Ethernet Data-Link Protocols (Lapisan Data-Link pada Ethernet)

 

 

Ethernet beroperasi di Layer 2 (Data-Link) model OSI dan diatur oleh standar IEEE 802.3. Protokol ini mengatur cara data dikirim antar perangkat dalam LAN.

1. Ethernet Frame

Format data yang digunakan di Ethernet disebut frame. Komponen utamanya:

• Preamble & SFD → penanda awal frame, sinkronisasi.

• Destination MAC Address → alamat tujuan.

• Source MAC Address → alamat pengirim.

• Type/Length → jenis protokol layer 3 (contoh: IPv4/IPv6).

• Payload (Data) → isi data yang dibawa.

• FCS (Frame Check Sequence) → pengecekan error dengan CRC-32.

---

2. MAC Addressing

• Setiap perangkat punya MAC Address unik (48-bit).

• Switch menggunakan tabel MAC untuk memutuskan ke port mana frame harus dikirim.

---

3. Media Access Control (CSMA/CD)

• CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection):

  • Digunakan pada Ethernet lama (hub).

  • Perangkat mendengar (carrier sense) sebelum mengirim data.

  • Jika tabrakan (collision) terjadi, perangkat berhenti dan mencoba lagi setelah jeda acak.

• Ethernet modern (switch, full-duplex): tidak ada collision, jadi CSMA/CD sudah jarang dipakai.

---

4. Error Detection

• Menggunakan FCS (CRC-32).

• Jika ada error, frame dibuang. Retransmisi ditangani oleh protokol lapisan lebih atas (misalnya TCP).

---

5. Standar Ethernet (IEEE 802.3)

Beberapa varian populer:

• 10BASE-T → 10 Mbps (kabel twisted pair).

• 100BASE-TX (Fast Ethernet) → 100 Mbps.

• 1000BASE-T (Gigabit Ethernet) → 1 Gbps.

• 10GBASE-T / 10GBASE-SR/LR → 10 Gbps.

• 40/100/400 Gigabit Ethernet → backbone & data center.

---

👉 Ringkasnya:
Ethernet Data-Link Protocols mencakup: frame format, addressing dengan MAC, metode akses media (CSMA/CD), error detection dengan FCS, dan berbagai standar kecepatan Ethernet (IEEE 802.3).

 

📑 Struktur Ethernet Frame (IEEE 802.3)

Field	Ukuran	Fungsi
Preamble	7 byte (56 bit)	Pola sinkronisasi untuk menyiapkan penerima sebelum data masuk.
Start Frame Delimiter (SFD)	1 byte (8 bit)	Penanda awal frame sebenarnya.
Destination MAC Address	6 byte (48 bit)	Alamat perangkat tujuan.
Source MAC Address	6 byte (48 bit)	Alamat perangkat pengirim.
Type/Length	2 byte	Menunjukkan jenis protokol Layer 3 (contoh: IPv4 = 0x0800).
Payload (Data)	46 – 1500 byte	Data asli dari Layer atas (misalnya IP packet).
Frame Check Sequence (FCS)	4 byte (32 bit)	CRC-32 untuk deteksi error.

 

 

📌 Catatan Penting:

• Ukuran minimum frame Ethernet: 64 byte (termasuk semua field).

• Ukuran maksimum frame standar: 1518 byte (bisa lebih besar pada Jumbo Frame).

• Jika data (payload) <46 byte, ditambahkan padding agar frame tetap minimal 64 byte.

 

 

 

  

Proses Pengiriman Data di Jaringan Ethernet

 

1. Pembentukan Frame Ethernet

   • Data dari aplikasi (misalnya file atau pesan) akan dibagi menjadi packet di layer Network (IP).

   • Packet kemudian dibungkus lagi menjadi frame Ethernet di layer Data Link.

   • Frame Ethernet terdiri dari:

     • Preamble & SFD (Start Frame Delimiter) → penanda awal frame.

     • Destination MAC Address → alamat tujuan.

     • Source MAC Address → alamat pengirim.

     • Type/Length → jenis protokol (mis. IPv4, IPv6).

     • Payload (Data) → isi data.

     • FCS (Frame Check Sequence) → untuk deteksi error.

2. Alamat MAC (Media Access Control)

   • Setiap perangkat di Ethernet punya alamat MAC unik (48 bit).

