Jaringan Komputer:Medium Fisik Jaringan

← Jaringan Komputer:Protocol dan Model Referensi OSI • Home • Jaringan Komputer:Lapis Fisik, Sinkronisasi dan Kompresi →

Spektrum Electromagnetic

Faktor Perancangan jaringan

1. Bandwith → menentukan laju data yang dicapai
2. Keterbatasan transmisi → menentukan coverage(cakupan), contohnya : noise, redaman, derau
3. Interferensi → gangguan dari sinyal yang pita frekuensinya sama dapat menyebabkan distorsi, bahkan menghancurkan sinyal kirim.
4. Jumlah penerima → guided media yang digunakan sebagai shared link dapat menyebabkan peningkatan redaman dan distorsi.

Guide Media

1. Twisted pair (10 Hz - 100 MHz)
2. Kabel koaksial (1 kHz – 1 GHz)
3. Serat optik (100 – 1000 THz)

Unguide Media

1. Radio
2. Gelombang Mikro

Media Fisik Jaringan

Terdapat beberapa media yang sering digunakan dalam mentransmisikan data dari node-1 ke node yang lain, diantaranya :

1. Twisted Pair

Karakteristik :

1. Paling murah dan paling banyak digunakan
2. Panjang pilinan 5-15 cm, ketebalan 0,4 - 0,9 mm
3. Laju data 64 kbps untuk PBX digital, 4 Mbps untuk aplikasi jarak jauh, 10 Mbps untuk LAN (jarak 1 km), 100 Mbps-1 Gbps untuk jumlah terminal terbatas (jarak puluhan meter)
4. Jarak amplifier 5-6 km untuk sinyal analog, jarak repeater 2-3 km untuk transmisi digital
5. Redaman sangat sensitif terhadap kenaikan frekuensi

Twisted Pair, terdiri dari 2 jenis:

1. Unshielded → merupakan kawat telepon biasa, tipe 100-ohm banyak dijumpai di gedung perkantoran
2. Shielded → memiliki kinerja lebih baik pada laju data yang tinggi, twisted pair dilindungi oleh logam untuk mengurangi interferensi

EIA-568-A memperkenalkan 3 kategori kabel UTP

1. Kategori 3: karakteristik transmisi hingga 16 MHz, twist length 7,5-10 cm
2. Kategori 4: karateristik hingga 20 MHz
3. Kategori 5: karakteristik hingga 100 MHz, twist length 0,6-0,85 cm

Redaman Twisted Pair

Tabel di samping menunjukkan kinerja UTP kategori 3, 5, dan STP. Skema pengkabelan baru berada pada level yang lebih tinggi, yaitu kategori 5E (enhanced), 6, dan 7

Alternatif pengkabelan

• 
  ACR = Attenuation to Crosstalk Ratio
• 
  EMI = Electromagnetic Interface

Istilah dalam penamaan kabel

Shield Twisted Pair (UTP)

• 
• 
• 
  UTP Cabling

Straight Cable

• 
• 

Cross Cable

• 
• 

Rollover Cable

• 
• 

LAN Tester

2. Coaxial Cable

Karakteristik :

1. Terdiri dari 2 konduktor dengan konstruksi yang berbeda dengan twisted pair
2. Konduktor dalam ditahan oleh beberapa cincin insulasi atau bahan dielektrik padat, konduktor luar ditutup dengan jaket
3. Diameter 1-2,5 cm, kapasitas 10.000 kanal suara
4. Spektrum dapat mencapai 500 MHz
5. Laju data ratusan Mbps untuk jarak 1 km
6. Jarak antar repeater 1 km
7. Aplikasi: distribusi TV, SLJJ, LAN
8. Lebih tahan terhadap interferensi dan crosstalk dibanding twisted pair, jarak jangkauan lebih jauh

3. Serat Optik

Karakteristik :

• Medium yang tipis dan fleksibel, mampu merambatkan sinar optik
• Diameter inti 2-125 µm
• Karakteristik yang membedakan serat optik dari twisted pair atau kabel koaksial:
  • Kapasitas lebih besar
  • Ukuran lebih kecil dan lebih ringan
  • Redaman lebih rendah
  • Isolasi elektromagnetik
  • Jarak antar repeater lebih jauh

