Pengertian PHYSICAL LAYER
Lapisan fisik (physical layer) merupakan dasar semua jaringan di dalam model referensi OSI yang mana merupakan karakteristik perangkat keras yang fungsinya untuk mentransmisikan sinyal data baik itu data analog maupun data digital. Selain itu physical layer juga merupakan sarana sistem untuk mengirimkan data ke perangkat lain yang terhubung di dalam suatu jaringan komputer.Lapisan fisik (physical layer) adalah lapisan terbawah dari model referensi OSI, di mana lapisan ini berfungsi untuk menentukan karakteristik dari kabel yang digunakan untuk menghubungkan komputer dalam jaringan. Pada sisi transmitter, lapisan fisik menerapkan fungsi elektris, mekanis dan prosedur untuk membangun, memelihara dan melepaskan sirkuit komunikasi guna mentranmisikan informasi dalam bentuk digit binear ke sisi receiver. Sedangkan lapisan fisik pada sisi receiver akan menerima data dan mentransmisikan ke lapisan atasnya.
1 Sinyal Data
Pada proses komunikasi, data yang hendak ditransmisikan akan dikodekan terlebih dahulu dalam bentuk sinyal analog dan sinyal digital.1.1 Sinyal Analog
Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang sambung-menyambung atau kontinu, tidak ada perubahan tiba-tiba dan mempunyai besaran, yaitu amplituda dan frekuensi. Perhatikan gambar .1.Dengan menggunakan sinyal analog, maka jangkauan tranmisi data dapat mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyal ini terpengaruh oleh noise. Gelombang pada sinyal analog umumnya berbentuk sinusoidal yang memiliki tiga variabel dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.
1.2 Amplitudo
Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog. Gambar .2 berikut ini menunjukan lebih jelas apa yang dimaksud dengan amplitudo.
1.3 Frekuensi
Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam waktu satu detik. Tampilannya dapat dilihat dari Gambar .3
1.4 Phase
Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu. Phase pada sudut 0o,90o,180o,270odan 360o diperlihatkan oleh Gambar 4
Dengan menggunakan tiga veriabel tersebut, maka akan diperoleh tiga jenis modulasi, yaitu:
• Amplitudo Modulation (AM)
Modulasi ini menggunakan amplitudo sinyal analog untuk membedakan dua keadaan sinyla digital. Pada AM, frekuensi dan phase sinyal tetap, sedangkan yang berubah-ubah adalah amplitudonya (Gambar.5) Dengan cara ini, maka keadaan 1 (high) sinyal digital diwakili dengan tegangan yang dimiliki keadaan 0 (low) sinyal digital. Penerima cukup membedakan mana sinyal yang lebih besar amplitudonya dan mana yang lebih kecil, tanpa perlu memperhatikan bentuk sinyal tersebut untuk mendapatkan hasilnya. Kalau penerima harus menerima sinyal analog murni, perbedaan bentuk yang sedikit saja sudah menunjukan perbedaan hasil.
Cara ini adalah cara yang paling mudah dalam melakukan modulasi, tetapi juga paling mudah mendapatkan pengaruh/gangguan dari kondisi media tranmisinya.
• Frequency Modulation (FM)
Modulasi ini mempergunakan frekuensi sinyal analog untuk membedakan dua keadaan sinyal digital. Pada FM, amplitudo dan phase tetap, tetapi frekuensinya berubah-ubah (Gambar .6). Jadi keadaan sinyal digital dibedakan atas dasar besar kecilnya frekuensi sinyal analog. Cara ini cukup sulit, tetapi juga akan cukup terlindung dari gangguan yang berasal dari media transmisinya.
• Phase Modulation (PM)
Modulasi jenis ini menggunakan perbedaan sudut fase dari sinyal nalog untuk membedakan dua keadaan dari sinyal digital. Pada cara ini, amplitudo dan frekuensi tidak berubah, tetapi phase-nya berubahubah(lihat Gambar 3.7)
Cara ini merupakan modulasi yang palinga baik, tetapi paling sulit. Bentuk PM paling sederhana adalah pergeseran sudut phase 180 derajat setiap penyaluran bit 0 dan tidak ada pergeseran sudut bila bit 1 disalurkan. Dengan cara tersebut maka bit yang disalurkan sama dengan band rate.
1.1.4. Sinyal Digital
Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1 seperti ditunjukan pada Gambar 3.8. sinyal digital hanya mencapai jarak jangkauan pengiriman data yang relatif dekat.
Dalam proses transmisi data, digunakan sebuah alat yang dinamakan modem. Modem merupakan singkatan dari modulator demodulator. Sebagai modulator, modern menerjemahkan data atau
informasi dalam bentuk sinyal digital menjadi sinyal analog dan kemudian menggabungkanya dengan frekuensi pembawa (carrier), sedangkan sebagai demodulator, modern menerjemahkan data atau informasai sinyal analog tersebut ke dalam bentuk sinyal digital.
Ada empat kemungkinan pasangan betuk sinyal data dan sinyal transmisi yang terjadi setelah mengalami proses transmisi data. Empat kemungkinan itu diuraikan dalam keterangan sebagai berikut.
