Komunitas Software: Kode Blok Data dan Kode Humming.

Selasa, 29 September 2015

Kode Blok Data dan Kode Humming.

1. Blok Data

Pengkodean untuk pengiriman data secara blok yang dilengkapi dengan paritas ganjil atau paritas genap merupakan cara pengujian lebih baik, karena satu blok data akan disertai dengan paritas yang diletakan pada akhir blok data.

Untuk menguji data terkirim terjadi kesalahan bit (bit error) atau tidak bit paritas tersebutlah yang digunakan sebagai kunci uji untuk setiap karakter terkirim, dalam sistem transmisi data secara blok data artinya beberapa karakter terkumpul menjadi satu blok data maka bit paritas ini juga bisa dimanfaatkan.

Gambar 1. Rangkaian pembangkit paritas

Adapun penempatan bit paritas pada blok data adalah ditempatkan pada akhir sebuah blok, dengan demikian bit akhir dari blok data inilah yang disebut dengan block check character(BCC).

Paritas dapat dibangkitkan melalui software atau melalui hardware, baik secara software maupun secara hardware memiliki metode logika yang sama. Berikut merupakan pembangkitan paritas menggunakan gerbang EXOR:

Berdasarkan gambar 1. jika kode ASCII yang ingin dikirimkan memiliki logikabit 101 0010 maka akan didapatkan paritas sebagai berikut:

Gambar 2. Pembangkitan paritas dengan masukan 101 0010

Bit-0 EXOR bit-1 = 1,

bit-2 EXOR 1 = 1,

bit-3 EXOR 1 = 1,

bit-4 EXOR 1 = 0,

bit-5 EXOR 0 = 0,

bit-6 EXOR 0 = 1.

Dengan demikian didapatkan paritas genap berlogika 1 dan paritas ganjil didapatkan logika 0. Kelemahan kode paritas ini adalah apabila terjadi kesalahan atau error pada 2 bit maka error tidak terdekteksi sebagai error,

Sebagai contoh data = 1010000 paritas genap digunakan sehingga data terkirim adalah 01010000. Ternyata pada penerima data terkirim menjadi 01010011,

Maka secara rumus paritas data adalah benar pada hal terdapat kesalahan pada bit 0 dan bit 1 yaitu berubah dari 00 menjadi 11. Dengan demikian error atau kesalahan pada bit 0 dan bit 1 tidak terdeteksi.

Perbaikan dari sistem ini adalah dengan mengirimkan data bukan perkarakter tetapi melalui blok data.

Misalkan dalam satu blok data disusun dari 7 buah karakter, dan isi data berupa pesan berbunyi “selamat” maka paritas dapat dicari dengan cara sebagai berikut:

Dari blok data yang terbentuk dari pesan selamat dicari kode ASCII setiap karakter, kemudian dicari paritasnya dalam kode ini diambil paritas genap dan dituliskan pada bit-7.

Setelah ditemukan semua paritas dari setiap karakter pembentuk pesan dan dituliskan pada bit-7, maka langkah selanjutnya adalah mencari paritas dari setiap kolom mulai bit-0 sampai bit-7 dan dituliskan secara mendatar pada baris BCC.

Adapun fungsi dari paritas pada bit-7 adalah sebagai kunci uji data untuk mencari error setiap karakter secara horisontal, istilah deteksi error secara horizontal adalah longitudinal redundancy check (LRC).

Sedang fungsi paritas pada BCC sebagai baris penutup blok data difungsikan sebagai deteksi error secara vertikal, istilah deteksi vertikal adalah vertical redundancy check (VRC). Dari kedua paritas inilah terbentuk model matrik deteksi error yaitu kombinasi dari deteksi LRC dan deteksi VRC.

2. Kode Humming

Kerusakan data atau kesalahan data yang diterima oleh terminal penerima dalam sistem komunikasi data sering terjadi, hal yang mendasar sebagai penyebab adalah adanya interferensi sinyal luar yang masuk ke dalam jalur komunikasi, koneksi kawat penghubung, terminal, konektor pada layer terendah yang kurang baik.

Hal tersebut menyebabkan sinyal gangguan (noise), sebagai akibat gangguan tersebut muncul permasalahan pada data yang diterima oleh penerima berupa data error.

Terlebih pada transmisi data serial dengan kecepatan tinggi dan kualitas jalur transmisi yang rendah kesalahan (error) sangat mungkin terjadi, ukuran banyaknya bit error dalam blok data disebut sebagai bit error rate (BER).

Terdapat toleransi kesalahan bit dalam sistem transmisi data, dan batasan nilai BER dalam satu kelompok data 10⁵ bit.

Dalam penanganan kesalahan (error handling) bit terkirim tahapan utama dalam penerimaan data adalah deteksi kesalahan bit terkirim, selanjutnya dilakukan koreksi terhadap kesalahan (error).

Perbaikan data bisa dilakukan oleh penerima atau pengirim melalui permintaan pengiriman ulang data, permintaan ini melalui sinyal NAK dari penerima ke pengirim.

Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa proses deteksi kesalahan melalui bit yang ditambahkan (redundant bit) ke dalam data, dengan metode pengkodean tersebut dapat ditentukan kesalahan bitnya.

Sistem pengkodean yang lain yang dapat digunakan dalam komunikasi data adalah kode Hamming. Konsep penerapan kode Hamming adalah dengan menggunakan bit paritas untuk disisipkan pada posisi tertentu dalam blok data, dengan demikian memungkinkan untuk dapat digunakan dalam pemeriksaan kesalahan dalam blok data.

Aturan untuk menyatakan bit Hamming adalah melalui pendekatan 2ⁿ, nilai n dan n adalah bilangan bulat positif, cara untuk menentukan bit Hamming adalah sebagai berikut :

 Data = 1011 → penyisipan bit Hamming adalah 101x1xx

 Nilai x dapat dipilih 1 atau 0 dan disisipkan pada data

 Menentukan jumlah modulo-2 bit-1 agar data berparitas genap.

Bit ke- 7 6 5 4 3 2 1

Data 1 0 1 x 1 x x

Langkah selanjutnya adalah menentukan bit-Hamming yang harus disisipkan ke dalam bit-bit data, dalam hal ini semua bit yang ditandai dengan hurf x adalah tempat posisi bit Humming yang seharus disisipkan.

Dengan demikian data yang semula terdiri dari 4 bit data maka pada akhirnya jumlah bit adalah 7 bit.

 Tabel penentuan bit-Hamming

 Bit-Hamming disisipkan ke dalam data, sehingga menjadi:

Bit ke- 7 6 5 4 3 2 1

Data 1 0 1 0 1 0 1

 Deteksi data error yang diakibatkan data berubah saat transmisi, diasumsikan terjadi perubahan pada bit ke 3 dari nilai logika 1 menjadi logika 0. Sehingga data yang diterima sebagai berikut:

Bit ke- 7 6 5 4 3 2 1

Data 1 0 1 0 0 0 1

 Pemeriksaan data melalui bit-bit Hamming ditemukan error berikut posisi bitnya, pada contoh terjadi error pada posisi bit ke 3.

 Berdasarkan tabel penentuan error diperoleh nilai biner 011, yang berarti bisa ditentukan kesalahan adalah pada posisi bit ke 3 pada data.

Perbaikan logika bit dapat dilakukan dengan melakukan inverting bit ke dari data, dengan demikian tidak diperlukan lagi pengiriman NAK ke pengirim untuk melakukan pengiriman ulang

---------------------- Suplemen ---------------------

Gerbang Logika EXOR