Bab 2. Physical dan Data Link Layer

1
Bab 2.Physical dan Data Link Layer
2
Twisted Pair
Kabel twisted-pair sesuai dengan namanya terdiri
atas dua buah kabel tembaga yang saling dipilin.
3
Twisted Pair
Apa fungsi dari pilinan kabel? Pilinan kabel
berfungsi untuk mengurangi pengaruh gangguan
transmisi yang berupa derau (noise) dan
crosstalk. Jumlah pilinan per panjang kabel
mempunyai pengaruh terhadap kualitas dari sinyal
yang dibawa oleh kabel twisted-pair.
4
Twisted Pair
Berdasarkan pembungkusnya, kabel twisted-pair
terdiri atas dua macam, yaitu unshielded
twisted-pair (UTP) dan shielded twisted-pair
(STP). Perbedaan antara kabel UTP dan STP
5
UTP Cable
Kabel UTP dapat terhubung ke terminal atau devais
melalui sebuah konektor. Tipe konektor yang
digunakan adalah konektor RJ-45 untuk LAN dan
konektor RJ-11 untuk perangkat telepon dan modem.
Perbedaan dari kedua konektor tersebut adalah
dari sisi dimensi (ukuran). RJ-45 dapat menampung
sampai 4 pasang kabel twisted pair, sedangkan
RJ-11 hanya dapat menampung 2 pasang kabel
twisted pair.
6
UTP Cable
Kategori Spesifikasi Data Rate (Mbps) Aplikasi
1 Digunakan untuk membawa sinyal suara. lt0,1 Telepon
2 Digunakan untuk membawa sinyal T-1. Di Indonesia tidak beredar. 2 T-1
3 Digunakan untuk LAN Ethernet 10 LAN
4 Digunakan untuk LAN Token Ring Tidak berdar di Indonesia. 20 LAN
5 Digunakan untuk LAN Fast-Ethernet 100 LAN
5e Pengembangan dari category 5 dengan tujuan untuk meminimalkan crosstalk dan interferensi. 125 LAN
6 Digunakan untuk LAN Gigabit-Ethernet 200 LAN
7 Peningkatan dari category 6. Seringkali disebut juga dengan screened shielded twisted pair (SSTP). 600 LAN
7
UTP Cable
Selain jenis kabel dan konektor, badan standar
EIA juga menentukan standar tentang urutan
susunan kabel UTP di dalam konektor. Apabila
urutan kabel tidak sesuai dengan standar yang
ditetapkan, maka komunikasi tidak akan mencapai
kecepatan pengiriman data maksimal. Susunan kabel
UTP distandarkan dengan dalam dua nama, yaitu
EIA/TIA 586A dan EIA/TIA 586B.
8
UTP Cable
9
Straight-Through UTP Cabling
10
Crossover UTP Cabling
11
Coaxial Cable
Kabel koaksial sesuai dengan strukturnya di
desain untuk mengirimkan sinyal dengan frekuensi
tinggi. Bagian terdalam dari kabel koaksial
adalah kawat tembaga sebagai penghantar sinyal.
Kawat tembaga terbungkus oleh plastik yang
berfungsi sebagai insulator. Di bagian luar
plastik berupa anyaman kawat tembaga yang
berfungsi sebagai konduktor luar. Anyaman kawat
tembaga ini juga berfungsi untuk melindungi kabel
terhadap gangguan interferensi dari luar.
12
Coaxial Cable
Kabel koaksial menggunakan beberapa macam
konektor, antara lain konektor
Bayone-Neill-Concelman (BNC), konektor T dan
terminator
13
Coaxial Cable
Kategori Impedansi (O) Aplikasi
RG-6/U 75 Televisi kabel, satelit dan kabel modem
RG-8/U 50 Thick Ethernet
RG-58/U 50 Thin Ethernet
RG-62/U 92 ARCNet
RG-174/U 50 Pigtail dari access-point Wifi
RG-213/U 50 Komunikasi radio dan radio amatir
Note RG singkatan dari Radio Government. Note RG singkatan dari Radio Government. Note RG singkatan dari Radio Government.
14
Coaxial Cable
Kabel koaksial memiliki keunggulan dibandingkan
dengan twisted-pair dalam hal kemampuannya
membawa sinyal dengan bandwidth cukup lebar.
Misalnya aplikasi dalam telepon analog, kabel
koaksial dapat membawa sampai 10.000 sinyal suara.
15
Optical Fiber
Kabel serat optik terbuat dari gelas atau plastik
yang didesain untuk mengarahkan cahaya yang
melewatinya. Pada kabel serat optik data tidak
dikonversi menjadi tegangan listrik, melainkan
menjadi pulsa-pulsa cahaya. Karena itu sinyal
yang melewati kabel serat optik akan lebih tahan
terhadap interferensi daripada sinyal yang
melewati kabel tembaga.
16
Optical Fiber
Keuntungan lain menggunakan kabel serat optik
kecilnya efek atenuasi sinyal, sehingga jarak
jangkau kabel serat optik lebih jauh dibanding
twisted pair atau koaksial. Kabel serat optik
banyak digunakan untuk menopang tulang punggung
(backbone) jaringan komunikasi karena
kemampuannya untuk membawa sinyal dengan
bandwidth besar. Saat ini teknologi serat optik
telah mampu mengirimkan data sampai kecepatan
1600 Gbps.
17
Optical Fiber
Struktur kabel gelas atau plastik sebagai
penghantar cahaya berada di bagian tengah dari
kabel disebut dengan core. Core dibungkus dengan
clading yang berfungsi untuk mengatur pantulan
dari cahaya yang melewati core. Di luar clading
terdapat satu lapisan lagi yang disebut dengan
Kevlar bertujuan untuk menguatkan kabel.
18
Optical Fiber
Berdasarkan mode propagasi pulsa-pulsa cahaya
yang melewati core, serat optik dapat dibedakan
ke dalam tiga macam, yaitu multimode step-index,
multimode graded-index dan single mode.
19
Optical Fiber
Mode propagasi multimode secara fisik ditandai
dengan ukuran core yang lebih besar dibandingkan
dengan ukuran core pada single mode. Ukuran core
multimode step-index adalah 200 ?m, sedangkan
core dari multimode graded-index berukuran antara
50 ?m sampai 100 ?m. Single mode memiliki ukuran
core kurang dari 10 ?m.
20
Optical Fiber
Kabel serat optik memiliki tiga macam model
konektor, yaitu konektor subscribe- channel
(SC), konektor straight-tip (ST) dan konektor
MT-RJ yang berukuran sama dengan RJ-45.
21
Optical Fiber
Kategori Core (?m) Cladding (?m) Mode
50/125 50 125 Multimode graded-index
62.5/125 62.5 125 Multimode graded-index
100/125 100 125 Multimode graded-index
7/125 7 125 Single mode
22
Keuntungan Menggunakan Optical Fiber

