RSS

Fiber Optik

Fiber optik merupakan salah satu alat transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik untuk mentransmisikan sinyal dengan kecepatan cahaya, sehingga transmisi menjadi sangat cepat, serta sangat baik untuk dijadikan sebagai saluran komunikasi. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser.







Dibandingkan dengan jenis kabel lainnya, kabel ini lebih mahal. Namun, fiber optic memiliki
jangkauan yang lebih jauh dari 550 meter sampai ratusan kilometer, tahan terhadap interferensi elektromagnetik dan dapat mengirim data pada kecepatan yang lebih tinggi dari jenis kabel lainnya. Kabel fiber optic tidak membawa sinyal elektrik, seperti kabel lainnya yang menggunakan kabel tembaga. Sebagai gantinya, sinyal yang mewakili bit tersebut diubah ke bentuk cahaya.
SEJARAH FIBER OPTIK
Pada tahun 1880 Alexander Graham Bell menciptakan sebuah sistem komunikasi cahaya yang disebut photo-phone dengan menggunakan cahaya matahari yang dipantulkan dari sebuah cermin suara-termodulasi tipis untuk membawa percakapan, pada penerima cahaya matahari termodulasi mengenai sebuah foto-kondukting sel-selenium, yang mengubahnya menjadi arus listrik, sebuah penerima telepon melengkapi sistem. Photophone tidak pernah mencapai sukses komersial, walaupun sistem tersebut bekerja cukup baik.
Penerobosan besar yang membawa pada teknologi komunikasi fiber optik dengan kapasitas tinggi adalah penemuan Laser pada tahun 1960, namun pada tahun tersebut kunci utama di dalam sistem serat praktis belum ditemukan yaitu serat yang efisien. Baru pada tahun 1970 serat dengan loss yang rendah dikembangkan dan komunikasi serat optik menjadi praktis (fiber optik yang digunakan berbentuk silinder seperti kawat pada umumnya, terdiri dari inti serat (core) yang dibungkus oleh kulit (cladding) dan keduanya dilindungi oleh jaket pelindung (buffer coating)). Ini terjadi hanya 100 tahun setelah John Tyndall, seorang fisikawan Inggris, mendemonstrasikan kepada Royal Society bahwa cahaya dapat dipandu sepanjang kurva aliran air. Dipandunya cahaya oleh sebuah serat optik dan oleh aliran air adalah peristiwa dari fenomena yang sama yaitu total internal reflection.
Teknologi fiber optik selalu berhadapan dengan masalah bagaimana caranya agar lebih banyak informasi yang dapat dibawa, lebih cepat dan lebih jauh penyampaiannya dengan tingkat kesalahan yang sekecil-kecilnya. Informasi yang dibawa berupa sinyal digital, digunakan besaran kapasitas transmisi diukur dalam 1 Gb.km/s yang artinya 1 milyar bit dapat disampaikan tiap detik melalui jarak 1 km.
GENERASI PERKEMBANGAN FIBER OPTIK
Perkembangan sistem komunikasi fiber optik terbagi menjadi 6 tahap, antara lain :
1. Generasi Pertama
Berawal dari tahun 1975, sistemnya masih sederhana, terdiri dari : alat encoding, transmitter, serat silica, repeater, receiver, alat decoding. Repeater akan mengubah sinyal gelombang yang melemah menjadi sinyal listrik, kemudian akan diperkuat, setelah itu diubah kembali menjadi sinyal gelombang. Pada tahun 1978, transmisi dapat mencapai kapasitas 10 Gb.km/s.
2. Generasi Kedua
Generasi kedua diawali pada tahun 1981, ukuran teras serat diperkecil, transmitter diganti dengan diode laser dengan panjang gelombang 1,33 μm. Kapasitas transmisi dapat mencapai 10 kali lipat kapasitas transmisi generasi pertama, sekitar 100 Gb.km/s.
3. Generasi Ketiga
Diawali pada tahun 1982, ditandai dengan penyempurnaan serat silika dan pembuatan chip diode laser dengan panjang gelombang 1,55 μm , sehingga meningkatkan kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.
4. Generasi Keempat
Diawali pada tahun 1984, dengan dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasi yang dipakai adalah modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang melemah masih dapat terdeteksi. Kapasitas transmisi sudah menyamai sistem deteksi langsung. Generasi ini terhambat perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensinya masih jauh tertinggal.
5. Generasi Kelima
