Makalah deteksi dan koreksi kesalahan pada komunikasi data

Makalah deteksi dan koreksi kesalahan pada komunikasi data

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang Masalah

Kesalahan adalah proses alami yang dapat terjadi pada tiap bagian dari sistem komunikasi data. Namun demikian perlu adanya langkah-langkah bagi perbaikan melalui evaluasi terhadap penyebab terjadinya kesalahan dan menyelidiki kemungkinan-kemungkinan terjadinya kesalahan dalam proses transmisi maupun data terminal.

Salah satu sistem kontrol kesalahan yang sederhana ataupun yang sangat kompleks dapat disisipkan pada bagian-bagian yang telah terdeteksi pada langkah pertama tadi. Akan tetapi ada pertimbangan lain yang turut dipertimbangkan, misalnya perlunya penekanan pada biaya untuk operasi kontrol kesalahan ini jangan sampai melebihi dari biaya sehingga membuat sistem yang dibangun menjadi mahal.

Pada umumnya kesalahan-kesalahan yang terjadi dalam komunikasi data pada umumnya dapat diperkirakan atau dengan kata lain kesalahan-kesalahan yang tidak terdeteksi pada suatu bagian dalam sistem transmisi data mungkin dapat dideteksi pada bagian lain. Dengan alasan untuk meningkatkan efektifitas komunikasi data, para perancang sistem kontrol kesalahan berusaha merancang sistem kontrol dengan memberikan proteksi maksimum terhadap informasi redundant yang seminim mungkin.

2. Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara deteksi kesalahan dalam komunikasi data?
2. Bagaimana koreksi terhadap kesalahan pada komunikasi data?

3. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulis selain sebagai tugas mata kuliah Komunikasi Data dan Komputer, juga dapat menambah pengetahuan kita yang berkaitan dengan deteksi dan koreksi kesalahan dalam komunikasi data.

BAB II

PEMBAHASAN

1. Deteksi Kesalahan

Pengiriman informasi yang menggunakan sinyal digital atau analog selalu mengalami perubahan yang dialami oleh informasi tersebut. Perubahan tersebut bisa disebabkan oleh:

• media pengirimannya itu sendiri
• gangguan terhadap informasi tersebut
• sinyal informasi itu sendiri yang melemah karena jarak tempuh
• peralatan perantara lain yang digunakan dalam pengiriman informasi.

Media pengiriman data sangat dipengaruhi oleh gangguan gejala listrik seperti:

• kilat
• pengaruh medan listrik motor atau peralatan elektronika lain
• pengaruh media lain yang membawa sinyal listrik yang berdekatan dengannya.

Semua gejala ini disebut derau yang dapat menyebabkan informasi mengalami perubahan atau kesalahan. Oleh karena itu terdapat usaha untuk mencegah, mendeteksi, bahkan memperbaiki kesalahan yang terjadi pada data yang dikirimkan.

Cara mencegah terjadinya kesalahan dilakukan dengan memperbaiki peralatan pengiriman dan penerimaan, serta media pengiriman datanya. Selain itu, sistem yang dirancang harus dapat melacak kesalahan dan memperbaikinya.

Salah satu deteksi kesalahan dalam komunikasi data adalah menggunakan tambahan informasi yang tidak ada kaitannya dengan isi informasi yang dikirimkan. Data tambahan inilah yang menunjukkan ada atau tidaknya kesalahan pada data yang dikirimkan tadi. Data tambahan ini disebut dengan pariti, yaitu penambahan 1 atau beberapa “non-information carrying bit”, sehingga penerima dapat melakukan perhitungan matematis untuk memeriksa ke-valid-an data yang diterimanya.

2. Cara Deteksi Kesalahan

Ada beberapa metode untuk mengetahui adanya suatu kesalahan. Antara lain sebagai berikut:

1. Metode Echo

Metode yang paling sederhana dan digunakan secara interaktif. Operator memasukkan data melalui terminal yang kemudian mengirimkannya ke komputer. Komputer kemudian mengirimkannya kembali ke terminal dan ditampilkan ke monitor. Operator dapat melihat apakah data yang dikirimkannya benar.

