Rangkuman-Cisco-Ccna1-Chapter4

 

PHYSICAL LAYER

# Purpose of the physical layer

The physical connection

Jenis koneksi fisik yang digunakan tergantung pada pengaturan jaringan. Misalnya, di banyak kantor perusahaan, karyawan memiliki komputer desktop atau laptop yang terhubung secara fisik, melalui kabel, ke sakelar bersama. Jenis pengaturan ini adalah jaringan kabel. Data ditransmisikan melalui kabel fisik. Selain koneksi kabel, banyak bisnis juga menawarkan koneksi nirkabel untuk laptop, tablet, dan smartphone.

·         Wireless router

Ini adalah komponen dari titik akses:

·         Antena nirkabel (Ini tertanam di dalam versi router yang ditunjukkan pada gambar di atas.)

·         Beberapa switchport Ethernet

·         Port internet

Mirip dengan kantor perusahaan, kebanyakan rumah menawarkan konektivitas kabel dan nirkabel ke jaringan. Gambar menunjukkan router rumah dan laptop yang terhubung ke jaringan area lokal (LAN).

·         Wired Connection to Wireless Router

 

Network Interface Card

Network Interface Cards (NICs) menghubungkan perangkat ke jaringan. NIC Ethernet digunakan untuk koneksi kabel, seperti yang ditunjukkan pada gambar, sedangkan NIC jaringan area lokal nirkabel (WLAN) digunakan untuk nirkabel. Perangkat pengguna akhir dapat mencakup satu atau kedua jenis NIC. Printer jaringan, misalnya, mungkin hanya memiliki NIC Ethernet, dan oleh karena itu, harus terhubung ke jaringan menggunakan kabel Ethernet. Perangkat lain, seperti tablet dan smartphone, mungkin hanya berisi NIC WLAN dan harus menggunakan koneksi nirkabel.

The physical layer

Lapisan fisik OSI menyediakan sarana untuk mengangkut bit yang membentuk bingkai lapisan data link melintasi media jaringan. Lapisan ini menerima bingkai lengkap dari lapisan data link dan mengkodekannya sebagai serangkaian sinyal yang ditransmisikan ke media lokal. Bit yang dikodekan yang terdiri dari bingkai diterima oleh perangkat akhir atau perangkat perantara.

Lapisan fisik mengkodekan frame dan menciptakan sinyal gelombang listrik, optik, atau radio yang mewakili bit di setiap frame. Sinyal-sinyal ini kemudian dikirim melalui media, satu per satu. Lapisan fisik node tujuan mengambil sinyal individu ini dari media, mengembalikannya ke representasi bitnya, dan meneruskan bit ke lapisan data link sebagai bingkai lengkap.

 

 

# Physical Layer characteristics

Physical layer standards

Protokol dan operasi lapisan OSI atas dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak yang dirancang oleh insinyur perangkat lunak dan ilmuwan komputer. Layanan dan protokol dalam paket TCP/IP ditentukan oleh Internet Engineering Task Force (IETF).

Lapisan fisik terdiri dari sirkuit elektronik, media, dan konektor yang dikembangkan oleh para insinyur. Oleh karena itu, adalah tepat bahwa standar yang mengatur perangkat keras ini ditentukan oleh organisasi teknik listrik dan komunikasi yang relevan.

Ada banyak organisasi internasional dan nasional yang berbeda, organisasi pemerintah pengatur, dan perusahaan swasta yang terlibat dalam menetapkan dan memelihara standar lapisan fisik. Misalnya, perangkat keras lapisan fisik, media, pengkodean, dan standar pensinyalan ditentukan dan diatur oleh organisasi standar ini:

·         Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO)

·         Asosiasi Industri Telekomunikasi/Asosiasi Industri Elektronik (TIA/EIA)

·         Persatuan Telekomunikasi Internasional (ITU)

·         Institut Standar Nasional Amerika (ANSI)

·         Institut Insinyur Listrik dan Elektronik (IEEE)

·         Otoritas pengatur telekomunikasi nasional termasuk Komisi Komunikasi Federal (FCC) di AS dan Institut Standar Telekomunikasi Eropa (ETSI)

Selain itu, sering ada grup standar pemasangan kabel regional seperti CSA (Canadian Standards Association), CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization), dan JSA/JIS (Japanese Standards Association), yang mengembangkan spesifikasi lokal.

