Digital Site Kami seorang Muslim dan seorang pemimpi. Kami berprinsip bahwa ketika kami melakukan hal yang TERBAIK dengan DOA, maka yang BAIK akan TERCAPAI dengan SEMPURNA. ( Fuad & Nanda )

Fiber Optik

6 min read

fiber optik

Fiber Optik adalah suatu jenis kabel yang dibuat dari plastik atau kaca yang sangat halus, dan digunakan sebagai media untuk transmisi, sebab bisa mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu lokasi ke lokasi lainnya dengan kecepatan yang tinggi.

Ukuran fiber optik ini sangatlah kecil dan halus (diameternya hanya berukuran 120 mikro meter), bahkan ukurannya ini lebih kecil dari helaian rambut manusia.

Komponen jaringan ini mempunyai suatu kecepatan transmisi yang tinggi dengan menggunakan pembiasan cahaya sebagai prinsip kerjanya.

Sumber cahaya yang dapat digunakan untuk proses transmisi-nya adalah laser atau LED.

Fiber optik  atau serat optik ini menjadi salah satu komponen yang sangat populer dalam dunia telekomunikasi pada saat ini.

Pasalnya, kabel jaringan tersebut mempunyai kecepatan akses yang cukup tinggi sehingga banyak digunakan untuk saluran komunikasi.

Sejarah Fiber Optik

Pemakaian cahaya sebagai media pembawa informasi sebetulnya sudah banyak dipakai sejak zaman dahulu.

Hanya saja baru sekitar tahun 1930 an para ilmuwan yang berasal dari Jerman memulai penelitian untuk mentransmisikan cahaya dengan melalui bahan yang bernama serat optik.

Perkembangan selanjutnya pada tahun 1958 yaitu pada saat para ilmuwan Inggris mengusulkan prototipe serat optik yang sampai saat ini digunakan.

Yaitu terdiri dari gelas inti yang dibungkus dengan gelas lainnya. Sekitar awal tahun 1960 an perubahan yang signifikan terjadi di daerah Asia.

Yaitu pada saat para ilmuwan dari Jepang berhasil membuat jenis serat optik yang mempu mentransmisikan gambar.

Sekitar tahun 1959 kerja keras dari para ilmuwan pun berhasil yaitu dengan ditemukannya laser.

Baru lah sekitar tahun 60 an ditemukan serat optik yang mempunyai kemurnian tinggi. Nah baru lah pada tahun 1980 an banyak industri yang mulai mengembangkan serat optik.

 

Komponen / Struktur Fiber Optik

Serat optik ini terdiri dari beberapa bagian yang mempunyai fungsi masing-masing. Berikut ini merupakan beberapa bagian dari kabel fiber optic:

1. Bagian Inti atau Core

Bagian inti dari serat optik ini terbuat dari bahan kaca dengan diameter yang sangat kecil (diamaternya sebesar 2 μm sampai 50 μm).

Diameter inti dari serat optik yang lebih besar akan membuat performa yang lebih baik dan lebih stabil.

2. Bagian Cladding

Bagian cladding yaitu bagian pelindung yang secara langsung menyelimuti serat optik. Biasanya ukuran dari cladding ini dengan diameter 5 μm sampai 250 μm.

Cladding ini terbuat dari bahan silikon, dan komposisi bahannya berbeda dengan bagian inti atau core.

Selain untuk melindungi inti atau core, cladding juga mempunyai fungsi sebagai pemandu gelombang cahaya yang dapat merefleksikan semua cahaya tembus kembali kepada inti atau core.

3. Bagian Coating atau Buffer

Bagian coating atau buffer adalah mantel dari serat optik yang berbeda dari cladding dan core. Lapisan coating atau buffer ini terbuat dari bahan plastik yang elastis.

Coating atau buffer ini mempunyai fungsi sebagai lapisan pelindung dari seluruh gangguan fisik yang mungkin terjadi, misalnya saja lengkung-an pada kabel, kelembaban udara dalam kabel, dan lain sebagainya.

4. Bagian Strength Member dan Outer Jacket

Lapisan ini adalah bagian yang sangat penting karena lapisan ini menjadi pelindung utama dari sebuah kabel serat optik.

Lapisan strength member dan outer jacket adalah bagian yang paling luar dari fiber optik yang dapat melindungi inti kabel dari berbagai macam gangguan fisik secara langsung.

 

Jenis Kabel Fiber Optik

Setelah kita memahami pengertian dari fiber optik, selanjutnya kita juga perlu mengetahui apa saja jenis dari fiber optik.

Fiber optik ini dibedakan menjadi 2 jenis berdasarkan pada mode transmisi-nya. Berikut merupakan 2 jenis fiber optik:

1. Fiber Optik Single-Mode

single model fiber optik

Kabel fiber optik single mode adalah kabel jaringan yang mempunyai transmisi tunggal, sehingga hanya dapat menyebarkan cahayanya melalui satu inti dalam suatu waktu.

