Thursday, May 10, 2012
Physical Layer
Physical layer ada di antara data link layer dan media transmisi. Tugas utamanya adalah menyediakan servis untuk data link layer. Salah satu servis yang disediakan oleh physical layer adalah membentuk sinyal yang merepresentasikan aliran data dalam bentuk bit 0 dan 1 dari data link layer.
Physical layer juga mengatur media transmisi. Layer inilah yang menentukan aliran data, dan jumlah saluran (logical channel) utnuk mengirimkan data yang datang dari sumber yang berbeda.
1.1. Digital dan Analog
Sebagai ilustrasi, bayangkan perbedaan antara aliran air dan lalu lintas di jalan. Ilustrasi untuk data analog adalah air yang mengalir di suatu saluran atau sungai, dengan molekul-molekul yang saling terikat dan bagian-bagiannya tidak dapat dibedakan dengan jelas. Kita dapat menghitung volume air dalam suatu ember, tapi itu bukan jumlah sesungguhnya, karena kita tidak dapat menghitung satu persatu molekul yang membentuk volume air tersebut. Aliran air selalu kontinu.
Sedangkan dalam lalu lintas di jalan, kita dapat membedakan mobil yang satu dengan mobil yang lain, masing-masing memiliki bentuk fisik yang berbeda dan dapat dengan mudah dihitung. Ilustrasi ini berlaku untuk data digital.
DATA DIGITAL DAN ANALOG
Data digital
Komputer menyimpan data dalam bentuk symbol yang disimpan dalam memori komputer. Tiap unit memori adalah suatu switch, dan memiliki dua keadaan, yaitu on dan off, dan symbol yang digunakan adalah 0 dan 1 (dikenal sebagai bit). Informasi yang disimpan dalam memori komputer merupakan kombinasi dari 0 dan 1.
Contoh data digital:
110001100……………………………….10101010
Data Analog
Data analog adalah informasi yang kontinu. Seperti aliran air yang tidak terputus, terus mengalir hingga suatu saat sampai di laut atau masuk ke dalam lubang di tanah.
Data Analog
Data analog adalah informasi yang kontinu. Seperti aliran air yang tidak terputus, terus mengalir hingga suatu saat sampai di laut atau masuk ke dalam lubang di tanah.
SINYAL DIGITAL DAN ANALOG
Dalam komunikasi data, data ditransfer dari satu komputer ke komputer lainnya melalui media transmisi. Data yang dilewatkan haruslah dalam bentuk yang dapat diterima media transmisi, yaitu energi elektromagnetik (dalam bentuk sinyal).
Sinyal adalah energi elektromagnetik yang melewati kabel/saluran transmisi. Sinyal yang melewati saluran transmisi bisa terdiri dari sinyal digital dan sinyal analog.
Dalam komunikasi data, data ditransfer dari satu komputer ke komputer lainnya melalui media transmisi. Data yang dilewatkan haruslah dalam bentuk yang dapat diterima media transmisi, yaitu energi elektromagnetik (dalam bentuk sinyal).
Sinyal adalah energi elektromagnetik yang melewati kabel/saluran transmisi. Sinyal yang melewati saluran transmisi bisa terdiri dari sinyal digital dan sinyal analog.
Gambar 3. Sinyal analog dan digital
Sinyal Digital
Data (baik data digital maupun data analog) dapat direpresentasikan oleh sinyal digital. Misalnya, suatu 1 dapat di-enkode sebagai suatu tegangan positif dan 0 sebagai tidak adanya tegangan.
Ada dua term penting yang berkaitan dengan transmisi sinyal digital yaitu bit interval dan bit rate. Bit interval adalah waktu yang diperlukan untuk mengirimkan suatu bit. Sedangkan bit rate adalah jumlah dari bit yang dikirimkan dalam satu detik, dikenal juga sebagai bit per second (bps).
Unit-unit dari bit rate sebagai berikut:
One bit per seconds (bps) = 1 bps
Kilobits per seconds (kbps) = 1.000 bps
Megabits per seconds (Mbps) = 1.000.000 bps
Gigabits per seconds (Gbps) = 1.000.000.000 bps
Terabits per second (Tbps) = 1.000.000.000.000 bps
Signal Analog
Data ditransmisikan dalam bentuk gelombang yang kontinu. Sinyal sinusoida merupakan bentuk dasar dari sinyal analog. Sinyal ini berubah secara konsisten dan kontinu secara teratur dalam suatu cycle.
Sinyal sinusoida memiliki tiga karakterisitik, yaitu amplitude (amplitude), period atau frequency (frekuensi) dan phase (fasa)
Amplitudo adalah nilai dari sinyal tersebut di suatu titik pada gelombang. Merupakan jarak vertical dari sumbu horizontalnya. Amplitudo maksimum suatu gelombang sinusoida adalah titik tertinggi yang dicapai pada sumbu vertikal.
Periode adalah jumlah waktu yang dibutuhkan (dalam detik) oleh suatu sinyal, untuk melengkapi satu cycle.
Frekuensi adalah jumlah dari cycle dalam satu detik. Frekuensi = 1/Periode
Fasa adalah posisi dari gelombang relatif saat waktu (t) = 0. Jika kita asumsikan gelombang adalah sesuatu yang dapat dipindahkan ke depan atau ke belakang sepanjang sumbu waktu, fasa mendeskripsikan jumlah dari perpindahan tersebut, mengindikasikan status dari cycle yang pertama. Fasa diukur dalam derajat, atau radian (360 derajat adalah 2p radian).
Periode adalah jumlah waktu yang dibutuhkan (dalam detik) oleh suatu sinyal, untuk melengkapi satu cycle.
Frekuensi adalah jumlah dari cycle dalam satu detik. Frekuensi = 1/Periode
Fasa adalah posisi dari gelombang relatif saat waktu (t) = 0. Jika kita asumsikan gelombang adalah sesuatu yang dapat dipindahkan ke depan atau ke belakang sepanjang sumbu waktu, fasa mendeskripsikan jumlah dari perpindahan tersebut, mengindikasikan status dari cycle yang pertama. Fasa diukur dalam derajat, atau radian (360 derajat adalah 2p radian).
Sinyal Kompleks
Dalam dunia nyata, suatu sinyal biasanya terdiri dari beberapa sinyal sederhana. Misalnya, suatu sinyal yang telepon genggam dengan teknologi GSM dapat memiliki frekuensi 890-915 MHz untuk uplink (dari mobile ke base station) dan 935-960 MHz untuk downlink (dari base station ke mobile).
Bandwidth
Dalam suatu sinyal yang kompleks, bandwidth dari suatu sinyal adalah perbedaan antara frekuensi tertinggi dan frekuensi terendah. Misalnya suatu sinyal memiliki frekuensi antara 10 kHz dan 50 kHz berarti memiliki bandwidth 40 kHz.
Bandwidth
Dalam suatu sinyal yang kompleks, bandwidth dari suatu sinyal adalah perbedaan antara frekuensi tertinggi dan frekuensi terendah. Misalnya suatu sinyal memiliki frekuensi antara 10 kHz dan 50 kHz berarti memiliki bandwidth 40 kHz.
Telepon rumah konvensional memiliki bandwith 4 kHz. Jalur ini didesain untuk membawa data berupa suara manusia yang memiliki frekuensi antara 0 – 4 kHz. Sinyal digital yang merupakan sinyal kompleks, memiliki bandwidth yang jauh lebih lebar dari sinyal analog, sehingga memerlukan kualitas jalur transmisi yang lebih baik dengan memperlebar bandwidth, atau memodifikasi sinyal digital tersebut hingga mampu melalui jalur dengan bandwidth 4 kHz.
1.2. Mengubah Data Menjadi Sinyal
Dalam pengiriman data, ada empat skenario yang dapat terjadi sebagai berikut:
* Mengirimkan data digital menggunakan sinyal digital
* Mengirimkan data digital menggunakan sinyal analog
* Mengirimkan data analog menggunakan sinyal digital
* Mengirimkan data analog menggunakan sinyal analog
Digital Encoding – Konversi Digital ke Digital
1.2. Mengubah Data Menjadi Sinyal
Dalam pengiriman data, ada empat skenario yang dapat terjadi sebagai berikut:
* Mengirimkan data digital menggunakan sinyal digital
* Mengirimkan data digital menggunakan sinyal analog
* Mengirimkan data analog menggunakan sinyal digital
* Mengirimkan data analog menggunakan sinyal analog
Digital Encoding – Konversi Digital ke Digital
Bila data yang akan dikirim dalam bentuk digital (dalam bentuk 0 dan 1), dan media transmisinya mampu untuk menangani sinyal digital (memiliki bandwidth yang lebar) maka physical layer mampu untuk untuk meng-enkode data digital ke sinyal digital utnuk pentransmisian.
Hampir semua LAN (Local Area Network) menggunakan endoke digital-to-digital karena data yang disimpan dalam komputer adalah data digital dan kabel yang menghubungkan komputer-komputer tersebut mampu membawa sinyal digital.
Hampir semua LAN (Local Area Network) menggunakan endoke digital-to-digital karena data yang disimpan dalam komputer adalah data digital dan kabel yang menghubungkan komputer-komputer tersebut mampu membawa sinyal digital.
Gambar 6. Konversi data digital ke sinyal digital
Modulasi - Konversi Digital ke Analog
Kadangkala physical layer perlu merubah data digital menjadi sinyal analog, misalnya saat penggunaan telepon konvensional untuk mengirim data digital via Internet. Jalur yang digunakan adalah jalur analog dengan bandwidth yang sempit, sekitar 4 kHz yang tidak memungkinkan untuk dilewati sinyal digital dalam pengiriman data yang reliable. Pada kasus ini diperlukan konversi digital ke analog, yang dikenal sebagai modulasi. Suatu piranti yang disebut modem (modulator/demodulator) diperlukan untuk memodulasi dan mendemolasi data.
Sampling Data Analog: Konversi Analog ke Digital
Konversi data dari analog ke digital diperlukan saat data analog akan dikirimkan sebagai sinyal digital. Misalnya pengiriman data suara jarak jauh via perusahaan telepon melalui jaringan digital. Suara dikirimkan sebagi sinyal analog dari pelanggan, dan kemudian dilewatkan via jaringan digital. Ada dua alasan penggunaan sinyal digital untuk jalur telepon jarak jauh. Pertama, sinyal digital lebih tahan terhadap noise dan kedua jaringan digital dapat digunakan dalam transmisi data, selain suara.
Konversi data dari analog ke digital diperlukan saat data analog akan dikirimkan sebagai sinyal digital. Misalnya pengiriman data suara jarak jauh via perusahaan telepon melalui jaringan digital. Suara dikirimkan sebagi sinyal analog dari pelanggan, dan kemudian dilewatkan via jaringan digital. Ada dua alasan penggunaan sinyal digital untuk jalur telepon jarak jauh. Pertama, sinyal digital lebih tahan terhadap noise dan kedua jaringan digital dapat digunakan dalam transmisi data, selain suara.
