Physical
layer digunakan untuk mendefinisikan media transmisi jaringan dimana physical layer
berfungsi dalam pengiriman raw bit ke channel komunikasi. Masalah desain yang
harus diperhatikan disini adalah memastikan bahwa bila satu sisi mengirim data
1 bit, data tersebut harus diterima oleh sisi lainnya sebagai 1 bit pula, dan
bukan 0 bit. Pertanyaan yang timbul dalam hal ini adalah : berapa volt yang
perlu digunakan untuk menyatakan nilai 1? dan berapa volt pula yang diperlukan
untuk angka 0?. Diperlukan berapa mikrosekon suatu bit akan habis? Apakah
transmisi dapat diproses secara simultan pada kedua arahnya? Berapa jumlah pin
yang dimiliki jaringan dan apa kegunaan masing-masing pin? Secara umum
masalah-masalah desain yang ditemukan di sini berhubungan secara mekanik,
elektrik dan interface prosedural, dan media fisik yang berada di bawah physical
layer.Mengirim bit-bit dari satu mesin ke mesin yang lain (secara fisik). Layer
satu atau lapisan terbawah dalam OSI seven layer model, yang berhubungan dengan
masalah electrical dan mekanisme koneksi dalam jaringan. Physical layer
digunakan oleh data link layer. Contoh dari protokol physical layer ini adalah
CSMA/CD, token ring dan bus. Lapisan ini juga berhubungan dengan masalah
listrik, prosedural, mengaktifkan, menjaga, dan menonaktifkan hubungan fisik.
Lapisan ini juga berhubungan dengan tingkatan karakter voltase, waktu perubahan
voltase, jarak maksimal transmisi, konektor fisik, dan hal-hal lain yang
berhubungan dengan fisik. Perangkat yang beroperasi di layer ini adalah hub,
repeater, network adapter/network interface card, dan host bus adapter
(digunakan di storage area network)
Fungsi
Physical Layer
1.
Memindahkan bit antar devices
2.
Spesifikasinya berupa voltase, wire, speed, pin pada kabel
3. Mengirim
bit dan menerima bit
4.
Berkomunikasi langsung dengan jenis media transmisi
5. Representasi
bit ini tergantung dari media dan protocol yang digunakan
-
Menggunakan frekuensi radio.
- State
transition: perubahan tegangan listrik dari rendah ke tinggi dan sebaliknya.
6.Menentukan
kebutuhan listrik, mekanis, prosedural dan fungsional, mempertahankan dan
menonaktifkan hubungan fisik antarsistem.
Contoh
Physical Layer
- Jaringan telepon modem – V.92
- IRDA Physical Layer
- USB Physical Layer
- EIA RS-232 , EIA-422 , EIA-423 , RS-449 , RS-485
- Lapisan fisik ethernet Termasuk 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX dan varietas lain
- Varieties of 802.11 Wi-Fi Physical Layers
- DSL
- ISDN
- T1 dan T-carrier link, dan E1 dan lainnya E-carrier link
- SONET/SDH
- GSM Um radio interface physical layer
- Bluetooth Physical Layer
- ITU Rekomendasi: lihat ITU-T
- Firewire
- TransferJet Physical Layer
- Etherloop
Media
Dalam
menyusun sebuah jaringan diperlukan media-media dalam menunjang prosesnya.
Berikut akan dijelaskan beberapa media yang dibutuhkan untuk menghubungkan
komputerkomputer atau membuat sebuah jaringan.
- Copper MediaCopper media merupakan semua media transmisi data yang terbuat dari bahan tembaga. Orang biasanya menyebut dengan nama kabel. Data yang dikirim melalui kabel, bentuknya adalah sinyal – sinyal listrik (tegangan atau arus) dalam bentuk biner.
Berikut
akan dijelaskan beberapa kabel yang umum dipakai dalam dunia jaringan:
a. Twisted
Pair
Terdiri
dari konduktor cilinder rongga luar yang mengelilingi suatu kawat konduktor
tunggal (gambar 2.20). Kedua konduktor dipisahkan oleh bahan isolasi. Coaxial
dipakai dalam :
- Transmisi telephone dan televisi jarak jauh.
- Television distribution (TV kabel).
- Local area networks.
- Short-run system links.
KARAKTERISTIK
TRANSMISI
- Tidak mudah terkena noise bila dibandingan dengan twisted pair sehingga dapat digunakan secara efektif pada frekuensi-frekuensi tinggi dan data rate yang tinggi.
- untuk transmisi analog yang jauh, dibutuhkan amplifier setiap beberapa kilometer sedangkan untuk transmisi digital, diperlukan repeater setiap kilometer.
- Optical Media
- Fiber Optic
Ada tiga
jenis kabel fiber optic yang biasanya digunakan, yaitu single mode,
multi mode dan plastic optical fiber yang berfungsi sebagai petunjuk
cahaya dari ujung kabel ke ujung kabel lainnya. Dari transmitter receiver, yang
mengubah pulsa elektronik ke cahaya dan sebaliknya, dalam bentuk light-emitting
diode ataupun laser.
Kabel fiber
optic single mode merupakan fiber glass tunggal dengan diameter 8.3
sampai 10 mikrometer, memiliki satu jenis transmisi yang dapat mengantarkan data
berkapasitas besar dengan kecepatan tinggi untuk jarak jauh, dan membutuhkan
sumber cahaya dengan lebar spektrum yang lebih kecil. Kemampuan kabel jenis single
mode dalam mengantarkan transmisi adalah 50 kali lebih cepat dari kabel
jenis multimode, karena memiliki core yang lebih kecil sehingga
dapat menghilangkan setiap distorsi dan pulsa cahaya yang tumpang tindih.
Kabel fiber
optic multimode terbuat dari fiberglass dengan diameter lebih besar,
yaitu 50 sampai dengan 100 mikrometer yang dapat mengantarkan data berkapasitas
besar dengan kecepatan tinggi untuk jarak menengah. Apabila jarak yang ditempuh
lebih dari 3000 kaki, akan terjadi distorsi sinyal pada sisi penerima yang
mengakibatkan transmisi data menjadi tidak akurat.
Sedang
plastic optical fiber adalah kabel
berbasis plastik terbaru yang menjamin tingkat performa yang sama dengan fiber
glass dalam jarak pendek dengan biaya yang jauh lebih murah. Saat ini, fiber
optic telah digunakan sebagai standar kabel data dalam biding physical
layer telekomunikasi atau jaringan, seperti perangkat TV kabel, juga sistem
keamanan yang menggunakan Closed Circuit Television (CCTV), dan lain
sebagainya Bahan dasar dari optical media adalah kaca dengan ukuran yang sangat
kecil (skala mikron). Biasanya dikenal dengan nama fibre optic (serat optic).
Data yang dilewatkan pada medium ini dalam bentuk cahaya (laser atau
inframerah).
Fiber optic
Memiliki kecepatan lebih dari 100 Mbps bahkan sampai Giga bps. Panjang maksimum
bisa melebihi 3 Kilometer. Satu satunya kelemahan adalah harga yang mahal.
Tipe-tipe
Optical Fiber:
- Multimode (sekitar 50 micron core)
–
Sistem fiber-optic awal
–
Sinyal menyebar dengan jangkauan relatif dekat (sd ~500m)
–
Murah
- Graded index multimode
– Mengurangi masalah
sebaran dengan mengubah refractive properties dari fiber untuk refocus sinyal
–
Dapat digunakan untuk jarak yang jauh sampai dengan 1000 meter
- Single mode (sekitar 5 micron core)
–
Transmis single direct beam melalui kabel
–
Sinyal dapat dikirimkan sangat jauh tanpa sebaran
–
Mahal (memerlukan lasers; sulit dibuat)
Karakteristik
fiber optic:
- Bandwidth yang lebih besar : data rate sebesar 2 Gbps dengan jarak 10 kilometer dapat dicapai
- Ukuran yang lebih kecil dan berat yang lebih ringan
- Attenuation yang lebih rendah
- Isolasi terhadap elektromagnetik : sehingga tidak mudah terkena interferensi dari elektromagnetik eksternal
- Jarak antar repeater yang lebih jauh. Sistim transmisi fiber optik di Jerman dapat mencapai data rate 5 Gbps dengan jarak 111 km tanpa repeater.
Lima kategori
dasar dari aplikasi yang penting untuk fiber optik :
- Long-haul trunks.
- Metropolitan trunks.
- Rural exchange trunks.
- Local loops.
- Local area networks.
- Unguided Transmission Media (wireless network),
Saat ini
sudah banyak digunakan jaringan tanpa kabel (wireless network), transmisi data
menggunakan sinar infra merah atau gelombang mikro untuk menghantarkan data.
Walaupun kedengarannya praktis, namun kendala yang dihadapi disini adalah
masalah jarak, bandwidth, dan mahalnya biaya. Namun demikian untuk
kebutuhan LAN di dalam gedung, saat ini sudah dikembangkan teknologi wireless
untuk Active Hub (Wireless Access Point) dan Wireless LAN Card (pengganti NIC),
sehingga bisa mengurangi semrawutnya kabel transmisi data pada jaringan
komputer. Wireless Access Point juga bisa digabungkan (up-link) dengan
ActiveHub dari jaringan yang sudah ada. Media transmisi wireless menggunakan
Gelombang radio frekuensi tinggi. Biasanya gelombang elektromagnetik dengan
frekuensi 2.4 Ghz dan 5 Ghz. Data-data digital yang dikirim melalui wireless
ini akan dimodulasikan ke dalam gelombang elektromagnetik ini.
Dalam
wireless sendiripun tentunya memiliki kelebihan serta kekurangan. Adapun
kelebihan serta kekurangannya adalah sebagai berikut :
Kelebihan :
- Dapat dipergunakan untuk komunikasi data dengan jarak yang jauh sekali. Tergantung LOS (Line of Sight) dan kemampuan perangkat wireless dalam memancarkan gelombang.
- Sangat baik digunakan pada gedung yang sangat sulit menginstall kabel
Kekurangan :
- Sulit diperoleh karena spectrum frekuensi terbatas
- Biaya instalasi, operasional dan pemeliharaan sangat mahal
- Keamanan data kurang terjamin
Macam – Macam
Wireless Network
a. Gelombang
mikro
Gelombang mikro (microwave) merupakan bentuk radio yang
menggunakan frekuensi tinggi (dalam satuan gigahertz), yang meliputi kawasan
UHF, SHF dan EHF. Gelombang mikro banyak digunakan pada sistem jaringan MAN,
warnet dan penyedia layanan internet (ISP). Keuntungan menggunakan gelombang mikro
adalah akuisisi antar menara tidak begitu dibutuhkan, dapat
membawa jumlah data yang besar, biaya murah karena setiap tower antena
tidak memerlukan lahan yang luas, frekuensi tinggi atau gelombang pendek karena
hanya membutuhkan antena yang kecil. Kelemahan gelombang mikro adalah rentan
terhadap cuaca seperti hujan dan mudah terpengaruh pesawat terbang yang melintas di atasnya.
1. Satelit
Satelit adalah media transmisi yang fungsi utamanya menerima
sinyal dari stasiun bumi dan meneruskannya ke stasiun bumi lain. Satelit yang
mengorbit pada ketinggian 36.000 km di atas bumi memiliki angular orbital
velocity yang sama dengan orbital velocity bumi. Hal ini menyebabkan posisi
satelit akan elevise stasioner terhadap bumi (geostationary), apabila satelit
tersebut mengorbit di atas khatulistiwa. Pada prinsipnya, dengan menempatkan
tiga buah satelit geostationary pada posisi yang tepat dapat menjangkau seluruh
permukaan bumi. Keuntungan satelit adalah lebih murah dibandingkan dengan
menggelar kabel antar benua, dapat menjangkau permukaan bumi yang luas,
termasuk daerah terpencil dengan populasi rendah, meningkatnya trafik telekomunikasi antar benua
membuat elevi satelit cukup menarik secara komersial. Kekurangannya adalah
keterbatasan teknologi untuk penggunaan elevis satelit dengan ukuran yang
besar, biaya investasi dan asuransi satelit yang masih mahal,
atmospheric losses yang besar untuk frekuensi di atas 30 GHz membatasi
penggunaan frequency carrier.
2. Gelombang
radio
Gelombang radio adalah media transmisi yang dapat digunakan
untuk mengirimkan suara ataupun data. Kelebihan transmisi gelombang radio adalah
dapat mengirimkan isyarat dengan posisi sembarang (tidak harus lurus) dan
dimungkinkan dalam keadaan bergerak. Frekuensi yang digunakan antara 3 KHz
sampai 300 GHz. Gelombang radio digunakan pada band VHF dan UHF : 30 MHz
sampai 1 GHz termasuk radio FM dan UHF dan VHF elevise. Untuk komunikasi data digital digunakan packet radio.
3. Inframerah
Inframerah biasa digunakan untuk komunikasi jarak dekat, dengan kecepatan 4 Mbps. Dalam penggunaannya untuk pengendalian jarak
jauh, misalnya remote control pada
televisi serta alat elektronik lainnya. Keuntungan inframerah adalah kebal
terhadap interferensi radio dan elekromagnetik, inframerah mudah dibuat dan
murah, instalasi mudah, mudah dipindah-pindah, keamanan lebih tinggi daripada
gelombang radio. Kelemahan inframerah adalah jarak terbatas, tidak dapat
menembus dinding, harus ada lintasan lurus dari pengirim dan penerima, tidak
dapat digunakan di luar ruangan karena akan terganggu oleh cahaya matahari.
4. NIC
(Network Interface Card)
NIC adalah
hal yang paling penting pada sebuah jaringan. NIC merupakan sebuah kartu yang
dimasukkan ke dalam thernet. Fungsi utama NIC adalah membuat frame dan
meneruskan signal biner keluar thernet dan meneruskannya ke kabel jaringan. NIC
adalah alat yang menentukan apakah frame yang dipakai adalah thernet , token
ring atau yang lainnya.
5. Hub
Hub adalah
alat distribusi pada sebuah jaringan dan dipakai dalam membuat topologi star.
Ide membuat
Hub berawal dari munculnya alat yang bernama repeater. Repeater berfungsi
sebagai penguat signal transfer kabel yang terdiri dari dua port yaitu port
masuk atau keluar. Dengan repeater maka sebuah kabel UTP dapat melebihi jarak
100 m yaitu dengan mamasang repeater setiap kelipatan jarak 100 m. Kemudian
muncullah ide untuk membuat multiport repater yaitu repeater dengan banyak
port.
Dengan
kemampuan ini maka dimungkinkan untuk omputer menghubungkan dirinya dengan omputer
lain hanya dengan sebuah kabel yang terhubung ke multiport repeater tersebut
dan menciptakan sebuah topologi star. Multiport repeater inilah yang dinamakan
dengan Hub.
Cara kerja
hub : jika sebuah data masuk pada sebuah port hub maka data tersebut akan
diteruskan ke semua port secara broadcast. Bayangkan betapa tidak efisiennya
cara hub bekerja.
6. Switch
Switch hampir
sama dengan hub bahkan jika kita lihat secara kasat mata maka bentuknya pun
tidak jauh berbeda. Fungsinya juga sama dengan hub yaitu sebagai media
distributor. Tetapi ada sebuah hal yang membuat switch lebih ajaib dibandingkan
hub, yaitu cara kerjanya yang efisien.
Ide membuat
switch berawal dari munculnya alat yang bernama bridge. Bridge hampir sama
dengan repeater yang hanya memiliki 2 buah port tetapi bridge lebih pintar dari
repeater. Bridge memiliki fungsi filter berdasarkan MAC address. Setelah itu
terciptalah switch yang merupakan multiport bridge.
Jadi pada
switch jika sebuah data masuk pada sebuah port switch maka dia akan melihat
pengenal yang disebut dengan frame. Setelah itu dia akan mengecek alamat
tujuan, kemudian dia meneruskan data tersebut hanya pada port tujuan sehingga
alur data bisa lebih effisien.
Data Rate dan
Bandwith
3.1 Data Rate
Data : Bahan,
data, keterangan, catatan, fakta. Fakta, atau bagian dari fakta yang mengandung
arti.
Rate : Tarif
dasar, ukuran, kapasitas, kecepatan.
Sehingga Data
Rate dapat diartikan sebagai besarnya kapasistas transfer data dalam komunikasi
data digital, biasanya dinyatakan dalam bps atau bit per second.
3.2 Bandwidth
Bandwidth adalah luas atau lebar cakupan frekuensi yang digunakan oleh sinyal dalam
medium transmisi. Dalam kerangka ini, Bandwidth dapat diartikan sebagai perbedaan antara
komponen sinyal frekuensi tinggi dan sinyal frekuensi rendah. frekuensi sinyal diukur dalam satuan Hertz.
Sinyal suara
tipikal mempunyai Bandwidth sekitar 3 kHz, analog TV broadcast (TV)
mempunyai Bandwidth sekitar 6 MHz. Bandwidth
(lebarpita) dalam ilmu computer adalah suatu penghitungan konsumsi data yang
tersedia pada suatu telekomunikasi. Dihitung dalam satuan bits per seconds (bit
per detik). Perhatikan bahwa bandwidth yang tertera komunikasi nirkabel, modem
transmisi data, komunikasi digital, elektronik, dll, adalah bandwidth yang
mengacu pada sinyal analog yang diukur dalam satuan hertz (makna asli dari istilah
tersebut) yang lebih tepat ditulis bitrate dari pada bits per second.
Dalam dunia
web hosting, bandwidth capacity (kapasitas lebarpita) diartikan sebagai nilai
maksimum besaran transfer data (tulisan, gambar, video, suara, dan lainnya)
yang terjadi antara server hosting dengan komputer klien dalam suatu periode
tertentu. Contohnya 5 GB per bulan, yang artinya besaran maksimal transfer data
yang bisa dilakukan oleh seluruh klien adalah 5 GB, jika bandwidth habis maka
website tidak dapat dibuka sampai dengan bulan baru. Semakin banyak fitur di
dalam website seperti gambar, video, suara, dan lainnya, maka semakin banyak
bandwidth yang akan terpakai.
3.2.1 Digital
Bandwidth
Digital Bandwidth adalah jumlah atau volume
data yang dapat dikirimkan melalui sebuah saluran komunikasi dalam satuan bits
per second tanpa distorsi. Analog Bandwith
3.2.2 Analog
Bandwidth
Sedangkan
analog Bandwidth adalah perbedaan antara frekuensi terendah dengan frekuensi tertinggi dalam sebuah rentang frekuensi yang diukur dalam satuan Hertz (Hz)
atau siklus per detik, yang menentukan berapa banyak informasi yang bisa
ditransimisikan dalam satu saat.
3.2.3
Bandwidth Komputer
Bandwidth Komputer didalam jaringan Komputer, Bandwidth sering digunakan sebagai
suatu sinonim untuk data transfer rate yaitu jumlah data yang dapat dibawa dari
sebuah titik ke titik lain dalam jangka waktu tertentu (pada umumnya dalam
detik). Jenis Bandwidth ini biasanya diukur dalam
bps (bits per second). Adakalanya juga dinyatakan dalam Bps (bytes per second).
Suatu modem yang bekerja pada 57,600 bps mempunyai Bandwidth dua kali lebih besar dari modem yang bekerja
pada 28,800 bps. Secara umum, koneksi dengan Bandwidth yang besar / tinggi memungkinkan pengiriman
informasi yang besar seperti pengiriman gambar/images dalam video presentation.
3.2.4 Alokasi
Bandwidth
Alokasi atau
reservasi Bandwidth adalah sebuah proses
menentukan jatah Bandwidth kepada pemakai dan aplikasi
dalam sebuah jaringan. Termasuk didalamnya menentukan prioritas terhadap
berbagai jenis aliran data berdasarkan seberapa penting atau krusial dan
delay-sensitive aliran data tersebut. Hal ini memungkinkan penggunaan Bandwidth yang tersedia secara efisien, dan apabila
sewaktu-waktu jaringan menjadi lambat, aliran data yang memiliki prioritas yang
lebih rendah dapat dihentikan, sehingga aplikasi yang penting dapat tetap
berjalan dengan lancar.
Besarnya saluran
atau Bandwidth akan berdampak pada kecepatan transmisi. Data dalam jumlah besar akan menempuh saluran yang
memiliki Bandwidth kecil lebih lama dibandingkan melewati saluran
yang memiliki Bandwidth yang besar. Kecepatan transmisi tersebut sangat dibutuhkan untuk aplikasi Komputer yang memerlukan jaringan terutama aplikasi
real-time, seperti video conference. Penggunaan Bandwidth untuk LAN bergantung
pada tipe alat atau medium yang digunakan, umumnya semakin tinggi Bandwidth yang ditawarkan oleh sebuah alat atau medium,
semakin tinggi pula nilai jualnya. Sedangkan penggunaan Bandwidth untuk WAN bergantung dari kapasitas yang
ditawarkan dari pihak ISP, perusahaan harus membeli Bandwidth dari ISP, dan semakin tinggi Bandwidth yang diinginkan, semakin tinggi pula harganya.
sebuah teknologi jaringan baru dikembangkan dan infrastruktur jaringan yang ada
diperbaharui, aplikasi yang akan digunakan umumnya juga akan mengalami
peningkatan dalam hal konsumsi Bandwidth. Video streaming dan Voice over IP ([[VoIP]])
adalah beberapa contoh penggunaan teknologi baru yang turut mengonsumsi Bandwidth dalam jumlah besar. Besaran yang menunjukkan
seberapa banyak data yang dapat dilewatkan dalam koneksi melalui sebuah
network/jaringan.
referensi :
·
http://www.g-excess.com/36784/pengertian-physical-layer-dalam-suatu-jaringan/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar