3.1. TRANSMISI ASYNCHRONOUS DAN SYNCHRONOUS
Data ditransfer melalui path komunikasi tunggal pada transmisi data secara serial dimana tiap elemen pensinyalan dapat berupa :
3.1.1. Kurang dari 1 bit : misalnya dengan pengkodean Manchester
3.1.2. 1 bit : NRZ-L dan FSK adalah contoh-contoh analog dan digital
3.1.3. 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 arus 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 bit-bit. 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-sampling-an 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 3.1 menjelaskan suatu contoh untuk teknik ini.
Gambar 3.1 Teknik Asynchronous
Gambar 3.1a, 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 posis i most-significant-bit (MSB).
Parit 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 sampai siap untuk mengirim karakter berikutnya.
Gambar 3.1c 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. Pola-pola ini adalah kontrol informasi.
Frame adalah data plus kontrol informasi. Format yang tepat dari frame tergantung dari metode transmisinya, yaitu :
3.1.1. Transmisi character-oriented, (lihat gambar 3.2a)
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 postamble-nya 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.
3.1.2. 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.
Gambar 3.2 Transmisi Asynchronous
Data ditransfer melalui path komunikasi tunggal pada transmisi data secara serial dimana tiap elemen pensinyalan dapat berupa :
3.1.1. Kurang dari 1 bit : misalnya dengan pengkodean Manchester
3.1.2. 1 bit : NRZ-L dan FSK adalah contoh-contoh analog dan digital
3.1.3. 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 arus 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 bit-bit. 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-sampling-an 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 3.1 menjelaskan suatu contoh untuk teknik ini.
Gambar 3.1 Teknik Asynchronous
Gambar 3.1a, 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 posis i most-significant-bit (MSB).
Parit 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 sampai siap untuk mengirim karakter berikutnya.
Gambar 3.1c 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. Pola-pola ini adalah kontrol informasi.
Frame adalah data plus kontrol informasi. Format yang tepat dari frame tergantung dari metode transmisinya, yaitu :
3.1.1. Transmisi character-oriented, (lihat gambar 3.2a)
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 postamble-nya 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.
3.1.2. 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.
Gambar 3.2 Transmisi Asynchronous
