ENCODING

Kode atau sandi dalam komunikasi adalah aturan untuk mengubah suatu informasi

(sebagai contoh, suatu surat, kata, atau frasa) menjadi bentuk atau representasi lain, yang tidak

harus dalam bentuk yang sama.

Dalam komunikasi dan pemrosesan informasi, pengkodean atau penyandian (encoding)

adalah proses konversi informasi dari suatu sumber (objek) menjadi data, yang selanjutnya

dikirimkan ke penerima atau pengamat, seperti pada sistem pemrosesan data.

Penyandian (bahasa Inggris: encoding) dalam komunikasi berarti tindakan pemberian

arti simbol-simbol pada pemikiran. Misalnya: memutuskan kata kata mana yang akan dikatakan

atau dituliskan. Proses penyandian adalah tindakan pemilihan simbol-simbol untuk pemikiran.

Pengawakodean atau pengawasandian (decoding) adalah proses kebalikannya, yaitu

konversi data yang telah dikirimkan oleh sumber menjadi informasi yang dimengerti oleh

penerima.

Kodek (codec) adalah penerapan aturan atau algoritma untuk penyandian dan

pengawasandian (sebagai contoh MP3) yang dapat berupa penerapan pada sisi perangkat keras

maupun perangkat lunak, dan mungkin pula melibatkan kompresi data.

Sinyal adalah suatu isyarat untuk melanjutkan atau meneruskan suatu kegiatan. Biasanya

sinyal ini berbentuk tanda-tanda, lampu-lampu, atau suara-suara. Sinyal dibentuk oleh

transmitter dan ditransmisikan melalui media transmisi. Sinyal sangat erat sekali hubungannya

dengan fungsi waktu (periodik), tetapi sinyal juga dapat diekspresikan dalam bentuk fungsi

frekuensi.

Encoding adalah proses untuk mengubah sinyal ke dalam bentuk yang dioptimasi untuk

keperluan komunikasi data dan penyimpanan data. Kedua hal inilah yang saling mendukung

untuk mengubah bentuk sinyal sehingga bisa disalurkan dari pengirim ke penerima. Dalam hal

modulasi, komunikasi data ada yang menggunakan sinyal digital. Tetapi komunikasi ini

memiliki kelemahan yaitu jarak tempuh yang tidak terlalu besar akibat pengaruh noise berupa

redaman yang terjadi pada media transmisi. Sedangkan komunikasi data menggunakan sinyal

analog jarak tempuhnya akan menjadi lebih besar.

Sinyal Digital adalah sinyal diskrit dengan pulsa tegangan diskontinyu. Tiap pulsa adalah

elemen sinyal data biner diubah menjadi elemen – elemen sinyal.

Spektrum Sinyal : disain sinyal yang bagus harus mengkonsentrasikan kekuatan

transmisinya pada daerah tengah dari bandwidth transmisi; untuk mengatasi distorsi dalam

penerimaan sinyal digunakan disain kode yang sesuai dengan bentuk dari spektrum sinyal

transmisi.

Elemen Sinyal adalah tiap pulsa dari sinyal digital. Data binary ditransmisikan dengan

meng-encoder-kan tiap bit data menjadi elemen-elemen sinyal.

Teknik Encoding dan modulasi. Untuk pensinyalan digital, suatu sumber data dapat berupa digital atau analog yang di encode

menjadi suatu sinyal digital.Dan untuk pensinyalan analog, input sinyal dapat berupa analog atau

digital dan disebut sinyal pemodulasi (sinyal baseband), yang dimodulasi menjadi sinyal

termodulasi.Dasarnya adalah untuk memodulasi sinyal carrier yang sesuai dengan medium

transmisinya.

Modulasi adalah proses encoding sumber data dalam suatu sinyal carrier dengan frekuensi.

Pengertian Data - data sinyal digital :

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.

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.