• Laju data ratusan Gbps untuk jarak puluhan km
• Long haul 1500 km dengan kapasitas 20.000-60.000 kanal suara
• Metropolitan trunking (12 km) dengan 100.000 kanal suara
• Sentral rural memiliki panjang sirkit 40-160 km dan < 5000 kanal suara
• LAN dikembangkan dengan kapasitas 100 Mbps hingga 10 Gbps

Penggunaan Frekuensi

• Serat optik berfungsi sebagai bumbung gelombang untuk frekuensi dalam range sekitar 1014 hingga 1015 Hz, meliputi infra merah dan spektrum cahaya tampak.
• Jendela transmisi
  • Lebar pita pada masing-masing window adalah 33 THz, 12 THz, 4 THz, dan 7 THz.
  • Berada dalam porsi frekuensi infra merah, di bawah porsi cahaya tampak (400-700 nm).

• Sistem WDM dapat mengirimkan 100 berkas dalam sebuah serat, tiap berkas beroperasi pada 10 Gbps

Beberapa hal yang dapat menurunkan kualitas Optik :

1. Scattering
2. Bending
3. Splicing

Redaman

• Kabel koaksial memiliki karakteristik frekuensi yang superior terhadap twisted pair, sehingga laju data lebih tinggi
• Bentuk kurva redaman serat optik menunjukkan frekuensi kerja optimumnya, di mana nilai dispersi dan redaman minimum
• Faktor yang berkontribusi besar terhadap redaman serat optik adalah penyerapan dan hamburan (scattering)

4. Wireless

Transmisi Wireless :

• Pengiriman dan penerimaan sinyal dilakukan dengan antena
• Frekuensi
  • Gelombang mikro: 2 - 40 GHz
  • Radio broadcast: 30 MHz - 1 GHz
  • Infra merah: 3.1011 – 2.1014 Hz

• Gelombang mikro terestrial
• Antena microwave yang umum adalah piringan parabola
  • Diameter parabola 3 m
  • Jarak maksimum

Antena

Didefinisikan sebagai konduktor listrik atau sistem konduktor yang digunakan untuk meradiasikan energi elektromagnetik atau untuk mengumpulkan energi

Terestrial

1. Rugi-rugi transmisi microwave →
2. Frekuensi operasi 2-40 GHz
3. Jarak repeater atau amplifier 10-100 km
4. Efek curah hujan sangat besar pada frekuensi >10 GHz
5. Band 4-6 GHz untuk telekomunikasi jarak jauh
6. Band 12 GHz untuk komponen TV kabel,
7. Band 22 GHz untuk point to point antar gedung

Satelit

Gelombang mikro satelit

• Mirip stasiun relay gelombang mikro untuk jarak sangat jauh
• Ketinggian stasioner 35.784 km
• Untuk menghindari interferensi:
• jarak 4^o pada 4/6 GHz, jarak 3^o pada 12/14 GHz

Aplikasi penting:

• Distribusi televisi
• Transmisi telepon jarak jauh
• Jaringan bisnis privat

Mode Perambatan Wireless

• Sinyal yang diradiasikan dari antena berjalan melalui salah satu dari rute: gelombang tanah, gelombang langit, atau saluran bebas pandang (LOS)
• Efek gelombang tanah ditemukan pada frekuensi kurang dari 2 MHz
• Gelombang langit dapat berjalan melalui sejumlah hop, memantul antara ionosfir dan permukaan bumi
• Di atas 30 MHz, komunikasi harus secara line of sight
• Dalam ruang hampa, gelombang elektromagnetik (cahaya atau radio) memiliki kecepatan 3x108 m/s

Perambatan Bebas Pandang

• Untuk komunikasi satelit, sinyal di atas 30 MHz tidak dipantulkan oleh ionosfir, oleh karena itu sinyal dapat dikirimkan antara stasiun bumi dan satelit
• Kondisi tanpa penghalang
  • LOS optik dapat dinyatakan sebagai d = 3,57√h
  • LOS radio efektif d = 3,57√(Kh)

Lintasan Jamak

• Pada kasus telepon bergerak, terdapat banyak sekali penghalang
• Ada perbedaan tipe interferensi multipath pada komunikasi gelombang mikro terestrial (fixed) dan komunikasi bergerak