• Memiliki bandwidth lebih besar, yaitu sampai 2
  Gbps
• Bentuk lebih kecil dan lebih ringan
• Atenuasi lebih rendah
• Isolasi terhadap pengaruh gelombang
  elektromagnetik dari luar
• Jarak maksimum antar segmen lebih jauh
• Sumber Cahaya     Light Emitting Diode
  (LED)    Injection Laser Diode (ILD)

23
Palapa Ring
24
Tugas Link Layer

• Tugas dari protokol link layer adalah memindahkan
  datagram dari satu node ke node berikutnya
  melalui individual link dalam bentuk frame.
• Disebut individual link karena, link antara
  node-node tersebut mungkin menggunakan protokol
  yang berbeda-beda. Misalnya, link pertama adalah
  ethernet, link berikutnya frame relay dan link
  terakhir PPP.

25
Layanan Link Layer

• Framing. Membungkus (encapsulate) datagram ke
  dalam bentuk frame sebelum transmisi.
• Link Access. Protokol2 Media Access Control (MAC)
  mengatur bagaimana sebuah frame di transmisikan
  ke dalam link. Misalnya, point-to-point atau
  broadcast.

26
Gambaran Link Layer
Sumber Kurose, 2003
27
Layanan Link Layer

• Reliable Delivery. Protokol link layer menjamin
  agar pengiriman datagram melalui link terjadi
  tanpa error. Ingat protokol TCP.
• Flow Control. Karena setiap node memiliki
  keterbatasan buffer (memory), maka link layer
  menjamin agar pengiriman frame tidak lebih cepat
  daripada pemrosesan frame pada sisi penerima.

28
Layanan Link Layer

• Error Detection. Kesalahan bit dapat terjadi
  akibat atenuasi sinyal atau noise di dalam link.
  Link layer melakukan deteksi kesalahan, tetapi
  tidak meminta pengiriman kembali frame yang salah
  tersebut. Frame yang salah akan dibuang.
  Bandingkan dengan error detection pada TCP.

