MENGENAL PHYSICAL LAYER

Pengertian

Lapisan fisik (Physical Layer) merupakan lapisan dasar dari semua jaringan dalam model referensi OSI dimana lapisan ini berfungsi untuk mentransmisikan sinyal data analog maupun digital. Selain itu, lapisan fisik dapat digunakan untuk menentukan karakteristik dari kabel yang digunakan untuk menghubungkan komputer dalam jaringan sehingga sarana sistem pengiriman data ke perangkat lain yang terhubung dalam suatu jaringan komputer. Pada lapisan ini yang akan menjelaskan mengenai jarak terjauh yang mungkin digunakan oleh media fisik serta mengatur bagaimana cara melakukan collision control. Physical Layer juga memiliki tujuan utama, seperti.

Media Transmisi Guide

Media transmisi guided adalah media yang mentransmisikan gelombang elektromagnetik (data) dengan menggunakan konduktor fisik seperti serat optic atau kabel

Tujuan

·         Mengetahui dan memahami Physical Layer.

·         Mengetahui media transmisi guide.

·         Memahami media transmisi unguide.

·         Memahami metode transmisi.

·         Mengetahui dan memahami sinyal data.

·         Mengetahui kelebihan dan kekurangan dari Media Transmisi

Jenis-Jenis Media Guide Transmision :

1. Twisted Pair Cable

Twisted pair cable atau kabel pasangan berpilin terdiri dari dua buah konduktor yang digabungkan dengan tujuan untuk mengurangi atau meniadakan interferensi elektromagnetik dari luar seperti radiasi elektromagnetik dari kabel Unshielded twisted-pair (UTP), dan crosstalk yang terjadi di antara kabel yang berdekatan.

Ada dua macam Twisted Pair Cable, yaitu :

·         Kabel STP (Shielded Twisted Pair) merupakan salah satu jenis kabel yang digunakan dalam jaringan komputer. Kabel ini berisi dua pasang kabel (empat kabel) yang setiap pasang dipilin. Kabel STP lebih tahan terhadap gangguan yang disebebkan posisi kabel yang tertekuk. Pada kabel STP attenuasi akan meningkat pada frekuensi tinggi sehingga menimbulkancrosstalk dan sinyal noise.

·         Kabel UTP (Unshielded Twisted Pair) banyak digunakan dalam instalasi jaringan komputer. Kabel ini berisi empat pasang kabel yang tiap pasangnya dipilin (twisted). Kabel ini tidak dilengkapi dengan pelindung (unshilded). Kabel UTP mudah dipasang, ukurannya kecil, dan harganya lebih murah dibandingkan jenis media lainnya. Kabel UTP sangat rentan dengan efek interferensi elektris yang berasal dari media di sekelilingnya.

2. Coaxial Cable

Kabel koaksial adalah suatu jenis kabel yang menggunakan dua buah konduktor.Kabel ini banyak digunakan untukmentransmisikan sinyal frekuensi tinggi mulai 300 kHz keatas.Karena kemampuannya dalam menyalurkan frekuensi tinggi tersebut, maka sistem transmisi dengan menggunakan kabel koaksial memiliki kapasitas kanal yang cukup besar.Ada beberapa jenis kabel koaksial, yaitu thick coaxial cable (mempunyai diameter besar) dan thin coaxial cable (mempunyai diameter lebih kecil).

Keunggulan kabel koaksial adalah dapat digunakan untuk menyalurkan informasi sampai dengan 900 kanal telepon, dapat ditanam di dalam tanah sehingga biaya perawatan lebih rendah, karena menggunakan penutup isolasi maka kecil kemungkinan terjadi interferensi dengan sistem lain.

Kelemahan kabel koaksial adalah mempunyai redaman yang relatif besar sehingga untuk hubungan jarak jauh harus dipasang repeater-repeater, jika kabel dipasang diatas tanah, rawan terhadap gangguan-gangguan fisik yang dapat berakibat putusnya hubungan.

3. Fiber Optic

Fiberoptik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Berdasarkan mode transmisi yang digunakan serat optik terdiri atas Multimode Step Index, Multimode Graded Index, dan Singlemode Step Index.

Keuntungan fiber optik adalah lebih murah, bentuknya lebih ramping, kapasitas transmisi yang lebih besar, sedikit sinyal yang hilang, data diubah menjadi sinyal cahaya sehingga lebih cepat,tenaga yang dibutuhkan sedikit, dan tidak mudah terbakar. Kelemahan fiber optik adalah biaya yang mahal untuk peralatannya, memerlukan konversi data listrik ke cahaya dan sebaliknya yang rumit, memerlukan peralatan khusus dalam prosedur pemakaian dan pemasangannya, serta untuk perbaikan yang kompleks membutuhkan tenaga yang ahli di bidang ini.

Media Transmisi Unguide (Tidak Terpandu)

Unguided transmission media atau media transmisi tidak terpandu adalah merupakan jaringan yang menggunakan sistem gelombang.Macam-macam sistem gelombang tersebut adalah :

·         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 gelombang mikroadalah akuisisi antar menara tidak begitu dibutuhkan, dapat membawa jumlah data yang besar, biaya murah karena tiap tower antena tidak memerlukan lahan yang luas.Kelemahan gelombang mikro adalah rentan terhadap cuaca seperti hujan dan mudah terpengaruh pesawat terbang yang melintas di atasnya.

·         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. 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 daerahterpencil dengan populasi rendah, meningkatnya trafik telekomunikasi antar benua membuat sistem satelit cukup menarik secara komersial.Kekurangan satelit adalah keterbatasan teknologi untuk penggunaan antena satelit dengan ukuran yang besar, biaya investasi dan asuransi satelit yang masih mahal, atmosphericlosses yang besar untuk frekuensi di atas 30 GHz membatasi penggunaan frequency carrier.

·         Gelombang radio

Gelombang radio adalah media transmisi yang dapat digunakan untuk mengirimkan suara ataupun data.Frekuensi radio (RF) gelombang mudah untuk menghasilkan, bisa menempuh jarak jauh, dan dapat menembus bangunan dengan mudah, sehingga mereka banyak digunakan untuk komunikasi, baik indoor maupun outdoor.

Kelebihan 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 televisi. Untuk komunikasi data digital digunakan packet radio.

·         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 benda padat sepertidinding, harus ada lintasan lurus dari pengirim dan penerima, tidak dapat digunakan di luar ruangan karena akan terganggu oleh cahaya matahari.

Metode Transmisi

·         Baseband

Pada metode ini, data berupa sinyal digital langsung dikirim melalui media transmisi satu channel seperti kabel tanpa melalui perubahan apapun. Dengan cara ini pengiriman data dan tergantung pada jarak transmisi dan kualitas media yang digunakan. Pada metode ini dibutuhkan peralatan multiplexing disebut time  division multiplexing (TDM).TDM digunakan untuk transmisi data dalam bentuk sinyal. Dengan TDM, pengiriman data dilakukan dengan cara mengatur pengiriman data dari setiap terminal berdasarkan waktu. Olehkarena itu, dibutuhkan media transmisi berkualitas tinggi yang dapat mengirimkan data dengan kecepatan tinggi diantara multiplexer transmitter dan multiplexer receiver.

·         Broadband.

Broadband digunakan untuk mentransmisikan sinyal analog.Apabila data dalam bentuk sinyal digital, maka harus dimodulasi menjadi sinyal analog.Media yang digunakan berupa kabel coaxial broadband menggunakan media frekuensi radio atau satelit.Data dari beberapa terminal dapat menggunakan satu saluran, tapi memiliki frekuensi yang berbeda sehingga pada saat bersamaan dapat dikirimkan berebagai jenis data melalui beberapa frekuensi.

Sinyal Data

Sinyal data merupakan proses komunikasi data yang hendak ditransmisikan akan diberi kode terlebih dahulu dala bentuk sinyal analog dan digital.

·         Sinyal analog

Merupakan sinyal data dalam bentuk gelombang yang berkelanjutan, tidak ada perubahan secara tiba-tiba serta mempunyai besaran yaitu amplitudo dan frekuensi. Dengan menggunakan sinyal analog akan memberikan jangkauan transmisi data yang jauh. Gelombang pada sinyal analog berbentuk sinusoidal yanh memiliki tiga variabel dasar seperti amplitudo (ukuran tinggi rendah tegangan dari sinyal analog), frekuensi (jumlah gelombang dalam waktu satu detik) dan phase (besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu). Dengan menggunakan 3 variabel tersebut akan diperoleh 3 jenis modulasi, seperti:

·         Amplitudo Modulation (AM) menggunakan sinyal analog untuk membedakan

dua keadaan sinyal digital.

·         Frequency Modulation (FM) menggunakan frekuensi sinyal analog untuk membedakan dua keadaan sinyal digital.

·         Phase Modulation (PM) menggunakan perbedaan sudut fase dari sinyal analog untuk membedakan dua keadaan dari sinyal digital. Cara ini merupakan cara yang paling baik, tapi menggunakan sistem yang sangat sulit.

·         Sinyal digital

Merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan secara tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Modem (modulator demodulator) akan digunakan untuk melakukan transmisi data. modem sebagai modulator bertujuan untuk menerjemahkan data atau informasi dalam bentuk sinyal digital menjadi sinyal analog yang kemudian akan menggabungkan diri dengan frekuensi pembawa (carrier). Sedangkan, modem sebagai demodulator bertujuan untuk memisahkan dari frekuensi pembawa dan menerjemahkan data atau informasi sinyal analog menjadi sinyal digital. Pada Physical Layer, komputer mengirimkan stream bit lewat media transmisi karena komputer menggunakan sinyal elektrik untuk menghadirkan biner 0 dan 1. Oleh karena itu, Physical Layer memiliki standar sinyal elektrik, seperti:

·         Jenis sinyal (analod atau digital).

·        Level tegangan.

·        Identifikasi bit.

·        inkronisasi bit.

Kelebihan dan Kekurangan Media Transmisi Media Magnet

Kelebihan :

·         Membutuhkan biaya kecil

·         Mempunyai waktu transmisi sebentar

·         Mempunyai bandwidth yang baik

Kekurangan :

·         Mempunyai delay yang sangat buruk

·         Beberapa aplikasi memerlukan koneksi online

Twisted Pair

Terdiri dari dua kawat yang diisolasi dengan ketebalan 1mm, yang dililitkan bersama – sama membentuk heliks seperti molekul DNA. Tujuan pelilitan tersebut adalah untuk mengurangi interperensi listrik dari pasangan lain yang berdekatan. Contoh : Sistem telpon, TV kabel Kekurangan membutuhkan repreater untuk penguatan dalam jarak yang jauh, sehingga sering dihubungkan secara parallel

Kabel Koaksial Baseband ( Coax )

Karakterisktiknya hampir sama dengan Twested Pair. Bedanya adalah memiliki perlindungan yang lebih baik dari Twisted Pair, sehingga dapat digunakan pada jarak yang lebih jauh dengan kecepatan tinggi. Biasanya digunakan pada sistem telpon, LAN.

Bentuk kabel coax :

Kabel Koaksial Boardband

Menggunakan sistem trasmisi analog dengan memakai pengkabelan TV standard. Perbedaan penting antara Boardband dan Baseband adalah luas cakupan Boardband yang jauh lebih luas dari Baseband sehingga membutuhkan amplifier analog untuk memperkuat sinyal secara periodik.

Serat Optik

Memiliki 3 komponen :

·         Sumber cahaya

·         Media transmisi

·         Detektor

Cara kerja

Secara konvensional pulsa cahayamenyatakan 1 bit. Dengan menggunakan media transmisi serat optik detekto mengubah pulsa cahaya yang datak menjadi aliran listrik. Apabila kekurangan cahaya menjadi tidak berguna. Sehingga hanya digunakan pada penelitian fisika saja.

Transmisi pada Serat Optik

Antenuasi cahaya yang melintasi kaca tergantung dari panjang gelombang cahaya. Pulsa cahaya yang dikirimkan pada serat menyebar sesuai dengan panjang gelombangnya begitu pulsa cahaya itu berpropagasi.

Kabel Serat Optik

Kabel serat optik sama dengan coax tapi tanpa jalinan. Inti dibungkus dengan kasa yang mempunyai index infraksi yang lebih rendah.

Ada 3 cara menghubungkan

serat optik : Kabel berujung konektor, kemudian ditancapkan ke serat optik Kabel disambungkan secara mekanisDua potong serat difusikan untuk mendapatkan koneksi permanen Terdapat dua buah media untuk melakukan peng-signal-an yaitu :

·         LED

·         Semikonduktor Laser

Adapun perbedaaan antara keduanya adalah

Jaringan Serat Optik

Terdapat dua buah interface :

·         Pasif, terdiri dari LED dan lase dioda pada pengirim dan photodioda pada penerima

·         Repreater aktif, cahaya datang diubah menjadi listrik

Star pasif menggabungkan semua signal datang dan hasil gabungan sinyak tersebut disebarkan ke semua saluran

Transmisi Tanpa Kabel Keuntungan wireless dengan peralatan stasioner yang lainnya adalah pada pemasangan media transmisi tersebut Pada gambar dibawah ini gelombang radio, infra red, bagian gelombang visibel pada spektrum dapat dipakai mentransmisikan informasi frekuensi, amplitudo,dan gelombang fasa. Transmisi Radio Transmisi radio mudah sekali dibuat dan menjalar dengan mencakup daerah yang luas Transmisi Gelombang Mikro Diatas 100 MHZ, gelombang bergerak lurus sehigga dapat lebih mudah difokuskan. Sehingga pengaturan jarak transmiter merupakan sangat penting dan perlu diperhatikan dengan teliti. Gelombang Infrared dan milimeter Gelombang infrared dan   millimeter banyak digunakan pada hubungan jarak pendek(komunikasi). contoh: remote control TV, VCR, dan peralatan stereo.

Modem

Fakta bahwa antenuasi dan kecepatan propagansi bergantung pada frekuensi. Gambar Signal dari Gelombang Modem Trunk dan Multiflexing Pertimbangan ekonomi tentang ukuran memainkan peran penting dalam sistem telepon. Ukuran tersebut memerlukan biaya yang sama dengan biaya memasang dan memelihara.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil diskusi kami, dapat disimpulkan :

Perbedaan guided dan unguided bisa dilihat pada penjelasan dibawah ini:

·         Jika dilihat dari media transmisi gelombang elektromagnetik, guided dapat dipandu secara pisik, menggunakan jenis kabel. Sedangkan unguided mentransmisikan melalui media atmosfir / radio.

·         Jika dilihat dari karakteristik mutu transmisi ditentukan oleh media dan karakteristik sinyal pada guided,media itu sendiri yang menentukan batasan transmisi.

Sinyal analog

Merupakan sinyal data dalam bentuk gelombang yang berkelanjutan, tidak ada perubahan secara tiba-tiba serta mempunyai besaran yaitu amplitudo dan frekuensi.

Sinyal digital

Merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan secara tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1.

Referensi

https://en.wikipedia.org/wiki/Physical_layer