Tugas-tugas receiver dalam mengartikan sinyal-sinyal digital :

- receiver harus mengetahui timing dari tiap bit

- receiver harus menentukan apakah level sinyal dalam posisi bit high(1) atau low(0).

Tugas-tugas ini dilaksanakan dengan men-sampling tiap posisi bit pada tengah-tengah interval

dan membandingkan nilainya dengan threshold.

Faktor yang menentukan sukses dari receiver dalam mengartikan sinyal yang datang :

- Data rate (kecepatan data) : peningkatan data rate akan meningkatkan bit errorrate (kecepatan

error dari bit).

- S/N : peningkatan S/N akan menurunkan bit error rate.

- Bandwidth : peningkatan bandwidth dapat meningkatkan data rate.

Lima faktor yang perlu dinilai atau dibandingkan dari berbagai teknik komunikasi :

- Spektrum sinyal : disain sinyal yang bagus harus mengkonsentrasikan kekuatan transmisinya

pada daerah tengah dari bandwidth transmisi; untuk mengatasi distorsi dalam penerimaan sinyal

digunakan disain kode yang sesuai dengan bentuk dari spektrum sinyal transmisi.

- Clocking : menentukan awal dan akhir dari tiap posisi bit dengan mekanisme synchronisasi

yang berdasarkan pada sinyal transmisi.

- Deteksi error : dibentuk dalam skema fisik encoding sinyal.

- Interferensi sinyal dan Kekebalan terhadap noise

- Biaya dan kesulitan : semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi data rate yang

ada, semakin besar biayanya.

Perlu diketahui

- Waktu bit saat mulai dan berakhirnya.

- Level sinyal.

Faktor-faktor penerjemahan sinyal yang sukses :

- Perbandingan sinyal dengan noise(gangguan)

- Rating data

- Bandwidth

- Perbandingan Pola-Pola Encoding

- Spektrum sinyal : Kekurangan pada frekuensi tinggi mengurangi bandwidth yang dibutuhkan.

Kekurangan pada komponen dc menyebabkan kopling ac melalui trafo menimbulkan isolasi

Pusatkan kekuatan sinyal di tengah bandwidth.

- Clocking.

- Sinkronisasi transmiter dan receiver.

- Clock eksternal.

- Mekanisme sinkronisasi berdasarkan sinyal.

- Pendeteksian error.

- Dapat dibangun untuk encoding sinyal.

- Interferensi sinyal dan kekebalan terhadap noise.

- Beberapa code lebih baik daripada yang lain.

- Harga dan Kerumitan.

- Rating sinyal yang lebih tinggi(seperti kecepatan data) menyebabkan harga semakin tinggi.

- Beberapa code membutuhkan rating sinyal lebih tinggi.

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 contoh dari deferensial encoding.

Keuntungannya : lebih kebal noise, tidak dipengaruhi oleh level tegangan.

Kelemahan NRZ-L dan NRZ-I :

Keterbatasan dalam komponen dc.

Kemampuan sinkronisasi yang buruk.

Transmisi Digital

Transmisi merupakan jalur tunggal atau jaringan transmisi kompleks yang menghubungkan

system sumber dengan system tujuan. Transmisi juga disebut sebagai pembawa data yang

dikirim. Transmisi ini bias berupa kabel, gelombang electromagnetic atau yang lain. Pada

transmisi jarak jauh, daya sinyal akan teredam sehingga daya yang sampai di penerima bias jadi

sudah sedemikian lemah sehingga tidak dapat dideteksi lagi.

Pada transmisi digital juga terjadi encoding dan decoding. Ada beberapa kemungkinan pasangan

bentuk sinyal transmisi yang terjadi setelah mengalami proses transmisi datadiantaranya :

1. Transmisi digital ke digital

Pada transmisi digital ke digital, data yang dihasilkan oleh transmitter berupa sinyal

digital dan ditransmisikan dalam bentuk sinyal digital menuju ke receiver (penerima).

