Kemudian pada akhir 1970, komputer yang terkoneksi dengan jaringan komputer digunakan untuk loadsharing dan data interchange ( misalnya: untuk transfer dana secara elektronik).

7 AWAL INTERNET Awal 1980, ARPA (Advanced Research Projects Agency) memulai pengujian jaringan komunikasi komputer peer-to-peer dan terminal yang dapat mendukung komunikasi data skala nasional. Pertengahan 1980 jaringan ini menjadi tersedia untuk universitas dan NSF ( National Science Foundation) Aplikasi awal jaringan komputer ini mencakup elektronik mail ( ), downloading data besar ( ftp) dan akses remote ke komputer ( telnet). INTERNET Awal 1990, terdapat beberapa juta workstasion yang terkoneksi ke Internet dan penggunaan internet berkembang dengan sangat cepat. Pertengahan 1990, internet adalah suatu teknologi yang terbukti dapat dipercaya dan mulai dapat dikomersialisasi. Perusahaan seperti Compuserve dan America Online mulai menyediakan sejumlah jasa menggunakan internet, termasuk menyediakan koneksi internet ke komputer pribadi di rumah-rumah. Saat ini, sekitar 20 juta work-station terkoneksi ke Internet dan pemakaian internet berlanjut untuk meningkatkan metode penyelesaian kebuntuan jaringan (congestion) pada puncak jam kerja pada banyak komponen dari jaringan. INTERNET 2 Terus meningkatnya kebuntuan pada jaringan telah mengurangi nilai Internet untuk aplikasi-aplikasi baru seperti pendidikan jarak jauh web-based. Latency menjadi rendah, padahal aplikasi web sekarang memerlukan koneksi bandwidth yang tinggi ke atau antar supercomputer. Aplikasi ini memerlukan dukungan untuk Qos (Quality of Service) yang mulai tidak tersedia pada Internet yang sekarang, misalnya : perlunya reservasi bandwidth yang memiliki variasi yang rendah pada latency untuk mencegah keadaan terputus-putus dalam transmisi video digital. Konsekuensinya, beberapa institusi riset sedang memimpin pengembangan Internet 2, yaitu suatu jaringan baru dengan bandwidth yang tinggi yang dapat digunakan untuk universitas untuk menghindari kebuntuan jaringan dalam kaitan dengan komersial traffic dan memenuhi dukungan QoS pada fungsi-fungsi yang diperlukan oleh multimedia dan aplikasi lain.

8 PERBEDAAN KARAKTERISTIK KOMUNIKASI DATA DENGAN KOMUNIKASI SUARA (ANALOG) Komunikasi Data (digital) Komunikasi Suara (analog) 1. waktu persiapan koneksi di bawah satu detik atau lebih singkat lagi. 2. Transmisi satu/dua arah 3. data yang diterima bebas kesalahan 4. Redudansi informasi sedikit atau tidak ada sama sekali. 5. Transmisi biasanya terputus-putus sesuai dengan kebutuhan. 6. Data dapat disimpan dan kemudian dikirimkan kembali pada kondisi delay. 7. Bandwidth tersedia dalam range yang luas mulai ribuan sampai jutaan Hz. 1. waktu persiapan koneksi satu detik atau lebih lama. 2. Biasanya transmisi dua arah. 3. toleransi terhadap gangguan (noise) dan beberapa kesalahan tertentu. 4. Banyak redudansi informasi yang terikat satu sama lain. 5. Pengiriman / penerimaan informasi berlanjut walau CALL sudah selesai. 6. tidak ada toleransi delay pada transmisi. 7. Bandwidth maksimal 4000Hz. FUNGSI-FUNGSI JARINGAN DATA Secara umum, mayoritas penggunaan luas jaringan saat ini adalah untuk penyimpanan dan kemudahannya dalam melanjutkan data-data tersebut (forward) dari sumbernya ke tujuan dalam beberapa seri hop (loncatan). Namun, metode penyimpanan dan teknik forward tersebut mempunyai beberapa kerugian ( misalnya : Sulit mentransmisikan suara sebab delay pada transmisi sangat tinggi), Namun disamping itu keadaan ini memiliki keuntungan yang mengakibatkan jaringan mampu menemukan kesalahan untuk dideteksi dan dikoreksi atau bahkan dapat ditransmisikan kembali. Konsep penyimpanan dan forward membuat jaringan dapat digunakan untuk : 1. Pertukaran 2. Membaca dan mengirimkan informasi ke electronic bulletin boards 3. Mengakses informasi dan file di di manapun dalam jaringan (misalnya : perpustakaan dan web service) 4. Mengakses sumber daya unik baik perangkat keras dan perangkat lunak 5. Sharing informasi (Kolaborasi workgroup) 6. Setiap aplikasi disediakan untuk user dengan akses yang mudah bagi yang membutuhkan informasi dan sumber daya, di mana saja asal ada telepon atau jika terdapat alat-alat akses jaringan lain.

9 7. Ini sedang mengubah bagaimana kita bermain, bekerja, berkomunikasi, memberi pengajaran, belajar, dan melakukan bisnis memanfaatkan jaringan. Jaringan komputer membawa peluang baru dan tantangan baru. Tantangan yang berhubungan dengan perlambatan penyebaran jaringan akibat terlalu banyak beban. TANTANGAN PADA JARINGAN Kekurangan alamat. alamat IP alamat terbatas pada 2**32 dan kini sedang berlangsung usaha untuk meningkatkan jumlah alamat ini sampai 2**128. Perusahaan tidak bisa menggunakan semua 2**24 alamat yang diijinkan oleh suatu kelas A. Pengalamatan Kelas C menjadi lebih efektif tetapi metode ini meningkatkan ukuran tabel routing dalam router, mengurangi efisiensi paket yang diforward. Kendali yang didesentralisasi membuat jaringan mudah diskalakan. Namun juga mendatangkan ancaman membuat suatu service tidak terjamin integritasnya. Perlu perhatian terhadap aspek keamanan. Ini juga berarti tidak ada cara yang sama untuk melakukan perhitungan pemakaian, yang justru amat diperlukan untuk menjamin Mutu Layanan (QoS) untuk aplikasiaplikasi seperi aplikasi multimedia. Multimedia ( suara, video, dan data) aplikasi yang memerlukan kinerja secara real-time juga membutuhkan jaminan ketersediaan bandwidth minimum atau sambungan dengan latency yang variasinya kecil (jitter). Parameter jaminan Mutu Layanan (Qos) ini tidak lagi didukung dengan teknologi internet yang ada sekarang. Qos memerlukan sinyal tertentu untuk menginformasikan kepada semua router tentang parameter jalur yang harus tersedia untuk masingmasing kelas lalu lintas data. Lalu lintas arus data yang baru harus dapat mengizinkan atau menolak entry tertentu yang akan masuk ke jaringan berdasarkan keadaan lalu lintas arus yang ada sekarang agar memenuhi parameter QoS. Ini sukar untuk dipenuhi di bawah kendali jaringan desentralisasi. TERMINOLOGI JARINGAN Telekomunikasi - komunikasi (pada umumnya menggunakan komputer) melalui jaringan telepon. Transmisi - bergeraknya data di sepanjang mata rantai komunikasi PSTN - Public Switched Telephone Network

10 Internet - Istilah yang digunakan menyatakan interkoneksi global yang paling besar yang menghubungkan berpuluhpuluh, beribu-ribu jaringan area lokal. WWW - World Wide Web. Jaringan Internet server besar yang menyediakan layanan hypertext dan jasa lain ke workstation masing-masing klien yang terhubung. JAVA - Bahasa umum untuk aplikasi jaringan MAN - Metropolitan Area Network LAN - Local Area Network : Sambungan device-device enterprise yang ditempatkan secara dekat satu sama lain, biasanya terletak pada bangunan yang sama atau di dalam beberapa kilometer. pada umumnya Diterapkan dan yang dioperasikan oleh user yang terdaftar. Penundaan Delay pada setiap workstation relatif rendah, luas bandwidth relatif tinggi. Rasio kesalahan selama transmisi data rendah. WorkStation mempunyai kemampuan untuk memancarkan pesan secara satu persatu atau secara keseluruhan (multicast). Hubungan secara peer to peer antara workstation yang terhubung dapat berlaku hubungan master/slave. WAN - Wide Area Network : Melingkupi suatu area geografis besar Menghubungkan sejumlah besar device yang membawa banyak jenis lalu lintas data. BACKBONE Bagian dari jaringan yang berlaku sebagai jalur utama untuk lalu lintas data yang paling sering dilalui, dan memperuntukkan untuk menghubungkan dengan jaringan lain. STANDAR ORGANISASI ITU - International Telecommunication Union Mengembangkan standar teknologi telekomunikasi dunia CCITT - Consultative Committee for International Telegraph and Telephone. Bertanggungjawab mengembangkan standar komunikasi IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers. ISO - International Standardization Organization. Bertanggungjawab untuk standarisasi dalam range yang luas, termasuk di dalamnya standar jaringan. ANSI - American National Standards Institute. Membuat standar dalam skala US, untuk dapat diterima di standar internasional.

11 IAB - Internet Architecture Board. Peneliti Internetwork yang mendiskusikan arsitektur internet. IETF - Internet Engineering Task Force. Terdiri dari 80 tim kerja yang bertanggungjawab mengembangkan standar dalam internet. PROTOKOL POPULER TCP/IP - Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Protokol yang mendukung implementasi worldwide internet. X.25 standar ITU yang mendefiniskan bagaimana koneksi antara terminal dan komputer dikoordinasikan dan dirawat. SMDS - Switched Multi-megabit Data Service. High speed packet switched WAN networking technology yang digunakan dalam perusahaan telekomunikasi. ISDN - Integrated Services Digital Network. Communication protocol. Protokol kecepatan tinggi untuk membawa voice, video dan data. CDPD - Cellular Digital Packet Data. Standar untuk 2-arah komunikasi data wireless menggunakan jalur high frequency telepon cellular. DQDB - Distributed Queue Dual Bus. Data link layer protocol yang didesain untuk metropolitan area network (MAN). CDMA - Code Division Multiple Access. CONTOH SISTEM OPERASI UNIX - Operating System dikembangkan oleh Bell Laboratories tahun Operating system populer untuk scientific workstation dan komputer. UNIX CLON LINUX WINDOWS NT NOVELL Perusahaan yang mengembangkan Netware,. BANYAN VINES - Network operating system yang dibuat oleh Banyan networks. APPLETALK - Protocol yang digunakan oleh PC yang dibuat oleh APPLE untuk berkomunikasi dengan mesin MAC.

12 TRANSMISI DATA Ilustrasi Transmisi data Modulator, Pengirim Medium, channel Demodulator, Penerima Data sumber Noise, Interferensi, Distorsi Data Tujuan Beberapa hal penting mengenai Transmisi Data 1. Transmisi data tergantung pada Kualitas sinyal Karakteristik media transmisi 2. Dibutuhkan untuk pemrosesan sinyal 3. Dibutuhkan dalam mengukur kualitas dari sinyal yang diterima Analog: Perbandingan sinyal-dengan-noise Digital: probabilitas simbol kesalahan 4. Dimanfaatkan untuk memancarkan bit ( 0 atau 1) yang dilakukan dengan cara memetakan sinyal ke dalam gelombang elektromagnetis Teknik modulasi. 5. Pada sinyal yang dipancarkan biasanya terjadi : Attenuasi (Penyusutan) : Kekuatan sinyal jatuh dibandingkan dengan jarak; meningkat sebagai fungsi frekuensi Distorsi (penyimpangan) atau Delay Distorsi : variasi percepatan propagasi frekuensi; Kedatangan komponen frekuensi yang berbeda pada waktu yang berbeda Kerusakan oleh noise : yang berkenaan dengan panas, intermodulation, crosstalk, kuantisasi, impulse 6. Attenuasi dan distorsi tergantung pada : Jenis medium transmisi Tingkat bit rate Jarak 7. Kualitas Medium amat ditentukan oleh : Tingkat data rate Bandwidth (Luas bidang saluran) 8. Klasifikasi Media Transmisi : Guided : Gelombang data dituntun melalui jalur-jalur fisik, seperti kabel twisted pair, kabel coaxial, fiber optik. Unguided : Adanya device yang berfungsi untuk mentransmisi Gelombang data, teapi tanpa menuntunnya, seperti melalui udara, hampa udara atau air laut, seperti radio, satelit, inframerah, gelombang mikro

13 9. Direct Link: hubungan point-to-point atau pemanduan dua device yang berbagi media transmisi secara langsung melalui device perantara seperti amplifier dan repeater. TX/RX Medium Amplifier, Medium TX/RX repeater 0 atau lebih 10. Indirect link : multipoint atau broadcast lebih dari dua device berbagi pakai media transmisi. TX/RX TX/RX TX/RX TX/RX Medium Amplifier, repeater Medium 0 atau lebih 11. Mode Transmisi (ANSI) : Simplex : sinyal ditransmisi dalam satu arah saja, stasiun yang satu bertindak sebagai transmitter dan yang lain sebagai receiver. half-duplex : kedua stasiun dapat melakukan transmisi tapi nya sekali dalam satu waktu. full-duplex : kedua stasiun dapat bertransmisi secara simultanmedia membawa dalam dua arah dalam waktu yang bersamaan Frekuensi, spektrum, Bandwidth Frekuensi - banyaknya pengulangan per detik; yang diukur dalam Hertz ( khz, MHZ, GHZ) Amplitudo - nilai seketika dari suatu sinyal; yang diukur dalam volt Fase - ukuran yang menyangkut posisi relatif dari suatu gelombang pada waktu yang sama dalam suatu titik acuan periode tunggal dari suatu sinyal, yang diukur dalam radian atau derajat. Transmisi Data Analog dan Digital Istilah analog berhubungan dengan sinyal continous dan digital berhubungan dengan sinyal discrete, digunakan dalam tiga konteks : Data : didedinisikan sebagai entity yang mengandung suatu arti. Signaling (pensinyalan) : Tindakan penyebaran sinyal melalui suatu medium yang sesuai. Transmisi : komunikasi data dengan penyebaran dan pemrosesan sinyal.

14 DATA Data analog diperoleh pada nilai2 kontinyu dalam beberapa interval tertentu contoh : suara, video. Data digital diperoleh pada nilai2 discrete, contoh : text dan integer, kode ASCII (8bit perkarakter). SINYAL Data analog dapat merupakan sinyal analog, data digital dapat merupakan sinyal digital. Data digital dapat dijadikan sinyal analog dengan menggunakan modem (modulator demodulator). Data analog dapat dijadikan sinyal digital dengan menggunakan codec (coder-decoder) Sinyal analog mewakili data dengan gelombang elektromagnetik yang kontinyu. Sinyal digital mewakili data dengan serangkaian pulsa2 tegangan. Data analog : Voice (gel. Suara) telepon Sinyal analog Data digital : Pulsa-pulsa Teg. biner modem Sinyal analog (frekuensi carrier) Data analog : Sinyal analog codec Sinyal digital Data digital : sinyal digital transmiter Sinyal digital Metode Transmisi Data Data dan Sinyal Sinyal analog Sinyal digital Data analog 1. sinyal menempati spektrum yang sama seperti data analog. 2. data analog diuraikan untuk menempati posisi spektrum yang berbeda Data digital Data digital diuraikan menggunakan modem untuk memproduksi sinyal analog Data analog diuraikan menggunakan suatu codec untuk memproduksi aliran bit digital 1. sinyal terdiri dari dua level tegangan yang mewakili 2 angka binary. 2. data digital diuraikan untuk menghasilkan sinyal digital sesuai dengan keinginan

15 Perlakuan Sinyal Transmisi analog Transmisi digital Sinyal analog Disebarkan melalui amplifier; perlakuan yang sama bagi sinyal analog maupun digital Sinyal analog dianggap mewakili data digital ; disebarkan melalui repeater, data digital yg diperoleh kembali dari sinyal asal, dipakai utk menghasilkan sinyal analog baru yang berbeda Data digital Tidak digunakan Sinyal digital mewakili aliran 1 dan 0, disebarkan melalui repeater, data tersebut diperoleh kembali dan dipakai untuk menghasilkan sinyal digital baru yang berbeda. Transmisi Analog : Suatu upaya mentransmisi sinyal analog tanpa memperhatikan muatannya ; sinyal2nya dapat mewakili data analog atau data digital. Untuk jarak jauh dipakai amplifier yang akan menambah kekuatan sinyal dan menekan distorsi. Transmisi Digital : Berhubungan dengan muatan sinyal. Untuk jarak jauh memakai repeater yang menguatkan sinyal 1 dan 0 sehingga tidak terjadi distorsi. KELEBIHAN TEKNIK PENSINYALAN DIGITAL 1. teknologi digital ; LSI dan VLSI menyebabkan penurunan biaya dan ukuran sirkuit digital. 2. keutuhan data : terjamin karena penggunaan repeater dibandingkan sekedar amplifier saja. 3. kapasitas penggunaan : teknik multiplexing dalam digital lebih mudah dan murah. 4. keamanan dan privacy : teknik enkripsi dapat diaplikasikan ke data digital, dan juga data analog asalkan sudah didigitalisasi. 5. integrasi : karena semua sinyal (data analog dan digital) diperlakukan secara digital, maka mempunyai bentuk yang sama, secara ekonomis dapat diintegrasikan secara bersama2 baik itu jenis data suara, video dan data digital. Gangguan Transmisi Pada sistem komunikasi apa pun sinyal yang diterima AKAN SELALU BERBEDA dengan sinyal yang dikirim. sinyal analog : dihasilkan suatu variasi modifikasi secara random yang menurunkan kualitas sinyal. sinyal digital : terjadi bit error, binary 1 akan menjadi binary 0 atau sebaliknya. Tiga Jenis Gangguan Transmisi : 1. Attenuasi 2. Delay distorsi 3. Noise

16 ATTENUATION Kekuatan sinyal melemah karena jarak yang jauh pada medium apapun. Pertimbangan untuk perancangan Transmisi : 1. Sinyal yang diterima harus memiliki kekuatan cukup sehingga penerima dapat mendeteksi dan mengartikan sinyal tersebut. 2. Sinyal harus mencapai suatu level yang cukup tinggi daripada noise agar diterima anpa error. 3. Attenuasi adalah fungsi dari frekuensi Masalah yang pertama dan yang kedua diatasi dengan sinyal yang kuat dan bantuan amplifier atau repeater. Masalah yang ketiga diatasi dengan teknik perataan attenuation melalui suatu band frekuensi dan amplifier memperkuat frekuensi tinggi daripada frekuensi rendah (pelemahan lebih besar sering ditunjukkan oleh frekuensi tinggi). DELAY DISTORTION Terjadi akibat kecepatan sinyal yang melalui medium yang berbeda, sehingga tiba pada penerima dalam waktu yang berbeda. Pada data digital karena data digital dibentuk dari sinyalsinyal dengan frekuensi yang berbeda-beda, sehingga menyebabkan intersymbol interference. NOISE Tambahan sinyal yang tidak dikehendaki yang masuk di manapun di antara transmisi dan penerima. Ada 4 kategori noise : 1. Thermal noise : disebabkan agitasi termal elektron dalam suatu konduktor. disebut juga white noise. tidak dapat dihilangkan. besarnya diformulasikan : N = k T W N = Noise power density (WATT) k = konstanta boltzman = 1,3803 x 10 J/ 0 K T = Temperatur ( 0 K) W = bandwidth (Hz) 2. Intermodulation noise : Disebabkan karena sinyal pada frekuensi yang berbeda tersebar pada medium transmisi yang sama, sehingga menghasilkan sinyal pada suatu frekuensi yang merupakan penjumlahan atau pengalian dari 2 frekuensi asalnya. Misal : sinyal dengan frekuensi f1 dan f2, maka akan mengganggu sinyal dengan frekuensi f1+f2. Timbul akibat ketidaklinieran transmitter, receiver atau sistem transmisi. 3. Crosstalk : Adalah suatu penghubung antar sinyal yang tidak diinginkan. Dapat terjadi oleh hubungan elektrikal antara kabel yang letakknay berdekatan dan dapat pula karena energi gelombang microwave.

17 4. Impulse noise : Terdiri dari pulsa-pulsa tidak beraturan atau spike noise dengan durasi pendek dan amplitudo relatif tinggi. Dihasilkan oleh kilat dan kesalahan atau cacat dalam sistem komunikasi. Merupakan sumber utama error dalam komunikasi data digital dan hanya merupakan gangguan kecil bagi data analog. Kapasitas Channel Kapasitas Channel menyatakan kecepatan dimana data dapat ditransmisikan melalui suatu path komunikasi yang diberikan dibawah kondisi-kondisi tertentu yang diberikan. Empat konsep : Data rate : kecepatan dalam bit per second (bps) dimana data dapat berkomunikasi. Bandwidth : lebar jalur dari sinyal transmisi yang dimiliki oleh trasmitter dan sifat dasar medium transmisi, dinyatakan dalam cycles per second atau Hertz. Noise : level noise rata-rata yang melaui path komunikasi Error rate : kecepata dimana error dapat terjadi. Kapasitas Channel dibatasi oleh keadaan fisik dari medium transmisi atau dari sumber lainnya. Formula Nyquist : Hubungan data rate dengan bandwidth, bahwa pengurangan / penambahan bandwidth akan menyebabkan pengurangan / penambahan data rate dengan faktor pengurangan dan penambahan yang sama. Maksimum data rate sebagai fungsi saluran bandwidth (BW) : Jika BW=B maka max. data rate adalah 2B 2 level per elemen yang terkena sinyal Umumnya : C = 2B log2 (M) C = Kapasitas channel (bps) B = Bandwidth (Hz) M = jumlah sinyal dikrit atau level tegangan. Maka : Dengan bandwidth terbatas, data rate dapat ditingkatkan dengan meningkatkan levelnya (M), tetapi nilai M dibatasi oleh noise dan attenuation pada line transmisi. Contoh : untuk bit stream sinyal digital dengan data rate 2000 bps maka bandwidth yang paling bagus adalah 2 x 2000 = 4000 Hz.