Jenis serat optik ini mempunyai inti berukuran kecil dengan diameter sebesar 9 mikro meter yang dapat digunakan untuk mentransmisikan gelombang cahaya dari sinar infra merah dengan panjang gelombang sekitar 1300 – 1550 nano meter.

Pada jenis ini, index bias akan berubah dengan segera pada batas antara core dan cladding (step index).

Jenis single model fiber bisa dibuat dengan index bias yang berubah secara perlahan – lahan (graded index).

Bahan yang digunakan untuk membuat cladding dan core nya adalah silica glass. Berikut ini merupakan perambatan cahaya dalam single mode fiber.

perambatan cahaya single model fiber

2. Fiber Optik Multi Mode Step Index

multi model step index fiber optik

Pada dasarnya kabel jenis ini memiliki diameter core yang lumayan besar yaitu 50 – 400 um dibandingkan dengan diameter cladding yang hanya sebesar 125 – 500 um.

Sama seperti jenis single mode, jenis ini juga terjadi perubahan index bias dengan segera pada batas antara core dan cladding.

Diameter core sebesar 50 – 400 um ini digunakan untuk dapat menaikkan efisiensi coupling pada sumber cahaya yang tidak koheren seperti LED.

Jenis kabel ini kurang populer dibandingkan dengan single model fiber. Hal tersebut dikarenakan maskipun mempunyai kadar silica yang ditingkatkan, namun rugi – rugi dispersi pada saat transmit tetap besar.

Oleh karena itu baik digunakan untuk menyalurkan data atau informasi dengan kecepatan yang rendah dan jarak yang relatif dekat.

Penambahan persentase bahan silica akan menyebabkan meningkat nya penampilan (performance).

Perambatan gelombang cahaya pada multi mode step index dapat digambarkan sebagai berikut.

perambatan cahaya multi model step index

3. Multi Mode Grade Index

multi model graded index fiber optik

Pada jenis ini bagian core maupun cladding nya dibuat dengan menggunakan bahan multi component glass atau bisa juga dengan silica glass.

Pada jenis ini index bias akan berubah secara perlahan – lahan. Indexs bias inti akan berubah mengecil secara perlahan yang dimulai dari pusat core sampai dengan batas antara core dengan cladding.

Sehingga semakin kecil index bias nya akan menyebabkan kecepatan rambat cahaya semakin tinggi.

Selain itu juga akan menyebabkan dispersi waktu antara berbagai mode cahaya yang merambat berkurang dan akhirnya seluruh mode cahaya akan tiba secara bersamaan di penerima (ujung serat optik).

Diameter core kabel jenis ini adalah sebesar 30 – 60 um sedangkan untuk cladding nya sebesar 100 – 150 um.

Rugi – rugi transmisi minimal nya adalah sebesar 0,70 dB/km pada panjang gelombang 1,18 um dan dengan lebar band frekuensi 150 MHz sampai 2 GHz.

Sehingga jenis ini sangat cocok untuk menyalurkan data atau informasi pada jarak menengah dengan menggunakan sumber cahaya LED atau leser.

Berikut ini merupakan gambaran dari perambatan gelombang cahaya pada jenis multi mode grade index.

perambatan cahaya multi model grade index

Baca Juga: Internet

 

Tipe Kabel Fiber Optik

Berikut ini merupakan beberapa tipe kabel dari serat optik yang umum digunakan:

  1. Tight Buffer (Outdoor atau Indoor)
  2. Zipcord cable
  3. Breakout Cable (Outdoor atau Indoor)
  4. Hybrid & Composite Cable
  5. Aerial Cable atau Self-Supporting
  6. Armored Cable
  7. Simplex Cable
  8. Low Smoke Zero Halogen atau LSZH

 

Fungsi Fiber Optik atau Serat Optik

Mengacu pada pengertian fiber optik yang sudah dijelaskan di atas, fungsi serat optik pada dasarnya sama seperti kabel lainnya, yaitu digunakan untuk menghubungkan antar komputer dalam suatu jaringan komputer.

Letak perbedaan antara kabel serat optik dengan jenis kabel lainnya yaitu kemampuannya dalam memberikan kecepatan yang tinggi dalam hal akses dan transfer data.

Selain itu juga, serat optik tidak akan mengalami gangguan elektromagnetik seperti yang terjadi dalam kabel lainnya karena pada kabel ini tidak terdapat arus listrik.

 

Prinsip Kerja Fiber Optik

Seperti yang sudah disinggung pada sub bab pengertian fiber optik di atas bahwa prinsip kerja dari kabel serat optik ini berbeda dengan kabel-kabel pada umumnya.

Pada kebanyakan kabel yang ada, data akan ditransmisikan dengan menggunakan aliran listrik, namun pada serat optik ini menggunakan aliran cahaya yang dikonversikan dari aliran listrik sehingga tidak akan mendapat gangguan dari adanya gelombang elektromagnetik.

Serat optik ini memanfaatkan serat kaca sebagai bahan penyusun-nya untuk memperoleh refleksi atau pantulan cahaya total yang cukup tinggi dari cermin tersebut sehingga data akan bisa ditransmisikan dengan cepat dan stabil pada jarak yang tidak terbatas.

Pantulan tersebut diperoleh melalui cahaya yang berjalan pada serat kaca dengan sudut yang rendah.

Dalam proses kerjanya, efisiensi dari pantulan cahaya ini dipengaruhi oleh kemurnian dari bahan serat optik, dimana semakin murni bahan gelas atau serat kaca yang digunakan maka penyerapan cahaya akan semakin sedikit oleh serat optik.

Minimnya penyerapan tersebut akan menghasilkan suatu pantulan cahaya yang tinggi.

 

Kelebihan dan Kekurangan Fiber Optik

Seperti yang sudah dijelaskan pada penjelasan pengertian serat optik di atas, kabel ini mempunyai kelebihan tersendiri dibandingkan dengan jenis-jenis kabel pada umumnya.

Namun, selain mempunyai kelebihan, kabel serat optik juga mempunyai kekurangan.

1. Kelebihan Fiber Optik

1Mempunyai kecepatan transmisi yang cukup tinggi dengan kapasitas
mencapai 1 GB/detik.
2Bisa mentransmisikan data dengan jarak yang cukup jauh tanpa adanya
bantuan dari penguat sinyal.
3Bahannya yang terbuat dari kaca dan plastik sehingga tahan terhadap karat
atau korosif.
4Ukuran kabel serat optik yang sangat kecil dan juga fleksibel.
5Kabel ini memanfaatkan gelombang cahaya sebagai prinsip kerjanya
sehingga tidak akan terganggu oleh adanya gelombang elektromagnetik
seperti gelombang radio.
6Serat optik tidak menggunakan aliran listrik sehingga dapat mencegah
terjadinya kebakaran akibat konsleting listrik.
7Mempunyai keamanan yang tinggi karena minim distorsi.

2. Kekurangan Fiber Optik

1Biaya yang digunakan untuk instalasi dan perawatan cenderung lebih
mahal daripada jenis kabel pada umumnya.
2Membutuhkan sumber cahaya yang sangat kuat.
3Kabel ini harus dipasang dengan jalur yang berbelok-belok untuk bisa
memaksimalkan kecepatan dan kelancaran transmisi cahayanya.

 

Karakteristik Serat Optik

1. Numerical Aperture (NA)

Numerical aperture adalah parameter yang mempresentasikan sudut penerimaan maksimal yang dimana berkas cahaya masih dapat diterima dan merambat di dalam inti serat.

Sudut penerimaan tersebut bermacam – macam tergantung pada karakteristik index bias inti dan selubung serat optik.

Numerical aperture

Apabila sudut datang dari berkas cahaya lebih besar dibandingkan dengan NA atau sudut kritis, maka berkas tidak akan dipantulkan kembali ke dalam serat tapi akan menembus cladding dan akan keluar dari serat.

Oleh karena itu semakin besar NA, maka akan semakin banyak jumlah cahaya yang akan diterima oleh serat.

Namun sebanding dengan kenaikan NA menyebabkan lebar dari pita akan berkurang, dan rugi penyebaran serta penyerapan akan bertambah.

Sehingga, nilai NA besar baik untuk aplikasi jarak pendek dan dengan kecepatan yang rendah.

Besarnya NA bisa dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.

rumus numerical aperture

 

2. Redaman

Redaman atau atenuasi serat optik adalah karakteristik yang penting untuk diperhatikan mengingat hubungannya dalam menentukan jarak pengulang (repeater), jenis pemancar, dan penerima optik yang harus digunakan.

Besarnya atenuasi atau rugi – rugi daya bisa dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.

rumus redaman

Pada umumnya redaman serat terjadi karena penyerapan atau absorpsi energi sinyal oleh bahan, efek scattering atau penghamburan, dan pengaruh radiasi atau pembengkokkan.

Semakin besar redaman maka akan semakin sedikit cahaya yang bisa mencapai detektor dan akan semakin pendek kemungkinan jarak span antar pengulang.

3. Dispersi

Dispersi adalah suatu pelebaran pulsa yang terjadi pada saat sinyal merambat melalui serat optik.

Dispensi ini akan membatasi lebar pita atau bandwidth dari serat. Dispersi yang terjadi pada serat pada umumnya ada 2 yaitu dispersi intermodal dan dispersi intramodal.

Akhir Kata

Demikianlah pembahasan tentang fiber optik semoga artikel ini bisa bermanfaat dan bisa menambah pengetahuan kamu. Jika ada kritik, saran, atau pertanyaan silahkan sampaikan di kolom komentar. Terimakasih.

Avatar for Digital Site
Digital Site Kami seorang Muslim dan seorang pemimpi. Kami berprinsip bahwa ketika kami melakukan hal yang TERBAIK dengan DOA, maka yang BAIK akan TERCAPAI dengan SEMPURNA. ( Fuad & Nanda )

Web Server

Avatar for Digital Site Digital Site
6 min read

Hosting

Avatar for Digital Site Digital Site
4 min read

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *