Teknik Komunikasi Data Digital

Teori Dasar Komunikasi Data

Pengertian Komunikasi Data, Telekomunikasi dan Pengolahan Data

Komunikasi data merupakan gabungan dari teknik telekomunikasi dengan teknik pengolahan data.

• Telekomunikasi adalah segala kegiatan yang berhubungan dengan penyaluran informasi dari titik ke titik yang lain;
• Pengolahan data adalah segala kegiatan yang berhubungan dengan pengolahan data;
• Gabungan kedua tehnik ini selain disebut dengan komunikasi data juga disebut dengan teleprocessing (pengolahan jarak jauh);
• Secara umum komunikasi data dapat dikatakan sebagai proses pengiriman informasi (data) yang telah diubah dalam suatu kodetertentu yang telah disepakati melalui media listrik atau elektro-optik dari titik ke titik yang lain;
• Sistem komunikasi data adalah jaringan fisik dan fungsi yang dapat mengakses komputer untuk mendapatkan fasilitas seperti menjalankan program, mengakses basis data, melakukan komunikasi dengan operator lain, sedemikian rupa sehingga semua fasilitas berada pada terminalnya walaupun secara fisik berada pada lokasi yang terpisah.

Pemikiran Dalam Komunikasi Data

• Menyalurkan informasi secepat mungkin dengan kesalahan sedikit mungkin;
• Mengintegrasikan semua jenis komunikasi menjadi satu sistem, yaitu ISDN (Integrated Service Digital Network ) atau Jaringan Digital Pelayanan Terpadu;

Keuntungan Komunikasi Data

1. Pengumpulan dan persiapan data.

Bila pada saat pengumpulan data digunakan suatu terminal cerdas maka waktu untuk pengumpulan data dapat dikurangi sehingga dapat mempercepat proses (menghemat waktu).

2. Pengolahan data

Karena komputer langsung mengolah data yang masuk dari saluran transmisi (efesiensi).

3. Distribusi
   Dengan adanya saluran transmisi hasil dapat langsung dikirim kepada pemakai yang memerlukannya.

Tujuan Komunikasi Data

1. Memungkinkan pengiriman data dalam jumlah besar efesien, tanpa kesalahan dan ekonomis dari suatu tempat ketempat yang lain;
2. Memungkinkan penggunaan sistem komputer dan peralatan pendukung dari jarak jauh (remote computer use);
3. Memungkinkan penggunaan komputer secara terpusat maupun secara tersebar sehingga mendukung manajemen dalam hal kontrol, baik desentralisasi maupun sentralisasi;
4. Mempermudah kemungkinan pengelolaan dan pengaturan data yang ada dalam berbagai macam sistem komputer;
5. Mengurangi waktu untuk pengolahan data;
6. Mendapatkan data langsung dari sumbernya (mempertinggi kehandalan);
7. Mempercepat penyebarluasan informasi.

Faktor - faktor pertimbangan Komunikasi Data

1. Pengsinyalan
   Pengsinyalan (signalling) adalah suatu prosedur atau protokol yang harus dilaksanakan
   terlebih dahulu sebelum pengiriman informasi dimulai.
2. Transmisi
   Media transmisi harus efesien dan dapat melayani berbagai jenis alat. Karakteristik transmisi :

Ø lebar frekwensi yang dapat ditampung

Ø redaman

Ø daya yang dapat ditampung

Ø waktu yang dibutuhkan

c. Cara Penomoran

Penomoran harus unik dan mengikuti rekomendasi atau persetujuan dari pihak tertentu.

d. Cara menyalurkan hubungan (routing)

Menentukan policy ( kebijaksanaan ) bagaimana suatu hubungan akan dilaksanakan.

e. Cara menghitung biaya (tarif)

Menentukan struktur harga bagi jasa pelayanan yang harus dibayarkan.

