Teknologi Fiber Optik

April 07, 2020

Assalamualaikum...

Kali ini saya akan sharing ilmu tentang Fiber Optik untuk tugus sekolah saya

• FIBER OPTIK

1. Pengertian Fiber Optik

 Apa yang dimaksud dengan kabe FO/ Fiber Optic atau Serat Optik/fiber optik? Secara umum pengertian fiber optik adalah jenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat lunak dan digunakan sebagai alat transmisi karena dapat mengirimkan sinyal cahaya dari satu tempat ke tempat lain dengan kecepatan tinggi. Ukuran dari fiber optik ini sangat kecil dan tipis/halus (hanya berdiameter 120 mikrometer), bahkan bisa dibilang sangat kecil dari untaian rambut manusia. Komponen jaringan ini memiliki kecepatan transmisi tinggi dengan mempergunakan biasan cahaya sebagai prinsip dari operasinya. Sumber cahayanya sendiri yang dipergunakan dalam proses transmisi adalah laser maupun LED.

2. Kelebihan dan Kekurangan Fiber Optik

• Kelebihan
1) Kabel fiber optik dapat mampu menyalurkan data yang lebih banyak dengan kecepatan tinggi, kecepatan fiber optik bahkan bisa mencapai Gbps, sehingga lebar pita (bandwidth) menjadi lebih besar.
2) Lebih aman, karena serat optik pada kabel tidak mudah terbakar dan tidak mengalirkan listrik sedikitpun.
3) Fiber optik memiliki gangguan yang sedikit karena tidak terpengaruh sinyal elektromagnetik dan radio karena tidak menggunakan listrik melainkan menggunakan plastik dan cahaya
4) Kabel fiber optik memiliki ukuran yang lebih kecil di bandingkan dengan kabel lainnya, sehingga dapat menghemat tempat.
5) Fiber optik yang dapat mengalirkan sinyal lebih jauh jika di bandingkan dengan kabel yang menggunakan sinyal listrik, Bahkan fiber optik tidak memerlukan repeater, jika diperlukan repeater biasakan akan diletakan dijarak yang jauh sekitar 50-100KM.

• Kekurangan
1) Pemasangan serta perawatan untuk kabel fiber optik terbilang sulit, karena jika terjadi kerusakan pada kabel fiber optik maka harus memanggil orang yang sudah berpengalaman dan ahli dalam bidang tersebut.
2) Memiliki harga yang relatif mahal jika dibandingkan dengan kabel lainnya seperti kabel UTP yang memiliki harga yang terjangkau.
3) Kabel fiber optik tidak bisa di letakan di belokan yang tajam karena fiber optik menggunakan cahaya sebagai pengantar sinyal, jika kabel di tekuk maka cahaya akan bocor dan akan mengalir ke tekukkan tersebut.

3. Prinsip Kerja Fiber Optik

• Einstein mengeluarkan teori bahwa tidak ada partikel yang memiliki massa di semesta ini yang dapat melebihi kecepatan cahaya. Inilah yang menjadi landasan dibuatnya fiber optic: mengganti elektron dengan photon (partikel cahaya) sebagai alat untuk mengirimkan data. Alasannya, karena photon lebih cepat daripada elektron . Photon juga tidak terganggu dengan radiasi elektromagnetik di sekitar media penghantarnya.

• Sistem kerjanya hampir mirip jika kita terdampar di pulau antah berantah lalu mengirimkan pesan S.O.S kepada kapal yang lewat dengan senter yang kita miliki. Cuma bedanya fiber optic menggunakan inti (core) serat gelas/plastik dan dibungkus dengan lapisan pemantul cahaya (cladding). Melalui serat inilah sinar laser lalu ditembakkan. Kita pasti mengira bahwa cahaya laser tersebut pasti memiliki kecepatan cahaya tapi kenyataanya kecepatan cahaya yang melewati kabel fiber optic lebih rendah karena mediumnya berupa zat padat.

4. Teknologi Fiber Optik

• Struktur Fiber Optik

a.) Core
• Core berfungsi untuk menyalurkan cahaya dari satu ujung ke ujung lainnya. Core yaitu elemen pertama dari fiber optik yang merupakan konduktor sebenarnya yaitu sebuah batang silinder terbuat dari bahan dielektrik (bahan silika (SiO2), biasanya diberi dopping dengan germanium oksida (GeO2) atau fosfor penta oksida (P2O5) untuk menaikan indeks biasanya) yang tidak menghantarkan listrik. Inti memiliki diameter antara 3 – 200 µm. Ketebalan dari core merupakan hal yang penting, karena menentukan karakteristik dari kabel. Core (inti) dari serat optik terbuat dari material kristal kaca kelas tinggi dan indeks bias core besarnya sekitar 1,5.