29
Layanan Link Layer

• Error correction. Selain melakukan deteksi
  kesalahan, link layer juga dapat melakukan
  koreksi terhadap bit yang salah. Tidak semua
  protokol link layer mampu memberikan layanan ini,
  tergantung protokol yang digunakan.

30
Error Detection Parity Check
31
Error Detection Two-Dimensional Parity Check
32
Error Detection Cyclic Redundancy Check (CRC)

• Misalkan data, D, dalam bentuk bit.
• Pilih Generator, G, dengan jumlah bit R1.
• Jumlah bit dari checkcum CRC adalah R.

33
Error Detection Cyclic Redundancy Check (CRC)

• Menentukan nilai R
• Sebagai contoh,
• D 101110
• G 1001
• R .?

34
Contoh Soal

• Diketahui data adalah 1110010101, dengan
  generator X3X21, tentukan
• Nilai Checksum !
• Apabila pada kanal komunikasi tidak ada gangguan
  hitung kembali R dengan generator yang sama.
• Apabila pada kanal komunikasi terdapat gangguan
  sehingga data menjadi 1111010100, hitung kembali
  nilai R dengan generator yang sama.

35
Error Detection Cyclic Redundancy Check (CRC)

• Pada saat D checksum ditransmisikan,
  kemungkinan besar terjadi error.
• Pada sisi penerima, D checksum dibagi dengan G.
  Apabila sisa pembagian tidak 0, maka terdapat
  kesalahan.
• Nilai G mengikuti standar yang berlaku.

36
Protokol Multiple Access

• Pada model transmisi secara broadcast, semua node
  memiliki kesempatan yang sama untuk mengirim dan
  menerima frame.
• Permasalahan bagaimana sebuah link dapat
  digunakan secara bersama-sama oleh beberapa node
  untuk mengirim frame?

37
Channel Partitioning Protocol

• TDM (Time Division Multiplexing)
• FDM (Frequency Division Multiplexing)
• CDMA (Code Division Multiple Access)

38
Random Access Protocol

• Slotted ALOHA (untuk satellite communication)
• ALOHA (untuk satellite communication)
• Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection
  (CSMA/CD) (Untuk LAN)
• Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance
  (CSMA/CA) (Untuk Wireless Communication)

39
Ilustrasi ALOHA
40
Ilustrasi Slotted ALOHA
41
Ilustrasi CSMA/CD
42
Animasi CSMA/CD

• Terjadi collision.
• Pengiriman oleh Terminal 6.
• Pengiriman oleh Terminal 4.

43
Ethernet

• Ethernet adalah teknologi jaringan yang dibuat
  dan dipatenkan perusahaan Xerox.
• Pertama kali diusulkan oleh Robert Metcalfe pada
  tahun 1972.

44
Beberapa hal tentang Ethernet

• Ethernet adalah implementasi metoda CSMA/CD.
• Kecepatan transmisi data di ethernet sampai saat
  ini adalah 10 Mbps (Ethernet), 100 Mbps (Fast
  Ethernet) dan 1Gbps (Gigabit Ethernet).
• Distandarkan oleh IEEE sejak 1978 dengan nama
  IEEE 802.3.

45
Standarisasi Ethernet

• 10Base5 (thicknet)

RG-8X Coaxial Cable
10 ? 10 Mbps (maximum data rate). Base ?
komunikasi baseband. 5 ? Panjang segmen maksimum
500m.
46
Standarisasi Ethernet

• 10Base2 (cheapernet atau thinnet)

10 ? 10 Mbps (maximum data rate). Base ?
komunikasi baseband. 2 ? Panjang segmen maksimum
185m.
Thin Coaxial Cable (RG-58)
T - Connector
Terminator
47
Standarisasi Ethernet

• 10BaseT

Network Card
Unshielded Twisted Pair (UTP) Cable Cat 3
RJ-45 Connector
48
Standarisasi Ethernet

• 100BaseT (Fast Ethernet)
• Kecepatan maksimum transmisi data 100 Mbps.
• Jenis kabel UTP Cat 5 (Category 5).
• Panjang segmen maksimum 100m.

49
Standarisasi Ethernet

• 100Base-FX dan 100Base-SX
• Menggunakan optical fiber.
• Panjang segmen maksimum untuk 100Base-FX 300m
  untuk komunikasi half-duplex.
• Panjang segmen maksimum untuk 100Base-SX 400.