Bidang-bidang Operasi Komunikasi Data

a. Bidang Data Collection

Data dapat dikumpulkan dari beberapa tempat (remote station), disimpan dalam memori dan pada waktu - waktu tertentu data tersebut akan diolah.
Contoh : aplikasi inventori, penggajian, dll.

b. Bidang Inquiry and Response

Pemakai dapat mengakses langsung ke file atau program. Data yang didikirimkan ke sistem Komputer dapat langsung diproses dan hasilnya dapat segera diberikan. Bila pemakai melakukan dialog dengan komputer maka sistem semacam ini disebut interaktif.

Contoh: aplikasi perbankan, pembayaran dipertokoan.

c. Bidang Storage and Retrival

Data yang sebelumnya disimpan dalam komputer dapat diambil sewaktu - waktu oleh pihak yang berkepentingan.

Contoh : aplikasi Message Switcing dan E-Mail.

d. Bidang Time Sharing

Sejumlah pemakai dapat mengerjakan programnya secara bersama-sama. Setiap pemakai diberikan kesempatan untuk bekerja selama jangka waktu tertentu yang tetap besarnya, setelah itu pemakai lain akan mendapatkan kesempatan. Kalau terlalu banyak data yang harus dikerjakan dalam satu satuan waktu fasilitas roll in-roll out harus dipergunakan.
Contoh : aplikasi pemakai sistem komputer secara bersama untuk pengembangan perangkat lunak (software), perhitungan, rekayasa, pengolah kata (word processing), CAD (computer aided design), dan sebagainya.

e. Bidang Remote Job Entry

Remote Job terminal mengirimkan program atau data (teks) untuk disimpan ke komputer pusat tempat data diproses. Program itu akan dikerjakan secara batch, yaitu diolah setelah gilirannya tiba.

Contoh : aplikasi yang menggunakan peralatan sistem komputer yang tempatnya berjauhan.

f. Bidang Real Time Data Processing and Process Control

Hasil proses dikehendaki dalam waktu yang sesuai dengan kepentingan proses tersebut (real time).

Contoh : aplikasi pengaturan peralatan industri, sistem kendali proses, sistem telekomunikasi, dsb.

g. Bidang Data Exchange Among Computers

Pertukaran data berupa program, file dan sebagainya antar sistem komputer. Pada aplikasi ni data yang dipertukarkan jumlahnya banyak dan waktu yang dikehendaki singkat sekali.

Komponen Dasar Sistem Komunikasi Data

a. Sumber (pemancar atau pengirim)

Yaitu pengirim atau pemancar informasi data. Karena pembahasan berkisar pada sistem komputer maka pemancar adalah sistem komputer. Komunikasi data dapat juga berlangsung dua arah sehingga pemancar juga dapat berfungsi sebagai penerima.

b. Medium transmisi

Yaitu saluran tempat informasi tersebut disalurkan ketempat tujuan. Media Yang dipergunakan dapat berupa : kabel, udara, cahaya, dan sebagainya.

c. Penerima

Yaitu alat yang menerima informasi yang dikirimkan

Komunikasi data berkaitan dengan komunikasi mesin ke mesin seperti terminal ke komputer dan komputer ke komputer. Karena mesin ini signalnya digital maka komunikasi yang termudah dengan sinyal digital.

Alasan penggunaan sinyal listrik atau elektro optik dalam komunikasi jarak jauh :

Ø Jarak jangkau tidak terbatas.

Ø Kecepatan sangat tinggi ( +/- 300.000 km/dt ).

Ø Pembangkitan sinyal listrik mudah.

Ø Pengubahan sinyal menjadi besaran listrik dan sebaliknya dapat dilakukan secara mudah.

Jenis Signal Listrik

a. Signal analog

Yaitu sinyal yang sifatnya seperti gelombang, selalu sambung menyambung dan tidak ada perubahan yang tiba - tiba antara bagian - bagian signal tersebut. Penyaluran data banyak dilakukan dengan sinar analog.

b. Signal digital

Yaitu signal yang sifatnya seperti pulsa, terputus - putus atau terjadi perubahan yang tiba-tiba antara bagian- agian signal tersebut. Sistem komputer bekerja dengan sinyal ini.

