18 Oktober 2019

Deteksi Kesalahan Berguna Untuk Meningkatkan Kualitas Transmisi Data Digital

Komunikasi data adalah proses pengiriman dan penerimaan data dengan menggunakan dua atau lebih media transmisi. Media transmisi tersebut sering dikenal dengan guided media. Guided media merupakan media yang mengendalikan gelombang melalui jalur fisik. Kabel tersebut meliputi fiber optik, UTP, dan kabel coaxial. Adapun media transmisi lainnya disebut media tanpa kabel (wireless) atau unguided media. Unguided media merupakan media tanpa kabel yang hanya menyediakan media untuk transmisi gelombang tanpa mengendalikannya. Fungsi-fungsi lapisan data-link meliputi penyediaan antarmuka layanan-layanan bagi lapisan jaringan, penentuan cara pengelompokan bit dari lapisan fisik ke dalam frame, hal-hal yang berkaitan dengan error transmisi, dan pengaturan aliran frame sehingga penerima yang lambat tidak banjir karena pengirim data yang cepat. Data Link bertugas melakukan pemindahan data dari lapisan jaringan pengirim ke lapisan jaringan penrima. Tugas data link adalah mengirimkan bit-bit ke tujuan. Pembahasan hal tersebut berhubungan dengan algoritma komunikasi yang reliabel dan efisien antara dua mesin yang saling terhubung. Kedua mesin tersebut secara fisik terhubung oleh sebuah saluran komunikasi yang secara konsepsi bekerja seperti kabel. Rangkaian komunikasi sering membuat kesalahan, memiliki laju data terbatas dan terdapat delay propagasi. Keterbatasan ini mempunyai implikasi penting bagi pemindahan data.

Pada proses komunikasi data biasanya terdapat kesalahan atau error baik kesalahan yang sederhana maupun kesalahan yang kompleks. Penyebab kesalahan dalam komunikasi data dapat disebabkan oleh media yang digunakan untuk pengiriman data, jarak tempuh yang menyebabkan sinyal melemah, gangguan informasi, dan gangguan cuaca. Salah satu cara untuk meminimalkan kesalahan dan untuk meningkatkan efektivitas komunikasi, yaitu pendeteksian error dalam komunikasi data tersebut. Keberhasilan teknik deteksi kesalahan mengakibatkan proses pemindahan data dapat berlangsung secara sempurna tanpa mengalami kehilangan data. Kerusakan-kerusakan yang terjadi selama proses pengiriman data juga dapat di antisipasi dengan berbagai teknik koreksi kesalahan. Tanpa adanya deteksi kesalahan, kesalahan-kesalahan yang terjadi selama proses pemindahan data dari lapisan data-link sumber ke lapisan data-link tujuan dapat mengalami kegagalan. Hal itu mengakibatkan data tidak dapat diterima oleh penerima dengan sempurna. Dengan kata lain, data yang dikirimkan oleh komputer pengirim tidak dapat diterima seluruhnya oleh komputer penerima karena mengalami kegagalan proses pengiriman data ketika data-data tersebut dilewatkan melalui media transmisi yang menghubungkan kedua komputer tersebut.

Berbagai penelitian tentang deteksi error atau kesalahan pada proses pengiriman data melalui jalur transmisi telah dilakukan oleh IEEE Transactions on Communications sejak sekitar tahun 1980. Banyak sekali publikasi jurnal yang dapat diakses melalui situs IEEE Communication Society. Alamat web situs tersebut adalah www.comsoc.org. Selain jurnal, situs comsoc juga menyediakan majalah, berita, standar dan perpustakaan digital. Dokumentasi standar yang dikeluarkan Comsoc dapat di-akses melalui menu standar yang terletak di bagian pojok kanan atas halaman web tersebut. Comsoc telah bekerja sama dengan Asosiasi Standar IEEE yang berdedikasi dengan pengalaman teknologi komunikasi yang luas agar dapat memberikan fasilitas pengembangan standar komunikasi, jaringan, dan bidang-bidang terkait. Anggota dan sukarelawan Comsoc merupakan bagian dari pengembangan dan penerapan standar di bidang komunikasi. IEEE Transaction on Communication adalah jurnal ilmiah peer-review bulanan yang diterbitkan oleh IEEE Communications Society yang fokus pada semua aspek teknologi telekomunikasi. Aspek tersebut meliputi telepon, telegrafi, faks dan televisi point-to-point dengan propagasi elektromagnetik. Ketika di telusuri asalnya, cikal bakal jurnal tersebut adalah Transactions of the American Institute of Electrical Engineers pada tahun 1884. Jurnal ini telah melalui beberapa perubahan nama dan pemisahan selama bertahun-tahun.

