Senin, 19 Maret 2012

Physical Layer (Lapisan Fisik) dalam Model OSI

Physical Layer (Lapisan Fisik) dalam OSI

Lapisan fisik atau physical Layer (PHY Layer) adalah Layer paling bawah dalam model OSI. Physical Layer berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan, topologi jaringan dan pengkabelan, seperti sambungan elektronik dari komputer ke Local Area Network melalui Ethernet Card atau perangkat wireless, perangkat modem satelit atau perangkat modem leased line. Selain itu, level ini juga mendefinisikan bagaimana Network Interface Card (NIC) dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio.
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. Layer ini merupakan fundamental dalam struktur data logikal pada sebuah jaringan. Karena ada banyak sekali teknologi hardware dengan karakteristik yang berbeda di pasaran, layer ini juga merupakan layer yang paling kompleks dalam OSI Model.
Secara nyata, physical layer adalah layer yang mentransmisikan bit data secara nyata pada cabang jaringan yang saling terkoneksikan lewat physical link. Aliran bit data dapat dikelompokkan menjadi kode dalam format words atau simbol, dan kemudian dikonversi menjadi physical signal yang ditransmisikan melalui media hardware.
Perangkat elektronik yang digunakan ini memberikan karakteristik fisik media jaringan computer dimana komunikasi terjadi. Lapisan fisik melakukan fungsi pengiriman dan penerimaan bit stream dalam medium fisik. kita akan mengetahui spesifikasi mekanikal, optikal, fungsional dan elektrikal pada media transmisi serta antarmukanya dan membawa sinyal untuk semua lapisan yang lebih tinggi. Sifat dan bentuk dari konektor elektrik, frekuensi yang dipancarkan, dan skema modulasi dispesifikasikan di layer ini. Dalam arsitektur jaringan OSI, physical layer menerjemahkan permintaan komunikasi dari data link layer pada operasi hardware untuk mentransmisikan dan menerima sinyal elektronik.
Ciri-ciri Lapisan Fisik adalah
  • Karakteristik fisik daripada media dan antarmuka.
  • Representasi bit-bit. Maksudnya lapisan fisik harus mampu menterjemahkan bit 0 atau 1, juga termasuk pengkodean dan bagaimana mengganti sinyal 0 ke 1 atau sebaliknya.
  • Data rate (laju data).
  • Sinkronisasi bit.
  • Line configuration (Konfigurasi saluran). Misalnya: point-to-point atau point-to-multipoint configuration.
  • Topologi fisik. Misalnya: mesh topology, star topology, ring topology atau bus topology.
  • Moda transmisi. Misalnya : half-duplex mode, full-duplex(simplex) mode.
  • Mengirimkan dan menerima data mentah pada media fisik serta mendeteksi dan melaporkan status saluran dan error
  • Karakteristik Prosedural : pengkodean bit untuk transmisi, fullduplex atau half-duplex, prosedur untuk memulai dan menghentikan transmisi
  • Karakteristik Fungsional: menentukan fungsi- fungsi yang ditampilkan oleh sirkuit tunggal dan interface fiskal diantara sebuah sitem dan media transmisi
  • Karakteristik elektris : berkaitan dengan tampilan bit-bit dalam hal level tegangan, timing redaman yang diperbolehkan
  • Karakteristik mekanik : ukuran dan bentuk konektor, jumlah pin, tipe kabel dan spesifikasi
Contoh : RS232C

Physical layer mendefinisikan semua spesifikasi fisik dan elektris untuk semua peralatan meliputi level tegangan, spesifikasi kabel, tipe konektor dan timing. Fungsi utama dari lapisan ini adalah bertanggung jawab atas transmisi bit stream (binary transmission), pengaktifan dan pengaturan  physical interface dari jaringan komputer, dan memodulasi data digital antara peralatan yang digunakan user dengan signal yang berhubungan. Beberapa contoh peralatan yang bekerja pada physical layer adalah  kabel Unshielded Twisted Pair (UTP), kabel Shielded Twisted Pair (STP), kabel coaxial, kabel fiber optic, dan hub. Protokol-protokol pada level PHY mencakup IEEE 802.3, RS-232C, dan X.21. Repeater, transceiver, kartu jaringan/network interface card (NIC), dan pengabelan beroperasi di dalam lapisan ini.
Lapisan fisik dapat berupa kabel LAN CAT5, sekumpulan kabel fiber optik, gelombang radio, pada dasarnya medium yang dapat digunakan untuk mengirimkan sinyal. Kabel yang terpotong, fiber rusak dan kerusakan radio adalah masalah yang terjadi di lapisan fisik.
Hal yang dilakukan Lapisan Fisik : 

 1. Data encoding: memodifikasi pola sederhana sinyal digital (1s dan 0s) digunakan oleh PC untuk mengakomodasi lebih baik karakteristik fisik media, dan untuk membantu dalam bit dan sinkronisasi frame yang canggih. Menentukan:

o    Apa sinyal negara mewakili 1 biner
o    Bagaimana menerima stasiun tahu ketika "sedikit-waktu" mulai
o    Bagaimana menerima stasiun delimits bingkai

 2.  Lampiran medium fisik, yang mengakomodasi berbagai kemungkinan dalam media:
o    Akan transceiver eksternal (MAU) digunakan untuk menghubungkan Media?
o    Berapa banyak pin konektor punya dan apa masing-masing pin digunakan untuk?

 3. Transmisi teknik: menentukan apakah bit dikodekan akan ditransmisikan oleh baseband (digital) atau broadband signaling (analog).

 4. Medium transmisi fisik: mengirimkan bit sebagai listrik atau sinyal optik yang tepat untuk media fisik, dan menentukan:
o    Apa pilihan medium fisik dapat digunakan
o    Berapa banyak volt/db harus digunakan untuk mewakili tertentu sinyal negara, menggunakan media fisik tertentu

  5. Physical Layer berfungsi dalam pengiriman raw bit ke channel komunikasi

 6. Masalah desain yang harus diperhatikan disini adalah memastikan bahwa bila satu sisi mengirim data 1 bit, data tersebut harus diterima oleh sisi lainnya sebagai 1 bit pula, dan bukan 0 bit.

Fungsi-fungsi utama yang dilakukan pada physical layer antara lain:
  • Pengantaran data bit-by-bit atau symbol-by-symbol
  • Menyediakan interface yang terstandarisasi untuk media transmisi physical
  • Sinkronisasi bit dalam synchronous serial communication
  • Start-stop signalling dan flow control dalam asynchronous serial communication
  • Multiplexing, untuk koneksi dengan circuit switched
  • Carrier sense dan collision detection yang disediakan oleh beberapa multiple access protocols level 2
  • Equalization filtering, training sequences, pulse shaping dan pemrosesan physical signal lainnya
 Protokol pada physical layer antara lain:
  • Modem jaringan telepon – V.92
  • IRDA Physical Layer
  • USB Physical Layer
  • EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485
  • Ethernet physical layer, termasuk 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX
  • 802.11 Wi-Fi Physical Layers
  • DSL
  • ISDN
  • SONET/SDH
  • Optical Transport Network (OTN)
  • GSM Um radio interface physical layer
  • Bluetooth Physical Layer
  • Firewire
  • TransferJet Physical Layer
  • Etherloop
  • ARINC 818 Avionics Digital Video Bus
  • G.hn/G.9960 Physical Layer
  • Controller Area Network (CAN) Physical Layer
 Hardware pada physical layer antara lain:
  • Network adapter
  • Repeater
  • Network hub
  • Modem
  • Fiber Media Converter
 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:
  • Menghubungkan dengan sublayer medium access control (MAC) yang merupakan bagian dari Data Link Layer.
  • Melakukan encoding character, pengiriman, penangkapan, dan decoding.
  • Melakukan perintah fungsi isolasi.

Fungsi dan servis utama yang dilakukan oleh Physical Layer adalah:
  1. Pengiriman bit-by-bit atau symbol-by-symbol.
  2. Menyediakan sebuah standarasisasi interface ke media transimisi fisikal, mencakup:
  • Spesifikasi mekanikal dari konektor elektris dan kabel, untuk contoh panjang maksimal kabel.
  • Spesifikasi elektris dari level sinyal line transimisi dan impedansi
  • Radio interface, termasuk alokasi frekuensi spectrum elektromagnet dan spesifikasi dari kekuatan sinyal, analog bandwidth, dll.
  • Spesifikasi dari infrared radiation (IR) melewati fiber optik atau sebuah link komunikasi wireless IR.
  3. Modulasi
Modulasi adalah proses menyampaikan sebuah sinyal pesan, misalnya bit stream digital atau sinyal analog audio, dalama sinyal lain yang dapat dikirimkan secara fisik.
  4. 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
  9. Carrier sense dan collision detection yang digunakan oleh beberapa level 2 multiple access protocols
10. Menyaring equalization, training sequence, pulse shaping, dan sinyal processing dari sinyal fisikal lainnya.
11. Perbaikan forward error
12. Bit-interleaving dan channel coding lainnya.

Berikut adalah tanggungjawab utama dari physical layer:
  • Menentukan spesifikasi hardware
Detail dari berjalannya kabel, konektor, trancievers wireless radio, network interface cards, dan device hardware lainnya biasanya adalah fungsi dari physical layer.
  • Encoding dan signaling
Physical layer bertanggung jawab terhadap bermacam fungsi encoding dan signaling yang merubah data dari bit-bit yang berada di komputer atau device lainnnya ke sinyal yang dapat di kirim melewati jaringan.
  • Pengiriman dan penerimaan data
Setelah encoding data, physical layer benar-benar mengirimkan data, dan tentunya menerimanya. Perhatikan bahwa ini sama saja untuk jaringan wired dan wireless.
  • Topology dan design jaringan fisik
Pyhsical layer juga dianggap sebagai domain dari banyak hardware yang terkait dengan masalah desain jaringan, seperti topologi LAN dan WAN.
  • Berkomunikasi langsung dengan jenis media transimisi

Contoh dari physical layer adalah Telephone network modems- V.92,IRDA Physical Layer,USB Physical Layer, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, Ethernet physical layer Including 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX and other varieties, Varieties of 802.11Wi-Fi Physical Layers, DSL, ISDN, T1 and other T-carrier links, and E1 and other E-carrier link, SONET/SDH, GSM Um radio interface physical layer, Bluetooth Physical Layer, ITU Recommendations: see ITU-T, Firewire, TransferJet Physical Layer, Etherloop, ARINC 818 Avionics Digital Video Bus, G.hn/G.9960 Physical Layer.


DAFTAR PUSTAKA


0 komentar:

Poskan Komentar