Physical components

Standar lapisan fisik membahas tiga area fungsional:

·         Physical Components

·         Encoding

·         Signaling

Physical Components:

Komponen fisik adalah perangkat keras elektronik, media, dan konektor lain yang mengirimkan sinyal yang mewakili bit. Komponen perangkat keras seperti NIC, antarmuka dan konektor, bahan kabel, dan desain kabel semuanya ditentukan dalam standar yang terkait dengan lapisan fisik. Berbagai port dan antarmuka pada router Cisco 1941 juga merupakan contoh komponen fisik dengan konektor dan pinout khusus yang dihasilkan dari standar.

Encoding

Pengkodean atau pengkodean baris adalah metode untuk mengubah aliran bit data menjadi "kode" yang telah ditentukan sebelumnya. Kode adalah pengelompokan bit yang digunakan untuk memberikan pola yang dapat diprediksi yang dapat dikenali oleh pengirim dan penerima. Dengan kata lain, pengkodean adalah metode atau pola yang digunakan untuk merepresentasikan informasi digital. Ini mirip dengan bagaimana kode Morse mengkodekan pesan menggunakan serangkaian titik dan garis.

Misalnya, pengkodean Manchester mewakili 0 bit dengan transisi tegangan tinggi ke rendah, dan 1 bit direpresentasikan sebagai transisi tegangan rendah ke tinggi. Contoh pengkodean Manchester diilustrasikan pada gambar. Transisi terjadi di tengah setiap periode bit. Jenis pengkodean ini digunakan dalam Ethernet 10 Mbps. Kecepatan data yang lebih cepat memerlukan pengkodean yang lebih kompleks. Encoding Manchester digunakan dalam standar Ethernet yang lebih lama seperti 10BASE-T. Ethernet 100BASE-TX menggunakan encoding 4B/5B dan 1000BASE-T menggunakan encoding 8B/10B.

Signaling

Lapisan fisik harus menghasilkan sinyal listrik, optik, atau nirkabel yang mewakili "1" dan "0" pada media. Cara bit direpresentasikan disebut metode pensinyalan. Standar lapisan fisik harus menentukan jenis sinyal apa yang mewakili "1" dan jenis sinyal apa yang mewakili "0". Ini bisa sesederhana perubahan level sinyal listrik atau pulsa optik. Misalnya, pulsa panjang mungkin mewakili 1 sedangkan pulsa pendek mungkin mewakili 0.

Ini mirip dengan metode pensinyalan yang digunakan dalam kode Morse, yang mungkin menggunakan serangkaian nada on-off, lampu, atau klik untuk mengirim teks melalui kabel telepon atau antar kapal di laut.

Angka-angka menampilkan sinyal

·         Sinyal Copper cable sinyalnya diliat dari grafik, jika naik berarti 1, jika turun 0

·         Fiber optic cable sinyalnya diliat dari gelap terangnya cahaya

·         Wireless media sinyalnya hampir sama dengan sinyal copper cable, tapi dengan bentuk gelombang

Bandwith

Media fisik yang berbeda mendukung transfer bit pada kecepatan yang berbeda. Transfer data biasanya dibahas dalam hal bandwidth. Bandwidth adalah kapasitas di mana media dapat membawa data. Bandwidth digital mengukur jumlah data yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain dalam jumlah waktu tertentu. Bandwidth biasanya diukur dalam kilobit per detik (kbps), megabit per detik (Mbps), atau gigabit per detik (Gbps). Bandwidth kadang-kadang dianggap sebagai kecepatan perjalanan bit, namun ini tidak akurat. Misalnya, di Ethernet 10Mbps dan 100Mbps, bit dikirim dengan kecepatan listrik. Perbedaannya adalah jumlah bit yang ditransmisikan per detik.

Kombinasi faktor menentukan bandwidth praktis jaringan:

·         Sifat-sifat media fisik

·         Teknologi yang dipilih untuk memberi sinyal dan mendeteksi sinyal jaringan

·         Properti media fisik, teknologi saat ini, dan hukum fisika semuanya berperan dalam menentukan bandwidth yang tersedia.

Tabel satuan ukuran bandwidth yang umum digunakan.

 

Satuan Bandwith	Singkatan	Bandwith
Bits per second	bps	1 bps = Fundamentasl unit of bandwith
Kilobits	Kbps	1 Kbps = 1,000 bps =  bps
Megabits	Mbps	1 Mbps = 1,000,000 =  bps
Gigabits	Gbps	1 Gbps = 1,000,000,000 =  bps
Terabits	Tbps	1 Tbps = 1,000,000,000,000 =  bps

 

 

Bandwith termilogy

Istilah yang digunakan untuk mengukur kualitas bandwidth antara lain:

·         Latency

·         throughput

·         Goodput

Latency

Latensi mengacu pada jumlah waktu, termasuk penundaan, agar data berpindah dari satu titik tertentu ke titik lain.