TEKNIK KOMUNIKASI DATA DIGITAL

A. KELEBIHAN DATA DIGITAL

Misalnya pada:

Spread Spektrum :

Teknologi komunikasi digital di masa datang

Dewasa ini sistem komunikasi sudah menawarkan suatu kecepatan dan kapasitas, yaitu kecepatan yang tinggi dan kapasitas data yang besar. Infrastruktur telekomunikasi yang dibangun harus menjanjikan kompatibilitas yang tinggi dengan suatu sistem komunikasi yang lain. Disinilah sistem komunikasi digital menjadi idola baru bagi industri telekomunikasi saat ini. Sistem digital disamping mempunyai kompatibilitas yang tinggi dalam integrasi dengan sistem lain, juga adanya kemudahan dalam implementasi secara perangkat keras. Oleh karenanya sistem komunikasi digital semakin dikembangkan untuk memperoleh kecepatan yang tinggi dan kapasitas data yang semakin besar. Sistem komunikasi digital juga memilliki kualitas data yang lebih baik, karena dapat dilakukan pengecekan kesalahan dalam transmisi datanya.

Lahirnya sistem komunikasi spread spectrum pada pertengahan tahun 1950 dilatarbelakangi oleh kebutuhan akan sistem komunikasi yang dapat mengatasi masalah interferensi, dapat menjamin kerahasiaan informasi yang dikirim dan dapat beroperasi pada tingkat S/N (signal to noise ratio) yang rendah atau tahan terhadap derau yang besar. Dalam sistem komunkasi sekarang ini, dimana penggunaan frekuensi sudah cukup padat sehingga interferensi dan noise dari transceiver lain cukup besar. Dalam komunikasi radio kita juga sering mendengar adanya penyadapan pembicaraan pada handphone oleh pesawat radio lain. Namun dengan sistem spread spektrum ketakutan yang dialami pada sistem komunikasi diatas akan dapat di atasi karena data yang ditransmit pada sistem spread spektrum adalah data acak yang dikenal sebagai noise. Jadi jika penerima tidak mengetahui code yang digunakan untuk melebarkan data maka penerima hanya akan menerima sinyal noise saja. Istilah spread spectrum digunakan karena pada sistem ini sinyal yang ditransmisikan memiliki bandwidth yang jauh lebih lebar dari bandwidth sinyal informasi (mencapai ribuan kali). Proses penebaran bandwidth sinyal informasi ini disebut spreading.

Kelebihan lain yang dimiliki sistem spread spektrum adalah sistem ini dapat digunakan untuk multiple acces secara CDMA (Code Division Multiple Acces). Sistem CDMA yaitu suatu sistem multiple akses yang dapat dilakukan pada frekuensi dan waktu yang sama, caranya dengan menggunakan kode yang berbeda. Jika dibanding sistem multiple akses yang lain seperti FDMA (Frekuency Division Multiple Acces) dan TDMA (Time Division Multiple Acces), maka CDMA merupakan sistem yang sedang di minati oleh perusahaan komunikasi, karena dapat digunakan pada frekuensi yang sama secara bersamaan.

Di Indonesia belum banyak yang mengunakan sistem CDMA untuk infrastruktur telekomunikasinya. Perusahaan telepon seluler sebagian besar menggunakan sistem TDMA yaitu untuk telepon seluler GSM. Sedangkan perusahaan telepon seluler yang sudah menggunakan sistem CDMA adalah Komselindo. Sistem yang sekarang sudah digunakan adalah narrow-band CDMA dan rencananya Komselindo akan membuat infrastruktur untuk wide-band CDMA.