18 Formula Claude Shannon : Mempertimbangkan rasio sinyal terhadap noise (S/N) sehingga dapat dinyatakan : Kekuatan sinyal (S/N) db = 10 Log Kekuatan noise Karena semakin tinggi data rate, semakin tinggi pula error rate, maka kapasitas channel melalui persamaan Shannon : C = B log2 (1 + S/N ) Contoh : Dianggap suatu channel dengan bandwidth 3100Hz dan rasio S/N suatu line transmisi 1000 : 1, maka : C = 3100 log2 ( ) = bps Shannon membuktikan bahwa jika information rate yang sebenarnya pada suatu channel lebih kecil daripada kapasitas bebas error, secara teoritis memungkinkan untuk dapat menggunakan suatu kode sinyal yang sesuai untuk memperoleh transmisi bebas error yang melalui channel tersebut.

19 Media Transmisi Adalah penghubung fisik antara transmitter dan receiver dalam sistem transmisi data. Media Transmisi biasa menggunakan : Bounded media Konduktor Elektrik (misalnya kabel coaxial, twisted wire pairs). Konduktor Optical (contoh Optical Fiber). Unbounded media Transmisi gelombang elektromagnetk atau cahaya melalui udara atau ruang hampa. 1. Bounded Media : Dikenal sebagai media tertuntun. Media transmisi Bounded terdapat suatu hambatan yang berfungsi sebagai penuntun sinyal komunikasi. Media yang menggunakan sinyal elektrikal : Konduktor tunggal Konduktor tunggal digunakan untuk menyediakan jalur (path) untuk arus listrik. Bumi menyediakan return path ( sejak sirkuit dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu aliran arus). Saat ini, digunakan untuk jarak pendek, seperti PCB atau chip silikon. Kabel Pair Menggunakan dua konduktor, dimana konduktor kedua menyediakan return path untuk arus sinyal. Dua kabel tersebut digunakan sebagai : Open wire pair (paralel satu dengan lainnya ). Unshielded twisted pair ( terplintir ). Shielded twisted pair (umum digunakan sekarang). Kabel terbuka amat peka terhadap crosstalk dan gangguan elektromagnetik dan amat jarang digunakan. Untuk menghindari crosstalk dan interference pair konduktor di plintir (twist). Twisted pair terdiri dari 2 kawat tembaga yang diplintir bersama-sama. Biasanya jumlah pasangan yang disatukan dalam kabel, untuk yang digunakan pada jarak jauh dapat terdiri dari ratusan pasangan (contoh kabel telepon). Plintiran akan mengurangi gangguan crosstalk antara kabel yang bersebelahan dan membatasi medan elektromagnetis. Twisted pair dapat digunakan untuk jarak pendek ( biasanya lebih rendah dari 10 mil ). Pada jarak jauh membutuhkan repeater untuk regenerasi sinyal. Akan terjadi pembatasan bandwidth, ketika digunakan pada jarak yang amat jauh. Kepekaan kabel ini terhadap noise membuat tidak semua gangguan (interference) dapat dihapuskan. Biasanya digunakan untuk jarak yang amat jauh untuk telepon lokal dan transmisi data. Menghasilkan local loop telepon namun bandwidth terbatas.

20 Dapat mendukung 155Mbps pada transmisi jarak pendek (kurang dari 30ft). Sangat luas digunakan untuk jaringan kabel dalam ruangan (intrabuilding cabling). Kabel Pair dalam Jaringan Komputer : Ciri Umum : Dua kabel tembaga terisolasi disusun dalam bentuk spiral. Setiap kabel berfungsi sebagai satu jalur komunikasi. Ketebalan plintiran (twist) bervariasi mulai 2-6 inci. Ketebalan masing-masing kabel bervariasi mulai inci. Digunakan dalam jaringan telepon. Digunakan dalam gedung Paling murah dibandingkan dengan media lainnya. Mudah dalam penanganannya. Memiliki sedikit noise dan kebal terhadap interference. Mode twisted untuk menghindari crosstalk Sinyal analog perlu diperkuat dengan amplifier setiap 5-6 km Sinyal digital membutuhkan repeater setiap 2-3 km interference diatasi dengan sheating UTP: kabel telepon biasa, media LAN paling murah, mudah terkena interference. STP: kecil kemungkinan terkena interference, lebih mahal, agak sulit dalam penanganannya. Standar EIA-568-A : Kategori 3 UTP mencapai 16MHz Kategori 4 UTP mencapai 20 MHz Kategori 5 UTP mencapai 100MHz Kapasitas Data Rate kabel UTP : Kabel Coaxial (UTP) (STP)

21 Kabel Coaxial tersusun dari dua konduktor. Konduktor bagian dalam (inner conductor) sepenuhnya dilapisi oleh konduktor bagian luar (outer conductor). Dua konduktor dibatasi oleh isolator kualitas tinggi. Outer conductor dilapisi oleh suatu lapisan pelindung lagi. Kabel Coaxial dapat digunakan untuk transmisi dengan sinyal frekuensi tinggi. Menggunakan frekuensi atau time division multiplexing (FDM / TDM) banyak channel dapat di support oleh satu kabel. Digunakan untuk TV kabel. Digunakan untuk (kabel thick dan thin) ethernet, namun sudah sebagian besar digantikan oleh unshielded twisted pairs. Media yang menggunakan sinyal cahaya Fiber optic Fiber optik sangat tipis dan fleksibel, terbuat dari kaca atau plastik fiber yang dilalui oleh cahaya yang ditransmisikan. Fiber optik melakukan pemanduan gelombang dengan propagasi frekuensi optik melalui refleksi internal. Karena kebanyakan data ditransmisikan dalam sinyal listrik, sinyal ini harus dikonversikan ke sinyal cahaya sebelum ditransmisikan melalui fiber optik. Sistem Komunikasi Fiber Optik : Sistem Transmisi Fiber optik, transmiter pengubah sinyal listrik ke sinyal cahaya menggunakan : LED (Light emitting diode) untuk transmisi jarak pendek (< 2km) LASER dioda digunakan dalam transmisi jarak jauh. Penerima menggunakan diode untuk mengkonversi sinyal cahaya kembali ke sinyal listrik. Memberikan bandwidth yang amat besar. Sinyal yang loss sangat rendah.

22 Fiber optik kebal terhadap elektromagnetik interference. Fiber optik dasar berisi dua lapisan terpusat (concentric), yaitu : core (inti) pada bagian dalam dan cladding pada bagian luar mempunyai suatu indeks-refraksi spesifik lebih rendah dari inti. Ada 2 jenis profil indeks-refraksi, yaitu step (langkah) dan Graded : Untuk profil fiber step, indeks refraksi inti bagian dalam seragam, profil fiber graded, profil yang bagian dalam indeks-refraksi inti tidak seragam. Ada 3 tipe dasar fiber : Multimode Diameter Inner core relatif besar ( micron). Perjalanan cahaya dalam berbagai mode. Digunakan untuk jarak pendek atau menengah ( < 2km). Paling murah dibandingkan dengan tipe lainnya. Mendukung medium sampai bandwidth tinggi. Fiber Single mode Diameter Inner core sangat kecil, biasanya micron. Perjalanan cahaya dalam satu jenis mode. Digunakan untuk jarak menengah sampai jarak jauh (> 2km).

23 Lebih mahal dibandingkan multimode fiber. Dapat mendukung bandwidth tinggi (6 Gbps). Fiber multimode graded index Core (inti) relatif besar. namun sulit dibuat. Cirinya adalah berada diantara fiber dengan mode single dan fiber multimode. Karena sulit dalam pembuatan, jarang digunakan dalam networking. Media yang menggunakan gelombang elektromagnetik Waveguide Waveguide adalah adalah suatu pipa segiempat atau pipa yang melingkar, yang terbuat dari beberapa konduktor tembaga. Waveguide membatasi dan memandu gelombang radio frekuensi sangat tinggi antar dua lokasi. Waveguide digunakan untuk sinyal-sinyal dalam range frekuensi gigahertz (GHz) ketika twisted pair atau beberapa kabel coaxial tidak efektif. 2. UnBounded Media : Tidak dibutuhkan koneksi fisik. Ruang angkasa maupun udara sebagi media transmisi untuk gelombang elektromagnetik. Source dan destination dapat statik atau mobile. Broad spectrum dari rendah sampai bandwidth tinggi tersedia. Dapat dengan cepat diimplementasikan. Cenderung mendapatkan gangguan interference. Spektrum transmisi harus dibagi pakai bersama dan harus dikendalikan untuk mencegah gangguan interference setiap lokasi yang dilewatinya. Sistem komunikasi unbounded : Siaran Broadcast radio dan televisi. Terrestrial microwave. Satellite. Infra red. Evolusi Sistem Pengkabelan : 1980, Aplikasi pengkabelan fungsi khusus, Pemrosesan tersentralisasi, suara dan Data terpisah. 1990, Arsitektur sistem pengkabelan terbuka, suara/data/gambar/video Mulai membutuhkan pengkabelan untuk transmisi berkecepatan tinggi, 100/155 Mbps atau lebih tinggi, dibutuhkan lebar Bandwidth yang lebih tinggi pula secara signifikan.

24 Sistem Pengkabelan harus dibuat untuk mengalamati sesuatu yang : Tidak kompatibel Tidak Standar Perencanaan tipe pengkabelan konvensional Didesain untuk memudahkan pengenalan sistem komputer baru seperti LAN dan PBX. Konsentrasi Sistem Pengkabelan : Perencanaan Instalasi dan perawatan kabel secara reliable merupakan hal yang amat penting dalam membangun LAN. UTP kategori 5 UTP saat ini menjadi pilihan utama pada pengkabelan LAN. Mengapa UTP kategori 5 UTP tersebut dapat menjadi solusi yang terbaik untuk pengkabelan secara horisontal? Bagaimana system kabel tersebut menangani 100/155 Mbps + Data Rate? Bagaimana memaksimalkan Kinerja instalasi UTP? Suara : Sistem pengkabelan yang dipasang oleh vendor PBX atau jaringan telepon dilakukan untuk mengidentifikasi semua lokasi kerja yang terhubung. Data: Pengkabelan akan diletakkan berdasarkan data jaringan sesuai dengan yang dibutuhkan. Aplikasi Media Proprietary (Coax, Dual Coax, Shielded) Sistem pemrosesan data - Mainframe (IBM 3270, IBM System 36/38 AS 400, etc..) PC - Stand alone Vendor LAN mengestimasi masalah pada kabel merupakan 50% permasalahan pada LAN failure and problem. Teknologi LAN mencatat 70% kejadian downtime adalah disebabkan permasalahan pada system pengkabelan. Studi Communications Week pada Januari 1992 menemukan bahwa biaya network downtime untuk perusahan kecil mencapai $3, per jam. Studi Infonectics Corporation pada Oktober 1993 menemukan bahwa biaya network downtime Fortune pada 1000 perusahan rata-rata $62,500 per jam.

25 Biaya Jaringan : Trend Sistem Pengkabelan : 100 Mbps over Copper, solusi untuk UTP sudah tersedia 100 Mbps over Fiber, Momentum has Slowed Fast Ethernet* 100 Mbps, pada kabel CAT3 dan CAT5 ATM 155 Mbps sudah tersedia Limit secara teoritis untuk beberapa manufacture kabel CAT5 adalah lebih dari 950 Mbps pada 100 Meters. Properti Sistem Pengkabelan : Arsitektur Terbuka Perencanaan distribusi terintegrasi Standar Compliant Efektifitas dalam biaya Penawaran End-to-End Berfungsi penuh dan fleksibel Pertumbuhan yang dapat dimanajemenkan Perlindungan dalam investasi

26 PART I KOMUNIKASI DATA CHAPTER 2 TRANSMISI DATA Dua faktor yang mempengaruhi keberhasilan dari suatu transmisi data : kualitas sinyal yang ditransmisi dan karakteristik media transmisi. 2.1 KONSEP DAN ISTILAH-ISTILAH Data transmisi melewati transmitter (pemancar) dan receiver (penerima) melalui medium transmisi. Media transmisi diklasifikasikan sebagai Media yang dituntun (guided media ), gelombang-gelombang dituntun melewati jalur fisik, contoh : twisted pair, kabel koaksial dan fiber optik. Media yang tidak dituntun (unguided media), menyediakan suatu device untuk mentransmisi gelombang elektromagnetik tetapi tanpa menuntunnya, contoh : penyebaran melalui udara, hampa udara, dan air laut. Direct link menyatakan arah transmisi antara dua device dimana sinyal disebarkan langsung dari transmitter ke receiver dengan tanpa device perantara (amplifier atau repeater yang dipakai untuk meningkatkan kekuatan sinyal)(lihatgambar 2.1). Gambar 2.1.a menunjukkan medium tansmisi point to point untuk direc link antaradua device saja. Gambar 2.1.b menunjukkan konfigurasi multipoint dimana dapat lebih dari dua device pada medium yang sama. Jaringan Komputer Bab II Halaman 1/25

27 Sistim-sistim transmisi (menurut definisi ANSI) : Simplex, sinyal ditransmisi dalam satu arah saja; stasiun yang satu bertinda k sebagai transmitter dan yang lain sebagai receiver. Half-duplex, kedua stasiun dapat melakukan transmisi tetapi hanya sekali dalam suatu waktu. Full-duplex, kedua stasiun dapat bertransmisi secara simultan, medium membawa dalam dua arah pada waktu yang sama. FREKUENSI, SPEKTRUM DAN BANDWIDTH Sinyal dapat dinyatakan sebagai fungsi waktu ataupun sebagai fungsi frekuensi. KONSEP TIME-DOMAIN Suatu sinyal s(t) continuous jika : lim s(t) = s(a) t a Jaringan Komputer Bab II Halaman 2/25

28 Gambar 2.2 menunjukkan suatu sinyal discrete dan continuous. Sinyal s(t) periodik jika dan hanya jika : s(t+t) = s(t) -- < t < + Gambar 2.3 menampilkan dua sinyal periodik, gelombang sinus dan gelombang kotak (sguare). Gambar 2.3. Contoh dari sinyal-sinyal periodik Jaringan Komputer Bab II Halaman 3/25

29 Tiga karakteristik penting sinyal periodik : Amplitudo, ukuran sinyal pada waktu tertentu Frekuensi, kebalikan dari periode (1/T) atau banyaknya pengulangan periode per detik (Hz atau cycles per second) atau ukuran dari jumlah berapa kali seluruh gelombang berulang. Phase, ukuran dari posisi relatif pada suatu saat dengan tidak melewati periode tunggal dari sinyal; lihat gambar 2.4 dimana terdapat dua gelombang dengan beda phase /2. Bila dinyatakan suatu gelombang sinusoidal sebagai : s(t) = A sin (2π f1t + θ ) maka A = amplitudo maksimum, f 1 = frekuensi, dan θ adalah phase. KONSEP FREKUENSI-DOMAIN Gambar 2.5 menunjukkan contoh sinyal s(t) = sin (2π f 1 t)+ 1/3 sin (2π (3f 1 )t). Dari gambar dapat dilihat bahwa : frekuensi kedua merupakan suatu perkalian integral dari frekuensi pertama sehingga frekuensi akhir dinyatakan sebagai frekuensi utama periode total sinyal sama dengan periode dari frekuensi utama; periode dari sin(2π f 1 t) adalah T=1/f 1 dan periode dari s(t) juga T (lihat gambar 2.5.c). Jadi semua sinyal apapun dapat dibuat dari komponen-komponen frekuensi, dimana tiap-tiap komponen adalah gelombang sinusoidal. Hal ini dikenal dengan analisis Fourier. Jaringan Komputer Bab II Halaman 4/25

30 Gambar 2. 5.a menunjukkan fungsi frekuensi-domain untuk sinyal dari gambar 2.5.c dalam hal ini s(f) adalah discrete. Gambar 2.5.b menunjukkan fungsi frekuensidomain untuk pulsa kotak tunggal yang mempunyai nilai 1 antara -x/2 dan x/2, dan 0 dilain tempat, dalam hal ini s(f) adalah continuous. Spektrum sinyal adalah daerah frekuensi yang dapat dimuati. Untuk gambar 2.5.c, spektrumnya dari f 1 samapi 3f 1. Absolute bandwidth dari sinyal adalah lebar spektrum. Untuk gambar 2.5.c, bandwidthnya adalah 2f1. Pada gambar 2.6.b, terdapat banyak bandwidth tetapi kebanyakan energi dalam sinyal relatif dimuat dalam band frekuensi rendah. Band ini dinyatakan sebagai effective bandwidth atau bandwidth saja. DC component yaitu jika suatu sinyal termasuk suatu komponen frekuensi nol, dimana komponen tersebut adalah dc atau komponen konstan. Contoh lihat gambar 2.7 yang menunjukkan hasil penambahan dc komponen terhadap sinyal pada gambar 2.6. Jaringan Komputer Bab II Halaman 5/25

31 HUBUNGAN ANTARA DATA RATE DENGAN BANDWIDTH Medium transmisi apapun yang dipakai akan menyesuaikan dengan band frekuensi yang terbatas. Hal ini menyebabkan data rate yang dapat melewati medium transmisi, terbatas. Pada gambar 2.8, diberikan komponen-komponen frekuensi gelombang kotak. Disini terlihat bahwa gelombang kotak terbentuk dari penjumlahan spektrum-spektrum ganjil, sehingga gelombang kotak datap dinyatakan dalam : s(t) = A x 1/k sin (2π kf 1 t) k=1 Gambar 2.7. Sinyal dengan komponen DC Jaringan Komputer Bab II Halaman 6/25

32 Hubungan data rate dan bandwidth didapat bahwa pengurangan/penambahan bandwidth akan menyebabkan pengurangan/penambahan da ta rate dengan faktor pengurangan/penambahan yang sama. Contoh (lihat gambar 2.8.a) : diinginkan bandwidth 4 MHz. jika f 1 = 10 cycles/sec= 1 MHz, maka bandwidth : s(t) = sin ((2π x 10 6 )t) + 1/3 sin ((2π x 3 x 10 6 )t)+ 1/5 sin ((2π x 5 x 10 6 )t) = (5 x 10 6 ) = 4 MHz periode : T=1/10 6 = 1 sec (karena f 1 = 10, T=1/f 1 ) Jika gelombang ini terdiri dari bit string '1' dan '0' maka tiap bit terjadi setiap 0,5 sec sehingga data rate : 2 x f1 = 2 x 10 = 2 Mbps; dengan demikian bandwidth 4 MHz, data ratenya 2 Mbps. Gambar 2.8. Komponen-komponen frekuensi untuk gelombang square(t=1/f 1 ) Semakin terbatas bandwidth, semakin besar distorsi dan semakin besar kemungkinan error pada receiver. Gambar 2.9 menunjukkan bit stream dengan data rate 2000 bps, maka untuk bandwidth 1700 sampai 2500 Hz, hasilnya sudah cukup bagus tetapi dengan bandwidth 4000 Hz, hasilnya lebih bagus lagi. Jadi data rate suatu sinyal digital adalah W bps, maka bandwidth yang paling bagus adalah 2W Hz. Jaringan Komputer Bab II Halaman 7/25

33 KEKUATAN SINYAL Sinyal yang melalui medium transmisi yang jauh, akan mengalami kehilangan atau attenuation (pelemahan) kekuatan sinyal. Untuk itu perlu amplifier yang akan menambah gain sinyal. Kekuatan sinyal dinyatakan dalam decibel (db) yaitu suatu ukuran perbedaan dalam dua level kekuatan, dirumuskan sebagai berikut : Ndb = 10 log 10 (P 1 /P 2 ) dimana : Ndb = besar decibel P 1,2 = besar kekuatan 2.2 TRANSMISI DATA ANALOG DAN DIGITAL Istilah analog dan digital berhubungan dengan continuous dan discrete yang dalam komunikasi data dipakai dalam tiga konteks : data, didefinisikan sebagai entity yang mengandung sesuatu arti signaling (pen-sinyal-an), adalah tindakan penyebaran sinyal melalui suatu medium yang sesuai. transmisi, adalah komunikasi dari data dengan penyebaran dan pemrosesan sinyal Jaringan Komputer Bab II Halaman 8/25

34 DATA Data analog diperoleh pada nilai-nilai continuous dalam beberapa interval. Contoh : suara, video. Data digital didapat pada nilai-nilai discrete. Contoh : text dan integer. Pada gambar 2.10 ditunjukkan spektrum suara manusia yang dapat diambil sebagai contoh data analog. Gambar 2.11 menunjukkan bagaimana timbulnya gambar pada layar TV yang merupakan hasil tumbukan elektron pada layar dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah. Jaringan Komputer Bab II Halaman 9/25

35 Sedangkan untuk contoh sinyal digital yang paling dikenal yaitu text atau karakter string. Kode yang dipakai umum adalah ASCII (American Standart Code for Information Interchange) yang memakai 8 bit data per karakter. SINYAL Sinyal analog adalah gelombang elektromagnetik continuous yang disebar melalui suatu media, tergantung pada spektrumnya. Sinyal digital adalah serangakaian pulsa tegangan yang dapat ditransmisikan melalui suatu medium kawat. CONTOH-CONTOH Sinyal suara mempunyai spektrum 20 Hz sampai 20 KHz tetapi standart spektrumnya antara 300 sampai 3400 Hz yang mana pada range ini cukup untuk mereproduksi suara, meminimalkan keperluan akan kapasitas transmisi dan boleh menggunakan telephone biasa. Sinyal ini ditransmisikan melalui sistim telephone ke suatu receiver. Sinyal video terdiri dari komponen digital dan analog. Gambar 2.12a menampilkan pulsa-pulsa untuk line horisontal sedangkan gambar 2.12b menampilkan pulsa-pulsa untuk line vertikal. Semuanya ini merupakan pulsa-pulsa digital yang di-sinkron-kan (synchronisasi) yang dikirim antara tiap line dari sinyal video. Yang perlu diperhatikan disini yaitu timing dari sistim dan bandwidth yang diperlukan untuk sinyal video. Hal ini akan mempengaruhi hasil dan resolusi dari gambar video. Jaringan Komputer Bab II Halaman 10/25

36 DATA DAN SINYAL Data analog dapat merupakan sinyal analog. Demikian pula,data digital dapat merupakan sinyal digital. Pada gambar 2.13, data digital dapat juga dijadikan sinyal analog dengan memakai modem (modulator/demodulator) sedangkan data analog dapat dijadikan sinyal digital dengan memakai codec (coder-decoder). Hal ini akan dibahas lebih lanjut pada chapter 3. Lihat tabel berikut yang merangkum metode transmisi data : Data dan sinyal data analog data digital Sinyal analog dua alternatif:(1) sinyal menempati spektrum yang sama seperti data analog; (2) data analog diuraikan untuk menempati posisi spektrum yang berbeda data digital diuraikan menggunakan suatu modem untuk memproduksi sinyal analog. Sinyal digital data analog diuraikan mempergunakan suatu codec untuk memproduksi suatu aliran bit digit al. dua alternatif:(1) sinyal terdiri dari dua level tegangan yang mewakili dua angka binary; (2) data digital diuraikan untuk menghasilkan suatu sinyal digital sesuai dengan keinginan. Perlakuan sinyal Jaringan Komputer Bab II Halaman 11/25

37 sinyal analog sinyal digital Transmisi analog disebarkan melalui amplifier; perlakuan yang sama baik sinyal yang digunakan sebagai data analog atau digital. tidak dipakai Transmisi digital anggap bahwa sinyal analog mewakili data digital. Sinyal disebarkan melalui repeater; pada tiap repeater, data digital diperoleh kembali dari sinyal asal dan dipakai untuk menghasilkan suatu sinyal analog baru yang berbeda. sinyal digital mewakili suatu aliran dari '1' dan '0', dimana mungkin mewakili data digital atau mungkin suatu encoding dari data analog. Sinyal disebarkan melalui repeaterrepeater; pada tiap repeater, aliran dari '1' dan '0' diperoleh kembali dari sinyal asal dan dipakai untuk menghasilkan suatu sinyal digital baru yang berbeda. Transmisi analog adalah suatu upaya mentransmisi sinyal analog tanpa memperhatikan muatannya; sinyal-sinyalnya dapat mewakili data analog atau data digital. Untuk jarak yang jauh dipakai amplifier yang akan menambah kekuatan sinyal sehingga menghasilkan distorsi yang terbatas. Transmisi digital, berhubungan dengan muatan dari sinyal. Untuk mencapai jarak yang jauh dipakai repeater yang menghasilkan sinyal sebagai '1' atau '0' sehingga tidak terjadi distorsi. Alasan-alasan digunakannya teknik pen-sinyal-an digital : teknologi digital : adanya teknologi LSI dan VLSI menyebabkan penurunan biaya dan ukuran circuit digital. keutuhan data : terjamin karena penggunaan repeater dibandingkan amplifier sehingga transmisi jarak jauh tidak menimbulkan banyak error. Penggunaan kapasitas : agar efektif digunakan teknik multiplexing dimana lebih mudah dan murah dengan teknik digital daripada teknik analog. Keamanan dan privasi : teknik encryption dapat diaplikasikan ke data digital dan ke analog yang sudah mengalami digitalisasi. Integrasi : karena semua sinyal (data analog dan digital) diperlakukan secara digital maka mempunyai bentuk yang sama, dengan demikian secara ekonomis dapat diintegrasikan dengan suara (voice), video dan data digital. Jaringan Komputer Bab II Halaman 12/25

38 2.3 KELEMAHAN-KELEMAHAN TRANSMISI Pada sistim komunikasi manapun, sinyal yang diterima akan selalu berbeda dari sinyal yang dikirim. Pada sinyal analog, hal ini berarti dihasilkan variasi modifikasi random yang menurunkan kualitas sinyal. Pada sinyal dig ital, yaitu terjadinya bit error artinya binary '1' akan menjadi binary '0' dan sebaliknya. Kelemahan yang paling signifikan yaitu : Attenuation dan attenuation distorsi (pelemahan dan distorsi oleh pelemahan). Delay distorsi (distorsi oleh delay). Noise. ATTENUATION Kekuatan sinyal akan melemah karena jarak yang jauh melalui medium transmisi apapun. Tiga pertimbangan untuk perancangan transmisi : 1. Sinyal yang diterima harus mempunyai kekuatan yang cukup sehingga penerima dapat mendeteksi dan mengartikan sinyal tersebut. 2. Sinyal harus mencapai suatu level yang cukup tinggi daripada noise agar diterima tanpa error. 3. Attenuation adalah suatu fungsi dari frekuensi. Masalah pertama dan kedua dapat diatasi dengan menggunakan sinyal dengan kekuatan yang mencukupi dan amplifier-amplifier atau repeater-repeater. Masalah ketiga, digunakan teknik untuk meratakan attenuation melalui suatu band frekuensi dan amplifier yang memperkuat frekuensi tinggi daripada frekuesi rendah. Contoh attenuation dapat dilihat gambar 2.14a. Grafik no.1 menggambarkan attenuation tanpa equalisasi (perataan) dimana terlihat frekuensi-frekuensi tinggi mengalami pelemahan yang lebih besar daripada frekuensi-frekuensi rendah. Grafik no.2 menunjukkan efek dari equalisasi. Jaringan Komputer Bab II Halaman 13/25

39 Gambar Kurva Pelemahan dan distorsi delay untuk channel suara Distorsi attenuation merupakan problem kecil bila menggunakan sinyal digital dimana konsentrasinya pada frekuensi utama atau bit rate dari sinyal. DELAY DISTORTION Terjadi akibat kecepatan sinyal yang melalui medium berbeda-beda sehingga tiba pada penerima dengan waktu yang berbeda. Hal ini merupakan hal yang kritis bagi data digital yang dibentuk dari sinyal-sinyal dengan frekuensi-frekuensi yang berbeda -beda sehingga menyebabkan intersymbol interference.. Gambar 2.14b menunjukkan teknik equalizing dalam mengatasi hal ini. Jaringan Komputer Bab II Halaman 14/25

40 NOISE Noise adalah tambahan sinyal yang tidak diinginkan yang masuk dimanapun diantara transmisi dan penerima. Dibagi dalam empat kategori : Thermal noise, o o o o disebabkan oleh agitasi termal elektron dalam suatu konduktor sering dinyatakan sebagai white noise tidak dapat dilenyapkan besar thermal noise (dalam watt) dengan bandwidth W Hz dapat dinyatakan sebagai : N = k TW dimana : N = noise power density k = konstanta Boltzman = 1,3803 x 10 J/ K T = temperatur ( K) Intermodulation noise o o disebabkan karena sinyal-sinyal pada frekuensi-frekuensi yang berbeda tersebar pada medium transmisi yang sama sehingga menghasilkan sinyal-sinyal pada suatu frekuensi yang merupakan penjumlahan atau penga lian dari dua frekuensi asalnya. misalnya : sinyal dengan frekuensi f1 dan f2 maka akan mengganggu sinyal dengan frekuensi f1 + f2 hal ini timbul karena ketidak linearan dari transmitter, receiver atau sistim transmisi. Crosstalk o o adalah suatu penghubung antar sinyal yang tidak diinginkan dapat terjadi oleh hubungan elektrikal antara kabel yang letaknya berdekatan dan dapat pula karena energi dari gelombang microwave. Impulse noise o o o terdiri dari pulsa-pulsa tak beraturan atau spike-spike noise dengan durasi pendek dan dengan amplitudo yang relatif tinggi. dihasilkan oleh kilat, dan kesalahan dan cacat dalam sistim komunikasi noise ini merupakan sumber utama error dalam komunikasi data digital dan hanya merupakan gangguan kecil bagi data analog. Hal ini dapat dilihat pada gambar Jaringan Komputer Bab II Halaman 15/25

41 KAPASITAS CHANNEL Gambar Efek dari noise pada sinyal digital Kapasitas channel (kanal) menyatakan kecepatan yang mana data dapat ditransmisikan melalui suatu path komunikasi yang diberikan, atau channel, dibawah kondisi-kondisi tertentu yang diberikan. Ada empat konsep disini yang akan dihubungan satu sama lain : Data rate : adalah kecepatan, dalam bit per second (bps), dimana data dapat berkomunikasi. Bandwidth : adalah bandwidth dari sinyal transmisi ya ng dimiliki oleh transmitter dan sifat dasar medium transmisi, dinyatakan dalam cycles per second, atua hertz. Noise : level noise rata-rata yang melalui path komunikasi. Error rate : kecepatan dimana error dapat terjadi. Kapasitas channel dibatasi oleh keadaan fisik dari medium transmisi atau dari dari sumber-sumber lainnya. Formula Nyquist : C = 2 W log 2 M dimana : C = kapasitas channel (bps) W = bandwidth dari channel (Hz) M = jumlah sinyal discrete atau level tegangan misal : bandwidth line telepon 3100 Hz maka C = 6200 log 2 M dan M = 8 sehingga C = bps. Jaringan Komputer Bab II Halaman 16/25

42 Jadi dengan bandwidth terbatas, data rate dapat ditingkatkan dengan meningkatkan levelnya (M), tetapi nilai M dibatasi oleh noise dan attenuation pada line transmisi. Formula Claude Shannon, mempertimbangkan ratio sinyal terhadap noise (S/N) sehingga dapat dinyatakan : kekuatan sinyal (S/N) db = 10 log kekuatan noise karena ternyata semakin tinggi data rate, semakin tinggi pula error rate sehingga kapasitas channel oleh persamaan Shannon : C = W log2 (1 + S/N) misal : dianggap suatu channel dengan bandwidth 3100 Hz, dan ratio S/N suatu line 1000:1, maka C = 3100 log 2 (1+1000) = bps. (note : semua nilai-nilai C yang didapat dalam contoh adalah gambaran maksimum untuk ukuran transmisi, dianjurkan menggunakan data rate yang lebih kecil). Shannon membuktikan bahwa jika information rate yang sebenarnya pada suatu channel lebih kecil daripada kapasitas bebas error, kemudian secara teori memungkinkan untuk dipakai suatu kode sinyal yang sesuai untuk memperoleh transmisi bebas error yang melalui channel. Gambar 2.16 menggambarkan efisiensi suatu transmisi secara teori. Gambar Efisiensi transmisi secara teoritis dan sebenarnya Data rate dapat ditingkatkan dengan peningkatan baik pada kekuatan sinyal atau bandwidth. Tetapi dengan kekuatan sinyal yang meningkat maka timbul nonlinearitas dalam sistim sehingga meningkatkan intermodulation noise. Juga dengan semakin lebarnya bandwidth, noise makin mudah masuk ke sistim. Dengan demikian peningkatan W maka S/N menurun. Jaringan Komputer Bab II Halaman 17/25

43 2.4 MEDIA TRANSMISI Medium transmisi adalah penghubung fisik antara transmitter dan receiver dalam sistim transmisi data. Terdapat dua media yaitu guided media (lihat tabel 2.3) dan unguided media Tabel 2.3 Karakteristik Transmisi point to point dari Media Guided Gambar 2.17 menunjukkan spektrum elektromagnetik dan mengindikasikan frekuensi dimana berbagai macam teknik transmisi guided dan unguided beroperasi. Gambar Spektrum elektromagnetik TWISTED PAIR DESKRIPSI SECARA FISIK terdiri dari dua isolasi kawat tembaga yang diatur dalam suatu spiral yang terlindungi. Gulungan ini meminimkan interferensi antar kabel. Jaringan Komputer Bab II Halaman 18/25

44 PENGGUNAAN Dipakai pada sistim telephone. Dipakai untuk jarak yang jauh dengan data rate 4 Mbps atau lebih. Biaya murah. KARAKTERISTIK TRANSMISI untuk sinyal analog, diperlukan amplifier setiap 5 sampai 6 km sedangkan untuk sinyal digital diperlukan repeater setiap 2 sampai 3 km. Bila dibandingkan media lain, maka terdapat keter batasan dalam jarak, bandwidth, dan data rate. Gambar 2.18 menggambarkan attenuation pada media ini. Media ini mudah terkena interferensi dan noise. Gambar 2.19 menunjukkan pencapaian data rate terhadap jarak. Gambar Attenuasi/pelemahan pada media transmisi guided Gambar Panjang kabel Twisted-pair Vs data rate untuk Keseimbangan transmisis Jaringan Komputer Bab II Halaman 19/25

45 KABEL KOAKSIAL DESKRIPSI SECARA FISIK terdiri dari konduktor cilinder rongga luar yang mengelilingi suatu kawat konduktor tunggal (gambar 2.20). Kedua konduktor dipisahkan oleh bahan isolasi. Gambar Konstruksi kabel koaksial PENGGUNAAN dipakai dalam : o o o o Transmisi telephone dan televisi jarak jauh. Television distribution (TV kabel). Local area networks. Short-run system links. lebih mahal daripada twisted pair. KARAKTERISTIK TRANSMISI tidak mudah terkena noise bila dibandingan dengan twisted pair sehingga dapat digunakan secara efektif pada frekuensi-frekuensi tinggi dan data rate yang tinggi. untuk transmisi analog yang jauh, dibutuhkan amplifier setiap beberapa kilometer sedangkan untuk transmisi digital, diperlukan repeater setiap kilometer. Jaringan Komputer Bab II Halaman 20/25

46 FIBER OPTIK DESKRIPSI SECARA FISIK adalah suatu medium fleksibel tipis yang mampu menghantarkan sinar ray. Berbagai kaca dan plastik dipakai untuk membuatnya. PENGGUNAAN karakteristik fiber optik yang membedakannya dari twisted pair dan kabel koaksial : o bandwidth yang lebih besar : data rate sebesar 2 Gbps dengan jarak 10 kilometer dapat dicapai o ukuran yang lebih kecil dan berat yang lebih ringan o attenuation yang lebih rendah o isolasi terhadap elektromagnetik : sehingga tidak mudah terkena interferensi dari elektromagnetik eksternal o jarak antar repeater yang lebih jauh. Sistim transmisi fiber optik di Jerman da pat mencapai data rate 5 Gbps dengan jarak 111 km tanpa repeater. lima kategori dasar dari aplikasi yang penting untuk fiber optik : o o o o o Long-haul trunks. Metropolitan trunks. Rural exchange trunks. Local loops. Local area networks. KARAKTERISTIK TRANSMISI range frekuensi antara sampai Hz yang meliputi spektrum yang tampak dan bagian dari spektrum infrared. prinsip transmisi fiber optik : (lihat gambar 2.22) o o o multimode multimode graded index / multimode step index single mode Jaringan Komputer Bab II Halaman 21/25

47 Gambar Mode transmisi dari fiber optik GELOMBANG MICROWAVE DESKRIPSI SECARA FISIK digunakan antena parabolik untuk memperoleh transmisi dengan jarak yang jauh, digunakan gedunggedung relay microwave yang diseri dan point to point microwave yang dirangkai bersama sesuai dengan jarak yang diinginkan. PENGGUNAAN dipakai untuk : o o o o Telekomunikasi jarak jauh. Transmisi suara dan televisi. Local networks. Local data distribution. dibandingkan dengan kabel koaksial, jarak antar amplifier atau repeater lebih jauh. Jaringan Komputer Bab II Halaman 22/25

48 KARAKTERISTIK TRANSMISI tabel 2.6 menunjukkan bandwidth dan data rate untuk beberapa tipe sistim Tabel 2.6 Performa Microwave Digital sumber utama dari gangguan adalah attenuation dimana dapat dinyatakan sebagai L = 10 log (4π d / λ ) db dimana : d = jarak λ = panjang gelombang jarak antar repeater atau amplifier antara km SATELIT MICROWAVE DESKRIPSI SECARA FISIK adalah stasiun relay microwave yang digunakan untuk merangkai dua atau lebih transmitter/receiver dari groundbased microwave yang dikenal sebagai stasiun bumi. setiap satelit yang mengorbit akan beroperasi pada sejumlah band frekuensi yang disebut channel transponder atau transponder saja. gambar 2.23 menampilkan dua cara umum yang dipakai untuk komunikasi satelit Gambar Konfigurasi Komunikasi Satelit Jaringan Komputer Bab II Halaman 23/25

49 PENGGUNAAN dipakai dalam : o o o Television distribusion, paling luas digunakan diseluruh dunia; memakai teknologi DBS (direct broadcast sattelite) dimana sinyal video dari satelit ditransmisikan langsung ke rumahrumah. Transmisi telepon jarak jauh. Private business networks, digunakan sistim VSAT (very small aperture terminal) untuk menekan biaya (lihat gambar 2.24 untuk konfigurasi VSAT). KARAKTERISTIK TRANSMISI Gambar Konfigurasi VSAT range frekuensi optimumnya antara 1 sampai 10 GHz frekuensi transmisi dan penerimaan berbeda tipe transmisinya full-duplex antara pengguna dan satelit karena jarak yang jauh maka timbul delay sebesar 240 sampai 300 ms dari transmisi salah satu stasiun bumi ke penerimaan oleh stasiun bumi lainnya semua stasiun dapat melakukan transmisi ke satelit dan transmisi dari satelit dapat diterima oleh semua stasiun. Jaringan Komputer Bab II Halaman 24/25

50 RADIO DESKRIPSI SECARA FISIK perbedaan dengan microwave bahwa radio adalah segala arah sedangkan microwave adalah terfokus. Dengan demikian tidak diperlukan antena berbentuk parabola dan tidak perlu diletakkan pada jurusan yang tepat. PENGGUNAAN digunakan pada band VHF dan UHF : 30 MHz sampai 1 GHz termasuk radio FM dan UHF dan VHF televisi untuk komunikasi data digital digunakan packet radio. KARAKTERISTIK TRANSMISI untuk komunikasi data digital dipakai data rate yang rendah dengan frekuensi dalam kilo bit daripada dalam mega bit atas dasar pertimbangan efek attenuation digunakan untuk komunikasi broadcast, contoh : sistim ALOHA di Hawaii seperti pada satelit, frekuensi transmisi dan penerima berbeda transmisi dalam bentuk paket-paket repeater dipakai pada sistim untuk setiap radius kira-kira 500 km. Jaringan Komputer Bab II Halaman 25/25

51

52 Data Encoding 1. Pengenalan Teknik Encoding dan modulasi : Untuk pensinyalan digital, suatu sumber data g(t) dapat berupa digital atau analog yang di encode menjadi suatu sinyal digital x(t) Untuk pensinyalan analog, input sinyal m(t) dapat berupa analog atau digital dan disebut sinyal pemodulasi (sinyal baseband), yang dimodulasi menjadi sinyal termodulasi s(t). Dasarnya adalah memodulasi sinyal carrier yang sesuai dengan medium transmisinya. Modulasi adalah proses encoding sumber data dalam suatu sinyal carrier dengan frekuensi fc. 2. Teknik Pengkodean : a. Data digital sinyal digital Pendahuluan Elemen sinyal : tiap pulsa dari sinyal digital. Data binary yang ditransmisiskan dengan meng-encode tiap bit data menjadi elemen-elemen sinyal. Sinyal unipolar : semua elemen sinyal yang mempunyai tanda yang sama, yaitu positif semua atau negative semua. Sinyal polar : elemen-elemen sinyal dimana salah satu kondisi logikanya diwakili oleh level tegangan positif dan yang lainnya level tegangan negatif. Durasi : atau lebar suatu bit, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh transmitter untuk memancarkan bit tersebut. Modulation rate : kecepatan dimana level sinyal berubah, dinyatakan dalam Bauds atau elemen sinyal perdetik. Mark = digit binary 1 Space = digit binary 0