Dalam sebuah internetwork, atau jaringan dengan banyak segmen, throughput tidak boleh lebih cepat dari tautan paling lambat di jalur dari sumber ke tujuan. Bahkan jika semua, atau sebagian besar, segmen memiliki bandwidth tinggi, hanya akan mengambil satu segmen di jalur dengan throughput rendah untuk membuat kemacetan di throughput seluruh jaringan.

throughput

Throughput adalah ukuran transfer bit melintasi media selama periode waktu tertentu.

Karena sejumlah faktor, throughput biasanya tidak sesuai dengan bandwidth yang ditentukan dalam implementasi lapisan fisik. Throughput biasanya lebih rendah dari bandwidth. Ada banyak faktor yang mempengaruhi throughput:

·         Jumlah lalu lintas

·         Jenis lalu lintas

·         Latensi yang dibuat oleh jumlah perangkat jaringan yang ditemui antara sumber dan tujuan

Ada banyak tes kecepatan online yang dapat mengungkapkan throughput koneksi internet. Angka tersebut memberikan hasil sampel dari tes kecepatan.

Goodput

Ada pengukuran ketiga untuk menilai transfer data yang dapat digunakan; itu dikenal sebagai goodput. Goodput adalah ukuran data yang dapat digunakan yang ditransfer selama periode waktu tertentu. Goodput adalah throughput dikurangi overhead lalu lintas untuk membuat sesi, pengakuan, enkapsulasi, dan bit yang ditransmisikan ulang. Goodput selalu lebih rendah dari throughput, yang umumnya lebih rendah dari bandwidth.

# Copper Cabling

Characteristics of copper cabling

Kabel tembaga adalah jenis kabel yang paling umum digunakan dalam jaringan saat ini. Sebenarnya, kabel tembaga bukan hanya satu jenis kabel. Ada tiga jenis kabel tembaga yang masing-masing digunakan dalam situasi tertentu.

Jaringan menggunakan media tembaga karena murah, mudah dipasang, dan memiliki hambatan arus listrik yang rendah. Namun, media tembaga dibatasi oleh jarak dan gangguan sinyal.

Data ditransmisikan pada kabel tembaga sebagai pulsa listrik. Detektor di antarmuka jaringan perangkat tujuan harus menerima sinyal yang dapat berhasil didekodekan agar sesuai dengan sinyal yang dikirim. Namun, semakin jauh perjalanan sinyal, semakin memburuk. Ini disebut sebagai atenuasi sinyal. Untuk alasan ini, semua media tembaga harus mengikuti batasan jarak yang ketat seperti yang ditentukan oleh standar panduan.

Nilai waktu dan tegangan pulsa listrik juga rentan terhadap gangguan dari dua sumber:

·         Elektromagnetik Interference (EMI) atau Radio Frekuensi Interference (RFI) - Sinyal EMI dan RFI dapat mendistorsi dan merusak sinyal data yang dibawa oleh media tembaga. Sumber potensial EMI dan RFI termasuk gelombang radio dan perangkat elektromagnetik, seperti lampu neon atau motor listrik.

·         Crosstalk - Crosstalk adalah gangguan yang disebabkan oleh medan listrik atau magnet dari sinyal pada satu kabel ke sinyal di kabel yang berdekatan. Di sirkuit telepon, crosstalk dapat mengakibatkan mendengar bagian dari percakapan suara lain dari sirkuit yang berdekatan. Secara khusus, ketika arus listrik mengalir melalui kawat, itu menciptakan medan magnet melingkar kecil di sekitar kawat, yang dapat diambil oleh kawat yang berdekatan.

Untuk mengatasi efek negatif dari EMI dan RFI, beberapa jenis kabel tembaga dibungkus dengan pelindung logam dan memerlukan koneksi ground yang tepat.

Untuk mengatasi efek negatif dari crosstalk, beberapa jenis kabel tembaga memiliki pasangan kawat sirkuit yang berlawanan yang dipilin bersama, yang secara efektif membatalkan crosstalk.

Kerentanan kabel tembaga terhadap derau elektronik juga dapat dibatasi dengan menggunakan rekomendasi berikut:

·         Memilih jenis atau kategori kabel yang paling cocok untuk lingkungan jaringan tertentu

·         Merancang infrastruktur kabel untuk menghindari sumber gangguan yang diketahui dan potensial dalam struktur gedung

·         Menggunakan teknik pemasangan kabel yang mencakup penanganan dan pemutusan kabel yang tepat

Types of copper cabling

Ada tiga jenis utama media tembaga yang digunakan dalam jaringan.

