PENGKODEAN DATA

A. PENGERTIAN 

     Setiap data mempunyai kode yang berbeda satu sama lain. Kode berupa kumpulan simbol khusus yang digunakan untuk membentuk sebuah data. Sekumpulan symbol khusus yang digunakan untuk mewakili sebuah data atau kode data merupakan sekumpulan bilangan atau angka yang memiliki aturan tertentu. Sistem bilangan yang dipakai pada komputer adalah biner (2 simbol), octal (8 simbol), heksadesimal (16 simbol).

    Suatu cara penggambaran himpunan simbol yang digunakan dalam komunikasi data agar data yang dikirimkan oleh peralatan pengirim dapat diterima dan dimengerti oleh peralatan penerima.

Sistem pengkodean satu tingkat :

Sumber data→encoder→kanal→decoder→user

B. Skema Pengkodean.

Skema pengkodean adalah pemetaan sederhana mulai dari bit-bit data sampai menjadi elemen-elemen sinyal.

Teknik yang paling sederhana adalah Pulse Code Modulation (PCM), yang melibatkan pengambilan sample analog data secara periodik dan mengkuantisasi sample.

Data digital, sinyal digital: bentuk paling sederhana dari pengkodean digital dari data digital ditetapkan satu level voltase untuk biner satu dan lainnya untuk biner nol.

Skema pengkodean yang lebih kompleks digunakan untuk meningkatkan kinerja, dengan cara mengubah spektrum sinyal serta dengan menyediakan kemampuan sinkronisasi. 

C. Kombinasi Pengkodean 

l Digital signaling: sumber data g(t) berupa digital atau analog, dikodekan menjadi sinyal digital x(t) berdasarkan teknik tertentu.

l Analog signaling: sinyal input m(t) disebut “modulating signal” dikalikan sinyal pembawa, hasil modulasi berupa sinyal analog s(t) disebut “modulated signal”.

Ada 4 kombinasi hubungan data dan sinyal digital :

Perangkat pengkodean data digital menjadi sinyal digital lebih sederhana dan murah daripada perangkat modulasi digital-to-analog.

Konversi data analog ke bentuk digital memungkinkan penggunaan perangkat transmisi dan switching digital.

Beberapa media transmisi hanya bisa merambatkan sinyal analog, misalnya unguided media.

Data analog dapat dikirimkan dalam bentuk sinyal baseband, misalnya transmisi suara pada saluran pelanggan PSTN.

   Ad. 1 Data digital, sinyal digital. 

             Ini merupakan bentuk paling sederhana dari pengkodean digital dari data digital di tetapkan satu     level voltase untuk biner satu dan yang lainnya untuk biner nol. Skema pengkodean yang lebih kompleks digunakan untuk meningkatkan kinerja, dengan cara mengubah spektrum sinyal serta dengan menyediakan spektrum sinkronisasi. Sinyal-sinyal digital merupakan deretan pulsa voltase terputus-putus yang berlainan dan mempunyai ciri-ciri tersendir.

   Ad. 2 Data digital, sinyal analog.
            Hal ini bisa dilakukan oleh sebuah modem yang mengubah data digital menjadi sinyal analog sehingga dapat di transmisikan sepanjang saluran analog. Contohnya mentransmisikan data digital melalui saluran telepon umum. Tiga dasar pengkodean untuk mentransformasikan data digital menjadi sinyal-sinyal analog : 

Amplitude-shift keying (ASK)  Dua biner dilambangkan dua amplitudo berbeda dari frekuensi sinyal pembawa. Teknik ini digunakan untuk mentransmisikan data digital sepanjang serat optik.

Frequency- shift keying (FSK) Dua biner yang ditunjukkan oleh dua frekuensi berbeda didekat frekuensi pembawa.Teknik ini digunakan untuk operasi full duplex sepanjang jalur derajat suara.

Phase- shift keying (PSK) Biner 1 ditunjukkan dengan cara mengirimkan hentakan sinyal dari fase yang sama seperti hentakan sinyal yang dikirim sebelumnya.

   Ad. 3 Data analog, sinyal digital.

            Data analog (suara dan video) diubah ke bentuk digital agar mampu menggunakan fasilitas- fasilitas transmisi digital. Perangkat yang digunakan untuk mengubah data analog menjadi data digital dan melindungi data analog yang asli dari kondisi digital disebut kodek (koder - dekorder).

Alasan teknik digital digunakan untuk mentransmisikan data analog:

 Karena repeater yang digunakan sebagai pengganti amplifier, tidak terdapat derau tambahan.

Time-division multiplexing (TDM) dipergunakan untuk sinyal-sinyal digital sebagai pengganti frequency-division multiplex (FDM) yang dipergunakan untuk sinyal-sinyal analog. Dengan TDM, tidak terrdapat derau intermodulasi, seperti apa yang dihadapi bila menggunakan FDM.

Konversi ke pesinyalan digital memungkinkan penggunaan teknik-teknik switching digital yang lebih efisien.

   Ad. 4 Data analog, sinyal analog. 

         Data analog di modulasikan oleh suatu frekuensi pembawa agar menghasilkan sinyal analog band frekuensi yang berlainan, yang dapat digunakan pada sistem transmisi analog. Modulasi didefinisikan sebagai proses menggabungkan suatu sinyal input m(t) dengan sinyal pembawa pada frekuensi f agar menghasilkan sebuah sinyal s(t) yang bandwidhtnya dipusatkan pada tengah-tengah. Untuk data digital, keperluan modulasi harus jelas.

            Alasan digunakan modulasi analog dari sinyal-sinyal analog: 

Diperlukan frekuensi yang lebih tinggi agar transmisi yang dilakukan lebih efektif. Untuk transmisi unguided, kelihatan tidak mungkin mentransmisikan sinyal - sinyal baseband, karena diperlukan antena- antena yang memiliki diameter beberapa kilometer.

Modulasi memperbolehkan frequency-modivision multiplex.

D. Definisi Format Pengkodean Sinyal Digita
    1. Nonreturn to zero-Level ( NRZ-L)
        0 = level tertingg
        1 = level terendah
   2. Nonreturn to Zero-Inverted ( NRZ-I)
       0 = tanpa transisi pada permulaan interval ( satu bit waktu )
       1 = transisi pada permulaan interval Bipolar
   3. Bipolar-AMI
       0 = tanpa sinyal pada jalur
       1 = level positif atau negatif, alternatif untuk satu yang berturut-turut
   4. Pseudoternary
       0 = level positif atau negatif, alternatif untuk nol yang berturut-turut
       1 = tanpa sinyal pada jalur
   5. Manchester
       0 = transisi dari tinggi ke rendah di pertengahan interval
       1 = transisi dari rendah ke tinggi di pertengahan interval
   6. Diferensial Manchester
       selalu terdapat transisi di pertengahan interval
       0 = transisi di permulaan interval
       1 = tidak ada transisi dipermulaan interval
   7. B8ZS
       Sama sebagai Bipolar AMI, kecuali bila suatu deretan nol delapan di gantikan oleh dua deretan dari  kode penyimpangan
   8. HDB3
       Sama sebagi Bipolar AMI, kecuali bila suatu deretan nol empat digantikan oleh satu deretan kode penyimpangan
Format pengkodean sinyal digital
Format Data
    * Bit (Binary Digital)
bagian terkecil dari data digital
    * Nibble
ukuran = 4 bit
    * Word
ukuran = 2 byte
    * BCD
ukuran = 1 byte (4 bit)
    * SBCDIC
ukuran = 1 byte (6 bit)
    * EBCDIC
ukuran = 1 byte (8 bit)
    * ASCII
ukuran = 1 byte (8 bit)

Teknik Pengkodean Data
ad 1. BCD (Binary Coded Decimal) 

     Ini merupakan kode binary yang di gunakan untuk mewakili nilai digit decimal saja, yaitu nilai angka 0 s/d 9. BCD menggunakan kombinasi dari 4 digit. Kode BCD digunakan pada komputer generasi pertama.

BCD 4 bit	Digit Desimal
0000	0
0001	1
0010	2
0011	3
0100	4
0101	5
0110	6
0111	7
1000	8

   

Ad. 2 SBCDIC ( Standard Binary Coded Decimal Intercharge code )
      Merupakan coding 6 bit untuk 64 karakter. posisi bit di SBCDIC dibagi menjadi 2 zone, yaitu 2 bit pertama (diberi nama bit A dan bit B) disebut dengan alpha bit position dan 4 bit berikutnya (diberi nama bit 8, bit 4, bit 2, dan bit 1) disebut dengan numeric bit position.

SBCICD		SBCIDC
BA8421	Karakter	BA8421	Karakter
001010	0	100001	J
000001	1	100010	K
000010	2	100011	L
000011	3	100100	M
000100	4	100101	N
000101	5	100110	O
000110	6	100111	P
000111	7	101000	Q
001000	8	101001	R
001001	9	010010	S
110001	A	010011	T
110010	B	010100	U
110011	C	010101	V
110100	D	010110	W
110101	E	010111	X
110110	F	011000	Y
110111	G	011001	Z
111000	H
11101	I

Ad 2. EBCDIC (Extended Binary Code Decimal for Information Intercharge) 

      Ini merupakan kepanjangan dari Extended Binary Coded Decimal Interchange Code. Terdiri dari kombinasi 8-bit. Pada jenis ini high order bits atau 4-bit pertama disebut dengan zone bits dan low-order bits atau 4 bit kedua disebut dengan numeric bits.merupakan coding 8 bit untuk 256 karak ter. Tranmisi asinkron membutuhkan 11 bit,yaitu :

1 bit awal – 8 bit data
1 bit pariti – 1 bit akhir

Ad 3. ASCII 7 (American Standard Code For Information Intercharge) 

      Ini merupakan kepanjangan dari America Standart Code for Information Interchange, yang dikembangkan oleh American National Standarts Institute (ANSI) untuk tujuan membuat kode binary yang standart. kode ASCII ini menggunakan kombinasi 7 bit. SSCII7-bit banyak digunakan oleh komputer generasi sekarang.

Coding standar yang sering digunakan oleh peralatan komunikasi data.
    merupakan sandi 8 bit dimana 7 bit digunakan untuk bit data ditambah bit ke-8 sebagai bit pariti
       Kode ASCII7-bit ini terdiri dari 2 bagian: 

Control characters, merupakan karakter yang digunaklan untuk mengontrol pengiriman atau trans misi.

 Informations characters, merupakan karakter-karakter yang mewakili data.

BINARI	DESIMAL	KARAKTER	KETERANGAN
0000000	0	NULL	Null
0000001	1	SOH	Star of Heading
0000010	2	STX	Start of Text
0000011	3	ETX	End of Text
0000100	4	EOT	Ene of Transmition
0000101	5	ENQ	ENQuery
0000111	6	ACK	Acknowledge
0001000	7	BEL	BEL 1
0001001	8	BS	Backspace
0001010	9	HT	Horisontal Tabulation
0001011	10	LF	Line Feed
0001100	11	VT	Vertical Tabulation
0001101	12	FF	Form Feed
0001101	13	CR	Carrage Return
0001110	14	SO	Shift Out
0001111	15	SI	Shift In
0010000	16	DLE	Data Link Espace
0010001	17	DC1	Device Control 1
0010010	18	DC2	Device Control 2
0010011  0010100 0010110 0010110 0010111 0011000 0011001 0011010 0011011 0011100	19 20 21 22 23 24 25 26 27 28	DC3 DC4 NAK SYN ETB CAN FM SUB ESC FS	Device Control 3 Device Control 4 Degative Acknowledge Synchronous idle End Of  Transmission Block CANcel End of Medium Substitute ESCape File Separator

Ad. 4. ASCII8-bit
      ASCII8-bit terdiri dari kombinasi 8 bit, banyak digunakan karena mempunyai banyak kombinasi karakter. Komputer IBM PC menggunakan ini.

E. Manfaat dari Pengkodean Data
     Pengkodean data adalah dapat membantu pada pengubahan kode dari bahasa manusia ke bahasa mesin. Kode yang biasa digunakan dalam pengkodean data adalah BINER,, BCD, OKTAL, HEKSADESIMAL. 

                                   Multipleksing ( Multiplexing ) 

     yaitu teknik menggabungkan beberapa sinyal untuk dikirimkan secara bersamaan pada satu kanal transmisi. Perangkat yang melaksanakan multipleksing disebut multiplekser (mux). Di sisi penerima, gabungan sinyal itu akan kembali dipisahkan sesuai dengan tujuan masing masing. Proses ini disebut demultiplexing. Perangkat yang melaksanakan demultiplexing disebut demultiplekser (demux).

        Dalam elektronik, telekomunikasi, dan jaringan komputer, multipleksing adalah istilah yang digunakan untuk menunjuk ke sebuah proses di mana beberapa sinyal pesan analog atau aliran data digital digabungkan menjadi satu sinyal. Tujuannya adalah untuk berbagi sumber daya yang mahal. Contohnya, dalamelektronik, multipleksing mengijinkan beberapa sinyal analog untuk diproses oleh satu analog to digital converter (ADC) dan dalam telekomunikasi, beberapa panggilan telepon dapat disalurkan menggunakan satu kabel telekomunikasi. 

       Aplikasi Multipleksing yang umum adalah dalam komunikasi long haul berupa : 

1. Jalur gelombang mikro 

2. Koaksial 

3. Serat optic

      Teknik multiplexing terbagi 4 macam yaitu:
1. Frequency Division Multiplexing (FDM)
2. Time Division Multiplexing (TDM)
3. Statistical Time Division Multiplexing (STDM)
4. Wave Division Multiplexing (WDM)

1.   Frequency Division Multiplexing (FDM) 

      Merupakan gabungan banyak kanal input menjadi sebuah kanal output berdasarkan frekuensi. Menggunakan guardbands. Total bandwith dari keseluruhan kanal dibagi menjadi sub-sub kanal oleh frekuensi.Dalam sistem FDM, bidang frekuensi saluran dibagi menjadi bidang bidang frekuensi yang sempit, dimana bidang sempit, masing - masing menghasilkan satukanal . Penguat ulang (repeater) dalam sistem ini terdiri dari pengeras (amplifier) dan penyama rata (equalizer), yang masing masing mengkompensir redaman oleh saluran dan kecacatan redaman. Pada sistem FDM, terdiri dari dua peralatan terminal dan penguat ulang saluran transmisi (repeater transmission line).

           FDM bisa dipergunakan bersama-sama dengan sinyal-sinyal analog. Sejumlah sinyal secara simultan dibawa menuju media yang sama dengan cara mengalokasikan band frekuensi yang berlainan ke masing-masing sinyal. Diperlukan peralatan modulasi untuk memindahkan setiap sinyal ke band frekuensi yang diperlukan, sedangkan peralatanmultiplexing diperlukan untuk mengkombinasikan sinyal-sinyal yang dimodulasikan. Contoh pada radio dan televisi. Pada peralatan terminal (terminal equipment). Peralatan terminal terdiri dari bagian kirim yang mengirimkan frekuensi pembicaraan majemuk ke penguat ulang transmisi saluran dan bagian penerima yang menerima arus tersebut dan mengubah kembali menjadi arus pembicaraan seperti semula.

2.   Time Division Multiplexing (TDM) 

           Time-Division Multiplexing (TDM) adalah suatu jenis digital yang terdiri dari banyak bagian di mana terdapat dua atau lebih saluran yang sama diperoleh dari spektrum frekuensi yang diberikan yaitu, bit arus atau menyisipkan detakan-detakan yang mewakili bit dari saluran berbeda. Dalam beberapa TDM sistem, detakan yang berurutan menghadirkan bit dari saluran yang berurutan seperti saluran suara pada sistem sistem T1. Pada sistem yang lainnya saluran saluran-saluran yang berbeda secara bergiliran menggunakan saluran itu dengan membuat sebuah kelompok yang berdasarkan pada pulse-times (hal seperti ini disebut dengan time slot). Apakah yang menjadi ciri dari TDM yang tidak beraturan (kasar) adalah belum ditempatkannya time slot pada saluran saluran-saluran (channels) yang telah ditentukan.Ciri-Ciri TDM : - Prinsip kerjanya berkebalikan dengan FDM - Pembagian kanal-kanal menjadi sebuah keseluruhan output berdasarkan waktu - Mempunyai Time Slot

3.   Statistical Time Division Multiplexing (STDM) 

          Adalah lanjutan versi dari TDM di mana alamat terminal kedua - duanya dan data dirinya dipancarkan bersama sama untuk menghasilkan sebuah jalur yang lebih baik. Penggunaan STDM membolehkan luas bidang bandwith untuk dipisah menjadi 1 baris. Banyak perguruan tinggi dan kampus menggunakan TDM jenis ini untuk secara mendistribusikan luas bidang bandwith nya. Jika ada satu 10MBit yang masuk ke dalam sebuah bangunan, STDM dapat digunakan untuk menyediakan 178 terminal dengan 56k koneksi (178 * 56k= 9.96Mb). Suatu penggunaan yang lebih umum bagaimanapun adalah hanya mewariskan luas bidang (bandwith) ketika itu banyak diperlukan.

4.   Wave Division Multiplexing (WDM) WDM 

        Memiliki konsep yang sama seperti FDM, tetapi proses multipleksing dan demultipleksingnya dilakukan pada sinyal cahaya yang ditransmisikan melalui jalur fiber-optic (serat kaca). Perbedaannya adalah frekuensi yang digunakan sangat tinggi. Operasi ini menghasilkan banyak serat virtual yang masing-masing dapat membawa sinyal yang berbeda.

      Teknologi WDM menggunakan multiple wavelengths untuk mentransmisikan information melalui single fiber.Pada WDM prinsip yang diterapkan mirip seperti pada FDM, hanya dengan cara pembedaan panjang gelombang (wavelength) sinar. Sejumlah berkas sinar dengan panjang gelombang berbeda ditransmisikan secara simultan melalui serat optik yang sama (dari jenis Multi mode optical fiber).