Dimulai pada tahun 1989, dengan dikembangkannya penguat optik repeater sebagai pengganti fungsi repeater. Keunggulan penguat optik adalah tidak terjadi gangguan pada perjalanan sinyal gelombang, sinyal gelombang tidak perlu diubah menjadi sinyal listrik dulu apabila ingin menguatkan sinyal. Kapasitasnya mencapai 400 Gb.km/s, namun setahun kemudian kapasitasnya mencapai 50.000 Gb.km/s.
6. Generasi Keenam
Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer memelopori sistem komunikasi soliton. Soliton adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang. Eksperimen menunjukkan bahwa soliton dapat membawa minimal 5 saluran yang masing-masing membawa informasi dengan kecepatan 5 Gb/s. cacah saluran dapat dibuat menjadi dua kali lipat lebih banyak jika menggunakan multiplexing polarisasi. Kapasitas transmisi mencapai 35.000 Gb.km/s.
STRUKTUR FIBER OPTIK
Struktur dasar fiber optic terbagi menjadi 3 bagian :
1. core (inti)
Inti adalah sebuah batang silinder terbuat dari bahan dielektrik (bahan silika (SiO2),
biasanya diberi doping dengan germanium oksida (GeO2) atau fosfor penta oksida (P2O5)
untuk menaikan indeks biasnya) yang tidak menghantarkan listrik, inti ini memiliki jari-jari,
besarnya sekitar 8 – 200 μm dan indeks biasnya sekitar 1,5.
2. cladding (kulit)
Inti diselubungi oleh lapisan material, disebut kulit, yang terbuat dari bahan dielektrik (silika tanpa atau sedikit doping), kulit memiliki jari-jari sekitar 125 – 400 μm, indeks biasnya sedikit lebih rendah dari indeks bias inti (core). Walaupun cahaya merambat sepanjang inti serat tanpa lapisan material kulit, namun kulit memiliki beberapa fungsi :
- Mengurangi cahaya yang loss dari inti ke udara sekitar.
- Mengurangi loss hamburan pada permukaan inti.
- Melindungi serat dari kontaminasi penyerapan permukaan.
- Menambah kekuatan mekanis.
3. coating (mantel) atau buffer (pelindung)
Untuk pelindungan tambahan, kulit dibungkus oleh lapisan tambahan (terbuat dari plastik jenis tertentu) yaitu mantel atau buffer untuk melindungi fiber optik dari kerusakan fisik. Buffer bersifat elastis, mencegah abrasi dan mencegah loss hamburan akibat microbends.
KARAKTERISTIK KOMUNIKASI FIBER OPTIK
Teknologi komunikasi fiber optik ternyata cukup banyak jenis dan karakteristiknya. Jenis dan karakteristik ini akhirnya membuat jenis-jenis konektor, jenis kabel, jenis perangkat yang bervariasi pula. Hal ini dikarenakan perbadaan karakteristik yang juga membuat perbedaan cara kerja dan fitur-fitur yang dihasilkannya.
Teknologi komunikasi fiber optik menjadi terbagi-bagi menjadi beberapa jenis disebabkan oleh dua faktor, yaitu faktor struktural dari media pembawanya dan faktor properti dari sistem
transmisinya. Kedua faktor inilah yang menyebabkan perbedaan kualitas dan harga pada komunikasi fiber optik secara garis besar. Faktor struktural lebih banyak berkutat pada fisik dari media pembawanya, yaitu serat kaca. Fisik dari serat tersebut cukup berpengaruh untuk kelangsungan transmisi data. Sedangkan, faktor properti sistem transmisi akan lebih banyak berkutat mengenai bagaimana sinar-sinar data tersebut diperlakukan di dalam media pembawa.
Modifikasi dari kedua faktor tersebut akan membuat teknologi fiber optik menjadi bervariasi produknya.
TIPE-TIPE FIBER OPTIK
Pembagian fiber optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan :
1. berdasarkan mode yang dirambatkan :
· single mode : fiber optik dengan core yang sangat kecil, diameter mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding cladding.
· multi mode : fiber optik dengan diameter core yang agak besar yang membuat laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth dari fiber optik jenis ini.
2. berdasarkan indeks bias core
· Step indeks : pada fiber optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen.
· Graded indeks : indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding semakin kecil. Jadi
pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling besar. Serat graded
indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih besar, karena pelebaran
pulsa yang terjadi dapat diminimalkan.
KEUNTUNGAN FIBER OPTIK
Keuntungan fiber optik dibandingkan dengan sistem konvensional menggunakan kabel logam (tembaga) biasa, yaitu fiber optik memiliki :
· Less expensive – Beberapa mil kabel optik dapat dibuat lebih murah dari kabel tembaga dengan panjang yang sama.· Thinner – fiber optik dapat dibuat dengan diameter lebih kecil (ukuran diameter kulit dari serat sekitar 100 μm dan total diameter ditambah dengan jaket pelindung sekitar 1 – 2 mm) daripada kabel tembaga, dan juga karena fiber optik membawa light (cahaya) maka tentunya memiliki light weight (berat yang ringan). Maka kabel fiber optik mengambil tempat yang lebih kecil di dalam tanah.· Higher carrying capacity – Karena fiber optik lebih tipis dari kabel tembaga maka kebanyakan fiber optik dapat dibundel ke dalam sebuah kabel dengan diameter tertentu maka beberapa jalur telepon dapat berada pada kabel yang sama atau lebih banyak saluran televisi pada TV cable dapat melalui kabel. Fiber optik juga memiliki bandwidth yang besar ( 1 dan 100 GHz, untuk multimode dan single-mode sepanjang 1 Km).· Less signal degradation – Sinyal yang loss pada fiber optik lebih kecil ( kurang dari 1 dB/km pada rentang panjang gelombang yang lebar) dibandingkan dengan kabel tembaga. · Light signals – Tidak seperti sinyal listrik pada kabel tembaga, sinyal cahaya dari satu fiber
optik tidak berinterferensi dengan sinyal cahaya pada fiber optik yang lainnya di dalam kabel yang sama, juga tidak ada interferensi elektromagnetik. Ini berarti meningkatkan kualitas percakapan telepon atau penerimaan TV.
· Low Power – Karena sinyal pada serat optik mengalami loss yang rendah, transmitter dengan daya yang rendah dapat digunakan dibandingkan dengan sistem kabel tembaga yang membutuhkan tegangan listrik yang tinggi, hal ini jelas dapat mengurangi biaya yang dibutuhkan.· Digital signals – fiber optik secara ideal cocok untuk membawa informasi digital yang berguna secara khusus pada jaringan komputer.· Non-flammable – Karena tidak ada arus listrik yang melalui fiber optik, maka tidak ada resiko bahaya api.· Flexibile – Karena fiber optik sangat fleksibel dan dapat mengirim dan menerima cahaya, maka digunakan pada kebanyakan kamera digital fleksibel untuk tujuan :- Medical Imaging – pada bronchoscopes, endoscopes, laparoscope, colonofiberscope (dapat dimasukkan ke dalam tubuh manusia (misal usus) sehingga citranya dapat dilihat langsung dari luar tubuh).- Mechanical imaging – memeriksa pengelasan didalam pipa dan mesin- Plumbing – memeriksa sewer lines
KERUGIAN FIBER OPTIK
1. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi.
2. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan
3. Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater.
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI DALAM TRANSMISI MEDIA FIBER1. Attenuation (Penurunan)
Ketika sinar melewati media fiber, akan mengalami penurunan daya akibat redaman, pembiasan dan efek lainnya. Dengan kata lain, besar kecilnya power yang di terima akan dipengaruhi oleh perbedaan besarnya daya yang dikirim dan penurunan kualitas selama proses ‘perjalanan’ sinar tersebut. Singkatnya, Attenuation adalah penurunan kualitas sinar yang dialami ketika pengiriman sinar sampai ke penerima sinar di media fiber.
2. Dispersion (Penyebaran)
Ketika sinar melewati media fiber, sinar tersebut akan membawa informasi data dalam jumlah yang besar melalui jarak yang jauh. Singkatnya, Dispersion adalah kemampuan pita lebar untuk membawa data yang disalurkan / dirambatkan dalam media optikal fiber.
3. Bandwidth (Jumlah Data)
Ketika sinar merambat akan menggunakan frekuensi tertentu. Besar kecilnya frekuensi yang digunakan akan mempengaruhi besar kecilnya kapasitas informasi data yang akan dibawa.

Referensi :
http://id.wikipedia.org/wiki/Serat_optik#Kelebihan_Serat_Optik
http://www.seratoptik.com/
http://mr-sufandi.blogspot.com/2009/02/teori-fiber-optik.html
http://antzon.wordpress.com/2006/02/28/seluk-beluk-fiber-optik-part-1/

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

0 comments:

Post a Comment