Dalam proses transmisi data, digunakan sebuah alat yang dinamakan modem. Modem merupakan singkatan dari modulator demodulator. Sebagai modulator, modern menerjemahkan data atau informasi dalam bentuk sinyal digital menjadi sinyal analog dan kemudian menggabungkanya dengan frekuensi pembawa (carrier), sedangkan sebagai demodulator, modern menerjemahkan data atau informasai sinyal analog tersebut ke dalam bentuk sinyal digital.
1.1.5. Digital Data Digital Transmission
Pada digital datadigital transmission, data yang dihasilkan oleh transmitter berupa data digital dan ditransmisikan dalam bentuk sinyal digital menuju ke receiver. Dalam bentuk transmisi ini, dikenal ada dua macam cara pensinyalan yaitu sebagai berikut.• Non Return to Zero (Gambar 3.9) merupakan pensinyalan pada RS 232.
• Return to Zero (Gambar 10)
Pada metode digital data digital transmissionI ini tidak dibutuhkan modem, karena sinyal data dan sinyal transmisinya sama.
1.1.6. Analog Data Digital Transmission
Pada analog data digital transmission, data yang dihasilkan oleh transmitterberupa sinyal analog dan ditransmisikan dalam bentuk sinyal digital menuju ke receiver. dalam kondisi yang baik.Metode ini digunakan untuk pengiriman data suara atau gambar sehingga data sampai ke tujuan.Pada metode ini, dibutuhkan modem pada sisi transmitter untuk menerjemahkan data dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dan modem sisi receiver yang akan menerjemahkan data dalam bentuk sinyal digital yang diterima menjadi sinyal analog lagi. (Gambar 11)
1.1.7. Digital Data Analog Trasnmission
Pada digital data analog transmission, sinyal data yang dihasilkan oleh transmitter oleh transmitter berbentuk sinyal digital dan ditransmisikan dalam betnuk sinyal analog menuju receiver. Bentuk transmisi ini digunakan untuk proses transmisi data antar komputer yang jaraknya sangat jauh antara komputer satu dengan komputer yang lainnya.Dalam transmisi ini dikenal tiga macam pensinyalan sinyal analog, yaitu:
• Amplitudo Shift Keying (ASK)
Pada saat ini, amplitudo gelombang pembawa diubah-ubah sesuai informasi yang ada. Lebar amplitudo pada ASK ada dua macam, yaitu dua tingkat (0-1) atau empat tingkat (0-11). Gambar 3.12 menampilkan perubahan yang terjadi pada gelombang pembawa dengan pensinyalan ASK.
• Frequency Shift keying (FSK)
teknik ini mengubah frekuensi pembawa berdasarkan bit 1 dan bit 0 (Gambar 3.13). transmisi ini banyak digunakan untuk tranmisi dengan kecepatan rendah. Derau yang dialami oleh FSK lebih kecil dari modulasi pada ASK
• Phase Shift Keying (PSK)
Dalam teknik ini fase dari gelombang pembawa diubah-ubah sesuai dengan bit 1 dan 0, sehingga proses modulasi ini akan dihasilkan perubahan phase. Sistam ini digunakan dalam transmisi yang memiliki kecepatan sedang dan tinggi. Dengan teknik FSk perubahan yang terjadi seperti yang ditampilkan Gambar .14.
1.1.8. Analog Data Analog Transmission
Pada analog data analog transmission, data yang dihasilkan oleh transmitter dalam bentuk sinyal analog dan ditransmisikan dalam bentuk sinyal analog ke receiver. Metode ini digunakan oleh pemancar radio2 .Jenis Transmisi
Jenis transmisi sinyal data atau informasi dalam suatu media komunikasi dikelompokan menjadi dua bagian, yaitu transmisi paralel dan transmisi serial.2.1 Transmisi Paralel
Pada transmisi paralel, satu konektor yang terdiri dari tujuh atau delapan bit (ASCII) ditransmisikan secara serentak setiap saat. Misalnya bila digunakan kode ASCII, maka dibutuhkan sebanyak delapan jalur untuk mentransmisikan sekaligus 8 bit untuk satu karakter kode ASCII. Tampilan dari transmisi paralel dapat dilihat pada Gambar 15.Pada transmisi paralel ini yang ditransmisikan secara paralel adalah bit-bit yang mewakili satu karakter, sedangkan masing-masing karakter ditransmisikan secara serial. Komunikasi paralel digunakan untuk komunikasi jarak dekat, biasanya transmisi ini digunakan untuk mentransmisikan sinyal di dalam komputer atau antara komputer ke printer. Contoh dari jenis komunikasi paralel adalah konektor DB-25 yang bisa dilihat pada Gambar 3.16.
gambar 16. Konektor DB-25
Pengiriman dengan mode transmisi paralel ini memiliki kecepatan yang tinggi, kerena setiap saat dapat langsung di transmisikan suatu karakter. Namun mode transmisi ini membutuhkan kabel khusus yang terdiri dari beberapa jalur yang akan digunakan dalam pengiriman dari karakter tersebut.2.2 Transmisi Serial
Transmisi serial merupakan bentuk transmisi yang secara umum dipergunakan. Pada transmisi serial ini, masing-masing bit dari suatu karakter dikirimkan secara berututan, yaitu bit per bit, dimana satu bit diikuti oleh bit berikutnya (gambar 17). dalam sistem ini, penerima akan mengumpulkan sejumlah bit (untuk sistem ASCII=8 bit) yang dikirimkan oleh transmitter untuk kemudian dijadikan menjadi satu karakter.