53 Interpretasi Sinyal Tugas Receiver dalam mengartikan sinyal digital : Receiver harus mengetahui timing setiap bit. Receiver harus menentukan apakah level sinyal dalam posisi bit 1 (high) atau 0 (low). Tugas-tugas ini dilaksanakan dengan men-sampling tiap posisi bit pada tengah-tengah interval dan membandingkan nilainya dengan thereshold. Faktor kesuksesan receiver mengartikan sinyal datang : Data rate (kecepatan data) : peningkatan data raa akan meningkatkan bit error rate (kecepatan terjadinya kesalahan bit). Rasio S/N (signal to Noise Ratio / SNR) : Peningkatan S/N akan menurunkan bit error rate. Bandwidth : peningkatan bandwidth dapat meningkatkan data rate. Perbandingan Skema Encoding Lima faktor yang perlu dinilai dan dibandingkan dari berbagai skema encoding : Spektrum sinyal : desain sinyal yang bagus harus mengkonsentrasikan kekuatan transmisinya pada daerah tengah dari bandwidth transmisi ; untuk mengatasi distorsi dalam penerimaan sinyal, digunakan desain kode yang sesuai dengan bentuk dari spektrum sinyal transmisi. Clocking : menentukan awal dan akhir dari setiap posisi bit dengan mekanisme sinkronisasi yang berdasarkan pada sinyal transmisi. Deteksi error : dibentuk dalam skema fisik encoding sinyal. Interferensi sinyal dan kekebalan terhadap noise : beberapa kode lebih baik dari yang lain. Biaya dan kompleksitas : semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi data rate yang ada, semakin besar biayanya. Skema Encoding 1. 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. 2. 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

54 contoh dari deferensial encoding. Keuntungannya : lebih kebal noise, tidak dipengaruhi oleh level tegangan NRZ-L NRZ-I Kelemahan NRZ-L dan NRZ-I : Keterbatasan dalam komponen dc Kemampuan sinkronisasi yang buruk 3. Multilevel Binary Yaitu suatu kode yang menggunakan 2 level sinyal, yaitu : Bipolar-AMI : o Suatu kode dimana binary 0 diwakili dengan tidak adanya sinyal garis dan binary 1 diwakili oleh suatu pulsa positif atau negatif yang berubahubah polaritasnya. o Tidak ada loss sync jika terdapat deretan satu yang panjang (deretan nol dapat saja terjadi masalah). o Tidak ada net komponen DC. o Bandwidth yang lebih rendah o Mudah dalam deteksi kesalahan Pseudoternary : o Suatu kode dimana binary 1 diwakili dengan tidak adanya sinyal garis dan binary 0 oleh pergantian pulsa-pulsa positif dan negatif Bipolar-AMI Pseudoternary

55 Keunggulan Multilevel binary dibanding 2 teknik NRZ : Kemampuan sinkronisasi yang baik. Tidak menangkap komponen dc Pemakaian bandwidth yang lebih kecil. Dapat menampung bit informasi lebih banyak Kelemahan Multilevel binary dibanding 2 teknik 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. 4. 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 mensinkron-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 bit (t B ) 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

56 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 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. b. Data digital sinyal analog Transimisi data digital dengan menggunakan sinyal analog. Contoh umumnya yaitu public telephone network ( Hz). Device yang dipakai adalah modem (modulator dan de-modulator) yang mengubah data digital ke sinyal analog (modulator) dan mengubah sinyal analog ke digital (demudulator). Teknik Encoding : 1. Amplitudo shift Keying (ASK) Dua binary diwakilkan dengan dua amplitudo frekuensi carrier (pembawa) yang berbeda atau dinyakatan sebagai : S(t) = A cos (2 π f c t + θ c ) binary 1 --sinyal carrier 0 binary 0 data rate hanya sampai 1200 bps pada voice grade line ; dipakai dalam transmisi melalui fiber optik. 2. Frequency Shift Keying (FSK) Dua binary diwakilkan dengan dua frekuensi yang berbeda yang dekat dengan frekuensi carrier atau dinyatakan sebagai :

57 S(t) = A cos (2 π f 1 t + θ c ) binary 1 A cos (2 π f 2 t + θ c ) binary 0 data rate dapat mencapai 1200 bps pada voice grade line ; dipakai dalam transmisi radio frekuensi tinggi dan local network dengan frekuensi tinggi yang memakai kabel coaxial. 3. Phase Shift Keying Binary 0 diwakilkan dengan mengirim satu 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 : S(t) = A cos (2 π f c t + π ) binary 1 A cos (2 π f c t ) binary 0 Bila elemen persinyalan mewakili lebih dari satu bit, maka bandwidth yang dipakai lebih efisien, sebagai contoh Quadrature phase shift keying (QPSK) memakai beda fase setiap S(t) = A cos (2 π f c t + 45&δεγ ) binary 11 A cos (2 π f c t + 135&δεγ ) binary 10 A cos (2 π f c t + 225&δεγ) binary 00 A cos (2 π f c t + 315&δεγ ) binary 01 Setiap elemen sinyal mewakili 2 bit ; jadi terdapat 12 sudut fase yang memakan modem standar 9600 bps. Kinerja Skema Modulasi Digital ke Analog : Bandwidth : Bandwidth ASK dan PSK berhubungan langsung ke bit rate (kecepatan bit). Bandwidth FSK berhubungan ke data rate untuk frekuensi-frekuensi lebih rendah, tetapi berhubungan dengan offset frekuensi yang termodulasi dari sinyal carrier, pada frekuensi tinggi Ketika terdapat noise, bit error rate dari PSK lebih tinggi 3 db (superior) terhadap ASK dan FSK. c. Data Analog sinyal Digital Digitalisasi : Proses transformasi data analog ke sinyal digital Tiga hal yang umum terjadi setelah proses digitalisasi :

58 Data digital dapat ditransmisi menggunakan NRZ-L Data digital dapat di-encode sebagai sinyal digital memakai kode selain NRZ- L dengan beberapa langkah tambahan. Data digital dapat diubah menjadi sinyal analog, menggunakan salah satu teknik modulasi. Codec (coder decoder) : device yang digunakan untuk mengubah data analog menjadi bentuk digital untuk transmisi dan kemudian untuk mendapatkan kembali data analog dari data digital tersebut. Teknik Encoding dalam codec : Pulse Code Modulation (PCM) Dilakukan berdasarkan teori sampling, frekuensi sampling (f s ) harus lebih besar atau sama dengan 2x frekuensi tertinggi sinyal (f h ), atau diformulasikan : f s > = 2 f h Jika sinyal asal dianggap mempunyai bandwidth B, maka kecepatan pengambilan sampel yaitu 2B atau 1/2B detik Sampel-sampel ini diwakilkan sebagai pulsa-pulsa pendek yang amplitudonya proporsional terhadap nilai dari sinyal asal. Proses mewakilkan ini disebut pulse amplitudo Modulation (PAM). Lalu amplitudo setiap pulsa PAM dihampiri oleh n-bit integer, misalnya n=3 maka 2 3 = 8 level yang mungkin terjadi. Suatu sistem 4 bit akan memberikan 16 level. Delta Modulation (DM) Input analog ditransformasikan dengan fungsi tangga (stairs Function). Gerakan ke atas atau ke bawah 1 level (δ)terjadi pada setiap interval pencuplikan, disebut perilaku biner. Operasi DM : Input analog + Komparator Output digital + delay Kinerja DM : Reproduksi suara yang baik (voice bandwidth 4 khz).

59 Kompresi (pemampatan) data dapat ditingkatkan, contoh : interframe coding untuk video. d. Data Analog sinyal Analog Sebab perlunya proses modulasi sinyal analog : Frekuensi yang lebih tinggi dapat memberikan transmisi yang lebih efisien. Antena-antena yang ada dapat dimanfaatkan Frequency Division Multiplexing (FDM). Teknik Modulasi memakai data analog : Amplitudo Modulation Frequency Modulation Angel Modulation Phase Modulation 1. Amplitudo Modulation Dikenal sebagai sideband transmitter carrier (DSBTC). Jenis AM : o Single side band (SSB) : dimana pengiriman hanya satu sideband dan menghapus sideband lain dan carriernya. Keuntungan : hanya separuh bandwidth yang dibutuhkan dan memerlukan power yang lebih kecil karena tidak ada power yang dipakai untuk mentransmisi carrier pada sideband lain. o Double Side Band Supressed Carrier (DSBSC) : dimana menyaring frekuensi carrier dan mengirimkan dua sideband. Keuntungan : menghemat power tetapi memakain bandwidth yang cukup besar. Kerugian dua jenis ini : menahan carrier, padahal carrier dapat dipakai untuk tujuan sinkronisasi. o Vestigial sideband (VSB) : menggunakan satu sideband dan mengurangi power carrier.

60 Prinsip Kerja AM : Sinyal Pemodulasi Frekuensi fm Hz Modulator Amplituda Gelombang pembawa termodulasi, mengandung fc, (fc+fm), (fc-fm) Hz 2. Frequency Modulation Gelombang Pembawa fc Hz Pada metode ini sinyal pemodulasi akan mengubah frekuensi sinyal pembawa. Bila Suatu gelombang pembawa sinusoidal dimodulasi frekuensi, maka frekuensi sesaatnya akan berubah sesuai dengan karakteristik sinyal pemodulasi. Frekuensi pembawa termodulasi harus dapat bergeser ke atas dan ke bawah frekuensi nominal beberapa kali per detik, sesuai dengan frekuensi pemodulasi. 3. Phase Modulation Beda fase sinyal carrier yang bervariasi. Dapat digunakan untuk pergeseran 180 derajat (biner) dengan mudah, maka bit rate jadi lebih tinggi dari boud rate. hasil 8 sudut untuk 3 bit per elemen sinyal. Atau 3 bit per baud.

61 Teknik Komunikasi Data Digital 1. Pembentukan frame Komunikasi data 2. Transmisi Asynchronous a. Defenisi b. contoh 3. Transmisi synchronous a. Defenisi b. contoh Teknik Deteksi dan Koreksi Kesalahan 1. Teknik Deteksi Kesalahan 2. Teknik Koreksi Kesalahan

62 Data Encoding 1. Pengenalan Teknik Encoding dan modulasi : Untuk pensinyalan digital, suatu sumber data g(t) dapat berupa digital atau analog yang di encode menjadi suatu sinyal digital x(t) Untuk pensinyalan analog, input sinyal m(t) dapat berupa analog atau digital dan disebut sinyal pemodulasi (sinyal baseband), yang dimodulasi menjadi sinyal termodulasi s(t). Dasarnya adalah memodulasi sinyal carrier yang sesuai dengan medium transmisinya. Modulasi adalah proses encoding sumber data dalam suatu sinyal carrier dengan frekuensi fc. 2. Teknik Pengkodean : a. Data digital sinyal digital Pendahuluan Elemen sinyal : tiap pulsa dari sinyal digital. Data binary yang ditransmisiskan dengan meng-encode tiap bit data menjadi elemen-elemen sinyal. Sinyal unipolar : semua elemen sinyal yang mempunyai tanda yang sama, yaitu positif semua atau negative semua. Sinyal polar : elemen-elemen sinyal dimana salah satu kondisi logikanya diwakili oleh level tegangan positif dan yang lainnya level tegangan negatif. Durasi : atau lebar suatu bit, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh transmitter untuk memancarkan bit tersebut. Modulation rate : kecepatan dimana level sinyal berubah, dinyatakan dalam Bauds atau elemen sinyal perdetik. Mark = digit binary 1 Space = digit binary 0

63 Interpretasi Sinyal Tugas Receiver dalam mengartikan sinyal digital : Receiver harus mengetahui timing setiap bit. Receiver harus menentukan apakah level sinyal dalam posisi bit 1 (high) atau 0 (low). Tugas-tugas ini dilaksanakan dengan men-sampling tiap posisi bit pada tengah-tengah interval dan membandingkan nilainya dengan thereshold. Faktor kesuksesan receiver mengartikan sinyal datang : Data rate (kecepatan data) : peningkatan data raa akan meningkatkan bit error rate (kecepatan terjadinya kesalahan bit). Rasio S/N (signal to Noise Ratio / SNR) : Peningkatan S/N akan menurunkan bit error rate. Bandwidth : peningkatan bandwidth dapat meningkatkan data rate. Perbandingan Skema Encoding Lima faktor yang perlu dinilai dan dibandingkan dari berbagai skema encoding : Spektrum sinyal : desain sinyal yang bagus harus mengkonsentrasikan kekuatan transmisinya pada daerah tengah dari bandwidth transmisi ; untuk mengatasi distorsi dalam penerimaan sinyal, digunakan desain kode yang sesuai dengan bentuk dari spektrum sinyal transmisi. Clocking : menentukan awal dan akhir dari setiap posisi bit dengan mekanisme sinkronisasi yang berdasarkan pada sinyal transmisi. Deteksi error : dibentuk dalam skema fisik encoding sinyal. Interferensi sinyal dan kekebalan terhadap noise : beberapa kode lebih baik dari yang lain. Biaya dan kompleksitas : semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi data rate yang ada, semakin besar biayanya. Skema Encoding 1. 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. 2. 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

64 contoh dari deferensial encoding. Keuntungannya : lebih kebal noise, tidak dipengaruhi oleh level tegangan NRZ-L NRZ-I Kelemahan NRZ-L dan NRZ-I : Keterbatasan dalam komponen dc Kemampuan sinkronisasi yang buruk 3. Multilevel Binary Yaitu suatu kode yang menggunakan 2 level sinyal, yaitu : Bipolar-AMI : o Suatu kode dimana binary 0 diwakili dengan tidak adanya sinyal garis dan binary 1 diwakili oleh suatu pulsa positif atau negatif yang berubahubah polaritasnya. o Tidak ada loss sync jika terdapat deretan satu yang panjang (deretan nol dapat saja terjadi masalah). o Tidak ada net komponen DC. o Bandwidth yang lebih rendah o Mudah dalam deteksi kesalahan Pseudoternary : o Suatu kode dimana binary 1 diwakili dengan tidak adanya sinyal garis dan binary 0 oleh pergantian pulsa-pulsa positif dan negatif Bipolar-AMI Pseudoternary

65 Keunggulan Multilevel binary dibanding 2 teknik NRZ : Kemampuan sinkronisasi yang baik. Tidak menangkap komponen dc Pemakaian bandwidth yang lebih kecil. Dapat menampung bit informasi lebih banyak Kelemahan Multilevel binary dibanding 2 teknik 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. 4. 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 mensinkron-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 bit (t B ) 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

66 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 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. b. Data digital sinyal analog Transimisi data digital dengan menggunakan sinyal analog. Contoh umumnya yaitu public telephone network ( Hz). Device yang dipakai adalah modem (modulator dan de-modulator) yang mengubah data digital ke sinyal analog (modulator) dan mengubah sinyal analog ke digital (demudulator). Teknik Encoding : 1. Amplitudo shift Keying (ASK) Dua binary diwakilkan dengan dua amplitudo frekuensi carrier (pembawa) yang berbeda atau dinyakatan sebagai : S(t) = A cos (2 π f c t + θ c ) binary 1 --sinyal carrier 0 binary 0 data rate hanya sampai 1200 bps pada voice grade line ; dipakai dalam transmisi melalui fiber optik. 2. Frequency Shift Keying (FSK) Dua binary diwakilkan dengan dua frekuensi yang berbeda yang dekat dengan frekuensi carrier atau dinyatakan sebagai :

67 S(t) = A cos (2 π f 1 t + θ c ) binary 1 A cos (2 π f 2 t + θ c ) binary 0 data rate dapat mencapai 1200 bps pada voice grade line ; dipakai dalam transmisi radio frekuensi tinggi dan local network dengan frekuensi tinggi yang memakai kabel coaxial. 3. Phase Shift Keying Binary 0 diwakilkan dengan mengirim satu 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 : S(t) = A cos (2 π f c t + π ) binary 1 A cos (2 π f c t ) binary 0 Bila elemen persinyalan mewakili lebih dari satu bit, maka bandwidth yang dipakai lebih efisien, sebagai contoh Quadrature phase shift keying (QPSK) memakai beda fase setiap S(t) = A cos (2 π f c t + 45&δεγ ) binary 11 A cos (2 π f c t + 135&δεγ ) binary 10 A cos (2 π f c t + 225&δεγ) binary 00 A cos (2 π f c t + 315&δεγ ) binary 01 Setiap elemen sinyal mewakili 2 bit ; jadi terdapat 12 sudut fase yang memakan modem standar 9600 bps. Kinerja Skema Modulasi Digital ke Analog : Bandwidth : Bandwidth ASK dan PSK berhubungan langsung ke bit rate (kecepatan bit). Bandwidth FSK berhubungan ke data rate untuk frekuensi-frekuensi lebih rendah, tetapi berhubungan dengan offset frekuensi yang termodulasi dari sinyal carrier, pada frekuensi tinggi Ketika terdapat noise, bit error rate dari PSK lebih tinggi 3 db (superior) terhadap ASK dan FSK. c. Data Analog sinyal Digital Digitalisasi : Proses transformasi data analog ke sinyal digital Tiga hal yang umum terjadi setelah proses digitalisasi :

68 Data digital dapat ditransmisi menggunakan NRZ-L Data digital dapat di-encode sebagai sinyal digital memakai kode selain NRZ- L dengan beberapa langkah tambahan. Data digital dapat diubah menjadi sinyal analog, menggunakan salah satu teknik modulasi. Codec (coder decoder) : device yang digunakan untuk mengubah data analog menjadi bentuk digital untuk transmisi dan kemudian untuk mendapatkan kembali data analog dari data digital tersebut. Teknik Encoding dalam codec : Pulse Code Modulation (PCM) Dilakukan berdasarkan teori sampling, frekuensi sampling (f s ) harus lebih besar atau sama dengan 2x frekuensi tertinggi sinyal (f h ), atau diformulasikan : f s > = 2 f h Jika sinyal asal dianggap mempunyai bandwidth B, maka kecepatan pengambilan sampel yaitu 2B atau 1/2B detik Sampel-sampel ini diwakilkan sebagai pulsa-pulsa pendek yang amplitudonya proporsional terhadap nilai dari sinyal asal. Proses mewakilkan ini disebut pulse amplitudo Modulation (PAM). Lalu amplitudo setiap pulsa PAM dihampiri oleh n-bit integer, misalnya n=3 maka 2 3 = 8 level yang mungkin terjadi. Suatu sistem 4 bit akan memberikan 16 level. Delta Modulation (DM) Input analog ditransformasikan dengan fungsi tangga (stairs Function). Gerakan ke atas atau ke bawah 1 level (δ)terjadi pada setiap interval pencuplikan, disebut perilaku biner. Operasi DM : Input analog + Komparator Output digital + delay Kinerja DM : Reproduksi suara yang baik (voice bandwidth 4 khz).

69 Kompresi (pemampatan) data dapat ditingkatkan, contoh : interframe coding untuk video. d. Data Analog sinyal Analog Sebab perlunya proses modulasi sinyal analog : Frekuensi yang lebih tinggi dapat memberikan transmisi yang lebih efisien. Antena-antena yang ada dapat dimanfaatkan Frequency Division Multiplexing (FDM). Teknik Modulasi memakai data analog : Amplitudo Modulation Frequency Modulation Angel Modulation Phase Modulation 1. Amplitudo Modulation Dikenal sebagai sideband transmitter carrier (DSBTC). Jenis AM : o Single side band (SSB) : dimana pengiriman hanya satu sideband dan menghapus sideband lain dan carriernya. Keuntungan : hanya separuh bandwidth yang dibutuhkan dan memerlukan power yang lebih kecil karena tidak ada power yang dipakai untuk mentransmisi carrier pada sideband lain. o Double Side Band Supressed Carrier (DSBSC) : dimana menyaring frekuensi carrier dan mengirimkan dua sideband. Keuntungan : menghemat power tetapi memakain bandwidth yang cukup besar. Kerugian dua jenis ini : menahan carrier, padahal carrier dapat dipakai untuk tujuan sinkronisasi. o Vestigial sideband (VSB) : menggunakan satu sideband dan mengurangi power carrier.

70 Prinsip Kerja AM : Sinyal Pemodulasi Frekuensi fm Hz Modulator Amplituda Gelombang pembawa termodulasi, mengandung fc, (fc+fm), (fc-fm) Hz 2. Frequency Modulation Gelombang Pembawa fc Hz Pada metode ini sinyal pemodulasi akan mengubah frekuensi sinyal pembawa. Bila Suatu gelombang pembawa sinusoidal dimodulasi frekuensi, maka frekuensi sesaatnya akan berubah sesuai dengan karakteristik sinyal pemodulasi. Frekuensi pembawa termodulasi harus dapat bergeser ke atas dan ke bawah frekuensi nominal beberapa kali per detik, sesuai dengan frekuensi pemodulasi. 3. Phase Modulation Beda fase sinyal carrier yang bervariasi. Dapat digunakan untuk pergeseran 180 derajat (biner) dengan mudah, maka bit rate jadi lebih tinggi dari boud rate. hasil 8 sudut untuk 3 bit per elemen sinyal. Atau 3 bit per baud.

71 Teknik Komunikasi Data Digital 1. Pembentukan frame Komunikasi data 2. Transmisi Asynchronous a. Defenisi b. contoh 3. Transmisi synchronous a. Defenisi b. contoh Teknik Deteksi dan Koreksi Kesalahan 1. Teknik Deteksi Kesalahan 2. Teknik Koreksi Kesalahan

72 Transmisi serial dibagi 2 : sinkron dan asinkron TRANSMISI SERIAL SINKRON (SYNCHRONOUS) Pada transmisi sinkron, sebelum terjadi komunikasi, diadakan sinkronisasi clock antara pengirim dan penerima. Data dikirim dalam satu blok data (disebut Frame) yang berisi bit2 pembuka (preamble bit), bit data itu sendiri dan bit2 penutup postamble bit. Ditambahlan juga bit2 kontrol pada blok tersebut. Variasi ukuran frame mulai 1500 byte sampai 4096 byte Dalam komunikasi sinkron, sbh line 56 kbps mampu membawa data sampai 7000 byte per detik Contoh interface berbasis transmisi sinkron : Ethernet Blok data yang disebut suatu frame tersebut digambarkan sbb : 8 bit Flag Control Field Data Field Control Field 8 bit Flag Preamble Bit Flag Berisi tanda awal frame Control Fields Berisi informasi control (cont : address) Data Field Berisi data dari transmitter Control Fields Berisi informasi control (cont : deteksi kesalahan) Postamble Bit Flag Berisi tanda akhir frame TRANSMISI SERIAL TDK SINKRON (ASYNCHRONOUS) Pada transmisi Asinkron, sebelum terjadi komunikasi, tdk diadakan sinkronisasi clock antara pengirim dan penerima Data dikirim per karakter dan masing2 karakter memiliki bit start (biasanya 0) dan bit stop (biasanya 1) Start bit berfungsi utk menandakan adanya rangkaian bit karakter yang siap dicuplik. Stop bit berfungsi utk melakukan proses menunggu karakter berikutnya Setiap karakter terdiri dari 10 bit dengan rincian : 1 bit start bit 1 bit stop bit 7 bit data 1 bit paritas Bit start Bit data Bit paritas Bit stop

73 TEKNIK KOMUNIKASI DATA DIGITAL

74 Masalah Timing (pewaktu) memerlukan suatu mekanisme untuk mensinkronkan transmitter dan receiver Dua solusi Asinkron Sinkron

75 Data ditransmisikan dengan character pada satu waktu 5 sampai 8 bit Timing hanya perlu mengatur setiap character Resync terhadap setiap character

76 Diagram :

77 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

78 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)

79 Frame adalah data plus kontrol informasi. Format yang tepat dari frame tergantung dari metode transmisinya, yaitu : Transmisi character-oriented Transmisi bit-oriented

80 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

81 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.

82 Format

83 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).

84 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.

85 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.

86 Teknik Deteksi dan Koreksi Kesalahan Teknik Deteksi Error 2. Cyclic Redudancy Check Diketahui : message M = (10 bit) pattern P = (6 bit) FCS R = dikalkulasi (5 bit) Message M dikalikan dengan 25, maka :

87 Teknik Deteksi dan Koreksi Kesalahan Teknik Deteksi Error 2. Cyclic Redudancy Check Kemudian dibagi dengan P :

88 CHAPTER 5 DATA LINK CONTROL Pengiriman data melalui link komunikasi data yang terlaksana dengan penambahan kontrol layer dalam tiap device komunikasi, dinyatakan sebagai data link control atau data link protocol. Data link adalah medium tramsmisi antara stasiun-stasiun ketika suatu prosedur data link control dipakai. Keperluan-keperluan dan tujuan-tujuan untuk komunikasi data secara efektif antara dua koneksi stasiun transmisi-penerima secara langsung, untuk melihat kebutuhan bagi data link control: Frame synchronization : data dikirim dalam blok-blok yang disebut frame. Awal dan akhir tiap frame harus dapat diidentifikasikan. Memakai variasi dari konfigurasi line : lihat section 5.1. Flow control : stasiun pengirim harus tidak mengirim frame-frame pada rate/kecepatan yang lebih cepat daripada stasiun penerima yang dapat menyerapnya. Error control : bit-bit error yang dihasilkan oleh sistem transmisi harus diperbaiki. Addressing (peng-alamat-an) : pada line multipoint, identitas dari dua stasiun yang be rada dalam suatu transmisi harus diketahui. Kontrol dan data pada link yang sama : biasanya tidak diinginkan mempunyai path komunikasi yang terpisah untuk sinyal-sinyal kontrol. Karena itu, reciver harus mampu membedakan kontrol informasi dari data yang se dang ditransmisi. Link management : permulaan, pemeliharaan dan penghentian dari pertukaran data memerlukan koordinasi dan kerjasama diantara stasiun-stasiun. Diperlukan prosedur untuk manajemen pertukaran ini. 5.1 Konfigurasi-Konfigurasi Line Ada 3 karakteristik yang membedakan berbagai konfigurasi data link, yaitu : topology, duplexity dan line discipline (rancangan tata tertib). Topology dan Duplexity Topology dari suatu data link, menyatakan pengaturan fisik dari stasiun pada suatu link. Jaringan Komputer Bab V Halaman 1/21

89 Ada dua konfigurasi topology : Point to point, jika hanya ada dua stasiun. Multipoint, jika ada lebih dari dua stasiun. Dipakai dalam suatu komputer (stasiun utama/stasiun primary) dan suatu rangkaian terminal (stasiun sekunder/stasiun secondary). Gambar 5.1, menunjukkan keuntungan konfigurasi multipoint, yaitu : komputer hanya perlu suatu I/O port tunggal dan juga hanya memerlukan suatu kabel transmisi tunggal sehingga menghemat biaya operasional. Duplexity dari suatu link menyatakan arah dan timing dari aliran sinyal. Jenis-jenisnya : Simplex transmission, aliran sinyal selalu dalam satu arah. Contoh : hubungan komputer dengan printer. Transmisi simplex ini jarang dipakai karena tidak mungkin untuk mengirim error atau sinyal kontrol kembali melalui link ke sumber data. Half-duplex link, dapat mentransmisi dan menerima tidak secara simultan. Full-duplex link, dua stasiun dapat mengirim dan menerima data satu terhadap yang lain secara simultan. Pensinyalan digital, dapat memakai full-duplex dan half-duplex link. Untuk pensinyalan analog, penentuan duplexity tergantung pada frekuensi, baik penggunaan transmisi guided atau unguided, dimana bila suatu stasiun transmisi dan penerimaan pada frekuensi yang sama, berarti beroperasi dalam mode half-duplex sedangkan bila suatu stasiun mentransmisi pada suatu frekuensi dan menerima pada frekuensi yang lain maka beroperasi dalam mode full-duplex. Jaringan Komputer Bab V Halaman 2/21

90 Line Discipline (Rancangan tata tertib) Beberapa tata tertib diper lukan dalam penggunaan link transmisi. Pada mode halfduplex, hanya satu stasiun yang dapat mentrasmisi pada suatu waktu. Baik mode halfduplex atau full-duplex, suatu stasiun hanya mentransmisi jika mengetahui bahwa receiver telah siap untuk menerima. Point to Point Link Bila stasiun ingin mengirim data ke stasiun yang lain, maka pertama dilakukan penyelidikan (dinyatakan sebagai enq/enquiry) stasiun lain untuk melihat apakah siap menerima. Stasiun kedua merespon dengan suatu positive acknowledge (ack) untuk indikasi telah siap. Stasiun pertama kemudian mengirim beberapa data, sebagai suatu frame. Setelah beberapa data dikirim, stasiun pertama berhenti untuk menunggu hasilnya. Stasiun kedua menetapkan penerimaan data (ack) yang sukses. Stasiun pertama kemudian mengirim suatu message akhir transmisi (eot) yang menghentikan pertukaran dan mengembalikan sistem seperti semula. Bila terjadi error pada transmisi, suatu negative acknowledgment (nak) dipakai untuk mengindikasikan bahwa suatu sistim tidak siap menerima, atau data yang diterima error. Hal ini diperlihatkan sebagai garis tipis dalam gambar. Jika hal ini terjadi maka stasiun mengulang tindakan akhirnya atau mungkin memulai beberapa prosedur perbaikan error (erp). Garis tebal pada gambar memperlihatkan keadaan normal. Ada 3 fase dalam prosedur kontrol komunikasi ini : Establishment (penentuan) : memutuskan stasiun mana yang transmisi dan mana yang menerima dan apa receiver siap untuk menerima. Data transfer : data ditransfer dalam satu atau lebih blok-blok acknowledgment. Termination : membatasi koneksi logika (hubungan transmitter-receiver). Multipoint links Aturan umum yang dipakai dalam situasi ini yaitu poll dan select. Poll : primary meminta data dari suatu secondary. Select : primary mempunyai data untuk dikirim dan memberitahu suatu secondary bahwa data sedang datang. Gambar 5.3 memperlihatkan konsep ini. Dalam 5.3a, primary mem-poll suatu secondary dengan mengirim suatu message "poll". Dalam hal ini, secondary tidak Jaringan Komputer Bab V Halaman 3/21

91 punya apa -apa untuk dikirim dan merespon dengan message "nak". Timing total untuk rangkaian ini : T N = t prop + t poll + t proc + t nak + t prop total waktu untuk mem-poll terminal dengan tanpa mengirim Dimana : T N = apapun. t prop = waktu penyebaran = t 1 t 0 = t 5 t 4 t prop = waktu untuk transmisi suatu poll = t 2 t 1 tproc = waktu untuk memproses poll sebelum acknowledgment = t3 t2 t nak = waktu untuk transmisi suatu negative acknowledgment = t 4 t 3 Transmisi dari primary harus menunjuk pada secondary yang dipilih; transmisi dari secondary harus menyamakan secondary tersebut. Gambar 5.3c, dimana ditunjukkan fungsi select. Gambar 5.3d, menunjukkan suatu teknik alternatif yaitu fast select, dimana message select termasuk data yang ditransfer. Teknik ini cocok untuk aplikasi-aplikasi dengan message -message pendek yang seringkali ditransmisi dan waktu transfer untuk message tersebut tidak lebih lama daripada waktu balasan. Gambar 5.3. Serangkaian poll dan select. Bentuk lain dari line discipline, yaitu contention, dimana tidak ada primary tetapi hanya suatu kumpulan stasiun-stasiun peer keduanya baik transmitter dan receiver harus diidentifikasikan. Stasiun ini dapat mentransmisi jika jalur/lin e sedang bebas; kalau tidak maka harus menunggu. Teknik ini dapat ditemukan dalam pemakaian secara luas pada local network dan sistem satelit. Jaringan Komputer Bab V Halaman 4/21

92 Dalam hal ini dapat disimpulkan bahwa : Point to point : tidak perlu address. Primary-secondary multipoint : perlu satu address, untuk mengidentifikasi secondary. Peer multipoint : perlu dua address, untuk mengidentifikasi transmitter dan receiver. 5.2 Flow control Adalah suatu teknik untuk memastikan/meyakinkan bahwa suatu stasiun transmisi tidak menumpuk data pada suatu stasiun penerima. Tanpa flow control, buffer dari receiver akan penuh sementara sedang memproses data lama. Karena ketika data diterima, harus dilaksanakan sejumlah proses sebelum buffer dapat dikosongkan dan siap menerima banyak data. Gambar 5.4a tiap tanda panah menyatakan suatu perjalanan frame tunggal. Suatu data link antara dua stasiun dan transmisinya bebas error. Tetapi bagaimanapun, setiap frame yang ditransmisi semaunya dan sejumlah delay sebelum diterima. Jaringan Komputer Bab V Halaman 5/21

93 Gambar 5.4b suatu transmisi dengan losses dan error. Gambar 5.4. Model dari transmisi frame Bentuk sederhana dari flow control, yaitu stop-and-wait flow control. Cara kerjanya : suatu entity sumber mentransmisi suatu frame. Setelah diterima, entity tujuan memberi isyarat untuk menerima frame lainnya dengan mengirim acknowledgment ke frame yang baru diterima. Sumber harus menunggu sampai menerima acknowledgment sebelum mengirim frame berikutnya. Entity tujuan kemudian dapat menghentikan aliran data dengan tidak memberi acknowledgment. Untuk blok-blok data yang besar, sumber akan memecah menjadi blok-blok yang lebih kecil dan mentransmisi data dalam beberapa frame. Hal ini dilakukan dengan alasan : Transmisi yang jauh, dimana bila terjadi error maka hanya sedikit data yang akan ditransmisi ulang. Pada suatu multipoint line. Ukuran buffer dari receiver akan terbatas. Jaringan Komputer Bab V Halaman 6/21

94 Efek dari pertambahan delay dan kecepatan transmisi Misal message panjang yang dikirim sebagai suatu rangkaian frame-frame f 1,f 2,,f n, Untuk suatu prosedur polling, kejadian yang terjadi : Stasiun S1 mengirim suatu poll dari stasiun S2. S 2 merespon dengan f 1. S 1 mengirim suatu acknowledgment. S2 mengirim f2. S 1 meng-acknowledgment.... S 2 mengirim f n. S1 meng-acknowledgment. Waktu total untuk mengirim data tersebut : T D = T I + nt F Dimana : TI = waktu untuk memulai rangkaian = tprop + tpoll + tproc T F waktu untuk mengirim satu frame = t prop + t frame + t proc + t prop + t ack + = t proc Bila dianggap T1 relatif kecil dan dapat turun, proses antara transmisi dan penerima diabaikan dan frame acknowledgment sangat kecil; maka : T D = n(2t prop + t frame ) Dari waktu itu, hanya n x tframe yang sebenarnya dihasilkan pada transmisi data, maka efisiensi dari line : n x t frame U = n ( 2t prop + t frame ) tframe U = t prop + t frame Jaringan Komputer Bab V Halaman 7/21

95 Bila a = tprop/tframe, maka : U = 1 / (1+2a) Persamaan diatas untuk a yang konstan, bentuk ekspresi lainnya : atau : waktu penyebaran a = waktu transmisi a = d/v = Rd L/R VL Dimana : d = jarak link V = kecepatan penyebaran R = data rate L = panjang frame Gambar 5.5 menggambarkan efek penggunaan a. Gambar 5.5a (a<1) dimana panjang bit lebih kecil daripada frame. Pada saat t0, stasiun mulai mentransmisi suatu frame. Pada t 0 +a, leading edge dari frame mencapai stasiun penerima, sementara stasiun pengirim masih melakukan proses transmisi frame. Pada t 0 +1, stasiun pengirim sudah mentransmisi secara lengkap. Pada t 0 +1+a, stasiun penerima sudah menerima seluruh frame dan langsung mentransmisi suatu frame acknowledgment yang pendek. Acknowledgment ini tiba kembali di stasiun pengirim pada t0+1+2a. Jadi total waktu penyebaran : 1 + 2a. Total waktu transmisi : 1. Sehingga efisiensi : U = a Hasil yang sama dicapai juga dengan a>1, yang digambarkan pada gambar 5.5b. Gambar 5.5. Efek dari Utilisasi Stop and wait. Jaringan Komputer Bab V Halaman 8/21

96 Contoh : pada local network dimana transmisi data digital melalui modem; data rate = 9600 bps, karena range jarak dari 0,1 10 Km, dengan data rate 0,1 10 Mbps, maka dipakai V = 2x10 8 m/s; ukuran frame yang dipakai 500 bit; jika dipakai pada jarak pendek d = 100 m, maka a = 9600 bps x 100 m = 9,6x10-6 dan pemakaiannya efektif. 2x10 8 m/s x 500 bits Jika dipakai pada jarak yang jauh d = 5000 Km, maka a = 9600 x 5x10 6 = 0,48 dan 2x10 8 x 500 Efisiensi = 0,5. Protocol Sliding Window Sliding-window flow control dapat digambarkan dalam operasi sebagai berikut : Dua stasiun A dan B, terhubung melalui suatu link full-duplex. B dapat menerima n buah frame karena menyediakan tempat buffer untuk n buah frame. Dan A memperbolehkan pengiriman n buah frame tanpa menunggu suatu acknowledgement. Tiap frame diberi label nomor tertentu. B mengakui suatu frame denga n mengirim suatu acknowledgement yang mengandung serangkaian nomor dari frame berikut yang diharapkan dan B siap untuk menerima n frame berikutnya yang dimulai dari nomor tertentu. Skema ini dapat juga dipakai untuk multiple frame acknowledge. Gambar 5.6 menunjukkan proses sliding-window. Anggap dipakai 3 bit penomoran, maka terdapat 0-7 nomor. Pada gambar, pengirim dapat mentransmit 7 buah frame, yang dimulai dengan frame ke 6. Setiap kali frame dikirim, daerah dalam kotak akan menyusut; setiap kali sebuah acknowledgment diterima, daerah dalam kotak tersebut akan membesar Proses Sliding-window. G a m b a r Gambar 5.7 menunjukkan suatu contoh, dimana dianggap ada 3 bit penomoran dan suatu ukuran window maksimum sebesar 7. A dan B mempunyai window yang Jaringan Komputer Bab V Halaman 9/21

97 mengindikasi bahwa A boleh mengirim 7 buah frame, dimulai dengan frame ke 0 (f0). Setelah mengirim 3 buah frame (f 0,f 1,f 2 ) tanpa acknowledgment, A telah menyusutkan window-nya menjadi 4 buah frame. Window ini menyatakan bahwa A boleh mentransmit 4 buah frame, dimulai dengan frame nomor 3; pada kenyataannya, saya siap menerima 7 frame, yang dimulai dengan frame nomor 3. "Dengan acknowledgment ini, A kembali meminta izin untuk mentransmisi 7 frame masih, diawali dengan frame 3. A mulai mentransmisi frame 3, 4, 5 dan 6. B mengembalikan ACK 4, dimana mengakui frame 3, dan mengizinkan transmisi frame 4 sampai 2. Tetapi, pada waktu acknowledgment mencapai A, A sudah mentransmisi frame 4, 5 dan 6. Kesimpulannya bahwa A hanya boleh membuka window-nya untuk memperkenankan transmisi dari 4 frame, dimulai dengan frame 7. Gambar 5.7. Contoh dari protokol sliding-window. Penjelasan-penjelasan diatas untuk transmisi dalam satu arah saja. Jika 2 stasiun menukar data, masing-masing membutuhkan 2 window : satu untuk transmisi data dan yang lain untuk menerima. Teknik ini dikenal sebagai piggy backing. Untuk multipoint link, primary membutuhkan masing-masing secondary untuk transmisi dan menerima. 5.3 Error Control Berfungsi untuk mendeteksi dan memperbaiki error-error yang terjadi dalam transmisi frmae-frame. Ada 2 tipe error yang mungkin : Frame hilang : suatu frame gagal mencapai sisi yang lain Frame rusak : suatu frame tiba tetapi beberapa bit-bit-nya error. Teknik-teknik umum untuk error control, sebagai berikut : Jaringan Komputer Bab V Halaman 10/21

98 Deteksi error : telah dibahas dalam chapter 4; dipakai CRC. Positive acknowledgment : tujuan mengembalikan suatu positif acknowledgment untuk penerimaan yang sukses, frame bebas error. Transmisi ulang setelah waktu habis : sumber mentransmisi ulang suatu frame yang belum diakui setelah suatu waktu yang tidak ditentukan. Negative acknowledgment dan transmisi ulang : tujuan mengembalikan negative acknowledgment dari frame-frame dimana suatu error dideteksi. Sumber mentransmisi ulang beberapa frame. Mekanisme ini dinyatakan sebagai Automatic repeat Request (ARQ) yang terdiri dari 3 versi : Stop and wait ARQ. Go-back-N ARQ. Selective-reject ARQ. Stop and wait ARQ Berdasarkan pada teknik flow control stop and wait dan digambarkan dalam gambar Stasiun sumber mentransmisi suatu frame tunggal dan kemudian harus menunggu suatu acknowledgment (ACK) dalam periode tertentu. Tidak ada data lain dapat dikirim sampai balasan dari stasiun tujuan tiba pada stasiun sumber. Bila tidak ada balasan maka frame ditransmisi ulang. Bila error dideteksi oleh tujuan, maka frame tersebut dibuang dan mengirim suatu Negative Acknowledgment (NAK), yang menyebabkan sumber mentransmisi ulang frame yang rusak tersebut. Jaringan Komputer Bab V Halaman 11/21

99 Gambar Stop-and-wait ARQ. Bila sinyal acknowledgment rusak pada waktu transmisi, kemudian sumber akan habis waktu dan mentransmisi ulang frame tersebut. Untuk mencegah hal ini, maka frame diberi label 0 atau 1 dan positive acknowledgment dengan bentuk ACK0 atau ACK1 : ACK0 mengakui menerima frame 1 dan mengindikasi bahwa receiver siap untuk frame 0. Sedangkan ACK1 mengakui menerima frame 0 dan mengindikasi bahwa receiver siap untuk frame 1. Go-back-N ARQ Termasuk continuous ARQ, suatu stasiun boleh mengirim frame seri yang ditentukan oleh ukuran window, memakai teknik flow control sliding window. Sementara t idak terjadi error, tujuan akan meng-acknowledge (ACK) frame yang masuk seperti biasanya. Jaringan Komputer Bab V Halaman 12/21

100 Teknik Go-back-N ARQ yang terjadi dalam beberapa kejadian : Frame yang rusak. Ada 3 kasus : A mentransmisi frame i. B mendeteksi suatu error dan telah menerima frame (i-1) secara sukses. B mengirim A NAKi, mengindikasi bahwa frame i ditolak. Ketika A menerima NAK ini, maka harus mentransmisi ulang frame i dan semua frame berikutnya yang sudah ditransmisi. Frame i hilang dalam transmisi. A kemudian mengirim frame (i+1). B menerima frame (i+1) diluar permintaan, dan mengirim suatu NAKi. Frame i hilang dalam transmisi dan A tidak segera mengirim frame -frame tambahan. B tidak menerima apapun dan mengembalikan baik ACK atau NAK. A akan kehabisan waktu dan mentransmisi ulang frame i. ACK rusak. Ada 2 kasus : B menerima frame i dan mengirim ACK (i+1), yang hilang dalam transmisi. Karena ACK dikomulatif (contoh, ACK6 berarti semua frame sampai 5 diakui), hal ini mungkin karena A akan menerima sebuah ACK yang berikutnya untuk sebuah frame berikutnya yang akan melaksanakan tugas dari ACK yang hilang sebelum waktunya habis. Jika waktu A habis, A mentransmisi ulang frame I dan semua frame -frame berikutnya. NAK rusak. Jika sebuah NAK hilang, A akan kehabisan waktu (time out) pada serangkaian frame dan mentransmisi ulang frame tersebut berikut frame-frame selanjutnya. Selective-reject ARQ Hanya mentransmisi ulang frame-frame bila menerima NAK atau waktu habis. Ukuran window yang perlu lebih sempit daripada go-back-n. Untuk go-back-n, ukuran window 2 n -1 sedangkan selective -reject 2 n. Skenario dari teknik ini untuk 3 bit penomoran yang mengizinkan ukuran window sebesar 7 : 1. Stasiun A mengirim frame 0 sampai 6 ke stasiun B. 2. Stasiun B menerima dan mengakui ketujuh frame-frame. 3. Karena noise, ketujuh acknowledgment hilang. 4. Stasiun A kehabisan waktu dan mentransmisi ulang frame Stasiun B sudah memajukan window penerimanya untuk menerima frame 7,0,1,2,3,4 dan 5. Dengan demikian dianggap bahwa frame 7 telah hilang dan bahwa frame nol yang baru, diterima. Jaringan Komputer Bab V Halaman 13/21

101 Problem dari skenario ini yaitu antara window pengiriman dan penerimaan. Yang diatasi dengan memakai ukuran window max tidak lebih dari setengah range penomoran. Performa Go-back-N dan selective -reject lebih efisien daripada stop and wait. Pemakaian maksimum (U) untuk masing-masing teknik : Stop and wait : 1 N > 2a+1 U = N N < 2a+1 2a+1 Selective reject : 1-p N > 2a+1 U = N(1-p) N < 2a+1 2a+1 Go-back-N : 1-p N > 2a a U =. N(1-p) N < 2a+1 (2a+1)(1-p+Np) dimana : a = waktu penyebara n N = ukuran window p = probabilitas transmisi suatu frame dengan sukses. 5.4 Protokol-Protokol Data Link Control Protokol-protokol bit-oriented didisain untuk memenuhi variasi yang luas dari kebutuhan data link, termasuk : Point to point dan multipoint links. Operasi Half -duplex dan full-duplex. Interaksi primary-secondary (misal : host-terminal) dan peer (misal : komputer-komputer). Link-link dengan nilai a yang besar (misal : satelit) dan kecil (misal : koneksi langsung jarak pendek). Sejumlah protokol-protokol data link control telah dipakai secara luas dimana -mana : High-level Data Link Control (HDLC). Advanced Data Communication Control Procedures. Link Access Procedure, Balanced (LAP-B). Synchronous Data Link Control (SDLC). Jaringan Komputer Bab V Halaman 14/21

102 Karakteristik-karakteristik Dasar HDLC didefinisikan dalam tiga tipe stasiun, dua konfigurasi link, dan tiga model operasi transfer data. Tiga tipe stasiun yaitu : Stasiun utama (primary station) : mempunyai tanggung jawab untuk mengontrol operasi link. Frame yang dikeluarkan oleh primary disebut commands. Stasiun sekunder (secondary station) : beroperasi dibawah kontrol stasiun utama. Frame yang dikeluarkan oleh stasiun-stasiun sekunder disebut responses. Primary mengandung link logika terpisah dengan masing-masing stasiun secondary pada line. Stasiun gabungan (combined station) : menggabungkan kelebihan dari stasiunstasiun primary dan secondary. Stasiun kombinasi boleh mengeluarkan kedua - duanya baik commands dan responses. Dua konfigurasi link, yaitu : Konfigurasi tanpa keseimbangan (unbalanced configuration) : dipakai dalam operasi point to point dan multipoint. Konfigurasi ini terdiri dari satu primary dan satu atau lebih stasiun secondary dan mendukung tansmisi full-duplex maupun half -duplex. Konfigurasi dengan keseimbangan (balanced configuration) : dipakai hanya dalam operasi point to point. Konfigurasi ini terdiri dari dua kombinasi stasiun dan mendukung transmisi full-duplex maupun half-duplex. Tiga mode operasi transfer data, yaitu : Normal Response Mode (NRM) : merupakan unbalanced configuration. Primary boleh memulai data transfer ke suatu secondary, tetapi suatu secondary hanya boleh mentransmisi data sebagai response untuk suatu poll dari primary tersebut. Asynchronous Balanced Mode (ABM) : merupakan balanced configuration. Kombinasi stasiun boleh memulai transmisi tanpa menerima izin dari kombinasi stasiun yang lain. Asynchronous Response Mode (ARM) : merupakan unbalanced configuration. Dalam mode ini, secondary boleh memulai transmisi ta npa izin dari primary (misal : mengirim suatu respon tanpa menunggu suatu command). Primary masih memegang tanggung jawab pada line, termasuk inisialisasi, perbaikan error dan logika pemutusan. Jaringan Komputer Bab V Halaman 15/21

103 Struktur frame HDLC memakai transmisi synchronous.gambar menunjukkan struktur dari frame HDLC. Frame ini mempunyai daerah-daerah : Flag : 8 bit Address : satu atau lebih oktaf. Control : 8 atau 16 bit. Informasi : variabel. Frame Check Sequence (FCS) : 16 atau 32 bit. Flag : 8 bit. Flag address dan control dikenal sebagai header, FCS dan flag dinyatakan sebagai trailer. Gambar Struktur frame HDLC. Jaringan Komputer Bab V Halaman 16/21

104 Daerah-daerah Flag Membatasi frame dengan pola khusus Flag tunggal mungkin dipakai sebagai flag penutup untuk satu frame dan flag pembuka untuk berikutnya. Stasiun yang terhubung ke link secara kontinu mencari rangkaian flag yang digunakan untuk synchronisasi pada start dari suatu frame. Sementara menerima suatu frame, suatu stasiun melanjutkan untuk mencari rangkaian flag tersebut untuk menentukan akhir dari frame. Apabila pola terdapat didalam frame, maka akan merusak level frame synchronisasi. Problem ini dicegah dengan memakai bit stuffing. Transmitter akan selalu menyisipkan suatu 0 bit ekstra setelah 5 buah rangkaian 1 dalam frame. Setelah mendeteksi suatu permulaan flag, receiver memonitor aliran bit. Ketika suatu pola 5 rangkaian 1 timbul, bit ke enam diperiksa. Jika bit ini 0, maka akan dihapus. Jika bit ke 6 dan ke 7 keduanya adalah 1, stasiun pengirim memberi sinyal suatu kondisi tidak sempurna. Dengan penggunaan bit stuffing maka terjadi data transparency (=transparansi data). Gambar 5.14 menunjukkan suatu contoh dari bit stuffing. Gambar Bit stuffing. Jaringan Komputer Bab V Halaman 17/21

105 Daerah Address Dipakai untuk identitas stasiun secondary yang ditransmisi atau untuk menerima frame. Biasanya formatnya dengan panjang 8 bit, tetapi dengan persetujuan lain boleh dipakai dengan panjang 7 bit dan LSB dalam tiap oktet adalah 1 atau 0 bergantung sebagai akhir oktet dari daerah address atau tidak. Daerah Control HDLC mendefinisikan tiga tipe frame : Information frames (I-frames) : membawa data untuk ditransmisi pada stasiun, dikenal sebagai user data, untuk control dasar memakai 3 bit penomoran, sedangkan untuk control yang lebih luas memakai 7 bit. Supervisory frames (S-frames) : untuk kontrol dasar memakai 3 bit penomoran, sedangkan untuk control yang lebih luas memakai 7 bit. Unnumbered frames (U-frames) : melengkapi tambahan fungsi kontrol link. Gambar 5.13b dan d, satu atau 2 bit pertama dari daerah kontrol menunjukkan tipe frame. Daerah Informasi Ditampilkan dalam I-frames dan beberapa U-frames. Panjangnya harus merupakan perkalian dari 8 bit. Daerah Frame Check Sequence (FCS) Dipakai untuk mengingat bit-bit dari frame, tidak termasuk flag-flag. Biasanya panjang FCS adalah 16 bit memakai definisi CRC-CCITT. 32 bit FCS memakai CRC- 32. Operasi Operasi dari HDLC terdiri dari pertukaran I-frames, S-frames, dan U-frames antara sebuah primary dan sebuah secondary atau antara dua primary. Information Frames Tiap I-frame mengandung serangkaian nomor dari frame yang ditransmisi dan suatu poll/final (P/F) bit. Poll bit untuk command (dari primary) dan final bit (dari secondary) untuk response. Jaringan Komputer Bab V Halaman 18/21

106 Dalam Normal response mode (NRM), primary menyebarkan suatu pull yang memberi izin untuk mengirim, dengan mengeset poll bit ke 1, dan secondary mengeset final bit ke 1 pada akhir respon I-frame -nya. Dalam asynchronous response mode (ARM) dan Asynchronous balanced mode (ABM), P/F bit kadang dipakai untuk mengkoordinasi pertukaran dari S- dan U- frames. Supervisory Frame S-frame dipakai untuk flow dan error control. Unnumbered Frames U-frame dipakai untuk fungsi kontrol. Frame ini tidak membawa rangkaian nomornomor dan tidak mengubah flow dari penomoran I-frame. Frame-frame ini dikelompokkan menjadi kategori-kategori : Mode-setting commands and responses ; mode-setting command ditransmisi oleh stasiun primary/kombinasi untuk inisialisasi atau mengubah mode dari stasiun secondary/kombinasi. Information transfer commands and responses; dipakai untuk pertukaran informasi antara stasiun-stasiun. Recovery commands and responses ; dipakai ketika mekanisme ARQ yang normal tidak berkenan atau tidak akan bekerja. Miscellaneous commands and responses. Contoh-contoh Operasi Gambar 5.15 menampilkan beberapa contoh operasi HDLC. Gambar 5.15a menunjukkan frame-frame yang terlihat dalam link setup dan disconnect. Entity HDLC untuk satu sisi mengeluarkan command SABM untuk sisi yang lain dan memulai timer. Sisi yang lain, setelah menerima command SABM, mengembalikan respon UA dan mengeset variabel lokal dan counter ke nilai inisialisasinya. Entity awal menerima respon UA, mengeset variabelnya dan countercounter, dan menghentikan timer. Koneksi logika sekarang aktif, dan kedua sisi boleh mulai mentransmisi frame-frame. Sewaktu timer selesai tanpa suatu respon, A akan mengulang SABM. Hal ini akan diulang sampai UA atau DM diterima. Penggambaran yang sama untuk procedur pemutusan (disconnect). Satu sisi mengeluarkan command DISC dan yang lain merespon dengan respon UA. Jaringan Komputer Bab V Halaman 19/21

107 Gambar 5.15b menggambarkan pertukaran full-duplex dari I-frames. Ketika suatu entity mengirim suatu nomor I-frame dalam suatu anak panah dengan tanpa penambahan data, kemudian serangkaian nomor yang diterima diulang (misal I,1.1;I,2.1 dalam arah A ke B). Ketika suatu entity menerima suatu nomor I -frame dalam suatu anak panah dengan tanpa frame yang keluar, kemudian serangkaian nomor yang diterima dalam frame yang keluar berikutnya harus mencerminkan aktivitas komulatif (misal I,1.3 dalam arah B ke A). Catatan, sebagai tambahan untuk I-frames, pertukaran data boleh melibatkan S-frames. Gambar Contoh dari operasi HDLC. Jaringan Komputer Bab V Halaman 20/21

108 Gambar 5.15c menunjukkan suatu operasi untuk kondisi yang sibuk. Beberapa kondisi dapat meningkat karena entity HDLC tidak mampu memproses I -frames secepat I-frame tersebut tiba, atau maksud user tidak mampu menerima data secepat mereka tiba dalam I-frames. Buffer dari entity penerima akan terisi dan harus menghentikan flow I-frame yang masuk dengan memakai command RNR. Dalam contoh ini, stasiun mengeluarkan RNR, yang memerlukan sisi yang lain untuk menahan transmisi I-frames. Stasiun yang menerima RNR akan mem-poll stasiun yang sibuk pada beberapa interval period dengan mengirim RR dengan set P bit. Hal ini memerlukan sisi lainnya untuk merespon dengan RR ataupun RNR. Ketika kondisi sibuk telah jelas, B mengembalikan RR, dan transmisi I-frame dari NT dapat mulai lagi. Gambar 5.15d suatu contoh error recovery memakai command REJ. Dalam contoh ini, A mentransmisi I-frame nomor 3,4 dan 5. Nomor 4 terjadi error. B mendeteksi error tersebut dan membuang frame tersebut. Ketika B menerima I-frame nomor 5, maka frame ini dibuang karena diluar permintaan dan mengirim REJ dengan N( R) dari 4. Hal ini menyebabkan A untuk melakukan transmisi ulang dari semua I -frame yang sudah dikirim, dimulai dengan frame 4. Dan kemudian dapat melanjutkan untuk mengirim frame tambahan setelah frame yang ditransmisi ulang. Gambar 5.15e menunjukkan error recovery memakai time out. Dalam contoh ini, A mentransmisi I-frame nomor 3 sebagai akhir dalam rangkaian I -frames. Frame tersebut mengalami error. B mendeteksi error tersebut dan membuangnya. Bagaimanapun, B tidak dapat mengirim REJ. Hal ini karena tidak ada cara untuk mengetahui bila ini adalah suatu I-frame. Jika suatu error dideteksi dalam suatu frame, semua bit-bit ini dari frame tersebut disangsikan, dan receiver tidak mempunyai cara untuk bertindak atas hal tersebut. A, bagaimanapun, memulai suatu timer begitu frame ditransmisi. Timer ini mempunyai panjang durasi yang cukup untuk merentang respon waktu yang diharapkan. Ketika timer berakhir, A melaksanakan tindakan pemulihan. Hal ini biasanya dilakukan dengan mem-poll sisi lain dengan command RR dengan set P bit, untuk menentukan status dari s isi lain tersebut. Karena poll membutuhkan suatu respon, entity akan menerima suatu frame yang mengandung N( R) dan mampu memproses. Dalam kasus ini, respon mengindikasikan bahwa frame 3 hilang, dimana A mentransmisi ulang. Jaringan Komputer Bab V Halaman 21/21

109 CHAPTER 6 MULTIPLEXING Dalam chapter 5, telah dibahas teknik efisiensi penggunaan data link pada beban yang berat. Sekarang pertimbangkan problem sebaliknya. 2 stasiun komunikasi tidak akan memakai kapasitas penuh dari suatu data link untuk efisiensi, karena itu sebaiknya kapasitasnya dibagi. Pembagian ini diistilahkan sebagai multiplexing. Contoh sederhananya yaitu multidrop line, dimana sejumlah perangkat secondary (misal : terminal) dan sebuah primary (misal : komputer host) saling berbagi pada jalur/line yang sama. Keuntungannya : Komputer host hanya butuh satu port I/O untuk banyak terminal hanya satu line transmisi yang dibutuhkan. Pada chapter ini dibahas 3 teknik multiplexing : frequency-division multiplexing (FDM), paling umum dipakai untuk radio atau TV time-division multiplexing (TDM) atau synchronous TDM, dipakai untuk multiplexing digital voice. peningkatan efisiensi synchronous TDM dengan variasi sebagai berikut : o o o Statistical TDM Asynchronous TDM Intelligent TDM Gambar 6.1 menyatakan fungsi multiplexing secara umum. Multiplexer mengkombinasikan (me -multiplex) data dari n input dan mentransmisi melalui kapasitas data link yang tinggi. Demultiplexer menerima aliran data yang di-multiplex (pemisahan (demultiplex) dari data tersebut tergantung pada channel) dan mengirimnya ke line output yang diminta. Gambar 6.1. Multiplexing. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 1/12

110 6.1 Frequency Division Multiplexing Karakteristik Digunakan ketika bandwidth dari medium melebihi bandwidth sinyal yang diperlukan untuk transmisi. Tiap sinyal dimodulasikan ke dalam frekuensi carrier yang berbeda dan frekuensi carrier tersebut terpisah dimana bandwidth dari sinyal-sinyal tersebut tidak overlap. Gambar 6.2a menunjukkan kasus umum dari FDM. Enam sumber sinyal dimasukkan ke dalam suatu multiplexer, yang memodulasi tiap sinyal ke dalam frekuensi yang berbeda (f 1,...,f 6 ). Tiap sinyal modulasi memerlukan bandwidth center tertentu disekitar frekuensi carriernya, dinyatakan sebagai suatu channel. Sinyal input baik analog maupun digital akan ditransmisikan melalui medium dengan sinyal analog. Contoh sederhana dari FDM yaitu transmisi full-duplex FSK (Frequency Shift Keying). Contoh lainnya yaitu broadcast dan TV kabel. Sinyal video hitam putih adalah modulasi AM pada sinyal carrier fcv. Karena baseband dari sinyal video = 4 MHz maka sinyalnya sekarang menjadi fcv - 0,75 MHz sampai dengan fcv- 4,2 MHz. f cc sebagai color subcarrier mentransmisi informasi warna. Sedangkan sinyal audio dimodulasi pada f ca, diluar bandwidth efektif dari 2 sinyal lainnya. Bandwidth audio = 50 KHz. Dengan demikian sinyal TV dapat di-multiplex dengan FDM pada kabel CATV dengan bandwidth = 6 MHz. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 2/12

111 Gambar 6.2. FDM dan TDM Gambar 6.4 memperlihatkan sistim FDM secara umum. Sejumlah sinyal digital atau analog [ mi(t), i = 1, N ] di-multiplex ke dalam medium transmisi yang sama. Tiap sinyal mi(t) dimodulasi dalam carrier fsci ; karena digunakan multiple carrier maka masing-masing dinyatakan sebagai sub carrieṙ Modulasi apapun dapat dipakai. Kemudian sinyal termodulasi dijumlah untuk menghasilkan sinyal gabungan m c (t). Gambar 6.4b menunjukkan hasilnya. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 3/12

112 Sinyal gabungan tersebut mempunyai total bandwidth B, dimana N B > Σ Bsi i = 1 Sinyal analog ini ditransmisikan melalui medium yang sesuai. Pada akhir penerimaan, sinyal gabungan tersebut lewat melalui N bandpass filter, dimana tiap filter berpusat pada f sci dan mempunyai bandwidth B sci, untuk 1 < i < N. Dari sini, sinyal diuraikan menjadi bagian-bagian komponennya. Tiap komponen kemudian dimodulasi untuk membentuk sinyal asalnya. Contoh sederhananya : transmisi tiga sinyal voice (suara) secara simultan melalui suatu medium. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 4/12

113 Gambar 6.5a menggambarkan spektrum sinyal suara (voice) dari 300 sampai 3400 Hz. Bila suatu sinyal diamplitudo modulasi pada carrier 64 KHz maka gambar spektrumnya seperti gambar 6.5b. Sinyal termodulasi mempunyai bandwidth 8 KHz dari 60 sampai 68 KHz. Tetapi yang digunakan hanya lower sideband-nya sehingga didapat gambar 6.5c, dimana ketiga sinyal voice tersebut dipakai untuk memodulasi carrier pada 64,68 dan 72 KHz. Sinyal suara ini ditransmisi melalui modem dan sudah cukup memakai bandwidth 4 KHz. Tetapi problemnya jika melalui jarak yang jauh maka akan timbul intermodulasi noise dan efek nonlinear dari amplifier pada salah satu channel yang akan menghasilkan komponen-komponen frekuensi pada channel-channel yang lain. Carrier system Tiga level pertama dari definisi hierarki AT&T, dimana 12 channel voice dikombinasikan untuk menghasilkan suatu group sinyal dengan bandwidth 12 x 4 KHZ = 48 KHz dalam range KHz. Kemudian dibentuk blok dasar berikutnya 60 channel supergroup, yang dibentuk oleh FDM lima group sinyal. Sinyal yang dihasilkan antara 312 sampai 552 KHz. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 5/12

114 Variasi lainnya, yaitu dengan kombinasi 60 channel voice band langsung dalam suatu supergroup, dimana akan mengurangi biaya karena interface dengan group multiplex tidak diperlukan. Hierarki dari level berikutnya adalah master group dengan 10 supergroup input. Catatan : suara asal atau sinyal data mungkin dimodulasi berulangkali. Tiap tingkatan dapat mengubah data asal; hal ini misalnya jika modulator/multiplexer mengandung non linearitas atau menghasilkan noise. 6.2 Synchronous Time-Division Multiplexing Karakteristik Digunakan ketika data rate dari medium melampaui data rate dari sinyal digital yang ditransmisi. Sinyal digital yang banyak (atau sinyal analog yang membawa data digital) melewati transmisi tunggal dengan cara pembagian (=interlaving) porsi yang dapat berupa level bit atau dalam blok-blok byte atau yang lebih besar dari tiap sinyal pada suatu waktu. Gambar 6.7 memperlihatkan system synchronous TDM. Gambar 6.7a, sejumlah sinyal digital (m i (t), i = 1,N) di-multiplex ke dalam medium transmisi yang sama. Data yang masuk dari masing-masing sumber disimpan dalam buffer yang biasanya berukuran 1 bit atau 1 karakter. Buffer tersebut di-scan secara sequential untuk membentuk komposisi aliran data digital mc(t) yang dapat ditransmisi langsung atau melalui modem, biasanya transmisi synchronous. Operasi scan tersebut berjalan cepat dimana buffer terlebih dulu dikosongkan untuk dapat meneriman data. Dengan demikian data rate m c (t) harus sama dengan jumlah data rate m i (t). Gambar 6.7b memperlihatkan format data yang ditransmisi. Data -data tersebut dikumpulkan dalam frame-frame. Tiap frame mengandung cycle dari time slot dimana tiap slot mewakili tiap sumber data. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 6/12

115 Channel adalah serangkaian slot-slot yang mewakili satu sumber, dari frame ke frame. Panjang slot sama dengan panjang buffer transmitter yaitu 1 bit atau 1 karakter. Dalam hal ini dipakai 2 teknik interlavin g : Character-interlaving : o o Dipakai dengan sumber asynchronous. Tiap time slot mengandung 1 karakter dari data. Bit-interlaving : o o Dipakai dengan sumber synchronous dan boleh juga dengan sumber asynchronous. Tiap time slot mengandung hanya 1 bit. Gambar 6.7c, pada receiver, data m c (t) di-demultiplex dan diarahkan ke buffer tujuan yang sesuai. Untuk tiap sumber input m i (t), ada sumber output identik yang akan menerima data input pada kecepatan yang sama dengan pada waktu ditimbulkan. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 7/12

116 Synchronous TDM : Disebut synchronous karena time slot-time slot-nya di-alokasikan ke sumbersumber dan tertentu dimana time slot untuk tiap sumber ditransmisi. Biar bagaimanapun sumber mempunyai data untuk dikirim. Dapat mengendalikan sumber-sumber dengan kecepatan yang berbeda-beda. TDM Link Control Mekanisme kontrolnya tidak diperlukan protokol data link maka aliran data yang ditransmisikan tidak mengandung header dan trailer. Ada 2 kunci mekanisme kontrol data link : flow control dan error control. Tetapi flow control tidak diperlukan bila multiplexer dan demultiplexer dihubungkan seperti gambar 6.1, data rate dari multiplexer tetap dan keduanya beroperasi pada kecepatan tersebut. Bila dihubungkan ke line output yang tidak dapat menerima data, maka untuk sementara, channel akan membawa slot-slot kosong, tetapi frame-frame keseluruhan akan mempertahankan kecepatan transmisi yang sama. Untuk error control, transmisi ulang hanya dilakukan pada satu channel dimana terjadi error jadi error control ada per -channel. Agar flow control, error control dapat dilenkapi per basis channel, dipakai protokol data link misalnya HDLC per basis channel. Lihat gambar 6.8, dua sumber data, masing-masing memakai HDLC. Yang satu mentransmisi frame-frame HDLC yang mengandug 3 octet data, yang lain mengandung 4 octet data. Kita memakai multiplexing interlaving karakter. Maka octet-octet dari frame-frame HDLC dari 2 sumber dicampur aduk bersama untuk transmisi melalui line multiplex. Operasi multiplexing/demultiplexing adalah transparant untuk mencapai stasiun; untuk tiap pasang stasiun komunikasi, mempunyai link tersendiri. Pada akhir kedua line perlu suatu kombinasi multiplexer/demultiplexer dengan line full duplex diantaranya. Kemudian tiap channel terdiri dari 2 set slot, satu menuju ke masing-masing arah. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 8/12

117 Framing Frame TDM tidak memakai karakter SYNC atau flag untuk synchronisasi frame tetapi added-digit framing. Pada cara ini, satu kontrol bilangan ditambahkan ke tiap frame TDM. Juga memakai pola bit identita s dari frame ke frame. Synchorinasi dilakukan dengan cara, receiver membandingkan bit-bit yang masuk dari posisi satu frame untuk memperoleh pola. Jika polanya tidak sama, posisi bit berurutan di cari sampai pola didapat. Sekali synchronisasi frame tercapa i, receiver melanjutkan memonitor channel framing bit. Jika pola terputus, receiver harus masuk lagi ke mode framing search. Pulse Stuffing (= pulsa pengisi) Dipakai untuk mengatasi problem : Jika tiap sumber mempunyai clock yang terpisah, variasi antar clock-clock akan menyebabkan hilangnya synchronisasi. Data rate dari input data tidak bertalian dengan angka rasional sederhana. Sehingga : Data rate yang keluar dari multiplexer, termasuk framing bit, lebih tinggi daripada jumlah maximum kecepatan yang masuk. Kapasitas ekstra dipakai oleh stuffing extra dummy bit -bit atau pulsa-pulsa ke dalam tiap sinyal yang masuk sampai kecepatannya naik ke clock sinyal yang dibangkitkan. Pulsa-pulsa stuffing dimasukkan ke lokasi yang tertentu didalam format frame multiplexer sehingga dapat dikenali dan dipindah ke demultiplexer. Sistim-sistim Carrier Dasar dari hierarki TDM adalah format transmisi DS-1 (gambar 6.10) yang memultiplex 24 channel. Tiap frame mengandung 8 bit/channel plus framing bit untuk 24 x = 193 bit. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 9/12

118 Gambar Format Transmisi DS-1 Untuk transmisi suara (voice), dimana bandwidth voice = 4 KHz sehingga diperlukan 8000 sampel/detik. Dengan panjang frame 193 bit, maka data rate-nya = 8000 x 193 = 1,544 Mbps. Untuk lima dari enam frame, dipakai 8 bit PCM. Untuk setiap bit ke enam tiap channel mengandung 7 bit PCM plus bit pensinyalan. Untuk data digital, dipakai data rate yang sama dengan voice yaitu 1,544 Mbps. Untuk data disediakan 23 channel. Channel ke 24 disimpan untuk byte SYNC khusus yang menyebabkan lebih cepat dan framing ulang yang lebih baik untuk suatu framing error. Untuk tiap channel, 7 bit/channel dan tiap channel diulang 8000 kali/detik, maka data rate/channel = 56 Kbps. Untuk data rate yang lebih rendah dipakai teknik subrate multiplexing dimana bit tambahan diambil dari tiap channel untuk indikasi speed subrate multiplexing yang sedang dipakai sehingga kapasitas total per channel = 6 x 8000 = 48 Kbps. 6.3 Statistical Time-Division Multiplexing Karakteristik Statistical TDM yang dikenal juga sebagai asynchronous TDM dan intelligent TDM, sebagai alternative synchronous TDM. Mempunyai sejumlah line I/O pada satu sisi dan line multiplex kecepatan tinggi pada sisi lainnya. Dimana ada n line I/O, tetapi hanya k (k<n) time slot yang sesuai pada frame TDM. Untuk input, fungsi multiplexer ini untuk men-scan buffer-buffer input, mengumpulkan data sampai penuh, dan kemudian mengirim frame tersebut. Untuk output, multiplexer menerima suatu frame dan mendistribusikan slot-slot data ke buffer output tertentu. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 10/12

119 Data rate pada line multiplex lebih rendah daripada jumlah data rate dari device masukan sehingga statistical multiplexer dapat menggunakan data rate yang rendah untuk mendukung sebanyak device yang sama dengan synchronous multiplexer. Struktur framenya padat. Sistemnya membuahi synchronous protokol seperti HDLC dimana data frame harus mengandung bit-bit kontrol untuk operasi multiplexing. Gambar 6.13 menunjukkan 2 format yang mungkin. Untuk (a) hanya 1 sumber data yang dimasukkan per frame. Sumber diidentifikasi oleh suatu address. Panjang daerah data adalah variabel dan diakhiri oleh akhir dari overall frame. Cara ini dapat bekerja baik dibawah beban yang ringan, tetapi kurang efisien untuk beban yang berat. Untuk efisiensi : Dengan menggunakan multiple data source yang dibentuk dalam suatu frame tunggal. Daerah address dapat dikurangi dengan memakai pengalamatan relatif dimana tiap address menunjukkan sumber aliran re latif terhadap sumber terdahulu. Memakai 2 bit label untuk panjang daerah [SEID78]. Performa Data rate dari output statistical multiplexer lebih rendah daripada jumlah data rate input. Hal ini dimungkinkan karena rata-rata jumlah dari input kurang daripada kapasitas line multiplex. Tetapi masalah yang timbul yaitu terjadinya periode peak ketika input melampaui kapasitas. Solusinya : dengan memasukkan suatu buffer dalam multiplexer untuk menahan sementara kelebihan input. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 11/12

120 Pertimbangan ukuran buffer dan data rate dari line ditentukan untuk menentukan waktu respon sistim dan kecepatan line multiplex. Semakin besar buffer, delay-nya semakin panjang. Parameter-parameter untuk statistical TDM : N = jumlah dari sumber input R = data rate tiap sumber, bps M = kapasitas efektif dari line multiplex, bps = kecepatan maksimum dimana bit-bit data dapat ditransmisikan α = waktu tengah tiap sumber yang sedang transmisi, 0 < α < 1 k = M/(NR) = ratio kapasitas line multiplex terhadap total input maksimum, α k 1 = ukuran kompresi oleh multiplexer k=1 berhubungan dengan synchronous TDM k< α input akan melampaui kapasitas multiplexer λ = α N R = rata-rata kecepatan untuk tiba, bps 1 S = ---- = waktu yang dipakai untuk transmisi 1 bit, sec M p = λ S = α N R / M = α / k = λ / M = pemakaian total kapasitas link t q = ukuran rata-rata delay oleh sumber input Dianggap bahwa data yang sedang ditransmisi dalam 1000 bit frame. Bagian (a) dari gambar menunjukkan rata-rata frame yang harus disimpan sebagai fungsi dari rata - rata pemakaian line multiplex yang dinyatakan sebagai persen dari kapasitas total line. Bagian (b) dari gambar memperlihatkan rata-rata delay yang dialami oleh sebuah frame sebagai fungsi dari pemakaian dan data rate. Kenaikan pemakaian, sebanding dengan keperluan buffer dan delay. Rata-rata delay akan kecil, jika kapasitas link dinaikkan, untuk pemakaian yang tetap. Jaringan Komputer Bab VI Halaman 12/12

121 SWITCHING Transmisi jarak jauh biasanya akan melewati jaringan melalui node-node yang di switch. Node tidak khusus untuk suatu konteks data tertentu.dimana End device adalah station : komputer, terminal, telepon, dll. Sejumlah node dan koneksinya merupakan bagian dari jaringan komunikasi. Data akan diarahkan melalui switch dari node ke node. NODE Node akan dihubungkan dengan node itu sendiri atau dihubungkan dengan station, atau dengan node lain. Link dari node ke node biasanya multiplexed Jaringan biasanya secara parsial akan terhubung : sangat memungkinkan terjadinya koneksi yang redudan. Terdapat 2 teknologi switch : o Circuit switching o Packet switching JARINGAN SWITCH SEDERHANA TEKNOLOGI SWITCH 1. CIRCUIT SWITCHING Dibuat untuk mengadakan jalur komunikasi antara dua station Melewati 3 fase : o Establish (mempersiapkan koneksi) o Transfer (memindahkan data ketika koneksi) o Disconnect (memutuskan koneksi) Harus memiliki switch dan channel dalam kapasitas yang cukup untuk dapat menyediakan koneksi. Harus memiliki intelligence dalam mengarahkan data (proses routing). APLIKASI CIRCUIT SWITCHING Sangat In-efisien o Kapasitas channel hanya untuk durasi dari koneksi o Jika tidak ada data, Kapasitas wasted Set up (proses koneksi) memerlukan waktu Sekali terkoneksi, transfer amat transparan Dikembangkan untuk trafik voice (telepon) PUBLIC CIRCUIT SWITHED NETWORK

122 KOMPONEN TELEKOMUNIKASI Subscriber : Device yang terhubung dengan network Local Loop o Subscriber loop o Koneksi ke network Exchange o Pusat kegiatan switch (Switching centers) o End office merupakan bagian yang men-support subscriber Trunks o Percabangan antara exchange o Multiplexed ELEMEN CIRCUIT SWITCH KONSEP CIRCUIT SWITCH Digital Switch : Menyediakan jalur sinyal yang transparan antar device. Network Interface Control Unit o Mempersiapkan koneksi Pada umumnya dalam keadaan siap berkoneksi. Menangani dan mengirimkan sinyal acknowledge request. Siap sedia jika tujuan dalam keadaan bebas. Membangun jalur (path) o Memelihara koneksi o Melakukan Disconnect bila koneksi sudah selesai BLOCKING DAN NON-BLOCKING Blocking o Jaringan tidak dapat terkoneksi karena semua jalur sedang digunakan. o Digunakan dalam sistem voice : untuk call yang berdurasi pendek. Non-blocking o Mengizinkan semua station untuk terkoneksi pada suatu waktu o Digunakan untuk koneksi data MULTI STAGE SWITCH z Mengandung beberapa crosspoint z Lebih dari 1 jalur (path) yang berada dalam network : mempertinggi reliabilitas. z Lebih kompleks dalam pengontrolan. z Dapat saja mengalami blocking

123 SWITCH DENGAN 3 STAGE PROSES ROUTING Banyak koneksi akan membutuhkan jalur yang tersedia pada lebih dari satu switch. Mem butuhkan suatu pencarian rute, agar o Efisien o Resilience Public telephone switches m erupanan struktur tree : dimana Statik routing digunakan dengan pendekatan yang sama untuk setiap waktu. Dinamik routing memungkinkan untuk mengubah proses routing dengan bergantung pada trafik : memanfaatkan struktur peer untuk setiap nodenya. PROSES ROUTING ALTERNATIF z Memungkinkan untuk melewati rute antara end office yang belum didefinisikan sebelumnya. z Switch selects appropriate route z Routes listed in preference order z Different sets of routes may be used at different times DIAGRAM PROSES ROUTING ALTERNATIF

124 SINYAL KONTROL MODE PENSINYALAN

125 TRANSFER POIN 2. PAKET SWITCHING PRINSIP Circuit switching didesain untuk komunikasi voice Resource diperuntukkan melayani panggilan Banyak waktu koneksi yang idle, jika tidak ada panggilan. Rasio data sudah ditetapkan besarnya : kedua end node mesti memiliki rasio yang sama. Paket Switching Data ditransmisikan dalam paket-paket kecil o Biasanya 1000 oktet o Pesan yang panjang akan di-split dalam seri paket. o Setiap paket mengandung data user dan informasi kontrol. Informasi kontrol : informasi routing (pengalamatan). Paket diterima, disimpan dalam buffer dan dilanjutkan ke node selanjutnya : Store dan forward PENGGUNAAN PAKET

126 KEUNTUNGAN Efisiensi Jalur (Line) o Node tunggal ke link node dapat dibagi pakai oleh banyak paket setiap waktu. o Paket akan diantrikan dan ditransmisikan secepat yang dimungkinkan. Konversi Rasio data o Setiap station terkoneksi ke node lokal dengan kecepatannya sendiri. o Buffer data pada node dapat mengaturr rasio kecepatannya juga. Paket tetap dapat diterima pada saat network sibuk (busy) : pengantaran akan lebih lambat. Dapat menggunakan skala prioritas. TEKNIK SWITCHING Station akan mendorong pesan yang panjang dalam paket-paket kecil. Paket dikirim satu per satu dalam waktu tertentu ke jaringan. Paket ditangani dengan 2 cara, yaitu : o Datagram o Virtual circuit DATAGRAM Setiap paket berdiri sendiri Paket dapat memilih setiap route yang mungkin dilaluinya. Paket dapat saja datang dalm keadaan out of order, karena terlalu lama dalam perjalanannya. Paket dapat saja hilang Penerima dapat meminta kembali pengiriman bagi paket-paket yang hilang. VIRTUAL CIRCUIT Rute dapat disiapkan sebelum paket dikirim. Call request dan call accept bagi paket akan mempersiapkan koneksi (handshake) Setiap paket mengandung virtual circuit identifier termasuk alamat tujuannya. Tidak ada kemampuan memilih rute untuk setiap paket, karena sudah didefinisikan sebelumnya. Tidak diperlukan jalur dedicated. VIRTUAL CIRCUIT VS DATAGRAM Virtual circuit o Jaringan dapat mengatur urutan dan kontrol kesalahan. o Paket di-forward lebih cepat : tidak membutuhkan pemilihan rute dalam perjalanan. o Kurang reliabel : Kehilangan suatu node akan menghilangkan seluruh sirkuit setelah node tersebut. Datagram o Tidak membutuhkan fase persiapan ketika terjadi call : sangat baik jika paketnya sedikit. o Lebih fleksibel : Routing dapat digunakan untuk menghadapi bagian network yang sibuk atau tidak aktif.

127 UKURAN PAKET TIMING EVEN

128 OPERASI INTERNAL DAN EKSTERNAL Paket switching - datagram atau virtual circuit Interface antara station dan node network o Berorientasi pada koneksi Station meminta koneksi secara logikal (virtual circuit) Semua paket diidentifikasi sepanjang koneksi tersebut dan secara berurutan diberi nomor. Network meletakkan paket dalam urutannya. Kemudian dilayani dengan eksternal virtual circuit. Contoh : jaringan X.25 o Connectionless Paket ditangani secara independen. Dilayani oleh External datagram. KOMBINASI OPERASI Eksternal virtual circuit, internal virtual circuit o Membuat dedicated route untuk seluruh network Eksternal virtual circuit, internal datagram o Network menangani paket secara berkesinambungan o Paket yang berbeda untuk external virtual circuit yang sama akan menghasilkan perbedaan dalam internal route. o Buffer network pada node tujuan dipersiapkan untuk reordering Eksternal datagram, internal datagram o Paket ditangani secara independen oleh network maupun oleh user. Eksternal datagram, internal virtual circuit o User eksternal tidak melihat koneksi o User eksternal mengirim 1 paket setiap waktu. o Network akang men-setup koneksi logikal. EKSTERNAL VIRTUAL CIRCUIT DAN DATAGRAM

129 OPERASI INTERNAL VIRTUAL CIRCUIT DAN DATAGRAM PROSES ROUTING Kompleks, banyak aspek penting bagi paket-paket pada jaringan switch Karakteristik yang dibutuhkan : o Correctness o Simplicity o Robustness o Stability o Fairness o Optimality o Efficiency KINERJA ROUTING Menggunakan rute yang sudah dipilih dengan tepat. Minimum hop Nilai harga yang murah PEMILIHAN NILAI ROUTING

130 STRATEGI OPERASI ROUTING 1. Fixed Routing z Rute permanen tunggal untuk setiap jalur dari sumber ke tujuan. z Rute diatur menggunakan algoritma harga terendah z Rute sudah fixed, sampai terjadinya perubahan tipologi jaringan. z Tabel Fixed routing : 2. Flooding z Tidak membutuhkan informasi jaringan. z Paket dikirim oleh node ke setiap node tetangganya. z Paket yang datang di re-transmisi ke setiap link kecuali ling kedatangan tersebut. z Kadangkala sejumlah copy paket akan datang pada node tujuan. z Setiap paket memiliki nomor yang unik, jadi duplikatnya pasti akan dibuang. z Node dapat mengingat paket yang sudah di forward untuk membuat network load tetap aman. z Dapat pula termasuk menghitung hop pada paket tersebut. z Contoh :

131 3. Random Routing z Node memilih salah satu jalur keluar untuk me-retransmisikan paket yang tiba. z Pilihan jalur secara random atau dengan cara round robin z Dapat memilih jalur keluar berdasarkan perhitungan probabilitas tertentu. z Tidak membutuhkan informasi tentang network. 4. Adaptive Routing z Digunakan oleh hampir semua jaringan paket switching. z Pemilihan Routing berubah berdasarkan kondisi pada network yang terus berubah : y Failure (gagal) y Congestion (sibuk) z Membutuhkan informasi tentang network. z Pemilihan amat kompleks. z Akan terjadi persaingan ketat antara kualitas jaringan dengan beban jaringan. z Bereaksi terlalu cepat akan menyebabkan terjadinya oscillation z Proses komunikasi akan lebih lambat.

132 MEDIUM ACCESS SUBLAYER Jaringan dibagi dalam 2 kategori : Hubungan point to point Hubungan broadcast Broadcast channel sering disebut : Multi access Random Access Channels Lokal dan Metropolitan Area Network MAC : sangat penting bagi LAN LAN : basis komunikasi LAN umumnya multi access channel WAN : point to point Karakteristik LAN : 1. Garis tengah tidak lebih dari beberapa km 2. Total data rate beberapa Mb/sekon 3. Dipunyai oleh suatu organisasi WAN : Terbentang diseluruh daerah/negara Data rate < 1 Mb/s Dipunyai oleh beberapa organisasi Umumnya pakai existing public telephone network MAN : antara WAN dan MAN (Metropolitan Area Network) Meliputi seluruh daerah/kota Menggunakan teknologi LAN Menggunakan kabel TV (CATV) sebagai medium LAN menarik karena : Menghubungkan beberapa komputer lokal Dapat dikembangkan secara incremental Harga dan performance memadai Reliable (error rate 1000 X lebih rendah dari WAN) Protokol lebih sederhana dan efisien Yang terpenting Berbagi pakai Alokasi kanal statis pada LAN dan MAN FDM : Frequency Division Multiplexing Bandwidth dibagi menjadi N bagian yang sama dimana tiap pemakai memiliki frekwensi band sendiri, tanpa ada interferensi FDM : sederhana dan efisien untuk pemakai yang terbatas, tetapi masing-masing mempunyai trafik tinggi FDM : - Utilisasi kanal rendah Terutama untuk jumlah pemakai yang besar dan trafiknya bursty sistem komputer umumnya data bursty (Peak traffic : mean traffic = 1000 : 1) Pemanfaatan kanal pada tiap saat : << N tidak efisien Alokasi Saluran Dinamik pada LAN dan MAN Asumsi yang dibuat : 1. Model stasiun : N buah stasiun yang independent, mempunyai program atau user yang menghasilkan frame bila sebuah frame dihasilkan stasiun akan diblokir sampai frame tersebut ditransmisikan probilitas frame dihasilkan selama t =. t ( konstanta laju kedatangan dari frame baru) 2. Asumsi saluran tunggal hanya 1 kanal tersedia untuk komunikasi semua stasiun berprioritas sama, kecuali bila diatur lain. 3. Asumsi tabrakan (Collision) semua stasiun dapat mendeteksi tabrakan frame ditransmisi ulang 1

133 4.a. Waktu kontinu transimisi frame dapat dilakukan setiap saat tidak terdapat master clock 4.b. Waktu slot (Slotted time) waktu dibagi menjadi interval-interval diskrit (slot) transmisi frame selalu dimulai pada awal sebuah slot 5.a. Carrier Sense Stasiun dapat mengetahui suatu saluran sedang dipakai sebelum mencoba menggunakannya. 5.b. No Carrier Sense Stasiun tidak mendeteksi keadaan saluran Setelah beberapa saat baru diketahui transmisi berhasil / gagal Multiple Access Protocols Protokol yang pertama ada : Protokol ALOHA Murni (pure) Berslot (slotted) Dikembangkan pertamakali di Univesity of Hawaii tahun 1970-an oleh Norman Abramson berupa Jaringan paket radio ALOHA murni Ide dasar : membiarkan pengguna untuk melakukan transmisi kapan saja bila memiliki data pengirim akan mengetahui frame yang dikirimkan rusak atau tidak setelah 270 mdetik No Sense system Menggunakan sistem contention (persaingan) Rata-rata frame terkirim per satuan waktu: S = G e-2g dimana : S : mean new frame sent per frame time, menurut poisson G : mean old (retrans) and new frames combined per frame time (poisson) frame time : Jumlah waktu yang diperlukan untuk mentransmisikan frame standard denganpanjang yang tetap = Yaitu panjang frame dibagi bit rate Bila S > 1 : Pengguna menghasilkan frame pada kecepatan yang lebih tinggi dari yang dapat ditangani saluran Akibatnya : hampir seluruh frame mengalami tabrakan Besar throughput yang layak :O < S < 1 G pada umumnya S Pada beban rendah : no collision = G S Pada beban tinggi = G > S ALOHA Berslot (Slotted Aloha) S = G.e G Karena ada time slot sender dilarang mengirim, bila ada (CR) menunggu slot baru Vulnerable period menjadi 1/2 2

134 S (t rough put per f rame t ime) Slotted aloha : S = Ge. - G (36%) Pure aloha : S = G.e -2G best s = 1/2 e (18%) throughput Versus offered traffic PROTOKOL LAN Pada LAN, stasiun melakukan deteksi terhadap Carrier ( transmisi) disebut carrier sense protocol Presistent dan Non presistent CSMA (Carrier Sense Multiple Access) 1. Presistent CSMA : Bila stasiun mempunyai data untuk dikirim akan dilakukan pendeteksian saluran Bila saluran sibuk stasiun menunggu Bila saluran kosong mengirim frame 3

135 Bila terjadi tabrakan stasiun menunggu beberapa waktu untuk berusaha mengirim kembali Disebut 1 presistent karena probability of transmit = 1, yaitu bila saluran kosong Presistent : selalu mendeteksi adanya saluran sampai saluran benar-benar kosong Kemungkinan terjadinya tabrakan Stasiun mendeteksi saluran kosong padahal mungkin paket yang baru dikirim stasiun lain belum sampai. Hal ini terjadi karena delay propagasi Dua stasiun bersama-sama menunggu saluran yang baru dipakai stasiun lain, begitu selesai keduaduanya serentak mengirim paket maka akan terjadi TABRAKAN!!! Waktu tunda dari paket : Waktu saat paket dikirim dari stasiun pengirim sampai seluruh paket diterima oleh stasiun penerimasangat penting!!! 2. Non Presistent CSMA Stasiun tidak selalu mendeteksi saluran secara terus menerus Suatu saat stasiun mendeteksi saluran : Bila dipakai maka batal dan menunggu Setelah beberapa saat (cukup lama), maka akan mendeteksi kembali Waktu tundanya menjadi lebih lama P-Presistent CSMA Diterapkan pada slotted ALOHA Stasiun siap mengirim - setelah dideteksi saluran kosong maka : Stasiun mengirim dengan probabilitas: p Stasiun menunggu slot berikutnya bila kosong akan dikirim dengan prob. q = 1- p Proses berulang sampai seluruh frame selesai CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) CD : Collision Detection setelah mengetahui adanya tabrakan segera membatalkan / menghentikan transmisi, tanpa menunggu selesainya paket yang dikirim menghemat waktu dan bandwidth MODUL yang digunakan pada CSMA / CD mempunyai 3 periode : transmit contention idle 4

136 Collision Free Protocol Pada CSMA / CD masih mungkin terjadi tabrakan yaitu pada interval contention Bila (panjang saluran) besar dan frame pendek - masa kritis (contention) menjadi lebih panjang diatasi dengan Protokol Bit map Pada Collision Free Protocol : Akses ke kanal (oleh stasiun) diurutkan berdasarkan bit - map Setiap stasiun mempunyai jatah waktu akses tertentu (unik) dan tidak dapat dipakai oleh stasiun lain Bila stasiun baru siap setelah gilirannya berlalu stasiun tersebut harus menunggu giliran pada periode berikutnya contoh : ada 8 stasiun, 8 contention slot Interval terbagi 2 : contention dan frame Untuk beban tinggi semua stasiun mengirim overhead = 1 bit per frame Efisiensi : d / d + 1 Binary Count Down Pada protokol diatas, overhead = 1 bit per stasiun, diperbaiki dengan memberikan panjang alamat sama dan dibroadcast-kan. Bit-bit pada setiap posisi dari stasiun yang berbeda di OR-kan disebut Binary Count Down, caranya dengan membandingkan. contoh : 0010,0100,1001,1010 I II pemenangnya 1010 STANDARD IEEE 802 UNTUK LAN & MAN 5

137 802.1 : Arsitektur definisi primitif interface : LLC (Logical Link Control) : CSMA : Token Bus LAN : Token Ring : MAN DQDB : Broad band : Fiber Optik : Integrated Data & Voice Net CSMA / CD - Metode aksesnya Ethernet - Nama protokolnya Nama produk yang mengimplementasikan CSMA / CD PENGKABELAN Ad.1 : Koneksi ke kabel - menggunakan Vampire tap Beroperasi pada 10Mbps Sinyal : base band m 6

138 Ad.2 : Koneksi ke kabel- BNC Per segmen hanya mampu menangani 30 mesin Transmisi sinyal-manchester encoding Koneksi bus ke komputer - via transceiver cable (max : 50 m) Panjang kawat maksimal : 500 m Bila > 500 m - perlu repeater (passive device) Menggunakan - Manchester encoding Frame didahului dengan : preamble = untuk sinkronisasi Pengalamatan = 2 atau 6 bytes untuk kec.10 Mbps dipakai 6 bytes Bit tertinggi (ke-47) = 0 adalah address biasa = 1 adalah group address Bila semua bit DA = 1 adalah broad cast Bit ke-46 adalah untuk membedakan alamat lokal dan global Panjang data maksimum : 1500 bytes Panjang frame minimum : 64 bytes Bila frame tidak mengandung informasi, panjang data = 0 harus ditambahkan pad sehingga frame minimum tercapai (64 bytes) Mengapa? (gambar 4.22) Untuk menjaga agar frame pendek ini diselesaikan lebih dulu sebelum bit pertama mencapai B (sisi terjauh) 7

139 Setelah collision, waktu dibagi menjadi beberapa slot Slot time = 2 ( worst case ) diambil dari max. allowable cable length 2,5 km dengan 5 repeaters Slot time 512 bit time 51.2 sec after 1st collision a station waits for 0 or 1 slot-time 2nd collision waits 0,1,2 or 3 slot-time Ethernet Menggunakan teknik CSMA / CD Bit rate 10 Mbps - Manchester encoded 8

140 Collision Window - minimum packet size Periode waktu dari mulainya transmisi, selama stasiun pada vulnareble to collision. Contoh dalam kondisi terjelek sebagai berikut : Bila waktu propagasi sinyal dari ujung ke ujung jaringan adalah : 22,5 sec yaitu = 225 bit times pada 10 Mbps Sesaat sebelum paket A sampai, B mengirim paket kemudian tabrakan A mendengar ada tabrakan setelah : (t+22,5)+22,5 sec atau : 45 sec = 450 bit time sesudah A mulai mengirim Collision Window : 450 bit time Minimum paket size : 64 oktets 64 oktet = 64 x 8 x 0,1 = 51,2 sec atau = 512 bit times Minimum paket harus > dari collision window Bagaimana kalau <?? Pada Ethernet : tidak menjamin pesan akan sampai ditujuan pada waktu yang pasti IEEE TOKEN BUS Memperbaiki kekurangan CSMA/CD Tidak menggunakan metode persaingan dapat menerapkan sistem prioritas dijaringan - prioritas urutan, dilayani distasiun - preoritas mendapatkan besar alokasi waktu pengaksesan Topologi yang digunakan bus bukan topologi ring Broadband 75 ohm cable Kabel single dan dual Tidak kompatibel dengan Protokol Token Bus Inisialisasi : Stasiun mempunyai alamat dengan urutan dilakukan dari alamat tertinggi ke rendah Metode akses yang dipakai : Token Passing Stasiun hanya bisa mengirim frame / mengakses jaringan bila stasiun tersebut memiliki Token Token Bus Membutuhkan media untuk transmisi data (physical Layer) - Broadband - 10 Mbps - Carrier Band - 5 Mbps Membutuhkan aturan untuk akses ke jaringan (Medium Access Control) -Token Passing Menggunakan topologi bus dan membentuk logical ring Cara kerja jaringan : Token berputar sepanjang logical ring urut dari alamat tertinggi Hanya stasiun yang memegang token dapat mengirim data Waktu akses pada jaringan merupakan fungsi dari sejumlah stasiun yang aktif pada ring dan lama waktu pegang token pada masing2 stasiun tersebut disebut: Token Rotation Time TRT = nth + ntp n : Jumlah Stasiun Th : Token Holding Time Tp : Token Passing Time Stasiun pemegang token adalah juga sebagai stasiun pengontrol jaringan saat itu. 9

141 10

142 Disebut Deterministik karena pesan dapat dijamin sampai ketempat tujuan pada waktu yang pasti (dapat diperkirakan) Stasiun dapat keluar dari ring (bila tidak ingin mengirim pesan) dan masuk kedalam ring bila akan mengirim pesan: masuk : solicit successor keluar : set successor walau diluar ring tetap pada mode pendengar Mempunyai option pilihan preoritas untuk pengiriman datanya Preoritas tertinggi (6) 4 THT Preoritas terendah (0) TRT TOKEN RING Dikembangkan oleh IBM (Zurich) Menggunakan Token passing sebagai metode akses Menggunakan twisted-pair kabel Menggunakan topologi ring yang membentuk physical ring Beroperasi pada 4 Mbps - 6 Mbps Merupakan hubungan point to point 11

143 Cara Kerja Jaringan : Token berputar sepanjang ring, stasiun yang memegang token berhak mengirim pesan Pesan di gabung dengan token sibuk ke tujuan Stasiun tujuan akan mengcopy pesan Pesan akan dihapus oleh pengirim pada saat token sibuk kembali ke pengirim Stasiun akan mengubah status token sibuk menjadi token bebas dan mengirimnya ke stasiun berikutnya Stasiun juga berfungsi sebagai repeater yang memperbaiki data setiap saat Dalam kondisi beban penuh digunakan cara round robbin Tidak ada address field pada token ring Gambarkan skenario-nya!!! Ada 2 komponen delay pada token ring 1 bit delay pada masing-masing stasiun Sinyal propagasi - delay 12

144 Dua operasi dari ring interface : Listen mode : hanya mengcopy Transmit mode : terjadi setelah pengambilan token dan memasukan data yang ada ke ring Ada Ack pada token ring, dibutuhkan 1 bit untuk itu. Initial : 0 pada diterima : 1 FSC THT( token holding time) pada token ring umumnya : 10 msec, kecuali ditentukan lain Frame status terdiri dari A dan C bit dengan 3 kemungkinan kombinasi: A = 0 C = 0 : tidak sampai ketujuan A = 1 C = 0 : sampai ketujuan tetapi data tidak diterima A = 1 C = 1 : sampai ketujuan dan data Frame transmission stasiun yang siap kirim menunggu token dengan prioritas prioritas yang ada padanya untuk meyakinkan, stasiun mengirim pada urutan prioritas dipakai cara stasiun membaca harga reservation bit (AC field) Bila > dari waiting frame stasiun mengulang bit tetap Bila < stasiun mengganti dengan priority dari waiting frame KOMENTAR IEEE 802.3/4/5 CSMA / CD paling sederhana dan sangat praktis, tanpa menunggu token. Mempunyai delay yang kecil untuk beban LAN kecil Akses ke jaringan pada CSMA / CD adalah probabilistik, mekanisme preoritas tidak ada. Tidak dapat dijamin pesan sampai ke tujuan pada waktu yang pasti Token passing mempunyai delay sedang, tetapi deterministik terutama untuk beban tinggi 13

145 CSMA/CD menggunakan passive transmissi medium (tiap stasiun tidak membutuhkan generator), lebih reliable Ring interface adalah aktif Melokalisasi kesalahan pada ring lebih mudah daripada bus Token management, khususnya penambahan stasiun baru cukup complex, terutama pada token ring CSMA / CD kurang praktis untuk data rate yang sangat tinggi Collision window berkaitan dengan propagasi dan data rate 10 Mbps Bila min frame menjadi besar, tidak efesien BRIDGE Untuk menghubungkan LAN dan LAN Pada lapisan jalur data Umumnya merupakan penghubung antar 802-LAN Hanya dibahas Bridge Alasan mengapa suatu organisasi menggunakan beberapa LAN : 1. Kebutuhan yang berbeda dari beberapa Universitas / Departemen, beberapa LAN perlu bridge 2. Letak geografis yang berbeda - dibeberapa bangunan yang terpisah 3. Beban yang terlalu banyak - ribuan workstation a. perlu dipecah menjadi beberapa LAN b. Perlu Bridge 4. Jarak yang terlalu jauh antar mesin (mis > 2,5 km) a. dengan kabel tunggal - round trip delay besar b. perlu dipecah beberapa LAN c. perlu bridge 5. Bridge dapat menyeleksi yang harus diteruskan atau tidak, dengan diprogram, tidak hanya mengcopy, Repeater 6. Bridge dapat memberikan keamanan bagi organisasi 14

146 Bridges from 802.x to 802.y Operation of a LAN bridge from to The IEEE 802 frame formats. The drawing is not to scale. 15

147 Local Internetworking A configuration with four LANs and two bridges. Spanning Tree Bridges Two parallel transparent bridges. Spanning Tree Bridges (2) (a) Interconnected LANs. (b) A spanning tree covering the LANs. The dotted lines are not part of the spanning tree. 16

148 The OSI Reference Model Contoh penerapan model OSI : Contoh penerapan model OSI sehari-hari pada proses penerimaan e mail: o Layer 7, Anda memakai Microsoft Outlook yang mempunyai fungsi SMTP dan POP3. o Layer 6, mengirim dengan format ASCII atau HTML. o Layer 5, dalam menggunakan anda harus menginstal OS dahulu untuk membuka sesi komunikasi jaringan o Layer 4, OS membuka SMTP dengan sebuah TCP socket kemudian protocol terbuka untuk menerima data dari server . o Layer 3, Komputer mencari IP addres dari SMTP Server dengan melihat routing table yang diberikan OS Router jika tidak ditemukan akan memberikan pesan o Layer 2, Paket Data dari IP addres di kirimkan oleh Etherne o Layer 1, mengubah paket data menjadi signal elektrik yang ditransformasilkan pada kabel UTP Cat 5 Contoh Aplikasi: Aplikasi word processing, aplikasi ini digunakan untuk pengolahan text sehingga program ini tidak berhubungan dengan OSI. Tetapi bila program tersebut ditambahkan fungsi jaringan misal pengiriman , maka aplikasi layer baru berhubungan disini.

149 Network Layer Pendahuluan Fungsi utama dari layer network adalah pengalamatan dan routing. Routing merupakan fungsi yang berrtanggung jawab membawa data melewati sekumpulan jaringan dengan cara memilih jalur terbaik untuk dilewati data. Pengalamatan pada layer network merupakan pengalamatan secara logical. Pengalamatan Logik Biasa disebut dengan IP Address (nomor IP) Nomor IP diperlukan oleh perangkat lunak untuk mengidentifikasi komputer pada jaringan Namun nomor identitas yang sebenarnya diatur oleh NIC (Network Interface Card) atau kartu Jaringan yang juga mempunyai nomor unik. Pengalamatan di Komputer Prinsip pengalamatan sama dengan Pos Kode pos akan membawa surat ke kantor pos terdekat. Selanjutnya jalan dan nomor rumah akan membawa surat ke rumah. Seperti Pengalamatan Pos, kombinasi dari Alamat Rumah dan Kode Pos Pengalamatan Jaringan merupakan kombinasi dari Pengalamatan Fisik (MAC Address) dan Pengalamatan Logik (IP Address) Layer 2 (Ethernet) dan Layer 3 (IP) Addresses dibutuhkan: Layer 2 / MAC address Ada pada NIC Tidak pernah berubah Identitas nyata dari perangkat Layer 3 / Protocol address Di set dengan software (Sist. Operasi) Bisa berubah jika kita berpindah tempat

150 Mana MAC Address Mana IP Address? IP Address MAC Address Skema IP Addressing IP Addresses terdiri 32 bits. 32 bit dibagi menjadi 4 bagian setiap bagian terdiri dari 8 bit. Untuk kemudahan dikonversi menjadi desimal. class-full addressing:

151 Routing Routing protocol Goal: menentukan suatu jalur yang baik (router-router yang berurutan) melalui suatu jaringan dari source ke destination. Graph abstraction untuk algoritma routing : o graph nodes adalah routers o graph edges adalah link fisik link cost: delay, biaya, atau level kongesti o Jalur yang baik : Biasanya berarti jalur dengan biaya yang minimum Bisa jadi ada definisi lain A B 2 D C E F Routing Algorithm classification Global or decentralized information? Global: Semua routers mempunyai informasi yang lengkap mengenai topologi dan biaya link link state algorithms Decentralized: router hanya mengetahui perangkat yang terhubung kepadanya secara fisik sera biayanya Proses komputasi yang iteratif iterative process of dan pertukaran informasi dengan tetangganya distance vector algorithms Static or dynamic? Static: Pergantian rute berlangsung lambat Dynamic: Rute berganti lebih cepat o periodic update o in response to link cost changes The Internet Network layer Host, router network layer functions:

152 Transmission Control Protocol Dalam penggunaannya TCP mempunyai sifat connection oriented. Kelebihan dari TCP : 1. Error Recovery 2. Flow Control TCP/IP Reference Model Dikembangkan pertama kali oleh ARPANET. Bedanya dengan OSI model, presentation layer dan session layer tidak ada dalam TCP/IP model. Data link dan physical layer disebut Host to network (Network Interface Layer) TCP/IP Model Konsep Layering TCP/IP Selain TCP/IP Model diatas, definisi lain untuk sekumpulan protocol TCP/IP ini dimodelkan dengan empat layer TCP/IP, sebagaimana terlihat pada gambar dibawah ini.

153 TCP/IP terdiri atas empat lapis kumpulan protocol yang bertingkat. Keempat lapis/layer tersebut adalah : - Network Interface Layer/Host-to-networkt - Internet Layer - Transport Layer - Application Layer Dalam TCP/IP terjadi penyampaian data dari protocol yang berada di satu layer ke protocol yang berada di layer yang lain. Setiap protocol memperlakukan semua informasi yang diterimanya dari protocol lain sebagai data. TCP HEADER Flow Control