Physical Layer / Lapisan Fisik

 Physical Layer

1.   OSI Layers
        Model referensi jaringan terbuka OSI atau OSI Reference Model for Open Networking adalah sebuah model arsitektur jaringan yang dikembangkan oleh badan International Organization for Standarization (ISO) di Eropa pada tahun 1977. OSI sendiri meruakan singkatan dari (Open System Interconnection). Model ini disebut juga dengan “Model Tujuh Lapis OSI” (OSI Seven Layer Models).

-       Application:  berfungsi sebagai antarmuka dengan aplikasi dengan fungsionalitas jaringan, mengatur bagaimana aplikasi dapat mengakses jaringan, dan kemudian membuat pesan-pesan kesalahan.
-       Presentation: berfungsi untuk mentranslasikan data yang hendak ditransmisikan oleh aplikasi ke dalam format yang dapat ditransmisikan melalui jaringan.
-       Session: berfungsi untuk mendefinisikan bagaimana koneksi dapat dibuat, dipelihara, atau dihancurkan. Selain itu, level ini juga dilakukan resolusi nama.
-       Transport: berfungsi untuk memecah data kedalam paket-paket data seta memberikan nomor urut ke paket-paket tersebut sehingga dapat disusun kembali pada sisi tujuan setelah diterima. Selain itu, pada level ini juga membuat sebuah tanda bahwa paket diterima dengan sukses (acknowledgement), dan mentransmisikan ulang terhadp paket-paket yang hilang di tengah jalan.
-       Network: berfungsi untuk mendefinisikan alamat-alamat IP, membuat header untuk paket-paket, dan kemudian melakukan routing melalui internetworking dengan menggunakan router dan switch layer-3.
-       Data Link: Befungsi untuk menentukan bagaimana bit-bit data dikelompokkan menjadi format yang disebut sebagai frame. Selain itu, pada level ini terjadi koreksi kesalahan, flow control, pengalamatan perangkat keras (seperti halnya Media Access Control Address (MAC Address)), dan menetukan bagaimana perangkat-perangkat jaringan seperti hub, bridge, repeater, dan switch layer 2 beroperasi. Spesifikasi IEEE 802, membagi level ini menjadi dua level anak, yaitu lapisan Logical Link Control (LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC).
-       Physical: berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitek jaringan (Ethernet atau Token Ring), topologi jaringan dan pengabelan. Selain itu level ini juga mendefinisikan bagaimana Network Interface Card (NIC) dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio.

2.  Gambaran Umum Physical Layers

      Secara umum Physical Layers menyediakan sarana untuk transportasi di seluruh jaringan media bit yang menyusun kerangka Data Link layer. Lapisan ini menerima sebuah frame lengkap dari lapisan Data Link dan encode sebagai serangkaian sinyal yang dikirim ke media lokal. Bit dikodekan yang terdiri bingkai yang diterima oleh salah satu perangkat akhir atau sebuah perangkat perantara.
Pengiriman frame di media local memerlukan unsur lapisan berikut: Fisik media dan konektor terkait; sebuh representasi bit pada media Encoding data dan control informasi Pemancar dan Penerima sikkuit pada perangkat jaringan.
Ada tiga bentuk dasar media jaringan pada data yaitu:

1.    Kabel Tembaga (Copper Cable)
Untuk media kabel tembaga, sinyal-sinyal adalah pola pulsa elektrik.

2.    Fiber
Untuk serat, pola sinyal cahaya

3.    Wireless
Untuk media wireless, sinyal-sinyal adalah pola transmisi radio.

Tiga fungsi dasar dari lapisan  fisik adalah seperti gambar beriktut:

1.  Komponen Fisik
2. Data Encoding
     Encoding adalah cara mengubah suatu aliran bit data ke dalam kode standar. Kode adalah pengelompokan bit yang digunakan untuk memberikan pola diprediksi yang dapat diakui oleh pengirim dan menerima. Menggunakan pola diprediksi akan membantu untuk membedakan bit data dari bit kontrol dan menyediakan deteksi kesalahan media yang lebih baik. Selain membuat kode untuk data, metode pengkodean pada lapisan fisik juga dapat memberikan kode untuk tujuan kontrol seperti mengidentifikasi awal dan akhir frame.
3.  Pemberian Signal
      Lapisan Fisik harus menghasilkan sinyal-sinyal listrik, optik, atau nirkabel yang mewakili “1″ dan “0″ pada media. Metode mewakili bit disebut metode isyarat. Standar lapisan fisik harus menentukan apa yang merupakan jenis sinyal “1″ dan “0″.

3. Manfaat  Physical Layers pada Komunikasi Data

Media paling sering digunakan untuk komunikasi data adalah kabel yang menggunakan kawat tembaga untuk sinyal data dan bit kontrol antar perangkat jaringan. Kabel yang digunakan untuk komunikasi data yang biasanya terdiri dari serangkaian kabel tembaga individu yang membentuk sirkuit sinyal didedikasikan untuk tujuan tertentu. Jenis lain dari kabel tembaga, yang dikenal sebagai kabel koaksial, memiliki konduktor tunggal yang berjalan melalui pusat kabel yang terbungkus oleh, namun terisolasi dari, pelindung lainnya.
Tembaga jenis media yang dipilih adalah ditentukan oleh standar lapisan Fisik yang dibutuhkan untuk menghubungkan lapisan Data Link perangkat dua atau lebih jaringan. Kabel ini dapat digunakan untuk menghubungkan node di LAN untuk perangkat perantara, seperti router dan switch. Kabel juga digunakan untuk menghubungkan perangkat WAN ke penyedia layanan data seperti perusahaan telepon. Setiap jenis koneksi dan perangkat kabel terlampir persyaratan yang ditetapkan oleh standar lapisan fisik.
Jaringan media umumnya menggunakan jack modular dan colokan, yang menyediakan koneksi mudah dan pemutusan. Juga, satu jenis konektor fisik dapat digunakan untuk beberapa jenis koneksi. Sebagai contoh, konektor RJ-45 digunakan secara luas dalam LAN dengan satu jenis media dan di beberapa WAN dengan jenis media lain. Berikut adalah contoh hardware yang memakai kawat tembaga

4. Pengertian Physical Layer

Physical layer adalah layer terbawah dari layer OSI model dari jaringan komputer. Physical layer terdiri dari perangkat keras dasar jaringan. Ini adalah layer yang mendasari struktur data logical dari level fungsi yang lebih tinggi dari sebuah jaringan. Karena kebanyakan teknologi perangkat keras yang tersedia dengan karakteristik yang sangat beragam, kemungkinan physical layer adalah layer yang paling rumit di arsitektur OSI.

Physical layer menjelaskan cara-cara mengirimkan bit-bit raw dari paket data logical melewati link fisikal yang menghubungkan node-node jaringan. Bit stream dapat dikelompokkan ke code-code atau symbol-symbol dan diubah ke sinyal fisik yang dikirimkan melewati sebuah perangkat keras media transmisi. Pysical layer menyediakan elekris, mekanikal, dan procedural interface ke media transmisi. Bentuk dan sifat dari konektor listrik, frekuensi untuk dibroadcast, skema modulasi yang digunakan dan paramater low-level serupa, ditentukan di sini.

Physical layer menerjemahkan permintaan komunikasi logik dari Layer Data Link ke operasi hardware-spesific yang mempengaruhi pengiriman dan permintaan sinyal.

Dalam sebuah local area network(LAN) atau sebuah metropolitan area network(MAN) yang menggunakan arsitektur open system interconnection (OSI), physical signaling sublayer adalah bagian dari Physical Layer yang:

1.    Menghubungkan dengan sublayer medium access control (MAC) yang merupakan bagian dari Data Link Layer.

2.    Melakukan encoding character, pengiriman, penangkapan, dan decoding.

3.    Melakukan perintah fungsi isolasi.

Fungsi dan servis utama yang dilakukan oleh Physical Layer adalah:

·         Pengiriman bit-by-bit atau symbol-by-symbol.

Menyediakan sebuah standarasisasi interface ke media transimisi fisikal, mencakup:

1.    Spesifikasi mekanikal dari konektor elektris dan kabel, untuk contoh panjang maksimal kabel.

2.     Spesifikasi elektris dari level sinyal line transimisi dan impedansi

3.     Radio interface, termasuk alokasi frekuensi spectrum elektromagnet dan spesifikasi dari kekuatan sinyal, analog bandwidth, dll.

4.    Spesifikasi dari infrared radiation (IR) melewati fiber optik atau sebuah link komunikasi wireless IR.

·         Modulasi

Modulasi adalah proses menyampaikan sebuah sinyal pesan, misalnya bit stream digital atau sinyal analog audio, dalama sinyal lain yang dapat dikirimkan secara fisik.

·         Line coding

5.    Sinkronisasi bit dalam synchronous serial communication

6.    Memulai dan menghentikan signalling dan mengontrol arus dalam asynchronous serial communication

7.    Circuit switching

8.    Multiplexing

Memulai dan menghentikan koneksi circuit switched

                                                         

·         Carrier sense dan collision detection yang digunakan oleh beberapa level 2 multiple access protocols

1.       Menyaring equalization, training sequence, pulse shaping, dan sinyal processing dari sinyal fisikal lainnya.

2.       Perbaikan forward error

3.       Bit-interleaving dan channel coding lainnya.