Kategori
Networking

Layer Fisik

Definisi Physical Layer

Physical layer adalah berhubungan dengan segala bentuk hubungan koneksi jaringan secara fisik, dimana kebanyakan berhubungan dengan perangkat keras sebuah jaringan komputer, seperti hub, switch, server, dan juga client. Fungsi utama dari layer physical ini adalah melakukan sinkronisasi dari bit data, mendefinisikan LAN Card, dan juga melakukan definisi struktur jaringan dan media transmisi jaringan.

Letak Physical Layer

Didalam OSI Layer, Physical Layer terletak pada layer paling bawah (layer ketujuh). Sesuai dengan namanya, physical layer merupakan layer yang memiliki keterkaitan/koneksi terdekat dengan perangkat keras jaringan, yang kemudian membantu sebuah transmisi jaringan dapat berjalan dengan lancar sesuai dengan apa yang diinginkan.
 
Di dalam kehidupan kita sehari-hari, terutama untuk bidang-bidang yang terkait dengan dunia IT, kita sering menjumpai perangkat-perangkat jaringan komputer yang memanfaatkan lapisan Physical layer.

Pada artikel ini akan dibahas sedikit lebih dalam mengenai lapisan fisik atau physical layer.  Pada lapisan ini 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. Lapisan ini memiliki tugas  untuk mengatur sinkronisasi pengiriman dan penerimaan data, spesifikasi mekanis dan elektris, menerapkan prosedur untuk membangun , mengirimkan data/informasi dalam bentuk digit biner, memelihara dan memutuskan hubungan komunikasi. Pada physical layer terdapat  perangkat keras dasar jaringan yang terdiri atas Repeater, Multiplexer, Hubs (Passive and Active), Oscilloscope dan Amplifier.

  • Repeater (satelit) memiliki tugas sebagai penerima sinyal dan mengirimkannya kembali ke receiver. 
  • Multiplexer merupakan media untuk menjalankan multipleks yaitu menggabungkan beberapa sinyal untuk dikirim secara bersamaan dalam suatu kanal tranmisi.
  • Osiloskop adalah sebuah alat untuk menampilkan bentuk gelombang atau sinyal pada sebuah monitor.
  • Hubs berfungsi untuk menggabungkan beberapa komputer menjadi satu buah kelompok jaringan.
  • Amplifier adalah perangkat yang berfungsi sebagai penguat sinyal.

Media-media fisik tersebut terjadi perpindahan arus bit yang melibatkan sinyal-sinyal digital.  Dalam pengirimannya harus terjadi kesamaan dalam nilai bit. Apabila mengirim data 1 bit, data tersebut harus diterima oleh sisi lainnya sebagai 1 bit pula, dan bukan 0 bit. Oleh karena level tegangan dalam pengiriman harus tetap sama dan terjaga hingga pengiriman selesai.

Daftar protokol pada layer ini adalah :

  • Jaringan telepon modem – V.92
  • IRDA Physical Layer
  • USB Physical Layer
  • EIA RS-232, EIA-242, EIA-422, RS-449, RS-485
  • Ethernet Physical layer termasuk 10BASE-T, 10Base5, 100BASE-FX, 100BASE-T, 
  • 1000BASE-T, 1000BASE-SX dan varietas lainnya
  • Varietas 802.11 Wi-Fi physical layer
  • DSL
  • ISDN

Perangkat yang digunakan pada layer ini adalah :

  • Network Adapter
  • Repeater
  • Modem 
  • Fiber Media Converter

Pada lapisan pertama inilah terjadi hubungan secara fisik antara satu terminal dengan terminal lain atau server atau peripheral lainnya. Pada sisi pengirim, lapisan fisik menerapkan fungsi elektris mekanis dan prosedur untuk membangun, memelihara dan melepaskan sirkuit komunikasi guna mentransmisikan informasi dalam bentuk digit biner ke sisi penerima, sedangkan lapisan fisik pada penerima akan menerima data dan mentransmisikan data ke lapisan di atasnya.

 
Baca juga : Transport Layer

Adapun contoh protokol yang digunakan pada lapisan pertama ini antara lain X21, X21bis, RS232, dan lain sebagainya. X21 memuat ketentuan-ketentuan hubungan secara fisik titik ke titik antar peralatan yang menggunakan teknik digital dala pengiriman ataupun penukaran data.

Media Tranmisi pada Physical Layer

Berikut ini adalah beberapa media fisik atau perangkat keras yang memanfaatkan lapisan Physical Layer:
  • Kabel (Wire) 

Kabel memiliki fungsi utama sebagai alat transfer data pada sebuah sistem jaringan komputer. Kabel merupakan perangkat keras yang juga memanfaatkan lapisan Physical layer. Pada prakteknya, ada beberapa jenis-jenis kabel jaringan komputer yang biasa digunakan, yaitu:

 

1. Kabel UTP 

UTP merupakan kependekan dari Unshielded Twisted Pair, yang merupakan jenis kabel yang banyak digunakan pada jaringan LAN dan jaringan kabel. Memiliki harga yang murah dan ekonomis, namun terkadang masih sering mengalami gangguan terhadap sinyal frekuensi radio. Kecepatan transfer data berkisar antara 10 hingga 100 Mbps, dengan panjang maksimum 100 meter.

Kelebihan kabel UTP
  1. Mudah dalam instalasi/pemasangan
  2. Harga yang terjangkau
  3. Mudah di dapatkan
  4. Diameter kabel yang kecil maka cocok dengan konktor RJ45 merk apapun. Serta mudah dalam proses crimping
  5. Sering digunakan oleh teknisi jaringan di luar sana karena kualitas kabel mulai banyak diperhitungkan
Kekurangan kabel UTP
  1. Tak bisa diterapkan dalam instalasi jarak jauh, maksimal 100 m
  2. Kabel mudah terkelupas
  3. Kabel tidak kuat menahan gangguan dari luar (arus listrik, cuaca dll)
  4. Banyak dijual kabel yang kualitasnya kurang begitu bagus, jadi belilah kabel dari branded yang sudah terpercaya dan tentunya bergaransi
 
Kabel STP (Shielded Twisted Pair)
Kabel STP merupakan kabel yang intinya dilindungi/diselubungi oleh alumunium foil, sehingga lebih tahan terhadap gangguan yang bersumber dari luar (interference). 
 
Kelebihan Kabel STP
  1. Kabel yang tahan terhadap gangguan yang berasal dari luar (interference), seperti arus listrik, cuaca, ataupun tekukan yang terjadi pada kabel. 
  2. Kualitas yang terjamin, karena pihak produsen dalam proses produksinya menggunakan bahan mentah dengan kualitas yang terbaik, untuk menjamin produk mereka tahan lama dan berkualitas. 
  3. Cocok untuk daerah geografis yang luas serta medan yang berat. 
  4. Dapat ditarik hingga lebih dari 100 m dari node ke client asal jangan sampai melebihi 2 x lipatnya, karena sebaik-baiknya kabel STP masih memiliki kekurangan. 
  5. Tak membutuhkan perhatian khusus. 
Kekurangan kabel STP
  1. Harga yang mahal, membuat kabel ini jarang digunakan.
  2. Membutuhkan konektor bermerek (brended), karena jika kabel STP di crimping dengan konektor yang apa adanya, bisa membuat kinerja jaringan menjadi kurang maksimal.
2. Kabel Coaxial
Kabel coaxial merupakan jenis kabel yang dapat digunakan dengan jarak lebih dari 500 meter. Kabel ini memiliki konstruksi yang sama dengan kabel antenna televisi yang biasa digunakan di rumah anda, dengan kecepatan transfer data antara 10 hingga 100 Mbps.
Kelebihan kabel Coaxial
  1. Harga yang lebih murah daripada fiber optic
  2. Cocok digunakan pada topologi Bus dan juga ring
  3. Dapat menjadi media penghantar listrik dan juga data dengan baik
  4. Perlindungan terhadap kawat tembaga yang optimal, sehingga cocok sebagai kabel bawah tanah
  5. Noise resistance yang tinggi
Kekurangan kabel Coaxial
  1. Kontur kabel yang cenderung besar, tebal, dan juga kaku, membuat kabel ini sulit untuk dibentuk seperti kabel utp ataupun fiber optic
  2. Jarak jangkauan kabel coaxial yang terbatas, sehingga dibutuhkan repeater
  3. Untuk pembuatan jaringan kabel bawah tanah, membutuhkan biaya investasi yang cukup besar
  4. Hanya terdapat satu buah kawat tembaga di dalam coaxial, sehingga bisa saja terjadi tabrakan antara traffic dalam jaringan kabel
3. Kabel Fiber Optic
Jenis kabel berikutnya adalah kabel yang sudah modern, yaitu kabel fiber optic. Memilki banyak keunggulan yang jauh lebih unggul dibandingkan jenis kabel lainnya. Baik itu dari segi kecepatan transfer, kemudahan instalasi, hingga ketahanan terhadap noise. Mampu digunakan dengan panjang hingga lebih dari 3 KM, dan menghasilkan transfer speed lebih dari 100 Mbps dan bisa mencapai satuan Gbps.
 
Kelebihan kabel Fiber Optic
  1. Transfer data yang sangat tinggi (dapat mencapai 1000 mbps atau 1 Giga)
  2. Bahan dari kabel ini bisa bertahan dari beberapa gangguan
  3. Tidak pernah mengalami konsleting listrik, karena kabel terbuat dari kaca
  4. Bandwith yang mencapai up to 1 Gigabyte/second
  5. Ukuran kabel yang kecil, sehingga bobotnya pun menjadi ringan
Kekurangan kabel Fiber Optic
  1. Harganya sangat mahal
  2. Pemasangan kabel ini harus pada ahlinya (tidak sembarang orang bisa)
  3. Kabel tidak bisa dipasang pada belokan yang tajam
  4. Dikarenakan menyerap hydrogen, penggunaan kabel fiber optic dapat mengakibatkan loss data
  • Wireless

1. Transmisi radio 

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.
2. Transmisi Microwave 
Gelombang mikro (microwave) merupakan bentuk radio yang menggunakan frekuensi tinggi (dalam satuan gigahertz), yang meliputi kawasan UHF, SHF dan EHF.

Perangkat Physical Layer

1. Repeater
Repeater adalah sebuah stasiun untuk menerima sinyal yang masuk dan mengirimnya kembali pada frekuensi yang berbeda. 
 
Kelebihan Repeater 
  1. Suatu digital perangkat yang memperkuat, membentuk ulang, atau melakukan kombinasi dari salah satu fungsi pada sinyal input digital untuk transmisi ulang. 
  2. Karena repeater bekerja dengan sinyal fisik yang sebenarnya, dan jangan mencoba untuk menginterpretasikan data yang di kirim. 
  3. Dapat memperkuat sinyal. 
  4. Repeater bekerja pada lapisan fisik, di lapisan pertama dari model OSI. 
  5. Suatu analog perangkat yang memperkuat input sinyal terlepas dari alam (analog atau digital). 
Kekurangan Repeater  
  1. Tembaga untuk serat. 
  2. Jangan serius mempengaruhi kinerja jaringan khusus terhubung media yang berbeda. 
  3. Memperpanjang jarak fisik jaringan. 
  4. Repeater harus di tempatkan di tempat yang tinggi.
2. HUB
Hub adalah sebuah perangkat jaringan komputer yang berfungsi untuk menghubungkan peralatan-peralatan dengan ethernet 10BaseT atau serat optik sehingga menjadikannya dalam satu segmen jaringan. Hub bekerja pada lapisan fisik (layer 1) pada model OSI. 
 
Kelebihan HUB 
  1. HUB termasuk dalam Layer 1 dalam OSI model (physical layer). 
  2. HUB mempunyai banyak port. 
  3. User HUB dapat melakukan sharing dengan jaringan yang sama. 
Baca juga : Session Layer
 
Kekurangan HUB  
  1. HUB tidak mampu membaca paket-paket data. 
  2. HUB tidak dapat mengetahui sumber dan tujuan data. 
  3. Kecepatan komunikasi harus dibagi dengan komputer lainnya yang melakukan sharing.
3. Switch
Switch sendiri pada dasarnya identik dengan salah satu jaringan lokal, yaitu hub. Kenyataannya banyak orang yang salah menganggap bahwa switch dan hub merupakan perangkat keras yang sama. Jadi switch merupakan perangkat keras jaringan komputer yang lebih pintar walaupun harganya sedikit lebih malal ketimbang HUB. Cara kerja switch yaitu dengan cara menerima paket data pada suatu port lalu akan melihat MAC “Media Access Control” tujuannya untuk membangun sebuah koneksi logika dengan port yang sudah terhubung dengan node atau perangkat tujuan. Sehingga selain port yang dituju tidak dapat menerima paket data yang dikirimkan dan akan mengurangi terjadinya tabrakan daya atau yang disebut dengan collision. Setiap perangkat yang terhubung ke port tertentu, MAC addressnya akan dicatat di MAC address table yang nantinya disimpan pada memori cache switch itulah bagaimana switch bekerja. Switch menjadi bagian yang sangat penting dalam jaringan komputer, karena switch menjadi central dari lalu lintas jaringan. Apabila switch mengalami gangguan maka semua aktivitas dalam jaringan akan terganggu. 
 
Kelebihan Switch 
  1. Switch mampu memeriksa dan menganalisa setiap paket data yang telah diterima sebelum meneruskan ke alamat tujuan. 
  2. Switch mampu menentukan alamat tujuan dan sumber paket data yang telah melaluinya. 
  3. Switch mampu untuk mem-forward setiap paket data dengan tepat dan cepat.
Kekurangan Switch
  1. Harga yang sedikit lebih mahal daripada HUB dikarenakan switch adalah perkembangan dari HUB. 
  2. HUB hanya memiliki satu collision control untuk semua port yang memungkinkan dapat terjadi bentrok/tabrakan data karena transmisi data hanya dikontrol oleh satu collision. 
  3. Hanya dapat menggunakan kabel straight, jadi bila ingin menggunakan kabel cross yang sudah ada harus diubah menjadi kabel straight terlebih dahulu. 
  4. Membutuhkan waktu yang cukup lama untuk memeriksa suatu paket. 
4. NIC 
Network interface card adalah kartu/ papan elektronik yang ditanam pada setiap komputer yang terhubung ke jaringan. 
 
Kelebihan NIC  
  1. Mudah untuk menambah atau mengurangkan komputer dan nod tanpa mengganggu operasi yang telah dijalankan. 
  2. Sedikit kabel dan jarak LAN tidak terbatas. 
  3. Murah. 
  4. Sesuai untuk rangkaian yang kecil. 
Kekurangan NIC  
  1. Jika kabel tulang belakang (Backbone) atau nodenya bermasalah rangkaian tidak dapat berfungsi. 
  2. Memerlukan terminator untuk kedua ujung kabel tulang belakang . 
  3. Perlu pengulang (repeater) jika jarak LAN jauh.