Spread sprectrum sendiri belum banyak digunakan , dalam bidang jaringan komputer kita sudah mengenal Wave LAN. Wave LAN ini menggunakan spread spectrum untuk mentransmisikan datanya. Sistem ini dibuat dalam bentuk card. Wave LAN sendiri mempunyai kecepatan yang cukup tinggi untuk teknologi radio pada frekuensi rendah, yaitu 1,5 Mbps. Dengan kecepatan sebesar itu Wave LAN sudah setara dengan komunikasi T1 pada VSAT yang sering digunakan untuk komunikasi-komunikasi di indonesia. Kecepatan ini juga jauh lebih cepat jika dibandingkan dengan modem radio yang paling cepat yang pernah yang umum digunakan untuk komunikasi radio paket, yaitu hanya 64 Kbps, inipun harus menggunakan transceiver yang mempunyai bandwith yang lebar. Namun alat ini masih cukup mahal untuk pasaran di indonesia, satu card harnganya sekitar $ 5.000 USA.

Dalam teknik spread spektrum sendiri di kenal beberapa cara modulasi yang digunakan untuk melebarkan dan mangacak datanya. Teknik spreading yang terkenal dan banyak dipilih para produsen dalam desain produk adalah Direct Sequence Spread Spektrum (DSSS). Sistem ini dipilih karena adanya kemudahan dalam mengacak data yang akan dispreading. Dalam DSSS spreading hanya menggunakan sebuah generator noise yang periodik yang di sebut Pseudo Noise Generator.

Sebuah sistem spread-spectrum harus memenuhi kriteria sebagai berikut :

Sinyal yang dikirimkan menduduki bandwidth yang jauh lebih lebar daripada bandwidth minimum yang diperlukan untuk mengirimkan sinyal informasi

1. Pada pengirim terjadi proses spreading yang menebarkan sinyal informasi dengan bantuan sinyal kode yang bersifat independen terhadap informasi
2. Pada penerima terjadi proses despreading yang melibatkan korelasi antara sinyal yang diterima dan replika sinyal kode yang dibangkitkan sendiri oleh suatu generator lokal.

Kode yang digunakan pada sistem spread spectrum memiliki sifat acak tetapi periodik sehingga disebut sinyal acak semu (pseudo random). Kode tersebut bersifat sebagai noise tapi deterministik sehingga disebut juga noise semu (pseudo noise). Pembangkit sinyal kode ini disebut Pseudo Rando Generator (PRG) atau pseudo noise generator (PNG). PRG inilah yang akan melebarkan dan sekaligus mengacak sinyal data yang akan dikirimkan. Dalam komunikasi spread spectrum semakin lebar bandwidth akan semakin tahan terhadap jamming dan akan semakin terjamin tingkat kerahasiaannya. Disamping itu akan semakin banyak kanal yang bisa dipakai. Seperti yang di terangkan oleh Shanon , salah seorang ahli statistik telekomunikasi, dalam ilmu komunikasi dinyatakan bahwa kapasitas kanal akan sebanding dengan bandwidth transmisi dan logaritmik dari S/N-nya. Jadi agar sistem komunikasi dapat bekerja dengan kapasitas kanal yang tetap pada level daya noise yang tinggi (S/N yang rendah), dapat dilakukan dengan jalan memperbesar bandwidth transmisi W. Disamping itu Shannon juga mengemukakan bahwa sebuah kanal dapat mentransmisikan informasi dengan probabilitas salah yang kecil apabila terhadap infromasi tersebut dilakukan pengkodean yang tepat dan rate infromasi yang tidak melebihi kapasitas kanal meskipun kanal tersebut memuat derau acak.