B.) Cladding
•Cladding berfungsi sebagai cermin yaitu memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. Cladding yaitu lapisan selimut/selubung yang dilapiskan pada core yang memiliki diameter antara 125 – 250 µm. Cladding juga terbuat dari gelas tetapi indeks bias nya lebih kecil dari indeks bias core. Hubungan antara kedua indeks dibuat kritis karena untuk memungkinkan terjadinya pemantulan total dari berkas cahaya yang merambat berada di bawah sudut kritis sewaktu dilewatkan sepanjang serat optik.

C.) Coating
• Coating berfungsi sebagai pelindung mekanis yang melindungi serat optik dari kerusakan dan sebagai pengkodean warna pada serat optik. Coating yaitu bagian pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan plastik elastis (PVC) yang berfungsi untuk melindungi serat optik dari tekanan luar.

D.) Serat Penguat
• Streng thening serat berfungsi sebagai serat yang menguatkan bagian dalam kabel sehingga tidak mudah putus dan terbuat dari bahan serat kain sejenis benang yang sangat banyak dan memiliki ketahanan yang sangat baik.

E.) Jaket Kabel
• Jacket kabel berfungsi sebagai pelindung keseluruhan bagian dalam kabel serat optik serta didalamnya terdapat tanda pengenal dan terbuat dari bahan PVC

• Jenis Jenis Serat Optik
a. Singlemode Fiber (SMF)
Serat optik singlemode memiliki core yang kecil dan memiliki hanya satu jalur cahaya. Perbedaan antara indeks bias core dan cladding sangat kecil. SMF memiliki kapasitas yang lebih besar untuk mentransmisikan informasi karena dapat mempertahankan akurasi jumlah cahaya untuk jarak tempuh yang lebih besar dan tidak menunjukkan penyebaran cahaya yang disebabkan oleh beberapa mode. Atenuasi serat SMF juga lebih rendah bila dibandingkan dengan MMF. Kekurangan dari serat jenis ini adalah diameter core yang kecil yang membuat menyambungan cahaya ke dalam core lebih sulit, pembangunan yang sulit dan biaya yang relatif mahal.

b. Multimode Fiber (MMF)
Multimode fiber memiliki diameter core dan indeks bias relatif lebih besar daripada singlemode fiber dan memungkinkan sejumlah besar cahaya melewatinya. Ukuran core kabel multimode secara umum adalah berkisar antara 50 sampai dengan 100 mikrometer. Biasanya ukuran NA yang terdapat di dalam kabel multimode pada umumnya adalah berkisar antara 0,20 hingga 0,29. NA atau numerical aperture adalah ukuran kemampuan sebuah serat untuk menangkap cahaya, juga dipakai untuk mendefinisikan acceptance cone dari sebuah serat optik. Jenis serat optik Multimode dapat dikategorikan menjadi dua macam yaitu serat optik multimode step index dan serat optik multimode gradded index.

5. Jenis Jenis Fiber Optic

Single Mode

Yaitu serat optic dengan core yang sangat kecil, sekitar 8 mikro meter. Besar diameternya mendekati panjang gelombang, sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding cladding. Kabel single mode dapat menjangkau jarak yang lebih jauh. Ia hanya mengirim satu sinyal pada waktu yang sama. Pulsa cahaya yang ditembakkan pada single mode adalah cahaya dengan panjang gelombang 1310-1550nm.

Multi Mode Step Index

Yaitu serat optic dengan diameter core yang sedikit lebih besar dibanding single mode, sekitar 10 mikro meter. Ukuran tersebut membuat laser di dalamnya terpantul didinding cladding, yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth dari serat optic jenis ini. Kabel jenis ini dapat megirimkan data yang berbeda pada saat yang bersamaan. Namun, jika kabel single mode dapat menjangkau ratusan kilometer, kabel multi mode hanya mampu menjangkau kurang dari 550 meter.

Multimode Grade Index

Yaitu serat optic dengan diameter core yang terbesar, dibanding dua jenis serat optic lainnya. Jenis yang satu ini tidak terlalu banyak digunakan.