Materi Belajar PHYSICAL LAYER Media Transmisi

 Materi Belajar PHYSICAL LAYER Media Transmisi

1. 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.

1.1 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). 

1.2. 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 1. kabel coaxial lebih kecil kemungkinan untuk berinterferensi dikarenakan adanya shield. Coaxial digunajakan untuk jarak jauh dan mendukung lebih banyak terminal dalam 1 jalur bersama.


Gambar 1. Kabel Coaxial
Penggunaan kabel coaxial secara umum adalah sebagai antena televisi, transmisi telepon jarak jauh, link komputer dan LAN. Coaxial dapat digunakan unutk sinyal analog maupun digital. Karena dibentuk dengan menggunakan shield maka lebih kecil kemungkinan beriterferensi dan terjadinya cross talk. 

Untuk transmisi dari sinyal analog, setiap beberapa kilometer perlu diberikan amplifier. 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. 

1.2.1. 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 optik. 

1.2.2. 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.

1.3. 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 2.
Gambar 2. Twisted Pair
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. 

1.4. 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). 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.

Gambar 3. Fiber Optik
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 : 
  • Cahaya dari suatu sumber masuk ke silinder kaca atau plastik core. 
  • 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 rate yang 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 optik 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 2.

Bacaan Populer Bro

Pengertian dan Cara Kerja PBX dan PABX

Gambar
  Pengertian PBX dan PABX Pengertian PABX. PABX (Private Automatic Branch Exchange) adalah Alat Penyambung (Switch) untuk mengatur komunikasi telpon masuk dan telpon keluar secara efisien dan efektif di Kantor, Ruko, Rukan, Rumah besar/bertingkat, Asrama, Kost, dan bangunan lainnya. Pengertian PBX. PBX (private branch exchange) adalah adalah suatu perangkat keras elektronik telekomunikasi yang berfungsi sebagai pembagi atau pengatur antara bagian internal (extention to extention) dengan external (out going and incoming). Fungsi PBX dan PABX Fungsi PABX             Pada dasarnya semua PABX digital mempunyai grup fungsional yang sama, tapi fungsi-fungsi tersebut diterapkan dan diatur dalam jalan yang berbeda dalam sistem yang bervariasi. Fungsi PABX sebagai sistem penyambungan telepon untuk mengatur proses penyambungan komunikasi telepon. Fungsi PBX Membuat koneksi (sirkuit) atau menghubugkan antara telepon pengguna dengan t...
Read more »

Pengertian Plaintext dan Ciphertext

Pengertian Plaintext  Plain Text adalah teks yang diencode dalam format ASCII. Plain text tidak memiliki format dan informasi struktur seperti ukuran dan tipe font, warna, atau layout. Plain text biasanya digunakan antar-komputer yang tidak memiliki kesepakatan untuk saling bertukar informasi format dan layout teks.  Pengertian Ciphertext  Ciphertext ini adalah bentuk setelah pesan dalam plaintext telah diubah bentuknya menjadi lebih aman dan tidak dapat dibaca. Proses mengubah plaintext menjadi ciphertext disebut encryption (enciphering), dan proses membalikkannya kembali disebut decryption (deciphering). Baca Juga Artikel Yang Lain Ya ....✏ Pengertian Alamat IP, IP Private dan IP Publik Pengertian Dasar URL, HTTP, FTP dan SMTP Pengertian Domain, DNS, Browser, Web Browser, Hosting, Website,Download dan Upload Pengertian dan Konsep Dasar Personal Area Network ( PAN ) Kegunaan perangkat jaringan router, hub, switch, server dan acces point Pengertian dan perbedaan...
Read more »

Keuntungan dan kerugian model OSI

Implementasi Protocol   Perlu diingat bahwa model OSI hanyalah sebuah teori tentang cara melihat komunikasi dalam jaringan. Setiap layer menspesifikasikan standard untuk diikuti saat mengimplementsikan suatu jaringan. Akan tetapi perlu diingat bahwa layer-layer OSI tidak melakukan tugas-tugas yang real, OSI hanyalah model . Bahasan berikut meringkas keuntungan dan kerugian dari penggunaan model OSI dalam mendeskripsikan komunikasi jaringan.  Keuntungan dan kerugian model OSI  Kita mesti paham betul dengan model OSI ini karena ini sangat luas digunakan jika bicara soal komunikasi jaringan. Akan tetapi perlu diingat bahwa ini hanyalah sebuah model teori yang mendefinisikan standards bagi programmer dan sistem administrator jaringan, jadi bukanlah model layer fisik yang sesungguhnya.  Menggunakan model OSI dalam diskusi konsep jaringan mempunyai beberapa keuntungan :  Memberikan bahasa dan referensi yang sama antar sesame professional jaringan  Membagi tugas...
Read more »

Materi DATA LINK LAYER Masalah-masalah Rancangan

Gambar
DATA LINK LAYER  Lapisan data link (data link layer) merupakan lapisan kedua dari standar OSI. Tugas utama data link layer adalah sebagai fasilitas transmisi raw data dan mentransformasi data tersebut ke saluran yang bebas dari kesalahan transmisi. Sebelum diteruskan ke network layer, data link layer melaksanakan tugas ini dengan memungkinkan pengirim memecah-mecah data input menjadi sejumlah data frame (biasanya berjumlah ratusan atau ribuat byte).  Kemudian data link layer mentransmisikan frame tersebut secara berurutan dan memproses acknowledgement frame yang dikirim kembali oleh penerima. Karena physical layer menerima dan mengirim aliran bit tanpa mengindah arti atau arsitektur frame, maka tergantung pada data link layer-lah untuk membuat dan mengenali batas-batas frame itu. Hal ini bisa dilakukan dengan cara membubuhkan bit khusus ke awal dan akhir frame. 1 .Masalah-masalah Rancangan Data Link Layer  Bila secara insidental pola-pola bit ini bisa ditemui pada data, m...
Read more »