2. Transmisi analog ke digital

Pada transmisi analog kedigital, data yangdihasilkan oleh transmitter berupa sinyal

analog dan ditransmisikan dalam bentuk sinyal digital menuju ke receiver (penerima).

Metode ini digunakan untuk pengiriman data suara atau gambar sehingga data sampai

ketujuan dalam kondisi yang baik

3. Transmisi digital ke analog

Pada transmisi ini, sinyal data yang dihasilkan berupa sinyal digital dan ditransmisikan

dalam bentuk sinyal analog menuju penerima. Bentuk transmisi ini digunakan untuk

proses transmisi data antar computer yang jaraknya sangat jauh antara computer satu

dengan yang lain.

4. Transmisi analog ke analog

Pada transmisi ini, sinyal data yang dihasilkan berupa sinyal analog dan ditransmisikan

dalam bentuk sinyal analog menuju penerima. Metode ini digunakan oleh pemancar

radio.

Line Coding

Line coding adalah suatu proses konversi data digitalmenjadi sinyal digital, dengan asumsi data

berisi atau berbentuk fax, angka, gambar, audio atau video yang disimpan dalam memori

computer sebagai bit sequence. Line coding juga merupakan metode untuk merubah symbol dari

sumber kedalam deretan symbol baru yang disebut dengan proses encoding.

Tujuan line coding, antara lain :

1) Merekayasa spectrum sinyal digital agar sesuai dengan medium transmisi yang akan

digunakan .

2) Dapat dimanfaatkan untuk proses sinkronisasi antara pengirim dan penerima (sistem

tidak memerlukan jalur terpisah untuk clock).

3) Dapat digunakan untuk menghilangkan komponen DC sinyal (sinyal dengan frekuesnsi

0). Komponen DC tidak mengandung informasi apapun tetapi menghamburkan daya

pancar.

4) Line coding dapat digunakan untuk menaikan data rate.

5) Beberapa teknik line coding dapat dapat digunakan untuk pendeteksian kesalahan.

Karakteristik Line Coding

Adapun beberapa hal yang harus di perhatikan dalam mengetahui karakteristik line coding

adalah sebagai berikut :

1) Elemen data dan elemen sinyal

Pada komunikasi data,elemen data merupakan entity terkecil sedangkanelemen sinyal

merupakan unid terpendek dari sinyal digital,dengan kata lainelemen data adalah apa

yang kita butuhkan untuk dikirim,sedangkan elemensinyal adalah apa yang dapat

kita kirim.

2) Data rate dan sinyal rate

Adalah sejumlah elemen data dalam unit BPS (Bit perSecond) sedangkan sinyal rate

adalah sejumlah elemen sinyal dalam satuan unit baud.

3) Bandwidth

Bandwidth adalah suatu system komunikasi elektronika yang mengirimkan informasi

dengan memancarkan energy elektromagnetik. Energy elektromagnetik ini dapat berjalan

sebagai sebuah tegangan atau arus yang melalui dawai sebagaimana emisi radio melintasi

udara dan cahaya. Untuk mengirim informasi, system komunikasi harus menggunakan

spectrum elektromagnetik dalam jumlah atau range tertentu.

Bandwidth menunjukan ukuran kapasitas jalur transmisi yang dinyatakan dalam satuan,

yakni :

Baud (Bd) adalah kecepatan modulasi

Bit perdetik (Bps) adalah kecepatan sinyal

Karakter perdetik (Cps) adalah kecepatan transmisi

4) Baseline Wandering

Baseline adaladah rata-rata kekuatn sinyal yang diterima oleh penerima.

5) Komponen DC

6) Singkronisasi bit

7) Deteksi bit in error

8) Mengurangi noise

Noise adalah tambahan sinyal yang tidak diinginkan yang masuk dimana pun diantara

pengirim dan penerima. Noise dibagi dalam 4 aktegori, yaitu :

I. Thermal noise

Disebabkan oleh agitasi thermal electron dalam suatu konduktor

Sering dinyatakan sebagai white noise

Tidak dapat dilenyapkan

Besat thermal noise (dalam watt) dengan bandwidth WHz

II. Intermodulation noise

Disebabkan pada sinyal pada frekuensi – frekuensi yang berbeda-beda

tersebar pada medium pada transmisi yang sama sehingga menghasilkan

sinyal pada suatu frekuensi yang merupakan penjumlahan atau pengalian

dari frekuensi-frekuensi asalnya . misalnya, sinyal dengan frekuensi f1 dan

f2 maka akan mengganggu sinyal dengan frekuensi f1+f2

Hal ini timbul karena ketidak linearan transmitter, receiver atau system

transmisi

III. Crosstalk

suatu penghubung antar sinyal yang tidak diinginkan

dapat terjadi oleh hubungan elektrikal antara kabel yang

berdekatan dandapat pula karena energi dari gelombang mikro

IV. impulse Noise

t e r d ir i da r i pu ls a – pu ls a t ak be r a t u r an a t au sp ik e no is e

de ng a n dur a s i pendek dan dengan amplitude relative tinggi

dihasilkan oleh kilat, kesalahan dan cacat pada sistem komunikasi

noise ini merupakan sumber utama kesalahan komunikasi data

digital danhanya merupakan gangguan kecil bagi data analog.

Berikut ini akan dijelaskan beberapa jenis Metode Error Checking :

1. Parity Bit

Metode parity bit adalah untuk mendeteksi bit error dengan asynchronous dan transmisi

synchronous yang berorientasi karakter. Pada suatu skema bahwa transmitter memberikan bit

tambahan (parity bit) untuk setiap karakter pokok yang ditransmisi. Parity bit adalah suatu fungsi

dari bit untuk melapisi karakter yang sedang ditransmisi, menerima masing-masing karakter

kemudian melakukan fungsi yang sama untuk karakter lain, membandingkan hasil dengan parity

bit yang diterima.

2. CYCLIC REDUNDANCY CHECK (CRC)

CRC (Cyclic Redundancy Check) adalah algoritma untuk memastikan integritas data dan

mengecek kesalahan pada suatu data yang akan ditransmisikan atau disimpan. Data yang hendak

ditransmisikan atau disimpan ke sebuah media penyimpanan rentan sekali mengalami kesalahan,

seperti halnya noise yang terjadi selama proses transmisi atau memang ada kerusakan perangkat

keras. Untuk memastikan integritas data yang hendak ditransmisikan atau disimpan, CRC dapat

digunakan. CRC bekerja secara sederhana, yakni dengan menggunakan perhitungan matematika

terhadap sebuah bilangan yang disebut sebagai Checksum, yang dibuat berdasarkan total bit

yang hendak ditransmisikan atau yang hendak disimpan.

Dalam transmisi jaringan, khususnya dalam jaringan berbasis teknologi Ethernet,

checksum akan dihitung terhadap setiap frame yang hendak ditransmisikan dan ditambahkan ke

dalam frame tersebut sebagai informasi dalam header atau trailer. Penerima frame tersebut akan

menghitung kembali apakah frame yang ia terima benar-benar tanpa kerusakan, dengan

membandingkan nilai frame yang dihitung dengan nilai frame yang terdapat dalam header frame.

Jika dua nilai tersebut berbeda, maka frame tersebut telah berubah dan harus dikirimkan ulang.

CRC didesain sedemikian rupa untuk memastikan integritas data terhadap degradasi yang

bersifat acak dikarenakan noise atau sumber lainnya (kerusakan media dan lain-lain). CRC tidak

menjamin integritas data dari ancaman modifikasi terhadap perlakukan yang mencurigakan oleh

para hacker, karena memang para penyerang dapat menghitung ulang checksum dan mengganti

nilai checksum yang lama dengan yang baru untuk membodohi penerima.

3. AUTOMATIC REPEAT REQUEST (ARQ)

Automatic Repeat reQuest (ARQ), juga dikenal sebagai Ulangi otomatis Query, adalah

metode error-kontrol untuk transmisi data yang menggunakan acknowledgment (pesan yang

dikirim oleh penerima menunjukkan bahwa ini benar menerima data frame atau paket) dan

timeout (ditentukan periode waktu diperbolehkan untuk berlalu sebelum pengakuan harus

diterima) untuk mencapai transmisi yang handal data melalui layanan tidak bisa diandalkan. Jika

pengirim tidak menerima pemberitahuan sebelum timeout, biasanya kembali mentransmisikan

frame / paket sampai pengirim menerima pengakuan atau melebihi jumlah yang telah ditentukan

re-transmisi.

Jenis protokol ARQ termasuk :

a) Stop-dan-wait ARQ

b) Go-Back-N ARQ

c) Ulangi ARQ Selektif

Protokol ini berada di Lapisan data Link atau Transport dari model OSI.

a) stop and wait

Informasi tentang Stop-dan-tunggu permintaan repreat otomatis (Stop-dan-tunggu ARQ).

Stop-dan-tunggu permintaan repreat otomatis (berhenti-dan-tunggu ARQ) merupakan

koreksi kesalahan teknik di mana pengirim mengirimkan suatu blok data dan kemudian

menunggu acknowledgment sebelum transmisi.

b) Go Back N ARQ

Go-Back-N ARQ adalah contoh khusus dari permintaan ulang otomatis (ARQ) protokol,

di mana proses pengiriman terus mengirimkan sejumlah frame ditentukan oleh ukuran jendela

bahkan tanpa menerima pengakuan (ACK) paket dari penerima. Ini adalah kasus khusus dari

protokol sliding window umum dengan mengirimkan ukuran jendela N dan menerima ukuran

jendela 1. Proses penerima melacak nomor urutan frame berikutnya mengharapkan untuk

menerima, dan mengirimkan nomor yang dengan setiap ACK yang dikirimkan. Penerima akan

mengabaikan setiap frame yang tidak memiliki nomor urut yang tepat itu mengharapkan -

apakah frame yang merupakan "masa lalu" duplikat dari bingkai itu sudah ACK'ed [1] atau

apakah frame yang merupakan "masa depan" bingkai masa lalu paket terakhir itu sedang

menunggu. Setelah pengirim telah mengirimkan semua frame di jendela, itu akan mendeteksi

bahwa seluruh frame frame yang hilang sejak pertama beredar, dan akan kembali ke nomor

urutan ACK terakhir yang diterima dari proses penerima dan isi jendela dimulai dengan bingkai

tersebut dan melanjutkan proses lagi.

Go-Back-N ARQ adalah penggunaan yang lebih efisien sambungan dari Stop-dan-tunggu

ARQ, karena tidak seperti menunggu suatu pengakuan untuk setiap paket, koneksi masih

digunakan sebagai paket yang sedang dikirim. Dengan kata lain, selama waktu yang seharusnya

dapat dihabiskan menunggu, lebih banyak paket yang sedang dikirim. Namun, metode ini juga

mengakibatkan frame mengirimkan beberapa kali - jika frame apapun telah hilang atau rusak,

atau ACK yang mengakui mereka adalah hilang atau rusak, maka frame dan semua frame berikut

di jendela (bahkan jika mereka telah diterima tanpa kesalahan) akan akan kembali dikirim. Untuk

menghindari hal ini, ARQ Ulangi Selektif dapat digunakan

c) Selective Reject

Informasi tentang Selektif-menolak permintaan ulang secara otomatis (Selective-reject ARQ).

Selektif-menolak permintaan ulang otomatis (selektif-menolak ARQ) adalah teknik error

kontrol yang dalam pengiriman hanya memancarkan kembali blok yang salah.