Physical Layer

Physical Layer atau Lapisan Fisik adalah lapisan pertama dalam model referensi jaringan OSI (lapisan ini merupakan lapisan terendah) dari tujuh lapisan lainnya. Lapisan ini mendefinisikan antarmuka dan mekanisme untuk meletakkan bit-bit data di atas media jaringan (kabel, radio, atau cahaya).

Selain itu, lapisan ini juga mendefinisikan tegangan listrik, arus listrik, modulasi, sinkronisasi antar bit, pengaktifan koneksi dan pemutusannya, dan beberapa karakteristik kelistrikan untuk media transmisi (seperti halnya kabel UTP/STP, kabel koaksial, atau kabel fiber-optic). 

Protokol-protokol pada level PHY mencakup IEEE 802.3, RS-232C, dan X.21. Repeater, transceiver, kartu jaringan/network interface card (NIC), dan pengabelan beroperasi di dalam lapisan ini.

Dasar-dasar Teori Komunikasi Data

Merupakan bentuk komunikasi yang secara khusus berkaitan dengan transmisi atau pemindahan data antar komputer-komputer, komputer dengan piranti-piranti lain dalam bentuk data digital yang dikirimkan melalui media komunikasi data.

1. Sebuah jalur bit (data) yang digunakan untuk menghubungkan pengirim dengan berbagai penerima.
2. Kehilangan atau kerusakan data yang terjadi pada proses pengiriman Bit (data), dapat disebabkan oleh beberapa kemungkinan, sehingga diperlukan mekanisme untuk memulihkan kesalahan tersebut pada lapisan yang lebih tinggi.

Komponen Komunikasi Data

Model Komunikasi Data

1. Komunikasi Data Simplex

2. Komunikasi Data Half Duplex

3. Komunikasi Data Full Duplex

Media Transmisi

Media Terpandu (Guided Media)

Guided Media

1. Twisted Pair STP dan UTP

• Terdiri atas dua pasang kawat yang terpilin.
• Twisted-pair lebih tipis
• Lebih mudah putus, dan mengalami gangguan lain sewaktu kabel terpuntir atau kusut.
• Keunggulan dari kabel twisted-pair adalah dampaknya terhadap jaringan secara keseluruhan: apabila sebagian kabel twisted-pair rusak, tidak seluruh jaringan terhenti, sebagaimana yang mungkin terjadi pada coaxial.

A. Shielded Twisted Pair (STP)

1. Kabel STP mengkombinasikan teknik-teknik perlindungan dan antisipasi tekukan kabel.
2. Keunggulan STP adalah jaminan proteksi jaringan dari interferensi-interferensi eksternal,
3. STP sedikit lebih mahal dibandingkan UTP.
4. Kabel STP tidak dapat dipakai untuk jarak lebih jauh sebagaimana media-media lain (seperti kabel coaxial) tanpa bantuan device penguat (repeater).
5. Kecepatan dan keluaran: 10-100 Mbps
6. Panjang kabel maksimum yang diizinkan : 100m (pendek).

B. Unshielded Twisted Pair (UTP)

1. Sifatnya mampu mentransmisikan data kecepatan rendah. Contoh: kabel telepon.
2. Sifatnya mampu mentransmisikan data lebih cepat dibanding category 1. Dapat digunakan untuk transmisi digital dengan bandwidth hingga 4 MHz.
3. Mampu mentransmisikan data hingga 16 MHz.
4. Mamu mentransmisikan data hingga 20 MHz.
5. Digunakan untuk transmisi data yang memerlukan bandwidth hingga 100 MHz.

2.  Kabel Coaxial

• Terdiri atas konduktor silindris melingkar, yang menggelilingi sebuah kabel tembaga inti yang konduktif.
• Dapat dijalankan tanpa banyak membutuhkan bantuan repeater sebagai penguat untuk komunikasi jarak jauh diantara node network

3. Kabel Fiber Optic

• Terdiri atasKecepatan dan keluaran: 10 -100 Mbps
• Panjang kabel maksimum: 200m (disarankan 180m) untuk thin-coaxial dan 500m untuk thick-coaxial
• Terdiri atas konduktor silindris melingkar, yang menggelilingi sebuah kabel tembaga inti yang konduktif.
• Dapat dijalankan tanpa banyak membutuhkan bantuan repeater sebagai penguat untuk komunikasi jarak jauh diantara node network

A. Kabel Fiber Optic (Keuntungan)

1. Kecepatan: jaringan-jaringan fiber optic beroperasi pada kecepatan tinggi, mencapai gigabits per second.
2. Bandwidth: fiber optic mampu membawa paket-paket dengan kapasitas besar.
3. Distance: sinyal-sinyal dapat ditransmisikan lebih jauh tanpa memerlukan perlakuan “refresh” atau “diperkuat”.

B. Kabel Fiber Optic (Keuntungan)

1. Kecepatan: jaringan-jaringan fiber optic beroperasi pada kecepatan tinggi, mencapai gigabits per second.
2. Resistance: daya tahan kuat terhadap imbas elektromagnetik yang dihasilkan perangkat-perangkat elektronik seperti radio, motor, atau bahkan kabel-kabel transmisi lain di sekelilingnya.

Unguided Media

1. Contoh sederhana adalah gelombang radio  seperti microwave, wireless mobile dan lain sebagainya.
2. Media ini memerlukan antena untuk transmisi dan penerimaan (transmiter dan receiver)

Jenis Transmisi :

1. Point-to-point (unidirectional) yaitu dimana  pancaran terfokus pada satu sasaran
2. Broadcast (omnidirectioanl) yaitu dimana sinyal terpancar ke segala arah dan dapat  diterima oleh banyak antena

Wilayah Transmisi :

• Gelombang mikro (microwave) 2 – 40 Ghz
• Gelombang radio 30 Mhz – 1 Ghz
• Gelombang inframerah

Terbagi 4 bagian :

1. Gelombang Mikro Terrestrial (Atmosfir Bumi)

• Tipe antena gelombang mikro yang paling umum adalah parabola ‘dish’.
• Ukuran diameternya biasanya sekitar 3 m.
• Antena pengirim memfokuskan sinar pendek agar mencapai transmisi garis pandang menuju antena penerima.
• Antena gelombang mikro biasanya ditempatkan pada ketinggian tertentu diatas tanah untuk memperluas jarak antara antena dan mampu menembus batas.
• Untuk mencapai transmisi jarak jauh, diperlukan beberapa menara relay gelombang mikro, dan penghubung gelombang mikro titik ke titik dipasang pada jarak tertentu.

2. Gelombang Mikro Satelit

• Satelit komunikasi adalah sebuah stasiun relay gelombang mikro.
• Dipergunakan untuk menghubungkan dua atau lebih transmitter/receiver gelombang mikro pada    bumi, yang dikenal sebagai stasiun bumi atau ground station.
• Satelit menerima transmisi diatas satu band frekuensi (uplink), amplifier dan mengulang sinyal-sinyal, lalu mentransmisikannya ke frekuensi yang lain (downlink).
• Sebuah satelit pengorbit tunggal akan beroperasi pada beberapa band frekuensi, yang disebut sebagai transponder channel, atau singkatnya transponder.

3. Radio Broadcast

• Rentang 30 MHz sampai 1 GHz merupakan rentang yang efektif untuk komunikasi broadcast.
• Sumber gangguan utama untuk siaran radio adalah interferensi multi-jalur. Pantulan dari bumi, air, dan alam atau obyek-obyek buatan manusia dapat menyebabkan terjadinya multi-jalur antar antena. Efek ini nampak jelas saat penerima TV menampilkan gambar ganda saat pesawat terbang melintas.

4. Infra Merah.

• Komunikasi infra merah dicapai dengan menggunakan transmitter/receiver (transceiver) yang modulasi cahaya yang koheren.
• Transceiver harus berada dalam jalur pandang maupun melalui pantulan dari permukaan berwarna terang misalnya langit-langit rumah.
• Tidak ada hal-hal yang berkaitan dengan pengalokasian frekuensi dengan infra merah, karena tidak diperlukan lisensi untuk itu.
• Pada handphone dan PC, media infra merah ini digunakan untuk mentransfer data tetapi dengan suatu standar atau protocol tersendiri yaitu protocol IrDA.
• Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektruk elektromagnetik dengan panjang gelombang diatas panjang gelombang cahaya merah.

Demikian artikel mengenai Physical Layer, semoga informasi yang diberikan bermanfaat.