2. Metode Deteksi Error otomatis

Sistem komputer lebih menghendaki sedikit mungkin melibatkan manusia. Oleh karena itu digunakan sistem bit pariti, yaitu  bit yang digunakan untuk mengecek kebenaran dari suatu informasi dengan jalan penambahan satu atau beberapa bit ke dalam paket data. Metode ini memiliki dua jenis, yaitu:

1. Pariti ganjil (Odd Parity), bit pariti tambahan, supaya banyaknya bit “1” tiap karakter/data, ganjil.metode ini biasa dipergunakan dalam transmisi data secara synchronous, pada metode ini sebelum paket data dikirim, setiap paket data di cek apakah jumlah ‘1’ ganjil.
2. Pariti genap (Even Parity), bit pariti tambahan, supaya banyaknya bit “1” tiap karakter/data, genap. Metode ini biasa dipergunakan dalam transmisi data secara asynchronous, pada metode ini sebelum paket data dikirim, setiap paket data di cek apakah bit ‘1’ berjumlah genap.

Konsep Umum dan Cara Kerja Parity Check

Konsep umum dari bit parity/ parity check adalah sebuah sistem yang membuat pihak terminal tertuju tahu bahwa data yang iya terima tersebut sama atau tidak dengan data yang dikirim oleh terminal pengirim.

Caranya, pertama-tama pihak pengirim  akan menambahkan 1 bit tambahan (Atau yang Lebih dikenal dengan nama Parity Bit) pada data, untuk menggambarkan karakteristik dari data tersebut. Nilai dari bit parity (1 atau 0) tidak diperoleh secara sembarangan.

Dalam proses pentransmisiannya data tadi dikirim bersamaan (data kita dan parity bitnya) dan kita anggap data dapat terkirim dengan suskses. Pada Terminal Penerima Data kita dibaca dan Di dekodisasi (di definisi kan ulang) dengan cara yang sama seperti saat kita menentuan nilai parity bit di sisi pengirim. Lalu Hasil dekodisasi tadi dibandingkan dengan parity bit yang tadi sengaja dibawakan oleh pengirim. Gampangannya apabila hasil pembacaan (Dekodisasi) data terkirim sama dengan Parity bitnya maka data tersebut Dapat dianggap benar. Dan apabila diperoleh perbedaan nilai antara hasil dekodisasi dengan parity bitnya maka data dapat di klasifikasikan sebagai data yeng error, Lebih lanjut terminal penerima akan mengirimkan request pada terminal pengirim untuk mengirimkan ulang data yang terbaca error tadi.

Kelebihan dan kekurangan Parity Checks:

Ø  Kelebihan :

1.      Lebih cepat karena berbasis 2 (biner).

2.      Mudah dalam pengecekan.

3.      Sederhana dalam analisis dan penggunaan pada system.

4.      Mudah direalisasikan dalam bentuk rangkaian/ hardware.

Ø  Kekurangan :

1.        Kurang handal dalam mengatasi deteksi dan perbaikan error.

2.        Kemungkinan kesalahan yang terjadi besar, yaitu 50%.

3.        Belum dapat mengakomodir file dengan ukuran besar.

4.         Tidak dapat mendeteksi kesalahan dalam jumlah genap.

Ada 3 macam teknik deteksi kesalahan dengan menggunakan bit pariti:

• Character Parity (Vertical Redudancy Check / VCR)

Merupakan metode pemeriksaan kesalahan per-karakter dan digunakan pada sistem yang berorientasi karakter, misalnya terminal. Dengan cara ini, setiap karakter yang dikirimkan (terdiri dari 7 bit) diberi tambahan 1 bit pariti yang akan diperiksa oleh penerima untuk mengetahui kebenaran karakter yang diterima tersebut. Cara ini hanya dapat melacak kesalahan yang terjadi pada pengiriman data berkecepatan menengah.

