Teknik Multiplexing

Multiplexing adalah suatu Teknik yang digunakan untuk mengirimkan Informasi (banyak) Hanya melalui satu saluran.
Tujuan utamanya adalah untuk menghemat pemakaian jumlah fisik suatu perantara informasi. misalnya: kabel, pemancar & penerima (transceviver).

Beberapa Teknik Multiplexing :
1. Frequency Division Multiflexing (FDM)
Adalah dengan cara menata suara informasi (suara bicara oleh 1 pelanggan) dalam sedemikian rupa sehingga menempati satu alokasi frekuensi sebesar 4 Khz. Teknik ini digunakan di indonesia hingga tahun 1990-an pada saat masih menggunakan jaringan telpon ananlog dan jaringan satelit analog.
Gabungan banyak kanal input yang menjadi sebuah kanal output yang berdasarkan frekuensi, dimana gabungan ini digunakan ketika bandwidth dari medium melebihi bandwidth sinyal yang diperlukan untuk transmisi. Tiap sinyal dimodulasikan ke dalam frekuensi carrier yang berbeda dan frekuensi carrier tersebut terpisah dimana bandwidth dari sinyal-sinyal tersebut tidak overlap. Contoh yang paling dikenal dari FDM adalah siaran radio dan televisi kabel. FDM disebut juga “code transparent”. Pada gambar di bawah , dapat dilihat enam sumber sinyal dimasukkan ke dalam suatu multiplexer, yang memodulasi tiap sinyal ke dalam frekuensi yang berbeda (f 1,…,f6). Tiap sinyal modulasi memerlukan bandwidth center tertentu disekitar frekuensi carriernya, dinyatakan sebagai suatu channel. Sinyal input baik analog maupun digital akan ditransmisikan melalui medium dengan sinyal analog.
2. Time Division Multiplexing (TDM)
Adalah dengan cara menggunakan satu saluran secara bergantian, tiap pelanggan di beri jatah waktu(time slot) tertentu sedemikian rupa sehingga semua informasi dapat dikirim melalui satu saluran secara bersama sama. Pergantian Time slot adalah sebesar 125 microsecond.
Digunakan ketika data rate dari medium melampaui data rate dari sinyal digital yang ditransmisi. Sinyal digital yang banyak (atau sinyal analog yang membawa data digital) melewati transmisi tunggal dengan cara pembagian porsi yang dapat berupa level bit atau dalam blok –blok byte atau yang lebih besar dari tiap sinyal pada suatu waktu. Prinsip TDM adalah menerapkan prinsip penggiliran waktu pemakaian saluran transmisi dengan mengalokasikan satu slot waktu (time slot) bagi setiap pemakai saluran (user). TDM biasanya digunakan untuk komunikasi point to point. Pada TDM, penambahan peralatan pengiriman data lebih mudah dilakukan. TDM lebih efisien daripada FDM.

 3. Wavelengt Division Multiflexing (WDM)
      menggunakan kabel optik, yaitu satu kabel optik dipakai untuk menyalurkan lebih dari satu sumber sinar dimana setiap satu sinar lamda yang di pancarkan mewakili satu sumber informasi
Aplikasi multiplexing yang umum di gunakan dalam komunikasi long-haul. Media utama pada jaringan long-haul berupa jalur gelombang  mikro (udara), koaksial, atau serat optik berkapasitas tinggi. Jalur-jalur ini dapat memuat transmisi data dalam jumlah besar.
Pada gambar dibawah ini menggambarkan fungsi multiplexing dalam bentuk yang paling sederhana. Terdapat input n untuk multiplexer. Multiplexer dihubungkan ke demultiplexer melalui sebuah jalur tunggal. Saluran tersebut mampu membawa n channel data yang terpisah.

Multiplexer menggabungkan (melakukan multiplexing) data dari jalur input n dan mentransmisikannya melalui jalur berkapasitas tinggi. Demultiplexer menerima aliran data yang sudah dimultiplexkan, kemudian memisahkan (malakukan demultiplexing) data berdasarkan channel, lalu mengirimkannya ke saluran output yang tepat.
Penggunaan multiplexing secara luas dalam komunikasi data dapat dijelaskan melalui hal-hal berikut ini:

• Semakin tinggi rate data, semakin efektif biaya untuk fasilitas transmisi. Maksudnya, untuk suatu aplikasi dan pada jarak tertentu, biaya per kbps menurun bila rate data fasilitas transmisi meningkat. Hampir sama dengan itu, biaya transmisi dan peralatan penerima per kbps menurun, bila rate data meningkat.
• Sebagian besar perangkat komunikasi data individu memerlukan dukungan rate data yang relatif sedang-sedang saja. Sebagai contoh, untuk sebagian besar aplikasi komputer pribadi dan terminal, rate data diantara 9600 bps dan 64 kbps sudah cukup memadai.

Pernyataan tersebut dimaksudkan sebagai syarat-syarat bagi perangkat komunikasi data. Pernyataan yang sama diterapkan untuk komunikasi suara. Maksudnya, semakin besar fasilitas transmisi sebagai syarat untuk channel suara, semakin berkurang biaya per channel suara individu. Kapasitas yang diperklukan untuk sebuah channel suara tunggal biasanya sedang-sedang saja.
Pembahasan ini menitik beratkan pada tiga jenis teknik multiplexing. Pertama, Frequency-Division Multiplexing (FDM), yang paling banyak dilakukan dan cukup dikenal oleh siapa saja yang pernah menggunakan radio atau televisi. Kedua, kasus khusus dari time Division Multiplexing (TDM) atau disebut juga dengan TDM synchkronous. Jenis ini paling banyak dipergunakan untuk memultiplexingkan aliran suara dan aliran data yang didigitalkan. Jenis ketiga dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi synchronous dengan cara menambahkan rangkaian rumit ke multiplexer. Jenis ini memiliki beberapa sebutan, diantaranya statistical TDM, synchronous TDM, dan intellegence TDM.
TDM yang bekerja seperti FDM mengurangi/menghapus alokasi “idle time” pada Terminal yang tak aktif dan menghapus/mengurangi blok-blok kosong dalam Blok-blok pesan campuran. Statistical TDM dikenal juga sebagai asynchronous TDM dan intelligent TDM, sebagai alternatif synchronous TDM. Efisiensi penggunaan saluran secara lebih baik dibandingkan FDM dan TDM. Memberikan kanal hanya pada terminal yang membutuhkannya dan memanfaatkan sifat lalu lintas yang mengikuti karakteristik statistik. STDM dapat mengidentifikasi terminal mana yang mengganggur / terminal mana yang membutuhkan transmisi dan mengalokasikan waktu pada jalur yang dibutuhkannya. Untuk input, fungsi multiplexer ini untuk men-scan bufferbuffer input, mengumpulkan data sampai penuh, dan kemudian mengirim frame tersebut. Dan untuk output, multiplexer menerima suatu frame dan mendistribusikan slot-slot data ke buffer output tertentu.

Read More

Teknik compression

Berbagai Teknik Kompresi Data

Berbagai Teknik Kompresi Data

Seiring dengan perkembangan informasi yang sangat cepat dan juga perkembangan teknologi multimedia yang sangat pesat,  maka data yang berkembang di seluruh dunia akan terus bertambah dan ukuran dari data-data yang dihasilkan juga terus meningkat. Hal ini juga didukung oleh semakin lebar dan murahnya bandwidthinternet. Akan tetapi, tempat (storage) yang tersedia untuk menyimpan data saat ini masih terbatas dan juga internet yang murah dan cepat tidak dimiliki oleh semua orang, sehingga untuk melakukan transfer data yang besar melalui jaringan internet cukup sulit dilakukan.

Mengingat hal di atas, banyak orang yang berfikir bagaimana caranya untuk melakukan efisiensi penyimpanan data pada tempat penyimpanan yang terbatas. Hingga saat ini, sudah sangat banyak metode/algoritma yang dapat digunakan untuk melakukan kompresi/pemampatan pada data. Pada tulisan ini, saya akan membahas beberapa teknik kompresi data untuk data dengan tipe Text, Image, Audio, dan Video.

Sebelum membahas tentang berbagai algoritma tersebut, perlu diketahui bahwa pada kompresi data terdapat jenis kompresi Lossless Compression dan Lossy Compression.

Lossless Compression

Lossless Compression merupakan metode kompresi data dimana data yang sudah dikompresi dapat dikembalikan ke bentuk semula secara utuh. Kompresi jenis lossless compression biasanya melakukan kompresi dengan dua buah langkah: langkah pertama yaitu membangkitkan model statistik dari data yang dimasukkan, dan langkah kedua adalah menggunakan model tersebut untuk memetakan data yang dimasukan kedalam rangkaian bit dimana data/simbol yang memiliki frekuensi tertinggi akan menghasilkan keluaran (output) yang paling pendek. Salah satu implementasi dari lossless compression adalah Kode Huffman (Huffman Coding) yang merupakan bagian dari kompresi data/file dengan format ZIP.

Lossy Compression

Lossy Compression merupakan kebalikan dari Lossless Compression dimana data yang sudah dikompresi akan sulit atau bahkan tidak mungkin dikembalikan ke bentuk semula secara utuh. Biasanya kompresi jenis ini melakukan kompresi data dengan cara menghilangkan/membuang sebagian data dan tidak akan memberikan perubahan yang besar pada data tersebut.

1.      Kompresi data tipe Text

Didalam representasi data pada komputer, text merupakan kumpulan dari karakter/simbol yang dapat dibaca baik oleh manusia maupun oleh komputer. Satu buah karakter/simbol biasanya berukuran 1 byte / 8 bit.

Untuk melakukan kompresi data jenis text, kita harus menggunakan metode lossless compression karena data berjenis text harus dapat dikembalikan ke bentuk semula secara utuh untuk dapat kembali dibaca.

            Metode kompresi RLE (Run Length Encoding) dan Huffman Coding adalah metode kompresi untuk data berjenis text yang akan saya jelaskan pada tulisan ini.

RLE (Run Length Encoding)

Misalkan, ada seseorang yang alay berteriak :

“AAAAAKUUUUU CHAYYYYYAAAAANK KAAAAMUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU !!!!!!”

Pesan diatas akan sangat cocok jika dikompresi menggunakan metode kompresi RLE karena kompresi RLE menghitung jumlah kemunculan simbol lalu menuliskan simbol tersebut sebanyak satu kali diikuti dengan jumlah kemunculannya. Data diatas berukuran 66 byte, dan kita akan melakukan kompresi RLE terhadap data tersebut :

- Ubah data dalam bentuk sekuensial

Data teks diatas sudah dalam bentuk sekuensial :

AAAAAKUUUUU CHAYYYYYAAAAANK KAAAAMUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU!!!!!!

-  Hitung jumlah kemunculan karakter

(A,6) (K,1) (U,5) (spasi,1) (C,1) (H,1) (A,1) (Y,5) (A,5) (N,1) (K,1) (spasi,1) (K,1) (A,5) (M,1) (U,24)(!,6)

- Tulis hasil kompresi

A6K1U5 1C1H1A1Y5A5N1K1 1K1A5M1U24!6

Setelah proses kompresi, maka data yang dihasilkan akan berukuran 35 byte. Dengan proses kompresi            tersebut, kita telah menghemat tempat penyimpanan sebesar 31 byte (47%) !!.

Huffman Coding

Kompresi dengan algoritma Huffman Coding dilakukan dengan cara :

1.       Hitung frekuensi kemunculan setiap simbol.

2.       Pilih dua buah simbol dengan frekuensi terkecil, lalu gabungkan dalam satu tangkai.

3.       Ulangi langkah kedua hingga tidak ada lagi tangkai yang dapat digabungkan.

Misalnya, terdapat sebuah pesan : “ABABAAAADDDCCCFBB”. Pesan tersebut berukuran 17 byte (termasuk spasi).

Pertama, kita akan menghitung kemunculan setiap karakter :

Simbol	Kemunculan
A	6
B	4
C	3
D	3
F	1

Pilih dua buah simbol dengan frekuensi terkecil, yaitu simbol F dan D, lalu gabungkan.

Simbol	Kemunculan
A	6
B	4
C	3
(D,F)	4

Pilih kembali dua buah simbol dengan frekuensi terkecil, lalu gabungkan. Ulangi hal ini hingga tidak dapat lagi digabungkan.

Simbol	Kemunculan
A	6
B	4
(C,(D,F))	7

Simbol	Kemunculan
(A,B)	10
(C,(D,F))	7

Simbol	Kemunculan
((A,B), (C,(D,F)))	17

Berikut ini merupakan tabel lengkap hasil pengkodean seluruh simbol :

Simbol	Kode
A	10
B	11
C	00
D	010
F	011

Berdasarkan tabel diatas, maka “ABABAAAADDDCCCFBB” dapat kita kodekan menjadi seperti berikut : 101110111010101001001001000000001101111. Data hasil kompresi berukuran 29 bit / 4 byte. Dengan demikian, kita telah menghemat sebanyak 13 byte (76%) !!!.

2.      Kompresi data tipe Image

Kompresi pada jenis data Image biasanya dilakukan dengan metode kompresi lossy compression dimana terdapat beberapa informasi yang dihilangkan untuk mengurangi ukuran dari informasi yang ada.

Contoh penerapan kompresi data pada Image adalah JPEG dan Quantizing Compression.

Teknik kompresi Quantizing Compression bersifat lossy dan digunakan untuk mereduksi data dengan asumsi bahwa perubahan data tidak akan berpengaruh banyak pada informasi. Kompresi ini dilakukan dengan menggunakan matrik kuantisasi.

Sedangkan untuk tipe data JPEG, kompresi data dapat dilakukan dengan tiga buah model :

a.  Sequential: kompresi dilakukan secara top-down, left-right menggunakan proses single-scan dan algoritma Huffman Encoding 8 bit secara sekuensial.

b. Progressive: kompresi dilakukan dengan multiple-scan secara progresif, sehingga kita dapat mengira-ira gambar yang akan kita download.

c.  Hierarchical: super-progressive mode, dimana image akan dipecah-pecah menjadi sub image yang disebut frame. Frame pertama akan membentuk image dalam resolusi rendah hingga berangsur-angsur ke resolusi tinggi.

3.      Kompresi data tipe Audio

Kompresi data jenis audio juga biasanya bersifat lossy. Salah satu implementasi dari kompresi data audio adalahMP3. MP3 merupakan salah satu format file audio yang sangat sering kita temui. MP3 didapat dari proses kompresi data hasil rekaman dan memanfaatkan kelemahan pendengaran manusia dalam proses kompresinya. Kompresi data pada file MP3 dilakukan dengan cara :

1.       Menghilangkan informasi-informasi audio yang tidak dapat didengar oleh manusia (frekuensi suara yang diluar jangkauan indera pendengaran manusia).

2.       Manusia tidak mampu mendengarkan suara pada frekuensi tertentu dengan amplitude tertentu jika pada frekuensi di dekatnya terdapat suara dengan amplitude yang jauh lebih tinggi. Oleh karena itu, informasi audio tersebut tidak perlu dikodekan.

3.       Terkadang dual-channel stereo mengirimkan informasi yang sama. Informasi tersebut cukup ditempatkan dalam salah satu channel saja dengan ditambah beberapa informasi tertentu.

4.      Kompresi data tipe Video

Video dapat dikompresi dengan metode lossless compression maupun lossy compression. Dengan menggunakanlossless compression seperti huffman coding atau arithmetic coding, maka data video dapat dikembalikan secara utuh seperti semula. Data video juga dapat dikompresi dengan menggunakan metode lossy compression, contohnya dengan menghilangkan beberapa frame pada video tersebut.

Video memiliki format yang beragam, dan masing-masing format tersebut menggunakan codec yang berbeda dan memiliki skema kompresi yang berbeda pula. Salah satu format file video hasil kompresi adalah MPEG.

5.      Kelebihan dan kekurangan berbagai macam metode kompresi data

Setelah melihat beberapa pembahasan diatas, kita dapat mengetahui bahwa kompresi lossless menggunakan algoritma RLE dan Huffman Coding akan tergantung pada data yang akan dikompresi. Contohnya, dalam algoritma RLE (Run Length Encoding), jika dalam runtunan, karakter yang muncul berbeda-beda maka ukuran file akan menjadi dua kali lipat atau bahkan lebih. Dalam penerapan Huffman Coding juga ukuran file outputtergantung pada file input, terkadang juga dapat terjadi hasil kompresi memiliki ukuran yang lebih besar dari ukuran semula dan juga penerapan Huffman Coding membutuhkan tempat pada awal (header) file untuk menyimpan informasi yang diperlukan untuk proses dekompresi (decoding).

Kompresi pada data audio, image, dan video juga sebenarnya dapat menggunakan metode general purposeseperti Huffman Coding, RLE, dan algoritma kompresi lossless lainnya. Selain itu, tipe data audio, image, danvideo juga dapat dikompresi menggunakan metode kompresi lossy seperti menghilangkan beberapa informasi yang tidak dibutuhkan, tetapi, hasil dari kompresi tersebut akan menurunkan kualitas dari data dan tidak akan dapat dikembalikan seperti semula secara utuh.

6.      Format file hasil kompresi

Sebenarnya, format file hasil kompresi dapat dibuat sesuai dengan keinginan pembuat software kompresi, seperti yang terdapat pada software Winzip yang akan menghasilkan format hasil kompresi ZIP dan Winraryang dapat menghasilkan format hasil kompresi berekstensi RAR.

Read More

Apa itu ASCII

Apa itu ASCII??

ASCII adalah singkatan dari American Standard Code for Information Interchange. Sesuai dengan namanya, ASCII digunakan untuk pertukaran informasi dan komunikasi data. ASCII merupakan kode angka yang mewakili sebuah karakter. ASCII digunakan karena komputer hanya mengerti angka-angka.

ASCII itu apa sih?

ASCII (American Standard Code For Information Interchange) merupakan kode standar yang digunakan dalam pertukaran informasi pada Komputer.

Setiap simbol yang ada di keyboard memiliki kode ASCII. Sebagai contoh Huruf A memiliki kode ASCII 65; huruf a memiliki kode ASCII 97.

Kode ASCII 65 dalam implementasinya diterjemahkan ke kode Biner.

65 = 01000001

97 = 01100001

Jumlah kode ASCII adalah 255 kode. Kode ASCII 0..127 merupakan kode ASCII untuk manipulasi teks, sedangkan kode ASCII 128..255 merupakan kode ASCII untuk manipulasi grafik.

Kode ASCII sendiri dapat dikelompokkan lagi kedalam beberapa bagian:

·         Kode yang tidak terlihat simbolnya seperti Kode 10(Line Feed), 13(Carriage Return), 8(Tab), 32(Space)

·         Kode yang terlihat simbolnya seperti abjad (A..Z), numerik (0..9), karakter khusus (~!@#$%^&*()_+?:”{})

·         Kode yang tidak ada di keyboard namun dapat ditampilkan. Kode ini umumnya untuk kode-kode grafik.

ASCII Character Set adalah Sebuah standard kode 7 bit yang menggambarkan karakter dari ASCII dengan menggunakan nilai biner. Jangkauan nilai kode ini adalah dari 0-127. Kebanyakan dari Komputer Pribadi (PC) menggunakan perluasan dari kode ASCII berbasis 8 bit, sehingga didapatkan 128 karakter ekstra, yang digunakan sebagai simbol khusus, karakter khusus, dan simbol grafis.

“Interaksi” yang dimunculkan pada artian kalimat tersebut adalah sebuah sarana untuk menyelesaikan permasalahan hubungan antara komputer yang hanya mengenal angka, sedangkan manusia tidak mungkin harus menghafalkan angka yang cukup banyak tersebut dan mempergunakan keyboard sebagai masukan atas perintah yang diinginkannya.

Terdapat dua jenis kode yang berhubungan dengan kode pada keyboard yaitu kode ASCII dan EBCDIC. ASCII adalah kode 7 bit, sehingga karakter digenerate oleh keyboard sebagai 7 bit kode (total jumlahnya ada sebanyak 128 kombinasi yang berbeda). ASCII adalah singkatan dari American Standard Code for Information Interchange. Sedangkan EBCDIC adalah singkatan dari ExtendedBinary Coded Decimal Interchange Code, dan utamanya digunakan oleh IBM.

Kode ASCII me-representasikan kode-kode untuk :

1.    Angka (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

2.    Huruf ( a – z, A – Z )

3.    Simbol ( &, ^, %, $ @ .. )

4.    Tombol ( Enter, Esc, Backspace, Space, Tab, Shift, Ctrl )

5.    Karakter Grafis ( kode ASCII Standar nomor 128 s/d 255 )

6.    Kode Komunikasi ( ETX, STX, ENQ, ACK .. )

Kompleksnya kode-kode dalam ASCII ini akhirnya perlu untuk dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu :

1.    Kode Standard ASCII

2.    Kode Extended ASCII

Masing-masing jenis Kode ASCII tersebut sebanyak 255 buah, atau dapat disebut juga sebagai 255 karakter, karena memang 1 (satu) kode ASCII berukuran 1 Byte ( 8 bit ).

·         Kode ASCII Standard

Kode ini merepresentasikan angka, huruf serta tombol standar, Enter, Escape, Backspace dan Space. Selain itu juga terdapat karakter-karakter yang tidak terdapat pada keyboard, yang dapat diaktifkan dengan melakukan penekanan tombol kombinasi “Alt” dan angka yang dimaksud, sebagai contoh tombol kombinasi “Alt” dan angka “127″ akan menghasilkan karakter grafis.

·         Kode ASCII Extended

Kode ASCII Extended akan bertindak sebagai kode perluasan (extended) dari kode ASCII yang ada, karena tidak semuanya mampu tertampung dalam kode ASCII standard.

Kode ASCII jenis ini lebih banyak bertindak sebagai kode-kode tombol khusus, seperti kode untuk tombol F1 s/d F12. Sebagai contoh adalah kode ASCII extended untuk F12 adalah “123″.

Belum lagi dengan tombol kombinasi, misalnya “Alt” dan “F1″, “Ctrl” dan “F1″, atau tombol-tombol yang biasa kita lakukan “Alt” + “F” untuk membuka menu file, “Ctrl” dan “O” untuk membuka dokumen dsb.

Read More