Transmisi serial ini dapat dikelompokan dalam tiga bentuk, yaitu synchronous transmission, asynchronous transmission dan isochronous transmission.
2.2.1 Synchronous Transmission
Synchronous Transmission merupakan bentuk transmisi serial yang mentransmisikan data atau informasi secara kontinu. Transmisi jenis ini sering menghadapi permasalahan, yaitu masalah sinkronisasi dan sinkronisasi karakter (gambar 18 dan gambar 19).
Pemasalahan utama dalam sinkronisasi bit adalah masalah waktu kapan transmitter mulai meletakkan bit-bit yang akan dikirim ke media transmisi dan kapan penerima harus mengetahui dengan tepat untuk mengambil bit-bit yang akan dikirim tersebut.
Masalah ini dapat diatasi dengan clock yang ada di transmitter dan clock yang ada di receiver. Clock pada transmitter akan memberitahu kapan harus meletakkan bit-bit yang akan dikirim, misalnya jika diinginkan untuk mengirim dengan kecepatan 100 bps dan clock di receiver juga harus diatur untuk mengambil dari jalur transmisi 100 kali tiap detiknya.
Permasalahn kedua dalam synchronous transmission adalah character synchronization. Permasalahan ini berupa penentuan sejulah bitbit mana saja yang merupakan bit-bit pembentuk suatu karekter. Hal ini dapat diatasi dengan memberikan karakter SYN. Umumnya dua atau lebih kontrol transmisi SYN yang diletakkan di depan blok data yang dikirimkan. Perhatikan gambar 3.19
Bila hanya dipergunakan sebuah karakter kontrol transmisi kemungkinan dapat terjadi false synchronization. Perhatikan gambar 20.
Untuk mencegah false synchronization, dua buah karakter kontrol SYN dapat digunakan di awal dari blok data yang ditransmisikan. Receiver setelah mengidentifikasikan bentuk SYN yang pertama, kemudian mengidentifikasi 8 bit berikutnya, kalau berupa karakter kontrol SYN yang kedua, maka setelah itu dimulai menghitung setiap 8 bit dan merangkai menjadi sebuah karakter.
2.2.2 Asynchronous Transmission
Asyncronous Transmission merupakan bentuk transmisi serial yand dalam mentransmisikan data atau informasi tidak secara kontinyu, dimana transmitter dapat mentransmisikan karakter-karakter pada interval waktu yang berbeda atau dengan kata laiin tidak harus dalam waktu yang sinkron antara pengiriman satu karakter dengan karakter berikutnya (gambar .21)
Tiap-tiap karakter yang ditransmisikan sebagai satu kesatuan yang berdiri sendiri dan penerima harus dapat mengenal masing-masing karakter tersebut. Untuk mengatasi hal ini, maka masing-mmasing karakter diawali suatubit tambahan, yaitu start bit yang berupa nilai bit 0 dan stop bit yang berupa nilai bit 1 yang diletakkan pada akhir dari masing-masing karakter.
Asyncronous Transmission lebih aman dibandingkan dengan synchronous transmission . pada asynchronous transmission, bila suatu kesalahan terjadi pada data yang ditransmisikan, hanya akan merusak satu blok dari data. Akan tetapi, asynchronous transmission kurang efisien karena memerlukan bit-bit tambahan untuk tiap-tiap karakter yaitu start bit dan stop bit.
2.3 Isochronous Transmission
Isochronous Transmission merupakan kombinasi dari asynchronous transmission dan synchronous transmission. Setiap pengiriman karakter akan diawali dengan start bit dan diakhiri stop bit, tetapi antara transmitter dan receiver disinkronkan pada saat terjadi pengiriman data secara kontinu. Sinkronisasi dilakukan sebesar satuan waktu tertentu (lihat gambar.22)
Selain keuntungan di atas, terdapat beberapa kekurangan dari sistem baseband ini, yaitu :
• Kapasitas pengiriman data sangat terbatas karena hanya terdapat satu lintas data, sehingga hanya satu pasang komputer yang dapat
• berkomunikasi pada saat yang sama.
• Jarak perjalanan sinyal listriknya terbatas.
• Sambungan kabel ground agak sukar.
• Untuk area yang luas dibutuhkan biaya instalasi yang mahal.
2.4 Broadband
Metode ini digunakan untuk mentransmisikan sinyal analog. Maka, apabila dalam bentuk sinyal digital harus dimodulasikan lebih dahulu menjadi sinyal analog. Media yang digunakan berupa kabel coaxial broadband yaitu dengan menggunakan media frekuensi radio atau satelit. Data dari beberapa terminal dapat menggunakan satu saluran, tetapi frekuensinya berbeda-beda, sehingga pada saat yang bersamaan dapat dikirimkan beberapa jenis data melali beberapa frekuensi (gambar .25).
Keuntungan dari sistem transmisi broadband adalah sebagai berikut :
• Kapasitas pengiriman data cukup tinggi, karena memiliki beberapa jalur transmisi.
• Untuk sistem broadband non kabel, daerah jangkauan lebih luas dengan biaya yang relatif murah.
Disamping keuntungan diatas yang dapat dimanfaatkan, terdapat beberapa kekurangan sistem broadband, yaitu :
• Harga modem yang diperlukan relatif mahal.
