macan guling: Cisco Fundamental : OSI Physical Layer

Physical Layer Secara Umum

Fungsi utama dari physical layer adalah melakukan encode frame menjadi sinyal untuk dikirim melalui media (dan kebalikannya). Disebut juga proses encoding dan decoding. Sehingga tujuan utama dari layer ini adalah membuat sinyal listrik, optik, atau RF (Radio Frequency) yang merepresentasikan bit pada tiap frame.

Pengiriman frame melalui media memerlukan elemen layer fisik sebagai berikut:

1. Media fisik dan konektornya

2. Bentuk representasi bit pada media

3. Model encoding data dan kontrol informasi

4. Sirkuit transmitter dan receiver

Media Jaringan Secara Umum

Ada 3 buah media jaringan secara umum:

1. Tembaga

2. Fiber

3. Wireless

Standar Protokol Physical Layer

Dikembangkan oleh berbagai organisasi, saat ini standar protokol yang digunakan mencakup.

Teknologi dan Hardware Layer Fisik

Hal ini mencakup 4 standar kategori:

1. Physical and electrical properties of the media

2. Mechanical properties (materials, dimensions, pinouts)

3. Bit representation by the signals (encoding) Definition of control information signals

Encoding

Encoding adalah metode mengubah stream bit menjadi kode yang telah ditentukan. Kode-kode ini dikelompokkan menjadi pola yang dapat diprediksi agar mudah dikenali pengirim dan penerima. Selain mengkodekan data, proses encoding juga dapat menambahkan kode untuk fungsi kontrol seperti penanda awal dan akhir frame.

Signaling

Layer fisik harus menghasilkan output listrik, optic, atau RF yang merepresentasikan “1” dan “0” pada media. Metode ini disebut dengan signaling.

Metode Signaling

Setiap bit dikirim satu persatu ke media. Waktu yang dialokasikan untuk sebuah bit pada media disebut bit time. Suksesnya sebuah pengiriman memerlukan metode sinkronisasi antara transmitter dan receiver. Signal yang merepresentasikan bit harus dianalisa secara spesifik agar bisa ditentukan nilainya “1” atau “0”.

Ada 3 karakteristik signal yang bisa digunakan untuk merepresentasikan bit:

1. Amplitude

2. Frequency Phase

3. Phase

NRZ Signaling

Non Return to Zero (NRZ) adalah metode signaling yang mentransmisikan bits dalam seri tegangan. Tegangan rendah merepresentasikan “0” dan tegangan tinggi merepresentasikan “1”.

Besarnya tegangan tergantung standar layer fisik yang digunakan (pada kabel yang akan berbeda). Metode sederhana ini hanya cocok untuk pengiriman data kecepatan rendah. Metode signaling ini tidak efisien dalam penggunaan bandwidth dan rentan elektromagnetik. Dan pada metode ini sering terjadi hilangnya penanda batas antar bit, saat kiriman 1 dan 0 yang amat panjang (transisi tegangan menghilang).

Manchester Encoding

Pada model ini, nilai bit direpresentasikan dengan transisi tegangan. Sebuah transisi dari tegangan rendah ke tegangan tinggi merepresentasikan “1” dan transisi dari tegangan tinggi ke rendah merepresentasikan “0”.

Perubahan tegangan harus terjadi pada satu unit bit time. Metode ini juga kurang efisien untuk kecepatan tinggi, namun dapat digunakan hingga 10 Mbps (implementasi pada 10BaseT Ethernet).

Contoh Signaling

Code Group

Layer fisik dapat menggunakan set simbol yang disebut code groups. Digunakan untuk merepresentasikan data atau informasi kontrol. Code group adalah urutan code bit yang diinterpretasikan sebagai pola bit data. Sebagai contoh : code bits 10101 dapat merepresentasikan data bits 0011.

Keuntungan menggunakan code groups adalah

1. Reducing bit level error.

2. Limiting the effective energy transmitted in to the media

3. Helping to distinguish data bits from control bits

4. Better media error detection.

Code group memiliki 3 simbol terpisah untuk 3 jenis data

1. Data symbols. Merepresentasikan data frame.

2. Control symbols. Kode khusus untuk transmisi kontrol, termasuk tanda end frame dan idle.

3. Invalid symbols. Dikirim sebagai tanda terima mengindikasikan frame error.

Contoh Code Group Standar 4B5B

Pada code group ini, 4 bit data menjadi 5 bit simbol

Bandwidth

Bandwidth adalah kapasitas media untuk membawa data dalam bentuk raw (mentah termasuk seluruh enkapsulasi). Satuan yang digunakan dapat dilihat pada table berikut.

Data Throughput dan Goodput

Throughput adalah ukuran transfer bits melalui media dalam periode waktu. Karena banyak faktor, umumnya nilai throughput tidak sama dengan bandwidth media (lebih kecil).

Goodput adalah ukuran data yang dapat digunakan (minus enkapsulasi) berupa data bersih yang bisa digunakan aplikasi. Nilai goodput pasti lebih rendah dari throughput, sebagai contoh dua terminal mengirim data melalui stack TCP/IP dengan media berbandwidth 100 Mbps mungkin hanya memiliki throughput antara 60% - 80% nya (60-80 Mbps) dan goodputnya hanya sekitar 40% (40 Mbps).