1.       Kabel Unshielded Twisted-Pair (UTP)

2.       Kabel Shielded Twisted-Pair (STP)

3.       Kabel Coaxial

Unshielded twisted-pair (UTP)

Kabel unshielded twisted-pair (UTP) adalah media jaringan yang paling umum. Kabel UTP, diakhiri dengan konektor RJ-45, digunakan untuk menghubungkan host jaringan dengan perangkat jaringan perantara, seperti sakelar dan router.

Dalam LAN, kabel UTP terdiri dari empat pasang kabel berkode warna yang telah dipilin bersama dan kemudian dibungkus dalam selubung plastik fleksibel yang melindungi dari kerusakan fisik kecil. Pemuntiran kabel membantu melindungi dari gangguan sinyal dari kabel lain.

Bebeberapa karakteristik utama dari kabel UTP

1.       Jaket luar melindungi kabel dari kerusakan fisik.

2.       Twisted-Pairs melindungi sinyal dari interferensi.

3.       Isolasi plastic berkode warna secara elektrik mengisolasi kabel dari satu sama lain dan mengidentifikasi setiap pasangan.

Shielded twisted-pair (STP)

Shielded twisted-pair (STP) memberikan perlindungan kebisingan yang lebih baik daripada kabel UTP. Namun, dibandingkan dengan kabel UTP, kabel STP secara signifikan lebih mahal dan sulit dipasang. Seperti kabel UTP, STP menggunakan konektor RJ-45.

Kabel STP menggabungkan teknik perisai untuk melawan EMI dan RFI, dan memutar kawat untuk melawan crosstalk. Untuk mendapatkan manfaat penuh dari pelindung, kabel STP diakhiri dengan konektor data STP berpelindung khusus. Jika kabel tidak diarde dengan benar, pelindung dapat bertindak sebagai antena dan menangkap sinyal yang tidak diinginkan.

Kabel STP yang ditunjukkan menggunakan empat pasang kabel, masing-masing dibungkus dengan pelindung foil, yang kemudian dibungkus dengan jalinan atau foil logam keseluruhan.

Beberapa fitur utama kabel STP:

·         Jaket luar

·         Perisai yang dikepang atau foil

·         Perisai foil

·         Twisted pair

Coaxial cable

kabel oaksial, atau disingkat coax, mendapatkan namanya dari fakta bahwa ada dua konduktor yang berbagi sumbu yang sama. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, kabel koaksial terdiri dari yang berikut:

·         Sebuah konduktor tembaga digunakan untuk mengirimkan sinyal elektronik.

·         Lapisan isolasi plastik fleksibel mengelilingi konduktor tembaga.

·         Bahan isolasi dikelilingi dalam anyaman tembaga jalinan, atau foil logam, yang bertindak sebagai kawat kedua di sirkuit dan sebagai perisai untuk konduktor bagian dalam. Lapisan kedua ini, atau perisai, juga mengurangi jumlah interferensi elektromagnetik luar.

·         Seluruh kabel ditutupi dengan jaket kabel untuk mencegah kerusakan fisik kecil.

Ada berbagai jenis konektor yang digunakan dengan kabel coax. Konektor Bayonet Neill–Concelman (BNC), tipe N, dan tipe F.

Meskipun kabel UTP pada dasarnya telah menggantikan kabel koaksial dalam instalasi Ethernet modern, desain kabel koaksial digunakan dalam situasi berikut:

 

·         Instalasi nirkabel - Kabel koaksial memasang antena ke perangkat nirkabel. Kabel koaksial membawa energi frekuensi radio (RF) antara antena dan peralatan radio.

·         Instalasi internet kabel - Penyedia layanan kabel menyediakan konektivitas internet kepada pelanggan mereka dengan mengganti bagian kabel koaksial dan elemen penguat pendukung dengan kabel serat optik. Namun, kabel di dalam tempat pelanggan masih kabel coax.

Beberapa fitu utama kabel coaxial:

1.       Jaket Luar

2.       Perisai tembaga dikepang

3.       Isolasi plastic

4.       Konduktor tembaga

# UTP cabling

Properties of UTP Cabling

Ketika digunakan sebagai media jaringan, kabel UTP terdiri dari empat pasang kabel tembaga berkode warna yang telah dipilin bersama dan kemudian dibungkus dalam selubung plastik fleksibel. Ukurannya yang kecil dapat menguntungkan selama pemasangan.

Kabel UTP tidak menggunakan pelindung untuk melawan efek EMI dan RFI. Sebaliknya, desainer kabel telah menemukan cara lain untuk membatasi efek negatif dari crosstalk:

·         Pembatalan - Desainer sekarang memasangkan kabel dalam sebuah sirkuit. Ketika dua kabel dalam rangkaian listrik ditempatkan berdekatan, medan magnet mereka adalah kebalikan dari satu sama lain. Oleh karena itu, kedua medan magnet saling membatalkan dan juga membatalkan sinyal EMI dan RFI luar.

·         Memvariasikan jumlah lilitan per pasangan kawat - Untuk lebih meningkatkan efek pembatalan kabel rangkaian berpasangan, perancang memvariasikan jumlah lilitan setiap pasangan kawat dalam kabel. Kabel UTP harus mengikuti spesifikasi yang tepat yang mengatur berapa banyak lilitan atau kepang yang diizinkan per meter (3,28 kaki) kabel. Perhatikan pada gambar bahwa pasangan putih oranye/oranye terpelintir lebih sedikit daripada pasangan putih biru/biru. Setiap pasangan berwarna dipelintir beberapa kali.

Kabel UTP hanya mengandalkan efek pembatalan yang dihasilkan oleh pasangan kawat bengkok untuk membatasi degradasi sinyal dan secara efektif menyediakan pelindung diri untuk pasangan kawat dalam media jaringan.

UTP Cabling standards and connectors

Pengkabelan UTP sesuai dengan standar yang ditetapkan bersama oleh TIA/EIA. Secara khusus, TIA/EIA-568 menetapkan standar pemasangan kabel komersial untuk instalasi LAN dan merupakan standar yang paling umum digunakan di lingkungan pemasangan kabel LAN. Beberapa elemen yang didefinisikan adalah sebagai berikut:

·         Jenis kabel

·         Panjang kabel:

·         konektor

·         Terminasi kabel

·         Metode pengujian kabel

Karakteristik listrik kabel tembaga ditentukan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). IEEE menilai kabel UTP sesuai dengan kinerjanya. Kabel ditempatkan ke dalam kategori berdasarkan kemampuannya untuk membawa tingkat bandwidth yang lebih tinggi. Misalnya, kabel Kategori 5 biasanya digunakan dalam instalasi Fast Ethernet 100BASE-TX. Kategori lainnya termasuk kabel Kategori 5 yang Ditingkatkan, Kategori 6, dan Kategori 6a.

Kabel dalam kategori yang lebih tinggi dirancang dan dibangun untuk mendukung kecepatan data yang lebih tinggi. Karena teknologi Ethernet kecepatan gigabit baru sedang dikembangkan dan diadopsi, Kategori 5e sekarang merupakan jenis kabel yang dapat diterima secara minimal, dengan Kategori 6 menjadi jenis yang direkomendasikan untuk instalasi gedung baru

·         Kategori 3 awalnya digunakan untuk komunikasi suara melalui saluran suara, tetapi kemudian digunakan untuk transmisi data.

·         Kategori 5 dan 5e digunakan untuk transmisi data. Kategori 5 mendukung 100Mbps dan Kategori 5e mendukung 1000 Mbps

·         Kategori 6 memiliki pemisah tambahan antara setiap pasangan kabel untuk mendukung kecepatan yang lebih tinggi. Kategori 6 mendukung hingga 10 Gbps.

·         Kategori 7 juga mendukung 10 Gbps.

·         Kategori 8 mendukung 40 Gbps.

Beberapa pabrikan membuat kabel yang melebihi spesifikasi Kategori 6a TIA/EIA dan menyebutnya sebagai Kategori 7. Kabel UTP biasanya diakhiri dengan konektor RJ-45. Standar TIA/EIA-568 menjelaskan kode warna kabel untuk menetapkan pin (pinout) untuk kabel Ethernet.

RJ-45 UTP Plugs

RJ-45 adalah komponen dari perangkat jaringan, dinding, outlet partisi bilik, atau panel patch. Ketika diakhiri dengan tidak benar, setiap kabel merupakan sumber potensial penurunan kinerja lapisan fisik.

RJ-45 UYP Socket

Konektor yang buruk ini memiliki kabel yang terbuka, tidak terpilin, dan tidak sepenuhnya tertutup oleh selubung.

Poorly Terminated UTP Cable

Properly Terminated UTP Cable

Straight-through and crossover UTP Cables

Situasi yang berbeda mungkin memerlukan kabel UTP untuk disambungkan sesuai dengan konvensi pengkabelan yang berbeda. Ini berarti bahwa masing-masing kabel dalam kabel harus dihubungkan dalam urutan yang berbeda ke set pin yang berbeda di konektor RJ-45.

 

Berikut ini adalah jenis kabel utama yang diperoleh dengan menggunakan konvensi pengkabelan tertentu:

·         Ethernet Straight-through - Jenis kabel jaringan yang paling umum. Biasanya digunakan untuk menghubungkan host ke switch dan switch ke router.

·         Ethernet Crossover - Kabel yang digunakan untuk menghubungkan perangkat serupa. Misalnya, untuk menghubungkan switch ke switch, host ke host, atau router ke router. Namun, kabel crossover sekarang dianggap sebagai warisan karena NIC menggunakan crossover antarmuka yang bergantung pada media (auto-MDIX) untuk secara otomatis mendeteksi jenis kabel dan membuat koneksi internal.

Salah menggunakan kabel crossover atau straight-through antar perangkat mungkin tidak merusak perangkat, tetapi konektivitas dan komunikasi antar perangkat tidak akan terjadi. Ini adalah kesalahan umum dan memeriksa apakah koneksi perangkat sudah benar harus menjadi tindakan pemecahan masalah pertama jika konektivitas tidak tercapai.

Cables Types and Standards

·         Ethernet Straight-Through           : Menghubungkan host jaringan ke perangkat jaringan seperti switch atau hub

·         Ethernet Crossover                         : Menghubungkan dua host jaringan Menghubungkan dua perangkat perantara jaringan (beralih ke switch atau router ke router)

·         Rollover                                               : Menghubungkan port serial workstation ke port konsol router, menggunakan adaptor

# Fiber-Optic Cabling

Properties of Fiber-Optic cabling

kabel serat optik adalah jenis kabel lain yang digunakan dalam jaringan. Karena mahal, tidak seperti yang biasa digunakan pada berbagai jenis kabel tembaga. Tetapi kabel serat optik memiliki sifat tertentu yang menjadikannya pilihan terbaik dalam situasi tertentu, yang akan Anda temukan dalam topik ini.

Kabel serat optik mentransmisikan data melalui jarak yang lebih jauh dan pada bandwidth yang lebih tinggi daripada media jaringan lainnya. Tidak seperti kabel tembaga, kabel serat optik dapat mengirimkan sinyal dengan redaman yang lebih sedikit dan benar-benar kebal terhadap EMI dan RFI. Serat optik biasanya digunakan untuk menghubungkan perangkat jaringan.

Serat optik adalah untaian kaca yang sangat murni, fleksibel, tetapi sangat tipis, tidak lebih besar dari rambut manusia. Bit dikodekan pada serat sebagai impuls cahaya. Kabel serat optik bertindak sebagai pandu gelombang, atau "pipa cahaya", untuk mentransmisikan cahaya di antara kedua ujungnya dengan kehilangan sinyal yang minimal.

Sebagai analogi, pertimbangkan gulungan handuk kertas kosong dengan bagian dalam dilapisi seperti cermin. Panjangnya seribu meter, dan penunjuk laser kecil digunakan untuk mengirim sinyal kode Morse dengan kecepatan cahaya. Pada dasarnya begitulah cara kabel serat optik beroperasi, kecuali diameternya lebih kecil dan menggunakan teknologi cahaya yang canggih.

Types of fiber media

Kabel serat optik secara luas diklasifikasikan menjadi dua jenis:

1.       Single-mode fiber (SMF)

SMF terdiri dari inti yang sangat kecil dan menggunakan teknologi laser yang mahal untuk mengirim satu sinar cahaya, seperti yang ditunjukkan pada gambar. SMF populer dalam situasi jarak jauh yang mencakup ratusan kilometer, seperti yang diperlukan dalam aplikasi telepon jarak jauh dan TV kabel.

2.       Multimode fiber (MMF)

MMF terdiri dari inti yang lebih besar dan menggunakan pemancar LED untuk mengirim pulsa cahaya. Secara khusus, cahaya dari LED memasuki serat multimode pada sudut yang berbeda, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Populer di LAN karena dapat ditenagai oleh LED berbiaya rendah. Ini menyediakan bandwidth hingga 10 Gb/s melalui panjang tautan hingga 550 meter.

Salah satu perbedaan yang disorot antara MMF dan SMF adalah jumlah dispersi. Dispersi mengacu pada penyebaran pulsa cahaya dari waktu ke waktu. Peningkatan dispersi berarti peningkatan hilangnya kekuatan sinyal. MMF memiliki dispersi yang lebih besar daripada SMF. Itulah sebabnya MMF hanya dapat menempuh jarak hingga 500 meter sebelum sinyal hilang.

Fiber-optic cabling usage

Kabel serat optik sekarang digunakan di empat jenis industri:

·         Jaringan Perusahaan - Digunakan untuk aplikasi kabel backbone dan perangkat infrastruktur interkoneksi

·         Fiber-to-the-Home (FTTH) - Digunakan untuk menyediakan layanan broadband yang selalu aktif ke rumah dan bisnis kecil

·         Jaringan Jarak Jauh - Digunakan oleh penyedia layanan untuk menghubungkan negara dan kota

·         Jaringan Kabel Bawah Laut - Digunakan untuk menyediakan solusi berkecepatan tinggi dan berkapasitas tinggi yang andal yang mampu bertahan di lingkungan bawah laut yang keras hingga jarak lintas samudera. Cari di internet untuk "peta telegeografi kabel bawah laut" untuk melihat berbagai peta online.

Fiber-optic connectors

Konektor serat optik mengakhiri ujung serat optik. Berbagai konektor serat optik tersedia. Perbedaan utama antara jenis konektor adalah dimensi dan metode kopling. Bisnis memutuskan jenis konektor yang akan digunakan, berdasarkan peralatan mereka.

Fiber Optic memiliki beberapa connectors, yaitu:

·         Traight-Tip (ST) Connectors

Konektor ST adalah salah satu jenis konektor pertama yang digunakan. Konektor terkunci dengan aman dengan mekanisme gaya bayonet “Twist-on/twist-off”.

·         Subscriber Connector (SC) Connectors

Konektor SC kadang-kadang disebut sebagai konektor persegi atau konektor standar. Mereka adalah konektor LAN dan WAN yang diadopsi secara luas yang menggunakan mekanisme dorong-tarik untuk memastikan penyisipan positif. Jenis konektor ini digunakan dengan serat multimode dan single-mode.

·         Lucent Connector (LC) Simplex Connectors

Konektor simpleks LC adalah versi yang lebih kecil dari konektor SC. Ini kadang-kadang disebut konektor kecil atau lokal dan dengan cepat semakin populer karena ukurannya yang lebih kecil.

·         Duplex Multimode LC Connectors

Konektor LC multimode dupleks mirip dengan konektor LC simpleks, tetapi menggunakan konektor dupleks.

Sampai saat ini, cahaya hanya bisa bergerak dalam satu arah melalui serat optik. Dua serat diperlukan untuk mendukung operasi dupleks penuh. Oleh karena itu, kabel patch serat optik menyatukan dua kabel serat optik dan mengakhirinya dengan sepasang konektor serat tunggal standar. Beberapa konektor serat menerima serat pengirim dan penerima dalam satu konektor yang dikenal sebagai konektor dupleks, seperti yang ditunjukkan pada Konektor LC Multimode Dupleks pada gambar. Standar BX seperti 100BASE-BX menggunakan panjang gelombang yang berbeda untuk mengirim dan menerima melalui satu serat.

Fiber patch cords

Kabel patch serat diperlukan untuk menghubungkan perangkat infrastruktur. Penggunaan warna membedakan antara kabel patch single-mode dan multimode. Jaket kuning untuk kabel serat mode tunggal dan oranye (atau aqua) untuk kabel serat multimode.

Fiber versus copper

Ada banyak keuntungan menggunakan kabel serat optik dibandingkan dengan kabel tembaga. Tabel menyoroti beberapa perbedaan ini.

Saat ini, di sebagian besar lingkungan perusahaan, serat optik terutama digunakan sebagai kabel tulang punggung untuk lalu lintas tinggi, koneksi point-to-point antara fasilitas distribusi data. Ini juga digunakan untuk interkoneksi bangunan di kampus multi-bangunan. Karena kabel serat optik tidak menghantarkan listrik dan memiliki kehilangan sinyal yang rendah, kabel ini sangat cocok untuk penggunaan ini.

Bandwith supported	10 Mb/s – 10 Gb/s	10 Mb/s – 100 Gb/s
Distance	Relative shorts (1 – 100 meters)	Relative shorts (1 – 100,000 meters)
Immunity to EMI and RFI	Low	High (Complate immune)
Immunity to electrical hazards	Low	High (Complate immune)
Media and connectors cost	Lowest	Highest
Installation skills required	Lowest	Highest
Safety precautions	Lowest	Highest

# Wireless Media

Properties of wireless media

Media nirkabel membawa sinyal elektromagnetik yang mewakili digit biner dari komunikasi data menggunakan frekuensi radio atau gelombang mikro.

Media nirkabel memberikan pilihan mobilitas terbesar dari semua media, dan jumlah perangkat berkemampuan nirkabel terus meningkat. Nirkabel sekarang menjadi cara utama pengguna terhubung ke jaringan rumah dan perusahaan.

Ini adalah beberapa keterbatasan nirkabel:

·         Area cakupan - Teknologi komunikasi data nirkabel bekerja dengan baik di lingkungan terbuka. Namun, bahan konstruksi tertentu yang digunakan pada bangunan dan struktur, dan medan setempat, akan membatasi cakupan efektif.

·         Interferensi - Nirkabel rentan terhadap interferensi dan dapat terganggu oleh perangkat umum seperti telepon nirkabel rumah tangga, beberapa jenis lampu neon, oven microwave, dan komunikasi nirkabel lainnya.

·         Keamanan - Jangkauan komunikasi nirkabel tidak memerlukan akses ke media fisik. Oleh karena itu, perangkat dan pengguna, yang tidak diizinkan untuk mengakses jaringan, dapat memperoleh akses ke transmisi. Keamanan jaringan adalah komponen utama dari administrasi jaringan nirkabel.

·         Media bersama - WLAN beroperasi dalam setengah dupleks, yang berarti hanya satu perangkat yang dapat mengirim atau menerima dalam satu waktu. Media nirkabel dibagi di antara semua pengguna nirkabel. Banyaknya pengguna yang mengakses WLAN secara bersamaan mengakibatkan berkurangnya bandwidth untuk setiap pengguna.

Meskipun nirkabel semakin populer untuk konektivitas desktop, tembaga dan serat adalah media lapisan fisik paling populer untuk penyebaran perangkat jaringan perantara, seperti router dan sakelar.

Types of wireless media

IEEE dan standar industri telekomunikasi untuk komunikasi data nirkabel mencakup tautan data dan lapisan fisik. Dalam setiap standar ini, spesifikasi lapisan fisik diterapkan pada area yang mencakup hal-hal berikut:

·         Pengkodean data ke sinyal radio

·         Frekuensi dan kekuatan transmisi

·         Penerimaan sinyal dan persyaratan decoding

·         Desain dan konstruksi antena

Ini adalah standar nirkabel:

·         Wi-Fi (IEEE 802.11) - Teknologi Wireless LAN (WLAN), biasa disebut sebagai Wi-Fi. WLAN menggunakan protokol berbasis contention yang dikenal sebagai carrier sense multiple access/collision avoidance (CSMA/CA). NIC nirkabel harus terlebih dahulu mendengarkan sebelum mentransmisikan untuk menentukan apakah saluran radio bersih. Jika perangkat nirkabel lain sedang melakukan transmisi, maka NIC harus menunggu hingga salurannya bersih. Wi-Fi adalah merek dagang dari Wi-Fi Alliance. Wi-Fi digunakan dengan perangkat WLAN bersertifikat berdasarkan standar IEEE 802.11.

·         Bluetooth (IEEE 802.15) - Ini adalah standar jaringan area pribadi nirkabel (WPAN), umumnya dikenal sebagai "Bluetooth." Ini menggunakan proses pemasangan perangkat untuk berkomunikasi melalui jarak dari 1 hingga 100 meter.

·         WiMAX (IEEE 802:16) - Umumnya dikenal sebagai Worldwide Interoperability for Microware Access (WiMAX), standar nirkabel ini menggunakan topologi point-to-multipoint untuk menyediakan akses broadband nirkabel.

·         Zigbee (IEEE 802.15.4) - Zigbee adalah spesifikasi yang digunakan untuk kecepatan data rendah, komunikasi daya rendah. Ini ditujukan untuk aplikasi yang membutuhkan jarak pendek, kecepatan data rendah, dan masa pakai baterai yang lama. Zigbee biasanya digunakan untuk lingkungan industri dan Internet of Things (IoT) seperti sakelar lampu nirkabel dan pengumpulan data perangkat medis.

Wireless LAN

Implementasi data nirkabel yang umum memungkinkan perangkat terhubung secara nirkabel melalui LAN. Secara umum, WLAN memerlukan perangkat jaringan berikut:

·         Wireless Access Point (AP) - Ini memusatkan sinyal nirkabel dari pengguna dan terhubung ke infrastruktur jaringan berbasis tembaga yang ada, seperti Ethernet. Router nirkabel rumah dan bisnis kecil mengintegrasikan fungsi router, sakelar, dan titik akses ke dalam satu perangkat, seperti yang ditunjukkan pada gambar.

·         Adaptor NIC nirkabel - Ini memberikan kemampuan komunikasi nirkabel ke host jaringan.

Seiring perkembangan teknologi, sejumlah standar berbasis Ethernet WLAN telah muncul. Saat membeli perangkat nirkabel, pastikan kompatibilitas dan interoperabilitas.

Manfaat teknologi komunikasi data nirkabel terlihat jelas, terutama penghematan pada pemasangan kabel di tempat yang mahal dan kenyamanan mobilitas host. Administrator jaringan harus mengembangkan dan menerapkan kebijakan dan proses keamanan yang ketat untuk melindungi WLAN dari akses dan kerusakan yang tidak sah.