KOMUNIKASI DATA Tema : Physical layer (Lanjutan) Oleh : Danny Kurnianto, S.T., M.Eng Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom

D. Batas Data Rate Hal yang sangat penting dalam komunikasi data adalah seberapa cepat kita dapat mengirimkan data melewati kanal (saluran) transmisi dalam bits per sekon (bps). Data rate tergantung pada 3 factor, yaitu : Bandwidth yang tersedia Level sinyal yang digunakan Kualitas kanal (level noise) Dalam hal ini ada 2 pendekatan yang dapat digunakan untuk menghitung data rate, yaitu Nyquist untuk kanal tanpa noise dan Shannon untuk kanal dengan noise.

1. Kanal Tanpa Noise : Nyquist Bit Rate Untuk kanal tanpa noise, persamaan Nyquist mendefinisikan nilai Bit Rate maksimum : Keterangan : Bandwidth = bandwidth pada kanal L = jumlah level sinyal yang digunakan untuk merepresentasikan data Bit Rate dalam satuan bit per secon Dari persamaan diatas, dengan bandwidth yang ditetapkan maka kita dapat menentukan Bit rate yang diinginkan dengan meningkatkan jumlah level sinyal yg digunakan. Tetapi hal ini ada batasnya, dengan meningkatkan jumlah level sinyal maka itu sama saja dengan memberikan beban pada receiver. Dengan kata lain, dengan ditingkatkannya jumlah level sinyal maka hal tersebut akan mengurangi kehandalan sistem

2. Kanal Noise : Kapasitas Shannon Pada realitanya, suatu kanal transmisi tanpa noise itu tidak dapat wujudkan. Suatu kanal transmisi pasti memiliki noise. Kapasitas Shannon digunakan untuk menentukan Data rate tertinggi pada kanal yang memiliki noise. Keterangan : Bandwidth = bandwidth pada kanal transmisi SNR = rasio daya sinyal dan daya noise Capacity = kapasitas kanal dalam bit per second (bps) Pada persamaan diatas, tidak terdapat parameter level sinyal (L) yang berarti bahwa tidak menjadi masalah berapapun banyaknya level sinyal yang digunakan. Dengan kata lain, persamaan Shannon tsb mendefinisikan karakteristik kanal dan bukan metode transmisi.

Menggunakan Persamaan Kapasitas Shannon dan Nyquist Untuk Menentukan 2 Parameter yaitu Batas Atas Bit Rate dan Level Sinyal Pada tataran praktis, dibutuhkan 2 metode diatas untuk menentukan batas atas Bit Rate dan Level Sinyal. Contoh : Suatu kanal transmisi mempunyai bandwidth sebesar 1 MHz dengan SNR sebesar 63. Berapakah nilai bit rate dan level sinyal yang sesuai dengan karakteristik kanal tersebut ? Jawab : Gunakan persamaan Shannon terlebih dulu untuk menentukan nilai batas atas bit rate Lalu gunakan persamaan Nyquist untuk menetukan level sinyal Untuk performa yang lebih baik, maka digunakan nilai bit rate dibawah nilai 6 Mbps, misalkan 4 Mbps, maka level sinyal menjadi

E. Performansi Pada tema ini akan dibahas beberapa istilah yang digunakan untuk mengukur performansi suatu jaringan komunikasi, diantaranya adalah bandwidth, throughput, latency, bandwidth-delay product, dan jitter. Bandwidth Bandwidth adalah salah satu karakteristik yang digunakan untuk mengukur performansi suatu jaringan. Bandwidth dapat digunakan pada 2 kontek yang berbeda dan 2 nilai pengukuran yang berbeda pula, yaitu bandwidth dalam hertz dan bandwidth dalam bit per second Bandwidth dalam hertz : rentang frekuensi yang berisi sebuah sinyal campuran atau rentang frekuensi pada sebuah kanal transmisi yang dapat dilalui sinyal.

Bandwidth dalam Bit Per Second : Istilah bandwidth juga dapat merujuk pada jumlah bit per second data yang dapat di transmisikan pada sebuah kanal, link atau network. Sebagai contoh : seseorang dapat mengatakan bahwa bandwidth Fast Ethernet Network (atau link apad network ini) adalah maksimum 100 Mbps. Hal ini berarti bahwa network ini dapat mengirimkan data sebesar 100 Mbps. Ada hubungan antara bandwidth dalam hertz dan bandwidth dalam bit per second, konsep dasarnya bahwa meningkatnya bandwidth dalam hertz berarti bahwa meningkat pula bandwidth dalam bit per second. Hubungan tersebut tergantung pada apakah jenis transmisi yang digunakan, baseband transmition atau broadband transmistion ? Hal ini akan dibahas pada BAB selanjutnya.

Throughput Throughput adalah ukuran seberapa cepat sebenarnya data dapat dikirimkan melewati sebuah network. Sekilas, bandwidth (bit per second) akan terlihat sama dengan throughput tapi sebenarnya mereka berbeda. Sebuah saluran transmisi dapat mempunyai bandwidth sebesar B bps, tetapi data yang dapat kirim melewati saluran hanya sebesar T bps dengan nilai T < B. Sebagai contoh, sebuah saluran transmisi memiliki bandwidth sebesar 1 Mbps, tetapi perangkat-perangkat yg terhubung sampai ke ujung saluran hanya dapat menangani sebesar 200 kbps pengiriman data . Contoh soal : Sebuah network dg bandwidth 10 Mbps hanya dapat melewatkan rata-rata 12000 frame per menit dengan setiap frame membawa rata-rata 10000 bit. Berapakah nilai throughput dari saluran transmisi ini ? Jawab :

3. Latency Latency atau delay mendefinisikan berapa lama waktu yang dibutuhkan agar seluruh pesan dapat sampai ke tujuan secara lengkap mulai dari waktu bit pertama dikirimkan dari sumber. Latency dibentuk dari 4 komponen, yaitu propagation time, transmission time, queuing time, dan processing delay. Propagation Time Mengukur waktu yg dibutuhkan sebuah bit untuk berjalan dari sumber ke tujuan.

Transmission Time Waktu yang diperlukan oleh sebuah pesan untuk ditransmisikan dari sumber ke tujuan. Transmissin time tergantung dari ukuran pesan dan bandwidth kanal. Queuing Time Waktu yang dibutuhkan untuk setiap perangkat intermediate (router) atau perangkat akhir untuk menahan pesan sebelum diproses. Queuing time bukan faktor tetap, ia dapat berubah oleh beban yang ada pada network.

4. Bandwidth-Delay Product Bandwidth dan delay adalah 2 ukuran performansi pada sebuah saluran komunikasi. Bandwidth-delay product di definisikan sebagai jumlah bit-bit yang dapat terisikan di sebuah saluran komunikasi. Contoh ilustrasi dibawah ini.

Konsep Bandwidth-delay product

5. Jitter Parameter performansi lainnya yang berkaitan dengan delay adalah jitter. Jitter dapat dikatakan sebagai suatu masalah jika paket-paket data yang berbeda bertemu dengan waktu delay yang berbeda juga dan aplikasi yang menggunakan data tersebut pada sisi penerima adalah sensitif terhadap waktu.(misalkan data audio dan video).