TEKNOLOGI FIBER OPTIK

Apa itu fiber optik ?

Kabel ini memiliki diameter lebih kurang 120 mikrometer. Sinar cahaya yang terdapat didalam kabel serat optik ini tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar dari pada indeks bias dari udara, karena laser tersebut memiliki  spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi dari kabel fiber optik ini sangat tinggi sehingga kabel fiber optik ini sangat bagus digunakan untuk saluran komunikasi.

Perkembangan teknologi fiber optik saat ini, telah menghasilkan pelemahan (attenuation) kurang dari 20 decibels (dB)/km. Dengan lebar jalur (bandwidth) yang besar, maka mampu dalam mentransmisikan data sangat banyak dan tranmisinya yang cepat dibandingan dengan penggunaan kabel konvensional. Dengan demikian fiber optik ini sangat cocok digunakan terutama dalam aplikasi sistem telekomunikasi.

Sekitar 20 tahun yang lalu, kabel fiber optik telah memngambil alih dan mengubah wajah teknologi industri telepon jarak jauh maupun industri automasi dengan pengontrolan jarak jauh. Serat optik juga memberikan peranan besar membuat Internet dapat digunakan di seluruh dunia. Pada tahun 1997 fiber optik menghubungkan seluruh dunia, Fiber-Optic Link Around the Globe (FLAG) menjadi jaringan kabel terpanjang di seluruh dunia yang menyediakan infrastruktur untuk generasi internet terbaru.

Kelebihan Fiber Optik

Fiber Optik adalah saluran transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah dari sinar laser atau LED.

• Bandwidth sangat besar dengan kecepatan transmisi mencapai gigabit-per detik dan menghantarkan informasi jarak jauh tanpa pengulangan
• Biaya pemasangan dan pengoperasian yang rendah serta tingkat keamanan yang lebih tinggi
• Ukuran kecil dan ringan, sehingga hemat pemakaian ruang
• Kebal terhadap gangguan elektromagnetik dan gangguan gelombang radio
• Tidak ada tenaga listrik dan percikan api
• Tidak berkarat

Kekurangan Fiber Optik

• Instalasinya yang mahal
• Dispersi dapat mempengaruhi volume informasi yang dapat diakomodasi.
• Tidak seperti halnya dengan kawat, fiber juga lebih sulit untuk disambung.
• Sambungan akhir dari kabel fiber harus benar-benar akurat untuk menghindari rugi - rugi (loss) transmisi.
• Komponen FO mahal dan membutuhkan biaya ekstra dalam pengaplikasian yang lebih spesifik.

Cara Kerja Fiber Optik 

Untuk mengirimkan percakapan-percakapan telepon atau internet melalui fiber optik, sinyal analog di ubah menjadi sinyal digital. Sebuah laser transmitter pada salah satu ujung kabel melakukan modulasi salah satunya dengan teknik on/off untuk mengirimkan setiap bit sinyal. System fiber optik modern dengan single laser bisa mentransmitkan jutaan bit/second. Atau bisa dikatakan laser transmitter on dan off jutaan kali /second.

Sebuah kabel fiber optics terbuat dari serat kaca murni, sehingga meski panjangnya berkilo-kilo meter, cahaya masih dapat dipancarkan dari ujung ke ujung lainnya. dengan batas maksimal 40 km untuk fiber dengan jenis single mode, 10 km untuk fiber dengan jenis multimode dan 25 - 30 km untuk jenis fiber multimode graded index.

Helai serat kaca tersebut didesain sangat halus, ketebalannya kurang dari tebal rambut manusia. Helai serat kaca dilapisi oleh 2 lapisan plastik dengan melapisi serat kaca dengan plastik atau disebut claddding (pembungkus), akan didapatkan equivalen sebuah cermin disekitar serat kaca. Cermin ini menghasilkan total internal reflection (refleksi total pada bagian dalam serat kaca).

 

Pada prinsipnya fiber optik memantulkan dan membiaskan sejumlah cahaya yang merambat di dalamnya. Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas/kaca. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap (loss akibat absorbtion material) oleh fiber optik.

Reliabilitas dari serat optik dapat ditentukan dengan satuan BER (Bit error rate). Salah satu ujung serat optik diberi masukan data tertentu dan ujung yang lain mengolah data itu. Dengan intensitas laser yang rendah dan dengan panjang serat mencapai beberapa km, maka akan menghasilkan kesalahan. Jumlah kesalahan persatuan waktu tersebut dinamakan BER. Dengan diketahuinya BER maka, Jumlah kesalahan pada serat optik yang sama dengan panjang yang berbeda dapat diperkirakan besarnya

Komponen komponen fiber optik

Sebuah sistem komunikasi tentu tidak hanya didukung oleh  satu dua komponen atau perangkat saja. Di dalamnya pasti  terdapat banyak sekali paduan komponen yang saling bekerja sama satu dengan yang lainnya. Perpaduan dan kerja sama tersebut akan menghasilkan banyak sekali manfaat bagi berlangsungnya transfer informasi. Dengan demikian, jadilah sebuah sistem komunikasi.

 

Di dalamnya terdapat proses modulasi agar sinyal-sinyal informasi yang sebenarnya dapat dimungkinkan dibawa melalui serat optik. Dan setibanya di lokasi tujuan, proses demodulasi akan terjadi untuk membuka informasi aslinya kembali. Jika berjalan dalam jarak yang jauh maka penguat sinyal pasti dibutuhkan.

Proses komunikasi pada sistem fiber optik juga mengalami hal yang sama seperti sistem komunikasi yang lainnya. Lima komponen utama dalam sistem komunikasi fiber optik adalah sebagai berikut:

1. Cahaya pembawa informas

Inilah sumber asal-muasal terjadinya sistem komunikasi fiber optik. Cahaya, komponen alam yang memiliki banyak kelebihan ini dimanfaatkan dengan begitu pintarnya untuk membawa data dengan kecepatan dan bandwidth yang sangat tinggi. Semua kelebihan dari cahaya seakan-akan dimanfaatkan di sini. Cahaya yang berkecepatan tinggi, cahaya yang kebal terhadap gangguan-gangguan, cahaya yang mampu berjalan jauh, semuanya akan Anda rasakan dengan menggunakan media fiber optik ini.

2. Optical Transmitter (Pemancar)

Optical transmitter merupakan sebuah komponen yang bertugas untuk mengirimkan sinyal-sinyal cahaya ke dalam media pembawanya. Di dalam komponen ini terjadi proses mengubah sinyal-sinyal elektronik analog maupun digital menjadi sebuah bentuk sinyal-sinyal cahaya. Sinyal inilah yang kemudian bertugas sebagai sinyal korespondensi untuk data Anda. Optical transmitter secara fisik sangat dekat dengan media fiber optic pada penggunaannya. Dan bahkan optical transmitter dilengkapi dengan sebuah lensa yang akan memfokuskan cahaya ke dalam media fiber optik tersebut.

Sumber cahaya dari komponen ini bisa bermacam-macam. Sumber cahaya yang biasanya digunakan adalah Light Emitting Dioda (LED) atau solid state laser dioda. Sumber cahaya yang menggunakan LED lebih sedikit mengonsumsi daya daripada laser. Namun sebagai konsekuensinya, sinar yang dipancarkan oleh LED tidak dapat menempuh jarak sejauh laser. Umumnya penggunaan LED atau laser bergantung pada beberapa kompenen seperti jenis serat fibernya dan perangkat penerimanya (photodetector).

3. Kabel Fiber optik

Komponen inilah yang merupakan pemeran utama dalam sistem ini. Terdapat beberapa jenis kabel fiber optik, seperti kabel feeder, kabel distribusi, kabel drop, dan kabel indoor. Tugas utama dari kabel fiber optik yaitu bertugas untuk memandu cahaya-cahaya tadi dari lokasi asalnya hingga sampai ke tujuan. Kabel fiber optic secara konstruksi hampir menyerupai kabel listrik, hanya saja ada sedikit tambahan proteksi untuk melindungi transmisi cahaya, biasanya dilapisi pipa PVC atau disebut armored cable. Biasanya kabel fiber optic juga bisa disambung, namun dengan proses yang sangat rumit. Proses penyambungan kabel ini sering disebut dengan istilah splicing dengan menggunakan alat bernama fusion splicer. 
regenerato/amplifie/repeater

Optical regenerator atau dalam bahasa indonesianya penguat sinyal cahaya, sebenarnya merupakan komponen yang tidak perlu ada ketika Anda menggunakan media fiber optik dalam jarak dekat saja.Sinyal cahaya yang Anda kirimkan baru akan mengalami degradasi dalam jarak kurang lebih 1 km. Maka dari itu, jika Anda menggunakannya dalam jarak jauh, komponen ini menjadi komponen utama juga. Biasanya amplifier disambungkan di tengah-tengah media fiber optik untuk lebih memperkuat sinyal-sinyal yang lemah. Penggunaan amplifier ini umumnya bergantung pada jenis kabel seperti yang sudah disebutkan diatas dan juga kondisi alam sekitar.
5. Penerima optik / Fotodetektor (Penerim
regenerato/amplifie/repeater

Penerima optik memiliki tugas untuk menangkap semua cahaya yang dikirimkan oleh pemancar optik. Setelah cahaya ditangkap dari media fiber optic, maka sinyal ini akan didecode menjadi sinyal-sinyal digital yang tidak lain adalah informasi yang dikirimkan. Setelah didecode, sinyal listrik digital tadi dikirimkan ke sistem pemrosesnya seperti misalnya ke televisi, ke perangkat komputer, ke telepon, dan masih banyak lagi perangkat digital lainnya. Biasanya penerima optik ini berupa sensor cahaya seperti fotosel atau fotodioda yang sangat peka dan sensitif terhadap perubahan cahaya. Secara umum terdapat 2 fotodetektor yang digunakan yaitu Positive-Intrinsic-Negative (PIN) Photodiode dan Avalance photodiode (APD). Penggunaan kedua dioda ini bergantung pada jenis transmitter (Laser / Diode) , jenis kabel fiber, dan juga kondisi lingkungan.
Perkembangan terki

Sistem pemancar laser terbaru dapat mentransmisikan warna-warna yang berbeda untuk mengirimkan beragam sinyal digital dalam serat optik yang sama sehingga jumlah data yang dikirim akan semakin besar berkali-kali lipat. Yang juga dikenal dengan istilah teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM). Teknologi ini memungkinkan untuk mentransmisikan beberapa gelombang panjang dan memultiplexkan (Menggabungkan) gelombang panjang - panajng gelombang tersebut ke dalam satu buah serat fiber, sehingga kapasitas yang dapat dikirimkan oleh satu serat fiber menjadi luar biasa banyak daripada tanpa menggunakan teknologi DWDM.