• Waktu tunda perjalanan sinyal dua kali lipad dibandingkan dengan waktu tunda perjalanan sinyal pada sistem baseband, karena harus dilakukan modulasi sinyal terlebih dahulu.
• Proses instalasi dan maintenance cukup sukar.
• Untuk media transmisi non kabel, harga frekuensi relatif mahal.
2.5. Satuan Transmisi
Suatu aspek yang sangat penting dalam komunikasi data adalah kecepatan pengiriman data lewat media transmisi. Faktor-faktor yang memegang peranan dalam menentukan kecepatan maksimum, antara lain adalah :• Mutu jalur transmisi
• Panjangnya sambungan
• Sifat-sifat elektrikal
• Jenis modem
Mutu jalur transmisi ditunjukan oleh bandwitdth-nya. Bandwidth menunjukan ukuran kapasitas jalur transmisi yang dinyatakan dalam satuan :
• Baud(Bd) adalah kecepatan modulasi.
• Bit per detik (bps) adalah kecepatan sinyal.
• Karekter per detik (cps) adalah kecepatan transmisi.
Kecepatan modulasi berhubungan dengan lalu lintas di jalur transmisi. Kecepatan elemen informasi dalam jalur transmisi dinyatakan dalam satuan baud (elemen per detik). Pada dasarnya, kecepatan ini menunjukkan kecepatan maksimum perubahan kondisi jalur transmisi. Satu elemen sama dengan jumlah bit per detik yang dapat ditransmisikan dalam jalur transmisi.
Berikut ini adalah dua contoh perhitungan kecepatan transmisi :
1. Sebuah terminal starsn I stop beroperasi dengan kecepatan sinyal yang relatif lambat, 110 bps. Pada kecepatan ini digunakan modem yang mentransmisikan setiap bit sebagai satu elemen. Oleh karena itu kecepatan modulasinya adalah 110 baud. Pada contoh ini,setiap karakter terdiri dari 11 bit (1start, 7 data bit, I bit paritas dan 2 stop bit), sehingga kecepatan transmisinya adalah 110 bps: 11 bit=10cps.
2. Suatu terminal sinkron memiliki kecepatan sinyal 2400 bps. Misal diasumsikan bahwa lebar baud tidak memadai untuk mempertahankan kecepatan ini. Oleh karena itu, digunakan modulasi yang menggabungkan dua bit menjadi satu elemen, sehingga diperoleh kecepatan modulasinya 1200 baud. Jika pada transmisi ini, satu karakter terdiri dari 8 bit (7 bit data dan 1 bit paritas), maka kecepatan transmisinya adalah 2400. Bps:8 bit= 300 cps.
2.6. kapasitas Jalur Transmisi
Kapasitas jalur transmisi dapat digolokan ke dalam tiga kelompok berdasarkan kapasitasnya, yaitu :1. Narrowband channel (Subvoice grade channel)
kecepatan sinyal pada jalur transmisi ini adalah 50 sampai 300 bps. Transmisi jenis ini membutuhkan biaya instalasi yang telatif rendah, tetapi biasaya overheadnya relatif mahal dengan tingkat kesalahan yang cukup besar.
2. Voiceband channel (voice grade channel)
Kecepatan sinyal pada jalur transmisi ini adalah 300 sampai 500 bps. Jalur transmisi ini dibagi menjadi dua kelompok, yaitu dial up (switched lines) dan private lines (lease line).Dial up adalah saluran komunikasi yang diperoleh dengan menggunakan jaringan telepon. Sebelumnya hubungan terjadi, pemakaian harus mendial nomor telepon tempat yang akan dituju. Sedangkan private line adalah saluran yang menggunakan jaringan telepon, tetapi memakai fasilitas khusus sehingga dapat dipergunakan oleh PERUMTEL.
3. Wideband channel
Kecepatan transmisi sinyal pada jenis transmisi ini dapat mencapai jutaan bps, misalnya kabel coaxial, microwave dan lain lain.
2.7. Media Transmisi
Sesuai dengan fungsinya yaitu untuk membawa aliran bit data dari satu komputer ke komputer lainnya, maka dalam pengiriman data memerlukan media transmisi yang nantiknya akan digunakan untuk keperluan transmisi. Setiap media mempunyai karateristik tertentu, dalam bandwith, delay, biaya dan kemudahan instalasi serta pemeliharaannya.Media transmisi merupakan suatu jalur fisik antara transmitter dan receiver dalam sistem transmisi data. Media transmisi dapat diklasifikasikan sebagai guided (terpandu) atau unguided (tidak terpandu). Kedua keduanya dapar terjadi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Dengan media yang terpandu, gelombang dipandu melalui sebuah media padat seperti kable tembaga terpilih (twisted pair), kabel coaxial tembaga dan serat optik. Atmosfir dan udara adalah contoh dari unguided media, bentuk transmisi dalam media ini disebut dengan sebagai wirelless transmision.
Beberapa faktor yang berhubungan dengan media transmisi dan sinyal sebagai
• Bandwidth (lebar pita)
Semakin besarbandwidth sinyal maka semakin besar pula data yang dapat ditangani.
• Transmission Impairement (kerusakan transmisi)
Untuk media terpandu, kabel twistedpair secara umum mengalami kerusakan transmisi lebih dari pada kabel coaxial, dan coaxial mengalaminya lebih daripada serat optik.
• Interference (Inteferensi)
Interferensi dari sinyal dalam pita frekuensi yang saling overlapping dapat menyebabkan distorsi atau dapat merusak sebuah sinyal.
• Jumlah penerima (receiver)
Sebuah media terpandu dapat digunakan untuk membangun sebuah hubungan point-to-point atau sebuah hubungan yang dapat digunakan secara bersama-sama.
Sesudah mengetahui faktor-faktor yang berhubungan dengan media transmisi dan bisa menentukan topologi yang cocok untuk jaringan yang akan dibangun tentunya pasti kita perlu mengetahui peralatan apa saja yang dibutuhkan dalam membangun suatu jaringan komputer.
Adapun media yang dibutuhkan selain komputer terlepas dari jenis jaringan yang akan dibangun adalah: kabel dan Network Interface Card (NIC) atau kartu jaringan.
2.7.1 Kabel
Bila sumber data dan penerima jaraknya tidak terlalu jauh dan dalam area lokal, maka dapat digunakan kabel sebagai media transmisinya. Kabel merupakan komponen fisik jaringan yang paling rentan dan harus diinstalasi secara cermat dan teliti. Walaupun kabel bukanlah sesuatu yang begitu selesai diinstalasi, namun begitu jaringan terkena masalah, maka kabel merupakan komponen pertama yang diperiksa, karena kemungkinan besar masalah timbul pada komponen ini.Kabel digolongkan ke dalam media transmisi yang terpandu. Untuk media transmisi yang terpandu, kapasitas transmisi, dalam hal bandwidth atau data rate, tergantung secara kritis pada jarak dan keadaan media apakah point-to-point atau multipoint, seperti Lokal Area Network (LAN).
Tiga media yang terpandu yang secara umum digunakan untuk transmisi data adalah klaksial twisted pair, dan fibre optic (serat optik).
2.7.2. coaxial
Dewasa ini kabel coaxial merupakan media transmisi yang paling banyak digunakan pada local area network dan menjadi pilihan banyak orang karena selaen harganya murah, kabel jenis ini mudah digunakan.Coaxial terdiri dari 2 konduktor, dibentuk untuk beroperasi pada pita frekuensi besar. Terdiri dari konduktor inti dan di kelilingi oleh kawat-kawat kecil. Di antara konduktor inti dengan konduktor sekelilingnya di pisahkan dengan sebuah isolator (jacket/shield) seperti ditunjukan gambar 3.26. kabel coaxial lebih kecil kemungkinan untuk berinterferensi dikarenakan adanya shield. Coaxial digunajakan untuk jarak jauh dan mendukung lebih banyak terminal dalam 1 jalur bersama.
Spektrum yang digunakan untuk signaling adalah sekitar 400 Mhz. Demikian juga untuk sinyal digital, repeater dibutuhkan dalam setiap kilometer. Kabel coaxial ini terbagi lagi menjadi 2 bagian yaitu kabel coaxialbaseband (kabel 50 ohm) yang digunakan untuk transmisi digital dan kabel coaxialbroadband (kabel 75 ohm) yang digunakan untuk transmisi analog.
2.7.3. Coaxial Baseband
Kabel coaxial jenis ini terdiri dari kawat tembaga keras sebagai intinya, dikelilingi suatu bahan isolasi (lihat gambar .26). Isolator ini dibungkus oleh konduktor silindris, yang seringkali berbentuk jalinan anyaman. Konduktor luar tertutup dalam sarung plastik protektif.Konstruksi dan lapisan pelindung kabel coaxial memberikan kombinasi yang baik antara bandwidth yang besar dan imunitas noise yang istimewa. Bandwidth tergantung pada panjang kabel. Untuk kabel yang panjang 1 km, laju bisa mencapai 1 sampai 2 Gbps. Kabel yang lebih panjang pun sebenarnya bisa digunakan, akan tetapi hanya akan mencapai laju data yang lebih rendah. Kabel coaxial banyak digunakan pada sistem telepon, tetapi pada saat ini untuk jarak yang lebih jauh digunakan kabel jenis serat optic.
2.7.4. Coaxial Broadband
Sistem kabel coaxial lainnya menggunakan transmisi anaalog dengan sistem pengkabelan pada televisi kabel standard. Sistem seperti itu disebut broadband. Karena jaringan broadband menggunakan teknologi televisi kabel standard, kabel dapat digunakan sampai 300 Mhz dan dapat beroperasi hampir 100 km sehubungan dengan pensinyalan analog, yang jauh lebih aman dari pensinyalan digital.Untuk mentransmisikan sinyal digital pada jaringan analog, maka pada setiap interface harus dipasang alat elektronik untuk mengubah aliran bit keluar menjadi sinyal analog dan sinyal antara baseband dengan broadband adalh bahwa sistem broadband meliputi wilayah yang luas dibandingkan dengan sistem baseband.
2.7.5. Twisted Pair
Merupakan jenis kabel yang paling sederhana dibandingkan dengan lainnya dan saat ini paling banyak digunakan sebagai media kabel dalam membangun sebuah jaringan komputer.Twisted pair terdiri dari dua kawat tembaga terselubung yang diatur sedemikian ruap sehingga membentuk pola spiral. Satu pasang kawat berfungsi sebagai sebuah link komunikasi. Dalam jarak yang sedemikian jauh, satu bundel kabel twisted pair akan dapat terdiri dari beratus-ratus pasangan, pilinan dari kabel ini akan mengurangi interferensi yang terjadi antara kabel. Bentuk fisik ditampilkan oleh Gambar 27.
Pada saat ini media transmisi yang paling umum digunakan adalah twisted pair, baik untuk komunikasi analog maupun digital. Untuk komunikasi analog, twisted pair biasa digunakan untuk komunikasi suara atau telepon. Media yang menghubungkan terminal telepon dengan LE (Local Exchange) adalah twisted pair. Untuk komunikasi digital, media jenis ini secara umum juga digunakan untuk digital signaling, koneksi ke digital data switch atau ke digital PBX untuk bangunan.
Twisted pair juga sering digunakan untuk komunikasi data dalam sebuah jaringan lokal (LAN). Data rate yang dapat ditangani oleh twisted pair dalam komunikasi data adalah sekitar 10 Mbps, tetapi dalam pengembangannya, saat ini twisted pair telah sanggup menangani data rate sebesar 100 Mbps.Dari segi harga, twisted pair ini lebih murah dibandingakan kedua media transmisi terpandu lainnya dan lebih mudah dari segi pengguaannya. Tetapi dari segi jarak dan data rate yang dapat ditanganinya, twisted pair lebih terbatas dibandingkan lainnya.
Seperti halnya kabel coaxial, twisted pair ini juga dibagi atas 2 jenis yaitu Unshielded Twisted Pair atau lebih dikenal dengan singkatan UTP dan Shielded Twisted Pair atau STP. Sesuai dengan namanya jelas bahwa perbedaan keduanya terletak pada shield atau bungkusnya. Pada kabel STP didalamnya terdapat satu lapisan pelindung kabel internal sehingga melindungi data yang ditransmisikan dari interferensi atau gangguan.
Kabel UTP jauh lebih populer dibandingkan dengan STP dan paling banyak digunakan sebagai kabel jaringan. UTP dispesifikasikan oleh organisasi EIA/TIA atau Electronic Industries Association and Telecommunication Industries Association yang mengkategorikan UTP ini dalam 8 kategori. Anda mungkin pernah mendengar UTP CAT 5 dan sebagainya. Itu merupakan salah satu kategori UTP yang ada dipasaran saat ini adalah category 1,2,3,4,5, 5+,6,7. Adapun yang membedakan dalam hal kategory yang pertama atau 1 hanya bisa mentrasmisikan suara (voice) saja tidak termasuk data. Pada kategori 2, kecepatan maximum transmisi sampai 4 Mbps. kategori 3 sampai 10 Mbps, kategori 4 sampai dengan 16 Mbps, kategori 5 sampai 100 Mbps dan cat 5+, 6 dan 7 sudah bisa mencapai 1 Gbps atau 1,000 Mbps.
Sebagai contoh pengunaan kabel UTP untuk sehari-hari adalah kabel telepon. Salah satu alasan utama mengapa jenis kabel UTP ini sangat popular dibandingkan dengan jenis kabel lainnya adalah karena penggunaan kabel UTP sebagai kabel telepon. Banyak gedung menggunakan kabel ini untuk sistem telepon dan biasanya ada kabel ekstra yang dipasang untuk memenuhi pengembangan di masa mendatang. Karena kabel ini juga bisa digunakan untuk mentransmisikan data dan juga suara, maka menjadi pilihan untuk membangun jaringan komputer. Yang membedakan antara telepon dengan komputer dalam hal penggunaan kabel UTP ini terletak pada jack-nya atau konektornya.
Pada komputer digunakan RJ-45 yang dapat menampung 8 koneksi kabel sedangkan pada telepon digunakan RJ-11, dapat menampung 4 koneksi kabel dan ukuranya lebih kecil. Lebih jelasnya bisa dilihat koneksi dari telepon Anda yang menggunakan RJ-11.
Keuntungan dari pengunaan media twisted pair ini dalam suatu jaringan komputer adalah kemudahan dalam membangun instalasidan harga yang relatif murah. Namun, jarak jangkau dan kecepatan transmisi data pada twisted pair relatif terbatas. Selain itu media ini mudah terpengaruh noise.
2.8. Fibre Optic (Serat Optic)
Serat optik adalah salah satu media transmisi yang dapat menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dengan kehandalan yang tinggi. Berlainan dengan media transmisi lainnya, maka pada serat optik, gelombang pembawanya bukan gelombang elektromagnet atau listrik, akan tetapi sinar atau cahaya laser.pada serat optik, sinyal digital data ditransmisikan dengan menggunakan gelombang cahaya sehingga cukup aman untuk pengiriman data karena tidak bisa di-tap ditengah jalan sehingga data tidak bisa dicuri orang ditengah transmisi. Lain halnya dengan kabel coaxial dan twisted pair. Keunggulan lain dari fiber optic ini adalah dari segi kecepatan yaitu 100 Mbps sampai dengan 200,000 Mbps berdasarkan pengujian yang telah dilakukan dilaboratorium.
Serat optik berdiameter sanagt tipis, antara 2-125 um. Berbagai bahan kaca dan plastik dapat digunakan untuk membuat serat optik, yang terbaik dan memiliki loss terkecil adalah menggunakan sera ultra pure fused silica (lebih jelasnya perhatikan Gambar 3,28). Bahan tersebut sanagt sulit untuk diproduksi, karena itu digantikan oleh bahan lain yang memiliki loss yang lebih besar masih dapat ditoleransi yaitu bahan plastik dan campuran kaca.
Serat optik berbentuk silindris dan terdiri dari 3 bagian, core, cladding dan jacket. Core adalah bagian terdalam dan terdiri dari satu serat atau lebih. Tiap serat tersebut dikelilingi oleh cladding dan kemudian ditutupi oleh coating. Bagian terluar adalah jacket yang bertugas melindungi serat optik dari kelembaban, abrasi dan kerusakan.
Sistem transmisi optik mempunyai tiga komponen utama, yaitu media transmisi, sumber cahaya dan detector. Sebagai media transmisi digunakan serat kaca yang sangat halus atau silika yang terfusi. Sumber cahaya dapat memanfaatkan Light Emitting Code atau laser diode dimana keduanya memancarkan pulsa cahaya apabila diberikan arus listrik.
Sebagai detector digunakan photodiode, yang berfungsi untuk membangkitkan pulsa elektrik apabila ada cahaya yang menyorotnya. Dengan menggabungkan LED atau laser diode kesalah satu ujung serat optik, maka dapat diperoleh sistem transmisi data mentransmisikan dengan pulsa cahaya serta mengubah kembali output tersebut menjadi sinyal elektrik pada ujung penerima.
Prinsip kerja transmisi serat optik adalah sebagai berikut.
1. Cahaya dari suatu sumber masuk ke silinder kaca atau plastik core.
2. Berkas cahaya dipantulkan dan dipropagasika sepanjang serat, sedangkan sebagian lagi diserap oleh material di sekitarnya. Propangasi pada single mode menyediakan kinerja yang lebih baik dibangdingkan multimode, setiap berkas menempuh jalur dengan panjang berbeda dan hal ini berakibat pada waktu transfer diserat menyebabkan elemen sinyal menyebar dalam waktu, sehingga dapat terjadi data yang diterima tidak akurat. Karena hanya ada satu jalur transmisi, yaitu single mode, multi mode dan multi mode graded index.
Dua jenis sumber cahaya yang digunakan pada sistem serat optik adalah LED (Light Emitting Diode) dan ILD (Injection Laser Diode). Keduanya adalah alat semikonduktor yangm akan memancarkan cahaya ketika diberikan tegangan. Tipe LED lebih murah. dapat beroperasi dengan range temeperatur lebih lebar dan mempunyai waktu operasional yang lebih lama. Tipe ILD, yang meneruskan data rate lebih besar. Ada kaitan antara panjang gelombang yang digunakan, tipe transmisi dan data rateyang daoat dikirimkan.
Serat optik sangat bermanfaat untuk transmisi jarak yang bervariasi.
Sebagai gambaran, jarak yang dapat ditempuh untuk transmisi data serat
optik adalah sebagai berikut.
• Jarak Jauh
Untuk jaringan telepon, berjarak 900 mil, berkapasitas 20.000 sampai 60.000 channel suara.
• Metropolitan
Berjarak 7,8 mil dan dapat menampung 100.000 channel suara.
• Daerah Rular
berjarak antara 25 sampai 100 mil yang menghubungkan berbagai kota.
• subscriper loop
Digunakan untuk menghubungkan central dengan pelanggan langsung.
• LAN
Digunakan dalam jaringan lokal menghubungkan antar kantor.
Berdasarkan sifat karekteristik maka jenis serat optik secara garis besar dapat dibagi menjadi 2 yaitu :
1. Multi Mode
Pada jenis serat optik penjalaran cahaya dari satu ujung ke ujung lainya terjadi melalui beberapa lintasan cahaya, karena itu disebut multi mode. Diameter inti (core) sesuai dengan rekomendasi dari CCITT G.651 sebesar 50 mm dan dilapisi oleh jaket selubung (cladding) dengan diameter 125 mm. Sedangkan berdasarkan susunan indeks biasnya serat optik multi mode memiliki dua profil yaitu graded index dan step index.
Pada serat graded index, serat optik mempunyai indeks bias cahaya yang merupakan fungsi dari jarak terhadap sumbu/poros serat optik. Dengan demikan cahaya yang menjalar melalui beberapa lintasan pada akhirnya akan sampai pada graded index, maka pada serat optik step index (mempunyai index bias cahaya sama) sinar yan menjalar pada sumbu akan sampai pada ujung lainya dahulu (dispersi).
Hal ini dapat terjadi karena lintasan yang melalui poros lebih pendek dibandingkan sinar yang mengalami pemantulan pada dinding serat optik. Sebagai hasilnya terjadi pelebaran pulsa atau dengan kata lain mengurangi lebar bidang frekuensi. Oleh karen itu secara praktis hanya serat optic graded index sajalah yang dipergunakan sebagai saluran transmisi serat optik multi mode.