Salah satu fungsi data link layer adalah menyediakan layanan bagi network layer. Tugas data link adalah mengirimkan bit-bit ke mesin yang dituju, sehingga bit-bit tersebut dapat diserahkan ke lapisan jaringan. Tiga layanan lapisan Data Link adalah Unacknowledged Connec-tion Less, Acknowledged Connection-Less dan Acknowledged Connection-Oriented. Layanan Unacknowledged Connectionless adalah layanan yang mana mesin sumber mengirimkan sejumlah frame ke mesin yang dituju dengan tidak memberikan acknowledgment bagi diterimanya frame-frame tersebut. Tidak ada koneksi yang dibuat baik sebelum atau sesudah dikirimkannya frame. Bila sebuah frame hilang , maka tidak ada usaha untuk memperbaiki masalah tersebut di lapisan data link. Layanan Acknowledged Connectionless tidak menggunakan koneksi, akan tetapi setiap frame dikirimkan secara mandiri dan secara acknowledgment. Dalam hal ini, si pengirim akan mengetahui apakah frame yang dikirimkan ke mesin tujuan telah diterima dengan baik atau tidak. Bila ternyata belum tiba pada interval waktu yang telah ditentukan, maka frame akan dikirimkan kembali. Layanan ini bermanfaat untuk saluran unreliabel, seperti sistem tanpa kabel. Pada Layanan Acknowledged Connection Oriented mesin sumber dan tujuan membuat koneksi sebelum memindahkan data-nya. Setiap frame yang dikirim dipastikan diterima. Layanan ini menjamin bahwa setiap frame yang diterima benar-benar hanya sekali dan semua frame diterima dalam urutan yang benar.

Tanpa memperhatikan desain sistem transmisi maka akan terdapat error yang menghasilkan perubahan terdapat satu atau lebih pada bit di dalam frame yang dikirimkan. Beberapa kemungkinan adanya error pada pengiriman frame adalah Pb, P1, P2 dan P3. Pb adalah kemungkinan error bit tunggal, biasanya disebut bit-error-rate. P1 adalah kemungkinan frame yang diterima tanpa adanya error. P2 adalah kemungkinan frame yang diterima dengan error tidak terdeteksi. P3 adalah kemungkinan frame yang diterima dengan error terdeteksi. Jika tidak ada suatu alat yang dapat dipergunakan untuk pendeteksian error, maka kemungkinan error yang terdeteksi (P3) sama dengan 0, Untuk mempercepat menetapkan kemungkinan yang ada, mengasumsikan bahwa kemungkinan beberapa bit yang mengalami error (Pb) adalah tetap. Kemungkinan frame yang diterima tanpa error akan berkurang apabila kemungkinan dari error bit tunggal bertambah. Demikian juga kemungkinan frame yang diterima dengan tanpa error bit berkurang dengan bertambahnya panjang frame. Maka lebih banyak bit dengan kemungkinan yang tinggi dari pada yang terkena error. Tidak ada sistem telekomunikasi data yang bebas dari kesalahan transmisi data, kesalahan ini sering disebabkan oleh gangguan pada saluran, sistem switching, radiasi gelombang dan crosstalk.

Ada delapan metode yang dapat digunakan untuk pendeteksian kesalahan pengiriman data. Metode-metode tersebut bernama Echo, Parity Check, Framaing Check, Vertical Redundancy Check (VCR), Longitudinal Redundancy Check (LRC), Cyclic Redundancy Check (CRC), Polynomial Checking dan Checksum. Metode Echo pendeteksian kesalahan menggunakan keahlian seorang operator. Pengiriman informasi kesalahan dikirimkan operator secara manual. Metode deteksi error otomatis Parity check menggunakan bit parity, yaitu bit tambahan yang digunakan untuk pendeteksian kesalahan. Metode Framing Check digunakan pada transmisi asynchronous dengan adanya bit awal dan bit akhir. Kedua bit tersebut diperiksa untuk pendeteksian kesalahan yang ada pada data. Metode Vertical Redundancy Check (VCR) berorientasi pada karakter. Setiap karakter yang dikirim berjumlah tujuh bit ditambah dengan satu bit parity. Longitudinal Redundancy Check (LRC) adalah metode yang sama dengan Vertical Redundancy Check (VCR). Perbedaannya adalah penambahan bit parity tidak hanya pada akhir karakter tetapi pada akhir farme juga. Metode Cyclic Redundancy Check (CRC) berorientasi pada bit, kesalahan ditemukan pada karakter atau bit menggunakan deteksi rumus matematika khusus. Metode deteksi error Polynomial Checking menerapkan sistem penambahan karakter atau susunan karakter pada akhir data berdasarkan algoritma matematika. Checksum adalah metode deteksi kesalahan pada data dengan cara membandingkan nilai checksum yang dikirimkan dengan nilai checksum yang dihitung oleh penerima data.