Sistem komunikasi spread spectrum sebagai salah satu sistem komunikasi digital, memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sistem komunikasi analog yaitu: lebih kebal terhadap jamming, mampu menekan interferensi, dapat dioperasikan pada level daya yang rendah, kemampuan multiple access secara CDMA (Code Division Multiple Access), kerahasiaan lebih terjamin, ranging

Dalam teknik spread spectrum sendiri ada beberapa macam cara yang digunakan, yaitu Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), Frequency Hopping Spread Spectrum (FSSS), Time Hopping Spread Spectrum (TSSS) dan Chirp atau Hybrid Spread Spectrum. Pada tiap-tiap metode mempunyai keunggulan sendiri-sendiri, namun secara umum DSSS mempunyai unjuk kerja terbaik untuk gangguan noise dan anti jamming, serta paling susah untuk dideteksi. Namun ada kekurangan pada DSSS ini, yang sering menjadi kendala dalam implementasinya, yaitu pada proses sinkronisasi sinyal yang diterima dengan sinyal dari generator noise lokal pada penerima.

Dewasa ini teknik spread spectrum mulai diterapkan dalam berbagai bidang kebutuhan, PT Wijaya Karya sekarang sedang mengembangkan KWH meter digital yang mencatat daya kemudian ditransmisikan ke sentral yang dimiliki PLN. Proses transmisinya akan digunakan spread spectrum dengan pita sedang. Juga sistem lock pada mobil, yang juga menggunakan teknik spread spectrum dalam mentransmisikan sinyal untuk mengunci dan membukanya.

TRANSMISI ASYNCHRONOUS DAN SYNCHRONOUS

Data ditransfer melalui path komunikasi tunggal pada transmisi data secara serial dimana tiap elemen pensinyalan dapat berupa :

· kurang dari 1 bit : misalnya dengan pengkodean Manchester

· 1 bit : NRZ-L dan FSK adalah contoh-contoh analog dan digital

· lebih dari 1 bit : QPSK sebagai contohnya.

Dalam bahasan ini, kita menganggap satu bit per elemen pensinyalan kecuali jika keadaan sebaliknya.

Synchronisasi adalah salah satu tugas utama dari komunikasi data. Suatu transmitter mengirim message 1 bit pada suatu waktu melalui suatu medium ke receiver.

Receiver harus mengenal awal dan akhir dari blok-blok bit dan juga harus mengetahui durasi dari tiap bit sehingga dapat men-sampel line tersebut dengan timing yang tepat untuk membaca tiap bit. Misalkan pengirim (sender) mentransmisi sejumlah bit-bit data. Pengirim mempunyai suatu clock yang mempengaruhi timing dari transmisi bitbit.

Sebagai contoh, jika data ditransmisi dengan 10000 bits per second (bps), kemudian 1 bit akan ditransmisi setiap 1/10000 = 0,1 millisecond (ms), sebagai yang diukur oleh clock pengirim. Maka, receiver akan menentukan waktu yang cocok untuk sampel-sampelnya pada interval dari 1 bit time. Pada contoh ini, pen-samplingan akan terjadi sekali setiap 0,1 ms. Jika waktu pen-sampling-an berdasarkan pada clocknya sendiri, maka akan timbul masalah jika clock-clock transmitter dan reciver tidak disamakan dengan tepat. Jika ada perbedaan 1 persen (clock receiver 1 persen lebih cepat atau lebih lambat daripada clock transmitter), maka pen-sampling-an pertama 0,001 ms meleset dari tengah bit (tengah bit adalah 0,05 ms dari awal dan akhir bit). Setelah sampel-sampel mencapai 50 atau lebih, receiver akan error karena pen-sampling-annya dalam bit time yang salah (50 x 0,001 = 0,05 ms). Untuk perbedaan timing yang kecil, error akan terjadi kemudian, tetapi kemudian receiver akan keluar dari step transmitter jika transmitter mengirim aliran bit yang panjang dan jika tidak ada langkah-langkah yang men-synchron-kan transmitter dan receiver.

TRANSMISI ASYNCHRONOUS

Strategi dari metode ini yaitu mencegah problem timing dengan tidak mengirim aliran bit panjang yang tidak putus -putusnya. Melainkan data ditransmisi per karakter pada suatu waktu, dimana tiap karakter adalah 5 sampai 8 bit panjangnya. Timing atau synchronisasi harus dipertahankan antara tiap karakter; receiver mempunyai kesempatan untuk men-synchron-kan awal dari tiap karakter baru. Gambar 4.1 menjelaskan suatu contoh untuk teknik ini.

Jaringan Komputer Bab IV Halaman 2/17

Gambar 4.1a, ketika tidak ada transmisi karakter, line antara transmitter dan receiver dalam keadaan "idle". Idle adalah ekuivalen untuk elemen pensinyalan bagi binary '1'. Awal dari suatu karakter diisyaratkan oleh suatu start bit dengan binary '0'. Kemudian diikuti oleh 5 sampai 8 bit yang membentuk karakter tersebut. Bit-bit dari karakter itu ditransmisi dengan diawali least significant bit (LSB). Biasanya, bit-bit karakter ini diikuti oleh suatu parity bit yang berada pada posisi most-significant-bit (MSB). Paritu bit tersebut diset oleh transmitter sedemikian seperti total jumlah binary '1' dalam karakter; termasuk parity bit-nya, adalah genap (even parity) atau ganjil (odd parity), tergantung pada konversi yang dipakai. Elemen terakhir yaitu stop, yang merupakan suatu binary '1'. Panjang minimum dari stop biasanya 1;1,5 atau 2 kali durasi dari bit. Sedangkan maksimumnya tidak dispesifikasikan. Karena stop sama dengan kondisi idle, maka transmitter akan melanjutkan transmisi sinyal stop sampaisiap untuk mengirim karakter berikutnya.

Gambar 4.1c memperlihatkan efek timing error yang menyebabkan error pada penerimaan. Disini dianggap bahwa data ratenya 10000 bps; oleh karena itu tiap bit mempunyai durasi 0,1 ms atau 100 s. Anggaplah receiver terlambat 7 persen atau 7 s per bit time. Dengan demikian receiver men-sampel karakter yang masuk setiap 93 s (berdasarkan pada clock transmitter). Seperti terlihat, sampel terakhir mengalami error. Sebenarnya error ini menghasilkan dua macam error : pertama, sampel bit terakhir diterima tidak tepat; kedua, perhitungan bit sekarang keluar dari kesepakatan. Jika bit ke 7 adalah 1 dan bit ke 8 adalah 0 maka bit 8 akan dianggap suatu start bit. Kondisi ini diistilahkan framing error, yaitu karakter plus start dan stop bit yang kadang-kadang dinyatakan suatu frame. Framing error juga jika beberapa kondisi

noise menyebabkan munculnya kesalahan dari suatu start bit selama kondisi idle.

Komunikasi asynchronous adalah sederhana dan murah tetapi memerlukan tambahan 2 sampai 3 bit per karakter untuk synchronisasi. Persentase tambahan dapat dikurangi dengan mengirim blok-blok bit yang besar antara start dan stop bit, tetapi akan memperbesar kumulatif timing error. Solusinya yaitu transmisi synchronous.

TRANSMISI SYNCHRONOUS

Dengan transmisi synchronous, ada level lain dari synchronisasi yang perlu agar receiver dapat menentukan awal dan akhir dari suatu blok data. Untuk itu, tiap blok dimulai dengan suatu pola preamble bit dan diakhiri dengan pola postamble bit. Polapola ini adalah kontrol informasi.

Frame adalah data plus kontrol informasi. Format yang tepat dari frame tergantung dari metode transmisinya, yaitu :

§ Transmisi character-oriented, (lihat gambar 4.2a)

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.

§ Transmisi bit-oriented , (lihat gambar 4.2b)

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.

Perbedaan dari kedua metode diatas terletak pada format detilnya dan kontrol informasinya.

Keuntungan transmisi synchronous :

• Efisien dalam ukuran blok data; transmisi asynchronous memerlukan 20% atau lebih tambahan ukuran.
• Kontrol informasi kurang dari 100 bit.