Model OSI membagi fungsi jaringan data menjadi beberapa lapisan. Setiap lapisan bekerja dengan lapisan di atas dan di bawah untuk mengirimkan data. Dua lapisan model OSI terkait erat, sehingga menurut model TCP / IP, keduanya pada dasarnya adalah satu lapisan. Kedua lapisan tersebut adalah lapisan data link dan lapisan fisik.
Pada perangkat pengirim, lapisan data link berperan untuk menyiapkan data untuk transmisi dan mengontrol bagaimana data tersebut mengakses media fisik. Di sisi penerima, lapisan fisik menerima sinyal melalui media penghubung. Setelah mendekode sinyal kembali menjadi data, lapisan fisik melewati bingkai ke lapisan data link untuk diterima dan diproses.
*lapisan fisik mengontrol bagaimana data dikirim ke media fisik dengan mengkodekan digit biner yang merepresentasikan data menjadi sinyal.
Bab ini dimulai dengan fungsi umum dari lapisan fisik dan standar serta protokol yang mengatur transmisi data melalui media lokal.
physical layer protocols
Physical Layer Connection
1. type of connection
Koneksi harus dibuat sebelum komunikasi jaringan dapat terjadi, Koneksi fisik dapat berupa kabel atau koneksi nirkabel. Jenis koneksi fisik yang digunakan tergantung pada kebutuhan. Selain koneksi kabel, banyak bisnis juga menawarkan koneksi nirkabel untuk laptop, tablet, dan smartphone. Dengan perangkat nirkabel, data dikirim menggunakan gelombang radio.
2. Network Interface Cards
NIC menghubungkan perangkat ke jaringan. Ethernet NIC digunakan untuk koneksi kabel, sedangkan NIC WLAN (Wireless Local Area Network) digunakan untuk nirkabel. Perangkat nirkabel akan mengalami penurunan performa berdasarkan jaraknya dari titik akses nirkabel. Semakin jauh perangkat dari titik akses, semakin lemah sinyal nirkabel yang diterimanya. Ini bisa berarti lebih sedikit bandwidth atau tidak ada koneksi nirkabel sama sekali.
Purpose of the Physical Layer
1. The Physical Layer
Lapisan fisik OSI menyediakan sarana untuk mengangkut bit yang membentuk bingkai lapisan data link melalui media jaringan. Lapisan ini menerima bingkai lengkap dari lapisan data link dan mengkodekannya sebagai rangkaian sinyal yang dikirimkan ke media lokal
2. Physical Layer Media
Ada tiga bentuk dasar media jaringan. Lapisan fisik menghasilkan representasi dan pengelompokan bit untuk setiap jenis media sebagai :
Kabel tembaga : Sinyal adalah pola pulsa listrik.
Kabel serat optik : Sinyal adalah pola cahaya.
Nirkabel : Sinyal adalah pola transmisi gelombang mikro.
Untuk mengaktifkan interoperabilitas lapisan fisik, semua aspek dari fungsi ini diatur oleh organisasi standar.
3. Physical Layer Standards
Standar yang mengatur perangkat keras ini ditentukan oleh organisasi teknik kelistrikan dan komunikasi yang relevan.
Physical Layer Characteristic
1. Functions
Physical Components
Adalah perangkat keras elektronik, media, dan konektor lain yang mengirimkan dan membawa sinyal untuk mewakili bit. Komponen perangkat keras seperti NIC, antarmuka dan konektor, bahan kabel, dan desain kabel semuanya ditentukan dalam standar yang terkait dengan lapisan fisik.
Encoding
Encoding atau line encoding adalah metode untuk mengubah aliran bit data menjadi "kode" yang telah ditentukan. Kode adalah pengelompokan bit yang digunakan untuk memberikan pola yang dapat diprediksi yang dapat dikenali oleh pengirim dan penerima. Dengan kata lain, encoding adalah metode atau pola yang digunakan untuk merepresentasikan informasi digital Mirip dengan bagaimana kode Morse menyandikan pesan menggunakan serangkaian titik dan garis.
2. Bandwidth
Adalah kapasitas suatu media untuk membawa data. Bandwidth digital mengukur jumlah data yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain dalam jumlah waktu tertentu. Bandwidth biasanya diukur dalam kilobit per detik (kb / s), megabit per detik (Mb / s), atau gigabit per detik (Gb / s). Bandwidth terkadang dianggap sebagai kecepatan bit berjalan, namun ini tidak akurat. Misalnya, pada Ethernet 10Mb / s dan 100Mb / s, bit-bit tersebut dikirim dengan kecepatan listrik. Perbedaannya adalah jumlah bit yang ditransmisikan per detik.
3. Througput
Adalah ukuran transfer bit melintasi media selama periode waktu tertentu, throughput biasanya tidak cocok dengan bandwidth yang ditentukan dalam implementasi lapisan fisik. Banyak faktor yang mempengaruhi throughput, termasuk :
4. Types of Physical Media
Berbagai organisasi standar telah berkontribusi pada definisi sifat fisik, listrik, dan mekanik dari media yang tersedia untuk komunikasi data yang berbeda. Spesifikasi ini menjamin bahwa kabel dan konektor akan berfungsi seperti yang diantisipasi dengan implementasi lapisan data link yang berbeda.
Network Media
Cooper Cabling
1. Characteristik of Cooper Cabling
Kabel tembaga banyak digunakan dalam jaringan karena harganya relatif murah dan resistensinya terhadap arus listrik, Tapi dibatasi oleh jarak dan gangguan sinyal.
Data ditransmisikan pada kabel tembaga sebagai pulsa listrik. Detektor di antarmuka jaringan perangkat tujuan harus menerima sinyal yang dapat berhasil diterjemahkan agar cocok dengan sinyal yang dikirim. Namun, semakin lama sinyal berjalan, semakin memburuk. Ini disebut sebagai pelemahan sinyal.
2. Cooper Media
Ada 3 jenis kabel tembaha yang digunakan dalam jaringan :
Unshielded Twisted-Pair (UTP)
Shielded Twisted-Pair (STP)
Coaxial
3.Unshielded Twisted-Pair Cable
Media ini adalah yang paling umum digunakan, dalam LAN, kabel UTP terdiri dari empat pasang kabel berkode warna yang telah dipilin menjadi satu dan kemudian dibungkus dalam selubung plastik fleksibel yang melindungi dari kerusakan fisik ringan. Pemutaran kabel membantu melindungi dari gangguan sinyal dari kabel lain
4. Shielded Twisted-Pair Cable
Kabel ini memberikan perlindungan yang lebih baik dari pada kabel UTP, namun kabel ini jauh lebih mahal dibandingkan kabel UTP dan pemasangannya juga sulit.
Kabel STP menggabungkan teknik pelindung untuk melawan EMI dan RFI, dan memutar kawat untuk melawan crosstalk. Untuk mendapatkan manfaat penuh dari pelindung, kabel STP diakhiri dengan konektor data STP berpelindung khusus. Jika kabel tidak diarde dengan benar, pelindung dapat bertindak sebagai antena dan menangkap sinyal yang tidak diinginkan.
5. Coaxial Cable
Kabel koaksial terdiri dari:
Konduktor tembaga yang digunakan untuk mengirimkan sinyal elektronik.
Lapisan isolasi plastik fleksibel yang mengelilingi konduktor tembaga.
Bahan insulasi dikelilingi oleh anyaman anyaman tembaga, atau lembaran logam, yang berfungsi sebagai kabel kedua di sirkuit dan sebagai pelindung untuk konduktor dalam. Lapisan atau perisai kedua ini juga mengurangi jumlah gangguan elektromagnetik luar.
Seluruh kabel ditutup dengan jaket kabel untuk mencegah kerusakan fisik ringan.
6. Cooper Media Safety
Ketiga jenis media tembaga ini rentan terhadap kebakaran dan bahaya listrik, bahaya kebakaran terjadi karena isolasi kabel dan selubung dapat mudah terbakar, atau menghasilkan asap beracun saat dipanaskan atau dibakar
UTP Cabling
1. Properties of UTP Cabling
Kabel UTP tidak menggunakan pelindung untuk melawan efek EMI dan RFI. Sebaliknya, perancang kabel telah menemukan bahwa mereka dapat membatasi efek negatif crosstalk
2. UTP Cabling Standards
Standar Kabel UTP ditetapkan oleh TIA / EIA, TIA / EIA-568 menetapkan standar kabel komersial untuk instalasi LAN dan standar yang paling umum digunakan di lingkungan kabel LAN.
3. UTP Connectors
Konektor ini digunakan untuk berbagai spesifikasi lapisan fisik, salah satunya adalah Ethernet. Standar TIA / EIA-568 menjelaskan kode warna kabel ke penetapan pin (pinouts) untuk kabel Ethernet.
4.Types of UTP Cable
Situasi yang berbeda mungkin memerlukan kabel UTP untuk disambungkan sesuai dengan konvensi kabel yang berbeda. Ini berarti bahwa kabel individu pada kabel harus dihubungkan dalam urutan yang berbeda ke set pin yang berbeda di konektor RJ-45.
5. Testing UTP Cables
Setelah instalasi, penguji kabel UTP, harus digunakan untuk menguji parameter berikut:
Wire map
Panjang kabel
Kehilangan sinyal karena atenuasi
Crosstalk
Fiber Optic Cabling
1. Properties of Fiber Optic Cabling
Kabel serat optik mentransmisikan data dalam jarak yang lebih jauh dan pada bandwidth yang lebih tinggi daripada media jaringan lainnya. Tidak seperti kabel tembaga, kabel serat optik dapat mengirimkan sinyal dengan atenuasi yang lebih sedikit dan sepenuhnya kebal terhadap EMI dan RFI.
2. Fiber Media Cable Design
Serat optik terdiri dari dua jenis kaca (inti dan kelongsong) dan pelindung luar pelindung (jaket). Meskipun serat optik sangat tipis dan rentan terhadap tikungan tajam, sifat inti dan kelongsong membuatnya sangat kuat. Serat optik tahan lama dan digunakan dalam kondisi lingkungan yang keras di jaringan di seluruh dunia.
Wireless Media
1. Properties of Wireless Media
Media nirkabel menyediakan opsi mobilitas terbesar dari semua media, dan jumlah perangkat yang mendukung nirkabel terus meningkat.
2. Types of Wireless Media
Dalam masing-masing standar ini, spesifikasi lapisan fisik diterapkan pada area yang meliputi:
Data ke pengkodean sinyal radio
Frekuensi dan daya transmisi
Penerimaan sinyal dan persyaratan decoding
Desain dan konstruksi antena
3. Wireless LAN
Secara umum, LAN nirkabel membutuhkan perangkat jaringan berikut:
Titik Akses Nirkabel (AP): Memusatkan sinyal nirkabel dari pengguna dan menghubungkan ke infrastruktur jaringan berbasis tembaga yang ada, seperti Ethernet. Ruter nirkabel rumah dan bisnis kecil mengintegrasikan fungsi perute, sakelar, dan titik akses ke dalam satu perangkat seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Data Link Layer Protocols
1. The Data Link Layer
Lapisan data link dari model OSI (Layer 2), bertanggung jawab untuk:
Mengizinkan lapisan atas mengakses media
Menerima paket Layer 3 dan mengemasnya ke dalam bingkai
Mempersiapkan data jaringan untuk jaringan fisik
Mengontrol bagaimana data ditempatkan dan diterima di media
Bertukar frame antar node melalui media jaringan fisik, seperti UTP atau fiber-optic
Menerima dan mengarahkan paket ke protokol lapisan atas
Melakukan deteksi kesalahan
Media Access Control
Topologies
1. Controlling Access to The Media
Kontrol akses media setara dengan peraturan lalu lintas yang mengatur masuknya kendaraan bermotor ke jalan raya. Tidak adanya kontrol akses media akan sama dengan kendaraan yang mengabaikan semua lalu lintas lain dan memasuki jalan tanpa memperhatikan kendaraan lain. Namun, tidak semua jalan dan pintu masuk sama. Lalu lintas dapat memasuki jalan dengan bergabung, dengan menunggu belokan di tanda berhenti, atau dengan mengikuti lampu sinyal.
2. Physical & Logical Topologies
Topologi jaringan adalah pengaturan atau hubungan perangkat jaringan dan interkoneksi di antara keduanya.
WAN Topologies
1. Common Physical WAN Topologies
WAN biasanya saling berhubungan menggunakan topologi fisik berikut:
Point-to-Point - Ini adalah topologi paling sederhana yang terdiri dari tautan permanen antara dua titik akhir. Untuk alasan ini, ini adalah topologi WAN yang sangat populer.
Hub and Spoke - Versi WAN dari topologi star di mana situs pusat menghubungkan situs cabang menggunakan tautan titik-ke-titik.
Mesh - Topologi ini menyediakan ketersediaan tinggi, tetapi mengharuskan setiap sistem akhir saling terhubung ke setiap sistem lain. Oleh karena itu, biaya administrasi dan fisik dapat menjadi signifikan. Setiap link pada dasarnya adalah link point-to-point ke node lain.
LAN Topology
1. Physical LAN Topologies
Topologi fisik menentukan bagaimana sistem akhir saling berhubungan secara fisik. Di LAN media bersama, perangkat akhir dapat dihubungkan menggunakan topologi fisik berikut:
Star topology - Perangkat akhir terhubung ke perangkat perantara pusat. Topologi bintang awal perangkat akhir yang saling berhubungan menggunakan hub Ethernet. Namun, topologi bintang sekarang menggunakan sakelar Ethernet. Topologi bintang mudah dipasang, sangat skalabel (mudah untuk menambah dan menghapus perangkat akhir), dan mudah untuk memecahkan masalah.
Extended star topology - Dalam topologi bintang diperpanjang, sakelar Ethernet tambahan menghubungkan topologi bintang lainnya. Bintang yang diperpanjang adalah contoh topologi hibrida.
Bus topology - Semua sistem ujung dirantai satu sama lain dan diakhiri dalam beberapa bentuk di setiap ujungnya. Perangkat infrastruktur seperti sakelar tidak diperlukan untuk menghubungkan perangkat akhir. Topologi bus menggunakan kabel coax digunakan dalam jaringan Ethernet lama karena murah dan mudah diatur.
Ring topology - End terhubung ke tetangganya masing-masing membentuk sebuah cincin. Berbeda dengan topologi bus, ring tidak perlu diakhiri. Topologi ring digunakan dalam jaringan Fiber Distributed Data Interface (FDDI) dan Token Ring yang lama.
Data Link Frame
1. The Frame
Deskripsi frame adalah elemen kunci dari setiap protokol lapisan data link. Meskipun ada banyak protokol lapisan data link berbeda yang menjelaskan frame lapisan data link
Tidak ada komentar:
Posting Komentar