Misalnya ASCII huruf A, kodenya adalah hex 41:

1000001 ASCII 7 bit (terdapat 2 bit 1)

1000001 1 tambahkan 1, jumlah bit 1 jadi ganjil (odd parity)

1000001 2 tambahkan 0, jumlah bit 1 jadi genap (even parity)

Contoh “even parity” :

Pengirim

Data : 1 1 0 0 0 0 1

b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7

Ada 3 bit “1” (ganjil), ditambahkan bit 1, jumlah bit “1” jadi genap.

Kirim: Data & Parity = 11000011

Penerima

Proses (algoritma) even parity :

Hitung jumlah bit 1 => x

Jika x = genap disimpulkan tidak ada error

Jika x = ganjil, terjadi error

Terima: Data & Parity = 11100011

Error?

Penerima memeriksa pariti dari karakter yang diterima, bila tidak sesuai dengan ketentuan maka akan diketahui adanya kesalahan pada waktu penyaluran data.

VCR mempunyai kekurangan, yaitu bila ada 2 bit yang terganggu maka tidak dapat terlacak, sehingga dianggap pariti-nya akan benar.

• Longitudinal Redudancy Check / LCR

Untuk memperbaiki kinerja VCR, digunakan LCR untuk data yang dikirim secara blok. Cara ini mirip dengan VCR, hanya saja penambahan bit dilakukan pada akhir setiap blok karakter yang dikirimkan. Dengan cara ini maka kesalahan lebih dari 1 bit juga dapat ditemukan, sehingga pengiriman data dapat dipertinggi.

• Cyclic Redudancy Check / CRC

CRC digunakan untuk pengiriman data berkecepatan tinggi. CRC disebut sebagai pengujian berorientasi bit, karena dasar pemeriksaan kemungkinan kesalahan adalah bit atau karakter dan menggunakan rumus matematika khusus.

Dalam metode ini 1 blok informasi dilihat sebagai deretan bit yang ditransmisikan. Bit yang akan disalurkan dimasukkan ke dalam register geser skills yang disebut generator CRC. Operasi matematik dikerjakan atas deretan bit tersebut

Operasi CRC ini didasarkan atas pembagian deretan bit dengan sebuah fungsi khusus. Hasil bagi pembagian diabaikan. Sisa disalurkan sebagai Block Check Sequence (BCS) yaitu akhir dari deretan bit isi register geser.

Berdasarkan pemeriksaan perbandingan hasil perhitungan rumus matematika pada saat dikirim dan setelah diterima akan dapat ditentukan adanya kesalahan atau tidak. Pada penerima, deretan bit data termasuk BCS juga dimasukkan ke dalam register geser siklis yang disebut penguji CRC. Hasil operasi matematik ini berupa isi register geser yang dapat diperkirakan ada tidaknya kesalahan transmisi.

Cyclic redundancy check (CRC) adalah metode yang umum digunakan untuk mendeteksi error. CRC beroperasi pada sebuah frame/block. Setiap block berukuran m bit yang akan dikirim akan dihitung CRC checksumnya (berukuran r bit), kemudian dikirim bersama2 dengan frame (dengan ukuran m+r bit). Pada sisi penerima, penerima akan menghitung CRC checksum pada frame yang diterima, dan dibandingkan dengan checksum yang diterima, jika berbeda, berarti frame rusak.

CRC menggunakan prinsip modulo bilangan. Data dianggap sebagai sebuah bilangan, dan untuk menghitung checksum, sama dengan menambahkan digit untuk data dengan digit untuk checksum (berisi 0) kemudian dibagi dengan pembilang tertentu, dan sisa pembagiannya menjadi checksum untuk data tersebut. Tergantung pemilihan bilangan pembagi, CRC dapat mendeteksi single-bit error, double bit error, error berjumlah ganjil, burst error dengan panjang maksimum r. Bilangan pembagi tersebut disebut sebagai generator (polinomial).

Berikut contoh deskripsi mengenai CRC.
Di sisi pengirim:
#    Data memiliki m bit
1001, m = 4
#    Generator memiliki panjang r bit
101, r = 3
#    Tambahkan r-1 bit 0 ke data:
100100
#    Bagi bilangan ini dengan generator, sisanya (11) adalah checksum
#    Tambahkan checksum ke data asal: 100111

Di sisi penerima:
#    Bagi data yang diterima dengan generator.
Jika sisanya bukan 0, berarti terjadi kesalahan.
#    Jika sisanya 0, berarti tidak terjadi kesalahan,
sesuai dengan kriteria generator yang digunakan.

Pada CRC ini, generator pembagi data ini sering disebut generator polinomial karena nilai pembagi ini dapat direpresentasikan dalam bentuk polinomial peubah banyak, tergantung pada jenis/nilai pembagi yang digunakan. Gambar berikut menjelaskan konsep tersebut.

Berikut adalah beberapa generator polinomial yang sering digunakan berdasarkan konvensi internasional.
LRC: X8 + 1
CRC-12: X12 + X11 + X3 + X2 + X + 1
CRC-16: X16 + X15 + X2 + 1
CRC CCITT V41: X16 + X12 + X5 + 1 (digunakan pada HDLC procedure.)
CRC-32 (Ethernet): = X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 + X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1
CRC ARPA: X24 + X23+ X17 + X16 + X15 + X13 + X11 + X10 + X9 + X8 + X5 + X3 + 1

Jadi,secara umum dapat disimpulkan mengenai CRC ini adalah sebagai berikut                                              
Kelebihan dari metode CRC:

• Dapat digunakan dalam pengiriman data berkecepatan tinggi (16-32 bit).
• Memiliki kehadalan sistem yang sangat tinggi, yaitu sekitar 99%.
• Mampu mendeteksi bit error dalam jumlah banyak (burst error) dengan panjang yang kurang dari jumlah redundansi bitnya.

Kekurangan dari metode CRC:

• Realisasi rangkaian/hardware dan software yang paling sulit dibanding parity check dan checksum.
• Analisis dan perhitungan dalam perancangan yang cukup sulit.

3. Framing Check

Digunakan pada transmisi asinkron dengan adanya bit awal dan bit akhir. Dengan memeriksa ke-2 bit ini dapat diketahui apakah diterima dengan baik. Transmisi sinkron mempunyai berbagai bentuk bingkai sesuai dengan ketentuan yang digunakan,

3. Koreksi Kesalahan Transmisi

Bila dijumpai kesalahan pada data yang telah diterima, maka perlu diadakan tindakan perbaikan atau diusahakan agar kesalahan ini jangan sampai memberikan dampak yang besar. Metode koreksi ini diantaranya adalah:

1. Subtitusi simbol

Bila ada data yang rusak maka komputer penerima mengganti bagian itu dengan karakter lain, sepertu karakter SUB yang berupa tanda tanya terbalik. Jika pemakai menjumpai karakter ini (pada program word-prossessor), maka berarti data yang diterima telah mengalami kerusakan, selanjutnya perbaikan dilakukan sendiri.

2. Mengirim data koreksi

Data yang dikirim harus ditambah dengan kode tertentu dan data duplikat. Bila penerima menjumpai kesalahan pada data yang diterima, maka perbaikan dilakukan dengan mengganti bagian yang rusak dengan data duplikat, tetapi cara ini jarang dilakukan.

3. Kirim ulang

Cara ini merupakan cara yang paling simpel, yaitu bila komputer penerima menemukan kesalahan pada data yang diterima, maka selanjutnya meminta komputer pengirim untuk mengirim mengulangi pengiriman data.

BAB III

PENUTUP

1. Kesimpulan

Kesalahan transmisi data jarak jauh selalu terjadi karena itu sistem komunikasi data harus dilengkapi kontrol deteksi kesalahan. Informasi Burst-error penting untuk para perancang kontrol deteksi kesalahan. Performasi transmisi data menurun pada jam sibuk karena itu bila memugnkinkan pengiriman data sebaiknya pada jam tidak sibuk. Kesalahan yangterjadi sebagian besar disebabkan oleh ‘Spike’ noise pada sistem transmisi data.deteksi kesalahan yang paling baik performasinya adalah CRC. Kesalahan pada sistem on-line masih dapat diterima tetapi ‘kegagalan’ pada sistem ini mutlak harus dihindari.