   • Pengiriman data menggunakan MAC address tujuan agar frame sampai ke perangkat yang benar.

3. Media Access (CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

   • Pada Ethernet lama (hub-based), perangkat harus mendeteksi apakah media kosong sebelum mengirim data.

   • Jika terjadi tabrakan (collision), perangkat akan berhenti sejenak lalu mencoba mengirim ulang.

   • Pada Ethernet modern (switch-based), collision sudah tidak ada karena setiap port bersifat dedicated.

4. Switching di LAN

   • Switch membaca alamat MAC tujuan dari frame.

   • Switch meneruskan frame hanya ke port yang menuju perangkat tujuan (MAC learning & forwarding).

   • Hal ini membuat Ethernet lebih efisien dibanding hub.

5. Error Checking

   • Penerima memeriksa FCS (CRC-32).

   • Jika ada error → frame dibuang, dan protokol lapisan atas (misalnya TCP) akan mengatur retransmisi.

6. Kecepatan & Duplex

   • Ethernet mendukung berbagai kecepatan: 10 Mbps, 100 Mbps (Fast Ethernet), 1 Gbps, 10 Gbps, hingga >400 Gbps.

   • Mode full-duplex memungkinkan pengiriman & penerimaan data sekaligus tanpa tabrakan.

---

👉 Singkatnya:
Data di Ethernet dikirim dalam bentuk frame berisi alamat MAC pengirim & tujuan, melalui kabel UTP atau fiber. Switch meneruskan frame sesuai alamat tujuan, dan penerima melakukan pengecekan error sebelum data diteruskan ke lapisan atas.

Konsep Dasar Transmisi Fiber Optic

 

 

 

Fiber optic mengirimkan data dalam bentuk cahaya melalui inti kaca atau plastik yang sangat kecil. Cahaya ini biasanya berasal dari laser atau LED.

1. Prinsip Pemantulan Total Internal

• Cahaya dipandu di dalam inti (core) karena perbedaan indeks bias antara core dan cladding.

• Selama sudut datang cahaya berada di atas “critical angle”, cahaya akan dipantulkan total dan tetap berjalan di dalam fiber.

2. Jenis Fiber Berdasarkan Mode Transmisi

• Single-Mode Fiber (SMF):

  • Diameter core kecil (±9 µm).

  • Hanya satu jalur cahaya (mode) yang lewat → minim dispersi.

  • Cocok untuk jarak jauh (puluhan hingga ratusan km).

• Multi-Mode Fiber (MMF):

  • Diameter core lebih besar (50–62,5 µm).

  • Banyak jalur cahaya (mode) berjalan bersamaan → bisa terjadi modal dispersion.

  • Cocok untuk jarak pendek (≤2 km).

3. Dispersi (Penyebaran Sinyal)

• Modal Dispersion: Terjadi pada MMF karena cahaya menempuh jarak berbeda di dalam core.

• Chromatic Dispersion: Terjadi karena panjang gelombang cahaya berbeda merambat dengan kecepatan berbeda.

• Polarization Mode Dispersion (PMD): Biasanya pada SMF, karena perbedaan polarisasi cahaya.

4. Redaman (Attenuation)

• Sinyal cahaya melemah saat merambat di dalam fiber karena:

  • Absorpsi (penyerapan) oleh material kaca.

  • Scattering (hamburan Rayleigh).

  • Bending losses (kerugian akibat kabel dibengkokkan terlalu tajam).

• Redaman biasanya diukur dalam dB/km.

5. Sumber Cahaya

• LED → biasanya untuk MMF, jarak dekat.

• Laser (LD/VCSEL) → untuk SMF dan MMF kecepatan tinggi.

6. Kapasitas & Bandwidth

• Fiber optic mendukung bandwidth yang sangat besar.

• Kecepatan transmisi bisa mencapai 1 Gbps, 10 Gbps, 40 Gbps, bahkan >400 Gbps dengan teknologi DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing).

---

👉 Singkatnya:
Transmisi pada fiber optic bekerja dengan cahaya yang dipandu melalui pemantulan total internal di dalam inti serat. Kualitas transmisi dipengaruhi oleh jenis fiber (SMF/MMF), redaman, dan dispersi.