2. Single mode
Serat optik single mode/mono mode mempunyai diameter inti (core) yang sangat kecil 3-10 mm, sehingga hanya satu berkas cahaya saja yang dapat melaluinya. Oleh karena hanya satu berkas cahaya maka tidak ada pengaruh indeks bias terhadap perjalanan cahaya atau pengaruh perbedaan waktu sampainya cahaya dari ujung satu sampai ke ujung yang lainnya ( tidak terjadi dispersi ). Dengan demikian serat optik single mode sering dipergunakan pada sistem transmisi serat optik jarak jauh atau luar kota ( long haul transmission system ). Sedangkan gradded index dipergunakan untuk jaringan telekomunikasi lokal (local network).
Perbandingan antara multi mode dan single mode dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini .
Kabel jenis ini tidak terpengaruh oleh noise dan tidak dapat disadap. Tetapi kabel ini harganya sangat mahal, sulit dalam pemasangan instalasi dan teknologi ini masih dalam perkembangan.
Selain itu serat optik dalam transmisinya mempunyai keunggulan dibandingkan dengan media transmisi yang lain, keunggulan-keunggulan itu antara lain :
• Redaman transmisi yang kecil
Sistem telekomunikasi serat optik mempunyai redaman transmisi per KM relatif kecil dibandingkan dengan transmisi lainnya, seperti kabel coaxial ataupun kabel PCM. Ini berarti serat optik sangat sesuai untuk dipergunakan pada telekomunkasi jarak jauh, sebab hanya membutuhkan repeater yang jumlahnya lebih sedikit.
• Bidang frekuensi yang lebar
Secara teori, serat optik dapat digunakan dengan kecepatan yang tinggi, hingga mencapai beberapa gigabit/detik. Dengan demikian sistem ini dapat digunakan untuk membawa sinyal informasi dalam jumlah yang besar hanya dalam satu buah serat optik yang halus.
• Ukuranya kecil dan ringan
Dengan demikian sangat memudahkan pengangkutan pemasangan di lokasi. Misalnya dapat dipasang dengan kabel lama, tanpa harus membuat lubang yang baru.
• Tidak ada interfarensi
Hal ini disebabkan sistem transmisi serat optik mempergunakan sinar/cahaya laser sebagai gelombang pembawanya. Akibatnya akan bebas dari cross talk yang sering terjadi pada kabel biasa. Atau dengan kata lain kualitas transmisi atau telekomunikasi yang dihasilkan lebih baik dibandingkan transmisi dengan kabel. Dengan tidak terjadinya interferensi akan memungkinkan kabel serat optik dipasang pada jaringan tenaga listrik tegangan tinggi (high voltage) tanpa khawatir adanya gangguan yang disebabkan oelh tegangan tinggi.
Untuk perbandingan dari ketiga jenis kabel diatas, bisa dilihat pada Tabel 3.2.
2.9. Network Interface Card (NIC)
Network Interface Card (NIC) atau sering disebut network card (kartu jaringan) merupakan komponen kunci pada terminal jaringan. Fungsi utamanya adalah mengirim data ke jaringan dan menerima data yang dikirim ke terminal kerja. Selain itu NIC juga mengontrol data flow antara sistem komputer dengan sistem kabel yang terpasang dan menerima data yang dikirim dari komputer lain lewat kabel dan menterjemahkannaya ke dalam bit dimengerti oleh komputer.Meskipun NIC diproduksi oleh beberapa manufaktur, namun semuanya dapat digunakan untuk berhubungan dengan lainnya dalam sistem jaringan yang umum digunakan (Netware, Windows NT dan sebagainya). Masalah kompatibilitas yang lebih penting adalah jenis bus workstation, dimana kartu jaringan itu diinstalasi.
Misalnya, Anda tidak dapat menggunakan kartu jaringan 32 bit dalam bus16 bit. Namun sebagian besar kartu jaringan 16 bit dapat bekerja akurat meskipun lambat dalam bus 32 bit. Kartu jaringan juga dirancang untuk arsitektur bus tertentu, banyak kartu jaringan ISA yang masuk ke dalam slot EISA tetapi jenis kartu jaringan yang lain hanya dapat masuk ke slot tertentu dengan rancangan bus yang tertentu pula.
Network card atau NIC juga bisa dibeli sesuai dengan kebutuhan, jika menggunakan kabel UTP maka diperlukan network card dengan interface BNC. Namun, dipasaran tersedia pula network card dengan interface UTP dan BNC sekaligus atau seringkali disebut network card Combo.
Network card menyediakan sejumlah pilihan konfigurasi yang menjamin kemampuan card untuk bisa digunakan bersama piranti yang lain dalam komputer yang sama dan memberi respons yang benar terhadap sistem operasi. Apabila Anda menggunakan jaringan berbasis PC, maka hal yang perlu diperhatikan dari NIC adalah settingnya agar tidak terjadi konflik dengan piranti yang lain.
Mengapa tidak menggunakan setting default saja ? Dalam banyak hal setting ini akan memberikan hasil memuaskan, pihak pembaut telah memberikan setting awal sesuai dengan konfigurasi standar.
Dua variabel yang penting dalam sebuah NIC adalah alamat portdan interrupt-nya.
Rangkuman
Berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan (seperti halnya Ethernet atau Token Ring), topologi jaringan dan pengabelan. Selain itu, level ini juga mendefinisikan bagaimana Network Interface Card (NIC) dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio.