MAKALAH
Fiber
Optik (Serat Optik)
DAFTAR
ISI
Halaman
KATA
PENGANTAR.................................................................................... ii
DAFTAR
ISI.................................................................................................. iii
I. PENDAHULUAN................................................................................
Latar
Belakang.......................................................................................
Tujuan.............................................................................................
II.
PEMBAHASAN...................................................................................
A. Pengertian Fiber Optik....................................................................
B. Sejarah Fiber Optik.........................................................................
C.
Komunikasi Fiber Optik..................................................................
D. Keunggulan Dan Kelemahan Fiber Optik.......................................
E. Karakteristik Komunikasi Fiber Optik
F. Aplikasi Fiber Optik
III. PENUTUP.............................................................................................
DAFTAR
PUSTAKA.....................................................................................
I.
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Manusia sebagai makhluk ciptaan Tuhan YME dan sebagai wakil Tuhan di bumi yang menerima
amanat-Nya untuk mengelola kekayaan alam. Sebagai hamba Tuhan yang mempunyai
kewajiban untuk beribadah dan menyembah Tuhan Sang Pencipta dengan tulus.
Salain itu, dalam kehidupan sehari- hari manusia tidak dapat
lepas dari alat- alat teknologi yang pada setiap waktu teknologi- teknologi
tersebut terus bekembang. Serta umat manusia dituntut untuk mengembangkan dan mengikuti perkembangan teknologi tersebut..
B. Tujuan
Tujuan dalam penulisan makalah ini adalah
untuk menambah pengetahuan dan informasi bagi yang membacanya dan diharapkan
dapat bermanfaat bagi kita semua.
II.
PEMBAHASAN
A. Pengertian
Fiber Optik
Fiber Optik (Serat optic) adalah saluran transmisi yang
terbuat dari kaca
atau plastik
yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu
tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit
keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari
udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser
mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat
tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.
Serat optik umumnya digunakan
dalam sistem telekomunikasi serta dalam pencahayaan, sensor, dan optik pencitraan.
Serat optik terdiri dari 2
bagian, yaitu cladding dan core. Cladding adalah selubung
dari core. Cladding mempunyai indek bias lebih rendah dari pada core
akan memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar dari core kembali kedalam
core lagi.
Efisiensi dari serat optik
ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas. Semakin murni bahan gelas,
semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.
Pembagian Serat optik dapat
dilihat dari 2 macam perbedaan :
1. Berdasarkan Mode yang dirambatkan :
- Single mode : serat optik dengan core yang sangat kecil, diameter mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding cladding.
- Multi mode : serat optik dengan diameter core yang agak besar yang membuat laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth dari serat optik jenis ini.
2. Berdasarkan indeks bias
core :
- Step indeks : pada serat 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.
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.
B. Sejarah Fiber Optic
Penggunaan cahaya sebagai
pembawa informasi sebenarnya sudah banyak digunakan sejak zaman dahulu, baru
sekitar tahun 1930-an para ilmuwan Jerman mengawali eksperimen untuk
mentransmisikan cahaya melalui bahan yang bernama serat optik. Percobaan ini
juga masih tergolong cukup primitif karena hasil yang dicapai tidak bisa
langsung dimanfaatkan, namun harus melalui perkembangan dan penyempurnaan lebih
lanjut lagi. Perkembangan selanjutnya adalah ketika para ilmuawan Inggris pada
tahun 1958 mengusulkan prototipe serat optik yang sampai sekarang dipakai yaitu
yang terdiri atas gelas inti yang dibungkus oleh gelas lainnya. Sekitar awal
tahun 1960-an perubahan fantastis terjadi di Asia
yaitu ketika para ilmuwan Jepang berhasil membuat jenis serat optik yang mampu
mentransmisikan gambar.
Di lain pihak para ilmuwan
selain mencoba untuk memandu cahaya melewati gelas (serat optik) namun juga
mencoba untuk ”menjinakkan” cahaya. Kerja keras itupun berhasil ketika sekitar
1959 laser ditemukan. Laser beroperasi pada daerah frekuensi tampak sekitar
1014 Hertz-15 Hertz atau ratusan ribu kali frekuensi gelombang mikro.
Pada awalnya peralatan penghasil
sinar laser masih serba besar dan merepotkan. Selain tidak efisien, ia baru
dapat berfungsi pada suhu sangat rendah. Laser juga belum terpancar lurus. Pada
kondisi cahaya sangat cerah pun, pancarannya gampang meliuk-liuk mengikuti
kepadatan atmosfer. Waktu itu, sebuah pancaran laser dalam jarak 1 km, bisa
tiba di tujuan akhir pada banyak titik dengan simpangan jarak hingga hitungan
meter.
Sekitar tahun 60-an ditemukan
serat optik yang kemurniannya sangat tinggi, kurang dari 1 bagian dalam sejuta.
Dalam bahasa sehari-hari artinya serat yang sangat bening dan tidak menghantar
listrik ini sedemikian murninya, sehingga konon, seandainya air laut itu
semurni serat optik, dengan pencahayaan cukup kita dapat menonton
lalu-lalangnya penghuni dasar Samudera Pasifik.
Seperti halnya laser, serat
optik pun harus melalui tahap-tahap pengembangan awal. Sebagaimana medium
transmisi cahaya, ia sangat tidak efisien. Hingga tahun 1968 atau berselang dua
tahun setelah serat optik pertama kali diramalkan akan menjadi pemandu cahaya,
tingkat atenuasi (kehilangan)-nya masih 20 dB/km. Melalui pengembangan dalam teknologi
material, serat optik mengalami pemurnian, dehidran dan lain-lain. Secara
perlahan tapi pasti atenuasinya mencapai tingkat di bawah 1 dB/km.
Tahun 80-an, bendera lomba
industri serat optik benar-benar sudah berkibar. Nama-nama besar di dunia pengembangan
serat optik bermunculan. Charles K. Kao diakui dunia sebagai salah seorang
perintis utama. Dari Jepang muncul Yasuharu Suematsu. Raksasa-raksasa
elektronik macam ITT atau STL jelas punya banyak sekali peranan dalam mendalami
riset-riset serat optik.
2. Time Line Pengembangan Fiber
Optik
1917 Theory of stimulated
emission Albert Einstein mengajukanm sebuah teori tentang emisi terangsang
dimana jika ada atom dalam tingkatan energi tinggi 1954 "Maser"
developed Charles Townes, James Gordon, dan Herbert Zeiger di Columbia
University mengembangkankan "maser" yaitu microwave amplification by
stimulated emission of radiation, dimana molekul dari gas amonia memperkuat dan
menghasilkan gelombang. . Pekerjaan ini menghabiskan waktu tiga tahun sejak ide
Townes pada tahun 1951 untuk mengambil manfaat dari osilasi frekuensi tinggi
molekular untuk membangkitkan gelombang dengan penjang gelombang pendek pada
gelombang radio. 1958 Pengenalan Konsep Laser Townes dan ahli fisika Arthur
Schawlow mempublikasikan paper yang menunjukan bahwa maser dapat dibuat untuk
dioperasikan pada daerah infra merah dan optik. .Paper ini menjelaskan tentang
konsep laser (light amplification by stimulated emission of radiation)
1960 ditemukannya Continuously
operating helium-neon gas laser Laboratorium Riset Bell dan Ali Javan serta
koleganya William Bennett, Jr., dan Donald Herriott menemukan sebuah
continuously operating helium-neon gas laser. 1960 Ditemukannya Operable laser
Theodore Maiman, seorang fisikawan dan insinyur elektro di Hughes Research
Laboratories, menemukan operable laser dengan menggunakan sebuah kristal batu
rubi sintesis sebagai medium. 1961 Glass fiber demonstration Peneliti industri
Elias Snitzer dan Will Hicks mendemontrasikan sinar laser yang diarahkan
melalui serat gelas yang tipis. Inti serat gelas tersebut cukup kecil yang
membuat cahaya hanya dapat melewati satu bagian saja tetapi banyak ilmuwan
menyatakan bahwa serat tidak cocok untuk komunikasi karena rugi rugi cahaya
yang terjadi karena melewati jarak yang sangat jauh. 1961 Penggunaan ruby laser
untuk keperluan medis Penggunaan laser yang dihasilkan dari batu Rubi yang
pertama, Charles Campbell of the Institute
of Ophthalmology at Columbia- Presbyterian
Medical Center
dan Charles Koester of the American Optical Corporation menggunakan prototipe
ruby laser photocoagulator untuk menghancurkan tumor pada retina pasien. 1962
Pengembangan Gallium arsenide laser Tiga group riset terkenal yaitu General
Electric, IBM, dan MIT’s Lincoln Laboratory secara simultan mengembangkan
gallium arsenide laser yang mengkonversikan energi listrk secara langsung ke
dalam cahaya infra merah dan perkembangan selanjutnya digunakan untuk
pengembangan CD dan DVD player serta penggunaan laser printer. 1963
Heterostructures Ahli fisika Herbert Kroemer mengajukan ide yaitu
heterostructures, kombinasi dari lebih dari satu semikonduktor dalam
layer-layer untuk mengurangi kebutuhan energi untuk laser dan membantu untuk
dapat bekerja lebih efisien. Heterostructures ini nantinya akan digunakan pada
telepon seluler dan peralatan elektronik lainnya.
1966 kertas Landmark pada optical fiber Charles Kao dan George Hockham yang melakukan penelitian di Standard Telecommunications Laboratories Inggris mempublikasikan landmark paper yang mendemontrasikan bahwa fiber optik dapat mentransmisikan sinar laser yang sangat sedikit rugi-ruginya jika gelas yang digunakan sangat murni. Dengan penemuan ini kemudian para peneliti lebih fokus pada bagaimana cara memurnikan bahan gelas. 1970 Fiber Optik yang memenuhi standar kemurnian. Ilmuwan Corning Glass Works yaitu Donald Keck, Peter Schultz, dan Robert Maurer melaporkan penemuan fiber optik yang memenuhi standar yang telah ditentukan oleh Kao dan Hockham. Gelas yang paling murni yang dibuat terdiri atas gabungan silika dalam tahap uap dan mampu mengurangi rugi-rugi cahaya kurang dari 20 decibels per kilometer. Pada 1972 tim ini menemukan gelas dengan rugi-rugi cahaya hanya 4 decibels per kilometer. Juga pada tahun 1970, Morton Panish dan Izuo Hayashi dari Bell Laboratories dengan tim Ioffe Physical Institute di Leningrad, mendemontrasikan semiconductor laser yang dapat dioperasikan pada temperatur ruang. Kedua penemuan tersebut merupakan terobosan dalam komersialisasi penggunaan fiber optik. 1973 Proses Chemical vapor deposition John MacChesney dan Paul O. Connor pada Bell Laboratories mengembangkan proses chemical vapor deposition process yang memanaskan uap kimia dan oksigen ke bentuk ultratransparent glass yang dapat diproduksi masal ke dalam fiber optik yang mempunyai rugi-rugi sangat kecil. 1975 Komersialisasi Pertama dari semiconductor laser Insinyur pada Laser Diode Labs mengembangkan semiconductor laser komersial pertama yang dapat dioperasikan pada suhu kamar. 1977 Perusahaan telepon menguji coba penggunaan fiber optic Perusahaan telepon memulai penggunaan fiber optik yang membawa lalu lintas telepon. GTE membuka jalur antara Long Beach dan Artesia, California, yang menggunakan transmisi light-emitting diode. Bell Labs mendirikan sambungan yang sama pada sistem telepon di Chicago dengan jarak 1,5 mil di bawah tanah yang menghubungkan 2 s switching station.
1980 Sambungan Fiber-optic telah
ada di Kota kota
besar di Amerika AT&T mengumumkan akan menginstal fiber-optic yang
menghubungkan kota kota
antara Boston dan Washington D.C.
kemudian dua tahun kemudian MCI mengumumkan untuk melakukan hal yang sama. 1987
"Doped" fiber amplifiers David Payne di University of Southampton memperkenalkan fiber amplifiers yang dikotori
oleh elemen erbium. optical amplifiers abru ini mampu menaikan sinyal cahaya
tanpa harus mengkonversikan terlebih dahulu ke dalam energi listrik. 1988 Kabel
Pertama Transatlantic Fiber-Optic Kabel Translantic yang pertama menggunakan
fiber glass yang sangat transparan sehingga repeater hanya dibutuhkanb ketika
sudah mencapai 40mil. 1991 Optical Amplifiers Emmanuel Desurvire di Bell
Laboratories serta David Payne dan P. J. Mears dari University
of Southampton mendemontrasikan optical
amplifiers yang terintegrasi dengan kabel fiber optic tersebut. Keuntungannya
adalah dapat membawa informasi 100 kali lebih cepat dari pada kabel electronic
amplifier. 1996 optic fiber cable yang menggunakan optical amplifiers ditaruh
di samudera pasifik TPC-5, sebuah optic fiber merupakan fiber optic pertama
yang menggunakan optical amplifiers. Kabel ini melewati samudera pasifik mulai
dari San Luis Obispo, California, ke Guam, Hawaii, dan Miyazaki, Japan, dan
kembali ke Oregon coast dan mampu untuk menangani 320,000 panggilan telepon.
1997 Fiber Optic menghubungkan seluruh dunia Fiber Optic Link Around the Globe
(FLAG) menjadi jaringan abel terpanjang di seluruh dunia yang menyediakan
infrastruktur untuk generasi internet terbaru.
2. Generasi Perkembangan Serat
Optik
Berdasarkan penggunaannya maka
sistem komunikasi serat optik (SKSO) dibagi menjadi 4 tahap generasi
yaitu :
1. Generasi pertama (mulai 1975)
Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya,
terdiri dari : alat encoding : mengubah input (misal suara) menjadi
sinyal listrik transmitter : mengubah sinyal listrik menjadi sinyal
gelombang, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 mm. serat silika :
sebagai penghantar sinyal gelombang repeater : sebagai penguat gelombang
yang melemah di perjalanan receiver : mengubah sinyal gelombang menjadi
sinyal listrik, berupa fotodetektor alat decoding : mengubah sinyal
listrik menjadi output (misal suara) Repeater bekerja melalui beberapa tahap,
mula-mula ia mengubah sinyal gelombang yang sudah melemah menjadi sinyal
listrik, kemudian diperkuat dan diubah kembali menjadi sinyal gelombang.
Generasi pertama ini pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi sebesar
10 Gb.km/s.
2 Generasi kedua (mulai 1981)
Untuk mengurangi efek dispersi,
ukuran teras serat diperkecil agar menjadi tipe mode tunggal. Indeks bias kulit
dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias teras. Dengan sendirinya transmitter
juga diganti dengan diode laser, panjang gelombang yang dipancarkannya 1,3 mm.
Dengan modifikasi ini generasi kedua mampu mencapai kapasitas transmisi 100
Gb.km/s, 10 kali lipat lebih besar daripada generasi pertama.
3. Generasi ketiga (mulai 1982)
Terjadi penyempurnaan pembuatan
serat silika dan pembuatan chip diode laser berpanjang gelombang 1,55 mm.
Kemurnian bahan silika ditingkatkan sehingga transparansinya dapat dibuat untuk
panjang gelombang sekitar 1,2 mm sampai 1,6 mm. Penyempurnaan ini meningkatkan
kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.
4. Generasi keempat (mulai 1984)
Dimulainya riset dan
pengembangan sistem koheren, modulasinya yang dipakai bukan modulasi intensitas
melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemah intensitasnya
masih dapat dideteksi. Maka jarak yang dapat ditempuh, juga kapasitas
transmisinya, ikut membesar. Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai
kapasitas sistem deteksi langsung. Sayang, generasi ini terhambat
perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi
masih jauh tertinggal. Tetapi tidak dapat disangkal bahwa sistem koheren ini
punya potensi untuk maju pesat pada masa-masa yang akan datang.
5. Generasi kelima (mulai 1989)
Pada generasi ini dikembangkan
suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater pada generasi-generasi
sebelumnya. Sebuah penguat optik terdiri dari sebuah diode laser InGaAsP
(panjang gelombang 1,48 mm) dan sejumlah serat optik dengan doping erbium (Er)
di terasnya. Pada saat serat ini disinari diode lasernya, atom-atom erbium di
dalamnya akan tereksitasi dan membuat inversi populasi*, sehingga bila ada
sinyal lemah masuk penguat dan lewat di dalam serat, atom-atom itu akan
serentak mengadakan deeksitasi yang disebut emisi terangsang (stimulated
emission) Einstein. Akibatnya sinyal yang sudah melemah akan diperkuat kembali
oleh emisi ini dan diteruskan keluar penguat. Keunggulan penguat optik ini terhadap
repeater adalah tidak terjadinya gangguan terhadap perjalanan sinyal gelombang,
sinyal gelombang tidak perlu diubah jadi listrik dulu dan seterusnya seperti
yang terjadi pada repeater. Dengan adanya penguat optik ini kapasitas transmisi
melonjak hebat sekali. Pada awal pengembangannya hanya dicapai 400 Gb.km/s,
tetapi setahun kemudian kapasitas transmisi sudah menembus harga 50 ribu
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. Komponen-komponennya
memiliki panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit, dan juga bervariasi
dalam intensitasnya. Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi menjadi
beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa
soliton merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus
(wavelength division multiplexing). Eksperimen menunjukkan bahwa soliton
minimal dapat membawa 5 saluran yang masing-masing membawa informasi dengan
laju 5 Gb/s. Cacah saluran dapat dibuat menjadi dua kali lipat lebih banyak
jika dibunakan multiplexing polarisasi, karena setiap saluran memiliki dua
polarisasi yang berbeda. Kapasitas transmisi yang telah diuji mencapai 35 ribu
Gb.km/s.
Cara kerja sistem soliton ini
adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang gelombangnya sama akan
merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika intensitasnya
melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir efek
dispersi, sehingga soliton tidak akan melebar pada waktu sampai di receiver.
Hal ini sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat
kecil bahkan dapat diabaikan. Tampak bahwa penggabungan ciri beberapa generasi
teknologi serat optik akan mampu menghasilkan suatu sistem komunikasi yang
mendekati ideal, yaitu yang memiliki kapasitas transmisi yang sebesar-besarnya
dengan tingkat kesalahan yang sekecil-kecilnya yang jelas, dunia komunikasi
abad 21 mendatang tidak dapat dihindari lagi akan dirajai oleh teknologi serat
optik.
C. Komunikasi Serat Optik
Media komunikasi digital pada
dasarnya hanya ada tiga, tembaga, udara dan kaca. Tembaga kita kenal sebagai
media komunikasi sejak lama, telah berevolusi dari hanya penghantar listrik
menjadi penghantar elektromagnetik yang membawa pesan, suara, gambar dan data
digital. Berkembangnya teknologi frekuensi radio menambah alternatif lain media
komunikasi, kita sebut nirkabel atau wireless, sebuah komunikasi
dengan udara sebagai penghantar. Tahun 1980-an kita mulai mengenal media
komunikasi yang lain yang sekarang menjadi tulang punggung komunikasi dunia,
yaitu serat optik,
sebuah media yang memanfaatkan pulsa cahaya dalam sebuah ruang kaca berbentuk
kabel, total
internal reflection.
Sebuah kabel serat optik dibuat
sekecil-kecilnya (mikroskopis) agar tak mudah patah/retak, tentunya dengan
perlindungan khusus sehingga besaran wujud kabel akhirnya tetap mudah dipasang.
Satu kabel serat optik disebut sebagai core. Untuk satu sambungan/link
komunikasi serat optik dibutuhkan dua core, satu sebagai transmitter
dan satu lagi sebagai receiver. Variasi kabel yang dijual sangat beragam
sesuai kebutuhan, ada kabel 4 core, 6 core, 8 core, 12 core, 16 core, 24 core,
36 core hingga 48 core. Satu core serat optik yang terlihat oleh mata kita
adalah masih berupa lapisan pelindungnya (coated), sedangkan kacanya sendiri
yang menjadi inti transmisi data berukuran mikroskopis, tak terlihat oleh mata.
Bentuk kabel dikenal dua macam,
kabel udara (KU) dan kabel tanah (KT). Kabel udara diperkuat oleh kabel baja
untuk keperluan penarikan kabel di atas tiang. Baik KU maupun KT pada lapisan
intinya paling tengah diperkuat oleh kabel khusus untuk menahan kabel tidak
mudah bengkok (biasanya serat plastik yang keras). Di sekeliling inti tersebut
dipasang beberapa selubung yang isinya adalah core serat optik, dilapisi gel
(katanya berfungsi juga sebagai racun tikus) dan serat nilon, dibungkus lagi
dengan bahan metal tipis hingga ke lapisan terluar kabel berupa plastik tebal.
Dari berbagai jenis jumlah core, besaran wujud akhir kabel tidaklah terlalu
signifikan ukuran diameternya.
Memotong kabel serat optik
sangat mudah, cukup menggunakan gergaji kecil. Sering terjadi maling-maling
tembaga salah mencuri, niatnya mencuri kabel tembaga yang laku di pasar
besi/loak malah menggergaji kabel serat optik. Yang sulit adalah mengupasnya,
namun hal ini dipermudah dengan pabrikan kabel menyertakan serat nilon khusus
di bawah lapisan terluar yang keras sehingga cukup dikupas sedikit dan nilon
tersebut berfungsi membelah lapisan terluar hingga panjang yang diinginkan
untuk dikupas.
Untuk apa dikupas? Tentunya
untuk keperluan penyambungan atau terminasi. Kita lihat dulu bagaimana pulsa
cahaya bekerja di dalam serat kaca yang sangat sempit ini. Kabel serat optik
yang paling umum dikenal dua macam, multi-mode dan
single-mode.
Transmitter cahaya berupa Light Emitting Diode
(LED) atau Injection Laser
Diode (ILD) menembakkan pulsa cahaya ke dalam kabel serat optik. Dalam
kabel multi-mode pulsa cahaya selain lurus searah panjang kabel juga
berpantulan ke dinding core hingga sampai ke tujuan, sisi receiver. Pada kabel
single-mode pulsa cahaya ditembakkan hanya lurus searah panjang kabel. Kabel
single-mode memberi kelebihan kapasitas bandwidth dan jarak yang lebih tinggi,
hingga puluhan kilometer dengan skala bandwidth gigabit.
Inti kaca kabel single-mode
umumnya berdiameter 8,3-10 mikron (jauh lebih kecil dari diameter rambut), dan
pada multi-mode berukuran 50-100 mikron. Pulsa cahaya yang ditembakkan pada
single mode adalah cahaya dengan panjang gelombang 1310-1550nm, sedangkan pada
multi-mode adalah 850-1300nm.
Ujung kabel serat optik berakhir
di sebuah terminasi, untuk hal tersebut dibutuhkan penyambungan kabel serat
optik dengan pigtail serat optik di Optical Termination Board (OTB), bisa
wallmount atau 1U rackmount. Dari OTB kabel serat optik tinggal disambung
dengan patchcord serat optik ke perangkat multiplexer, switch atau bridge
(converter to ethernet UTP).
Penyambungan kabel serat optik
disebut sebagai splicing. Splicing menggunakan alat khusus yang memadukan dua
ujung kabel seukuran rambut secara presisi, dibakar pada suhu tertentu sehingga
kaca meleleh tersambung tanpa bagian coated-nya ikut meleleh. Setelah
tersambung, bagian sambungan ditutup dengan selubung yang dipanaskan. Alat ini
mudah dioperasikan, namun sangat mahal harganya. Inilah sebabnya meskipun harga
kabel fiber optik sudah jauh lebih murah namun alat dan biaya lainnya masih
mahal, terutama pada biaya pemasangan kabel, splicing dan terminasinya.
Pigtail yang disambungkan ke
kabel optik bisa bermacam-macam konektornya,
yang paling umum adalah konektor FC. Dari konektor FC di OTB ini kita tinggal
menggunakan patchcord yang sesuai untuk disambungkan ke perangkat. Umumnya
perangkat optik seperti switch atau bridge menggunakan konektor SC atau LC.
Cukup menyulitkan ketika menyebut jenis konektor yang kita kehendaki kepada
penjual, FC, SC, ST, atau LC.
Setelah kabel optik terpasang di
OTB dilakukan pengujian end-to-end dengan menggunakan Optical
Time Domain Reflectometer (OTDR). Dengan OTDR akan didapatkan kualitas
kabel, seberapa besar loss cahaya dan berapa panjang kabel totalnya. Harga
perangkat OTDR ini sangat mahal, meskipun pengoperasiannya relatif mudah. OTDR
ini digunakan pula pada saat terjadi gangguan putusnya kabel laut atau
terestrial antar kota,
sehingga bisa ditentukan di titik mana kabel harus diperbaiki dan disambung
kembali.
Untuk keperluan sederhana
misalnya sambungan fiber optik antar gedung pada jarak ratusan meter (hingga
15km) kini teknologi bridge/converter-nya sudah semakin murah dengan kapasitas
100Mbps, sedangkan untuk full gigabit harga switch/module-switch-nya masih
mahal. Jadi, meskipun harga kabel serat optik sudah di kisaran Rp10.000/m namun
total pemasangannya membengkak karena ada biaya SDM yang menarik dan memasang
kabel, biaya splicing setiap core-nya, pemasangan OTB, pengujian OTDR, penyediaan
patchcord dan perangkat optiknya sendiri (switch/bridge).
D. Keunggulan & Kelemahan Serat Optik
Ada beberapa keunggulan serat
optik di banding media transmisi lainnya, yaitu :
1)Lebar bidang yang luas,
sehingga sanggup menampung informasi yang besar.
2)Bentuk yang sangat kecil dan murah.
3)Tidak terpengaruh oleh medan elektris dan medan magnetis.
4)Isyarat dalam kabel terjamin keamanannya.
5)Karena di dalam serat tidak terdapat tenaga listrik, maka tidak akan terjadi ledakan maupun percikan api. Di samping itu serat tahan terhadap gas beracun, bahan kimia dan air, sehingga cocok ditanam dalam tanah.
6)Substan sangat rendah, sehingga memperkecil jumlah sambungan dan jumlah pengulang.
2)Bentuk yang sangat kecil dan murah.
3)Tidak terpengaruh oleh medan elektris dan medan magnetis.
4)Isyarat dalam kabel terjamin keamanannya.
5)Karena di dalam serat tidak terdapat tenaga listrik, maka tidak akan terjadi ledakan maupun percikan api. Di samping itu serat tahan terhadap gas beracun, bahan kimia dan air, sehingga cocok ditanam dalam tanah.
6)Substan sangat rendah, sehingga memperkecil jumlah sambungan dan jumlah pengulang.
Teknologinya yang terbilang canggih dan mahal membuat media komunikasi
fiber optik menjadi pilihan utama bagi pengguna yang menginginkan kualitas
prima dalam berkomunikasi.
Media
fiber optik, merupakan media yang memiliki banyak kelebihan, terutama dari segi
performa dan ketahanannya menghantarkan data. Media ini tampaknya masih menjadi
media yang terbaik saat ini dalam media komunikasi kabel. Kelebihan yang
dimiliki media ini memang membuat komunikasi data menjadi lebih mudah dan cepat
untuk dilakukan. Maka dari itulah, media ini menjadi pilihan banyak orang
untuk mendapatkan komunikasi yang berkualitas.
Media
ini tidak cuma mampu menggelar komunikasi antargedung, antarblok, antarkota,
tetapi media ini juga sudah sejak lama dipercaya untuk menghubungkan
benua-benua dan pulau-pulau di dunia ini. Fiber optik juga telah lama dipercaya
untuk menjadi media komunikasi inti (backbone) dari Internet di seluruh dunia.
Untuk menghubungkan jaringan di negara satu dengan negara seberangnya, atau
benua satu dengan benua lainnya, fiber optic telah cukup lama berperan dalam
komunikasi dunia ini. Semua itu karena kualitas koneksinya, cara kerjanya, dan
kekebalan informasi yang dibawa dalam media inilah yang membuatnya begitu dipercaya.
Kehebatan
media ini akan coba dibahas satu per satu dalam artikel ini. Meskipun tidak
terlalu detail dan ilmiah, namun cukup untuk menunjukkan betapa hebatnya
teknologi ini hingga begitu dipercaya oleh masyarakat dunia.
Di samping kelebihan yang telah disebutkan di atas, serat optik juga mempunyai beberapa kelemahan di antaranya, yaitu :
1)Sulit membuat terminal pada kabel serat
2)Penyambungan serat harus menggunakan teknik dan ketelitian yang tinggi.
Akan ada kemungkinan kehilangan sinyal, Pengiriman ke tujuan yang berbeda-beda dapat mempengaruhi besarnya informasi yang dikirimkan, Fiber masih sulit untuk disatukan dan ketika telah mencapai titik akhir maka fiber harus diterima secara akurat untuk menghasilkan transmisi yang jernih, Komponen FO masih sangat mahal.
E. 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.
Berdasarkan faktor struktur dan
properti sistem transmisi yang sekarang banyak diimplementasikan, teknologi
fiber optik terbagi atas dua kategori umum, yaitu:
* Single mode fiber optic
Single mode fiber optic memiliki banyak arti dalam teknologi fiber optik. Dilihat dari faktor properti sistem transmisinya, single mode adalah sebuah sistem transmisi data berwujud cahaya yang didalamnya hanya terdapat satu buah indeks sinar tanpa terpantul yang merambat sepanjang media tersebut dibentang. Satu buah sinar yang tidak terpantul di dalam media optik tersebut membuat teknologi fiber optik yang satu ini hanya sedikit mengalami gangguan dalam perjalanannya. Itu pun lebih banyak gangguan yang berasal dari luar maupun gangguan fisik saja.
Single mode fiber optic memiliki banyak arti dalam teknologi fiber optik. Dilihat dari faktor properti sistem transmisinya, single mode adalah sebuah sistem transmisi data berwujud cahaya yang didalamnya hanya terdapat satu buah indeks sinar tanpa terpantul yang merambat sepanjang media tersebut dibentang. Satu buah sinar yang tidak terpantul di dalam media optik tersebut membuat teknologi fiber optik yang satu ini hanya sedikit mengalami gangguan dalam perjalanannya. Itu pun lebih banyak gangguan yang berasal dari luar maupun gangguan fisik saja.
Single mode dilihat dari segi
strukturalnya merupakan teknologi fiber optik yang bekerja menggunakan inti
(core) serat fiber yang berukuran sangat kecil yang diameternya berkisar 8
sampai 10 mikrometer. Dengan ukuran core fiber yang sedemikian kecil, sinar
yang mampu dilewatkannya hanyalah satu mode sinar saja. Sinar yang dapat
dilewatkan hanyalah sinar dengan panjang gelombang 1310 atau 1550 nanometer.
Single mode dapat membawa data
dengan bandwidth yang lebih besar dibandingkan dengan multi mode fiber optics,
tetapi teknologi ini membutuhkan sumber cahaya dengan lebar spektral yang
sangat kecil pula dan ini berarti sebuah sistem yang mahal. Single mode dapat
membawa data dengan lebih cepat dan 50 kali lebih jauh dibandingkan dengan
multi mode. Tetapi harga yang harus Anda keluarkan untuk penggunaannya juga
lebih besar. Core yang digunakan lebih kecil dari multi mode dengan demikian
gangguan-gangguan di dalamnya akibat distorsi dan overlapping pulsa sinar
menjadi berkurang. Inilah yang menyebabkan single mode fiber optic menjadi
lebih reliabel, stabil, cepat, dan jauh jangkauannya.
* Multi mode fiber optic
Sesuai dengan nama yang disandangnya, teknologi ini memiliki kelebihan dan kekurangan yang diakibatkan dari banyaknya jumlah sinyal cahaya yang berada di dalam media fiber optik-nya. Sinar yang berada di dalamnya sudah pasti lebih dari satu buah. Dilihat dari faktor properti sistem transmisinya, multi mode fiber optic merupakan teknologi transmisi data melalui media serat optik dengan menggunakan beberapa buah indeks cahaya di dalamya. Cahaya yang dibawanya tersebut akan mengalami pemantulan berkali-kali hingga sampai di tujuan akhirnya.
Sesuai dengan nama yang disandangnya, teknologi ini memiliki kelebihan dan kekurangan yang diakibatkan dari banyaknya jumlah sinyal cahaya yang berada di dalam media fiber optik-nya. Sinar yang berada di dalamnya sudah pasti lebih dari satu buah. Dilihat dari faktor properti sistem transmisinya, multi mode fiber optic merupakan teknologi transmisi data melalui media serat optik dengan menggunakan beberapa buah indeks cahaya di dalamya. Cahaya yang dibawanya tersebut akan mengalami pemantulan berkali-kali hingga sampai di tujuan akhirnya.
Sinyal cahaya dalam teknologi
Multi mode fiber optic dapat dihasilkan hingga 100 mode cahaya. Banyaknya mode
yang dapat dihasilkan oleh teknologi ini bergantung dari besar kecilnya ukuran
core fiber-nya dan sebuah parameter yang diberi nama Numerical Aperture (NA).
Seiring dengan semakin besarnya ukuran core dan membesarnya NA, maka jumlah
mode di dalam komunikasi ini
juga bertambah.
juga bertambah.
Dilihat dari faktor
strukturalnya, teknologi Multi mode ini merupakan teknologi fiber optikyang
menggunakan ukuran core yang cukup besar dibandingkan dengan single mode.
Ukuran core kabel Multi mode secara umum adalah berkisar antara 50 sampai
dengan 100 mikrometer. Biasanya ukuran NA yang terdapat di dalam kabel Multi
mode pada umumnya adalah berkisar antara 0,20 hingga 0,29. Dengan ukuran yang
besar dan NA yang tinggi, maka terciptalah teknologi fiber optik Multi mode
ini.
Ukuran core besar dan NA yang
tinggi ini membawa beberapa keuntungan bagi penggunanya. Yang pertama, sinar
informasi akan bergerak dengan lebih leluasa di dalam kabel fiber optik
tersebut. Ukuran besar dan NA tinggi juga membuat para penggunanya mudah dalam
melakukan penyambungan core-core tersebut jika perlu disambung. Di dalam
penyambungan atau yang lebih dikenal dengan istilah splicing, keakuratan dan
ketepatan posisi antara kedua core yang ingin disambung menjadi hal yang tidak
begitu kritis terhadap lajunya cahaya data.
Keuntungan lainnya, teknologi
ini memungkinkan Anda untuk menggunakan LED sebagai sumber cahayanya, sedangkan
single mode mengharuskan Anda menggunakan laser sebagai sumber cahayanya. Yang
perlu diketahui, LED merupakan komponen yang cukup murah sehingga perangkat
yang berperan sebagai sumber cahayanya juga berharga murah. LED tidak kompleks
dalam penggunaan dan penanganan serta LED juga tahan lebih lama dibandingkan
laser. Jadi teknologi ini cukup berbeda jauh dari segi harga dibandingkan
dengan single mode.
Namun, teknologi ini juga
membawa ketidaknyamanan bagi penggunanya. Ketika jumlah dari mode tersebut
bertambah, pengaruh dari efek Modal dispersion juga meningkat. Modal dispersion
(intermodal dispersion) adalah sebuah efek di mana mode-mode cahaya yang
berjumlah banyak tadi tiba di ujung penerimanya dengan waktu yang tidak sinkron
satu dengan yang lainnya. Perbedaan waktu ini akan menyebabkan pulsa-pulsa
cahaya menjadi tersebar penerimaannya.
Pengaruh yang ditimbulkan dari
efek ini adalah bandwidth yang dicapai tidak dapat meningkat, sehingga
komunikasi tersebut menjadi terbatas bandwidthnya. Para
pembuat kabel fiber optik memodifikasi sedemikian rupa kabel yang dibuatnya
sehingga bandwidth yang dihasilkan oleh Multi mode fiber optic ini menjadi
paling maksimal.
G.
Apliksi
Fiber Optik
Sebuah
Fiber Optik line adalah media yang sangat atraktif untuk produksi video. Karena
sangat ringan maka bisa menjadi aset yang berharga dalam pembuatan
peralatannya. Kapasitasnya juga menjadi penarik perhatian dalam bidang TV
digital. Selain untuk TV optik fiber juga mampu untuk mendukung kinerja LAN.
Industri telepon dan kabel juga menaruh perhatian yang besar pada teknologi
ini. Underwater LinesAT&T telah mengepalai suatu
konsorsium untuk pengembangan jaringan fiber optik bawah laut, transatlantik,
antara Amerika dan Eropa. Fiber-Optic Lines and Satellites Sekarang
sebuah FO line telah memiliki kapasitas saluran yang besar dan tahan lama, dan
akan sangat efektif untuk aplikasi jarak jauh. Sebuah transmisi satelit sangat
terpengaruh oleh keadaan atmosfer dan traffic dari satelit itu sendiri,
namun FO line tidak terpengaruh dua hal ini. Fiber juga mempunyai segi keamanan
yang jauh lebih baik. Aplikasi Lainnya Dalam bidang
kedokteran terdapat operasi tipe laser yang memanfaatkan teknologi ini. Para ilmuwan juga telah mengaplikasikan teknologi ini
dalam beberapa material yang berguna unuk menciptakan sebuah pesawat terbang
hingga sebuah space station.
DAFTAR
PUSTAKA
http://id.wikipedia.org/wiki/Serat_optik
ABSTRAK
Sistem
komunikasi fiber optik telah berkembang pesat akhir-akhir ini, berupa
komunikasi suara, vidio dan data, sesuai dengan perkembangan teknologi maju.
Pemamfaatan fiber optik pada sistem komunikasi data akan memberikan nilai
tambah dari suatu teknologi handal yang berkapasitas kanal yang besar,
kecepatan tinggi, penerimaan data yang lebih akurat, teliti dapat dipercaya dan
terjamin kerahasiaannya.
Sistem
komunikasi data ini menggunakan laser LED sebagai sumber pembawa gelombang
optik, Fiber Optik Multimode Graded Indeks sebagai media transmisi. Untuk
modulasi dan demodulasi digunakan modem ZAT-16 dengan interface RS-232-C V.24 / V.28 dan protokol asinkronous sebagai
penghubung antara komputer dan piranti-pirantinya. Hasil yang diperoleh adalah
jangkauan transmisi data 16 km, 16 kanal data dengan kecepatan transmisi 300
baud, 600 baud, 1200 baud, 2400 baud, 4800 baud, 19600, 57600 baud dengan kualitas 10 ».
Prospek pemamfaatannya di Indonesia cukup
cerah untuk memenuhi kebutuhan masyarakat, pemerintah, bisnis akan komunikasi
data yang lebih canggih.
1. PENDAHULUAN
Komunikasi
data yang berkembang dengan pesat dewasa ini. Hal ini sesuai dengan kemajuan
teknologi dalam bidang telekomunikasi dunia yang sedang maju dengan pesat serta
pengaruh era globasasi dan arus informasi yang sangat diperlukan oleh
masyarakat modern. Kemajuan perekonomian serta majunya teknologi telekomunikasi
merupakan titik tolak dan potensi besar untuk dapat meningkatkan dan mewujudkan
berbagai jenis pelayanan komunikasi yang lebih canggih untuk komunikasi suara,
vidio dan data
Akhir-akhir
ini permintaan masyarakat modern akan kebutuhan komunikasi data dengan pesat.
Untuk mentransfer data dalam jumlah besar dan memerlukan keakuratan dan juga
yang mampu menjaga kerahasian data tersebut. Keunggulan fiber optik sebagai
media transmisi terutama mampu meningkatkan pelayanan sistem komunikasi data,
seperti peningkatan jumlah kanal yang tersedia, kemampuan mentransfer data
dengan kecepatan mega bit /second, terjaminnya kerahasiaan data yang
dikirimkan, sehingga pembicaraan tidak dapat disadap, tidak terganggu oleh gelombang elektromagnetik, petir atau
cuaca.
Dalam
sistem komunikasi data fiber optik digunakan modem “ 16 Channel Data
Multiplexer ZAT-16 “,
merupakan modem khusus yang dianggap sesuai. Interface RS-232-C V.24/V.28 yang berfungsi untuk menghubungkan
komputer dengan piranti-piranti peripheralnya. Sistim ini mampu juga
menggunakan kedua jenis protokol yaitu protokol asinkronus dan sinkronus untuk
menghasilkan transmisi kecepatan tinggi.
Jenis
fiber optik yang digunakan adalah fiber optik multi mode graded indeks. Laser
sumber gelombang optik dipilih LED. Pemilihannya disesuaikan dengan kepentingan
sistem yang dirancang, agar dapat menghasilkan sistem yang lebih efektif dan
optimal ditinjau dari nilai ekeonomi dan teknologinya. Sistem ini mampu memberikan transmisi data dengan
jauh lintasan sejauh 16 km Jika menggunakan modem ZAT-16, sedangkan menggunakan lainnya
hanya mampu menjangkau 15 meter saja.
Kecepatan
transmisi yang mampu dicapai adalah bervariasi dari 300 baud, 600 baud, 1200
baud, 2400 baud, 4800 baud, 9600 baud dan 19200 baud yang sudah
direkomendasikan oleh CCITT. Sedangkan kualitas transmisi dapat mencapai BER (
bit error ) 10.
2. TEKNOLOGI FIBER OPTIK
2.1. Perambatan
cahaya pada fiber optik
Teknologi fiber optik maju pesat dan sedang berkembang pemamfatannya
untuk sistem teknologi telekomunikasi maju dan handal. Penemuan fiber optik
sebagai media transmisi pada suatu sistem komunikasi didasarkan pada hukum Snellius
untuk perambatan cahaya pada media transparan seperti pada kaca yang terbuat
dari kuartz kualitas tinggi dan dibentuk dari dua lapisan utama yaitu
lapisan inti yang biasanya disebut core
terletak pada lapisan yang paling dalam dengan indeks bias n1 dan dilapisi oleh cladding dengan
indeks bias n2 yang lebih kecil dari n1.
Menurut hukum
Snellius jika seberkas sinar masuk pada suatu ujung fiber optik ( media yang
transparan ) dengan sudut kritis dan sinar itu datang dari medium yang
mempunyai indeks bias lebih kecil dari udara menuju inti fiber optik ( kuartz
murni ) yang mempunyai indeks bias yang lebih besar maka seluruh sinar akan
merambat sepanjang inti (core) fiber optik menuju ujung yang satu.
Dewasa ini ada 3 jenis fiber optik yang
populer pemamfatannya pada sistem komunikasi Fiber Optik yaitu:
a.
Fiber optik
multimode step indek
b.
Fiber optik multimode Graded
c.
Fiber optik single mode
2 of 6
2.2. Konfigurasi
Dasar Sistem Komunikasi Fiber Optik
Sistem Komunikasi Fiber optik
terdiri dari 3 komponen utama yaitu:
a. Transmitter
berupa Laser Diode ( LD ) dan Light Emmiting Diode (LED)
b. Media
transmisi berupa fiber optik
c. Receiver
yang merupakan detektor penerima digunakan PIN dan APD. Konfigurasi dasar
Sistem Komunikasi Fiber Optik dapat dilihat pada gambar 2.2
2.2.1.
Transmitter
Transmitter terdiri dari 2 bagian yaitu :
a. Rangkaian
elektrik berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal analog,
selanjutnya data tersebut ditumpangkan kedalam sinyal gelombang optik yang
telah termodulasi
b. Sumber
gelombang optik berupa sinar Laser Diode (LD) dan LED ( light emmiting diode )
yang pemakaiannya disesuaikan dengan sistem komunikasi yang diperlukan.
·
Laser Diode dapat digunakan untuk sistem
komunikasi optik yang sangat jauh seperti Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL)
dan Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO), karena laser LD mempunyai
karakteristik yang handal yaitu dapat memancarkan daya dengan intensitas yang
tinggi, stabil, hampir monokromatis, terfokus, dan merambat dengan kecepatan
sangat tinggi, sehingga dapat menempuh jarak sangat jauh. Pembuatannya sangat
sukar karena memerlukan spesifikasi
tertentu sehingga harganyapun mahal. Jadi LD tidak ekonomis dan tidak efisien
jika digunakan untuk sistem komunikasi jarak dekat dan pada trafik kurang
padat.
·
LED
digunakan untuk sistem komunikasi
jarak sedang dan dekat agar sistem dapat ekonomis dan efektif karena LED lebih
mudah pembuatanya, sehingga harganyapun lebih murah.
·
Pada gambar 2.2.1 dapat diilustrasikan
karakteristik transfer dari LD dan LED dan menganalisanya bahwa setelah suatu
harga tertentu dilampaui, dengan input yang sama ternyata daya output LD jauh
lebih besar dari LED.
2.2.2.
Receiver
Receiver atau bagian penerima
terdiri dari 2 bagian yaitu detektor penerima dan rangakaian elektrik
a. Detektor
penerima berfungsi untuk mengkap cahaya yang berupa gelombang optik pembawa
informasi, dapat berupa PIN diode atau APD (Avalance Photo Diode) pemilihannya
tergantung keperluan sistem komunikasinya.
·
Untuk komunikasi jarak jauh digunakan detektor
APD yang dapat bekerja pada panjang gelombang 1300 nm, 1500 nm serta 1550 nm
dengan kualitas yang baik. Artinya
detektor APD mempunyai sensitivitas dan
response yang tinggi terhadap sinar laser
LD sebagai pembawa gelombang
optik informasi.
·
Untuk komunikasi jarak pendek lebih efisien jika
menggunakan ditektor PIN diode, karena
PIN baik digunakan untuk bit rate rendah dan sensitivitasnya tinggi untuk LED.
Pada gambar 2.2.2. dapat diilustrasikan daerah kerja dari laser LD dan LED
serta detektor APD dan PIN diode dan dapat dianalisis sebagai berikut:
·
Sumber cahaya LD terlihat memiliki daya lebih
besar, stabil, konstan pada bit rate berapapun, sedangkan sumber cahaya LED
mempunyai daya pancar yang lebih kecil dan pada bit rate 100 Mbps dayanya mulai
menurun.
·
Detektor penerima PIN bereaksi baik pada bit
rate rendah tetapi kurang sensitif bila bit rate dinaikan.
·
Detektor penerima APD lebih sensitif pada bit
rate tinggi. Untuk transmisi jarak jauh diperlukan daya pancar yang lebih besar
dan sensitifitas yang tinggi, sistem fiber optik akan menggunakan laser LD
sebagai sumber cahaya dan APD sebagai detektor penerima. Sedangkan untuk
transmisi jarak dekat cukup digunakan LED sebagai sumber optik dan PIN sebagai
ditektor penerima.
3 of 6
·
Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi
cahaya pembawa informasi terhadap data informasi terhadap data informasi yang
dibawa dengan melakukan regenerasi timing, regenerasi pulse serta konversi
sinyal elektrik ke dalam interface V.28 yang berupa sinyal digital dan
sebaliknya
2.3. Atenuasi
Atenuasi
adalah besaran pelemahan energi sinyal informasi dari fiber optik yang
dinyatakan dalam dB dan disebabkan oleh 3 faktor utama yaitu absorpsi, hamburan
(scattering) dan mikro-bending. Gelas yang merupakan bahan pembuat fiber optik
biasanya terbentuk dari silicon-dioksida ( SiO2). Variasi indeks bias diperoleh
dengan menambahkan bahan lain seperti titanium, thallium, germanium atau boron.
Dengan susunan bahan yang tepat maka akan didapatkan atenuasi yang sekecil
mungkin. Atenuasi menyebabkan pelemahan energi sehingga amplitudo gelombang
yang sampai pada penerima menjadi lebih kecil dari pada amplitudo yang
dikirimkan oleh pemancar.
a. Absorpsi.
Absorpsi
merupakan sifat alami suatu gelas. Pada daerah-daerah tertentu gelas dapat
mengabsorpsi sebagian besar cahaya seperti pada daerah ultraviolet. Hal ini
disebabkan oleh adanya gerakan elektron yang kuat. Demikian pula untuk daerah
inframerah, terjadi absorpsi yang besar. Ini disebabkan adanya getaran ikatan
kimia . Oleh karena itu sebaiknya penggunaan fiber optik harus menjauhi daerah
ultraviolet dan inframerah. Penyebab absorpsi lain adanya transmisi ion-ion
logam dan ion OH. Ion OH ini ternyata memberikan sumbangan absorpsi yang cukup
besar. Semakin lama usia suatu fiber maka bisa diduga akan semakin banyak ion
OH di dalamnya yang menyebabkan kualitas fiber menurun.
b. Hamburan
Seberkas cahaya yang melalui suatu gelas dengan
variasi indeks bias disepanjang gelas tadi, sebagian energinya akan hilang dihamburkan
oleh benda benda kecil yang ada di dalam gelas. Hamburan yang disebabkan oleh tumbukan cahaya dengan
partikel tersebut dinamakan hamburan Rayleigh. Besarnya hamburan Rayleigh ini
berbanding terbalik dengan pangkat empat dari pangjang gelombang cahaya yaitu :
1/ λ . Sehingga dapat disimpulkan untuk
lamda kecil, hamburan Rayleigh besar dan sebaliknya. Seberapa besar sumbangan
hamburan Rayleigh ini terhadap atenuasi transmisi dapat dilihat pada grafik
gambar 2.3. yang sudah direkomendasi oleh CCITT. Ternyata pada panjang
gelombang sekitar 0,85 μm yaitu panjang
gelombang sinar laser Ga A1 As, Hamburan
Rayleigh memberikan loss akibat hamburan sangat kecil dibandingkan
dengan loss fiber optik multimode. Karena itu fiber optik singlemode lebih baik
mutunya sebagai media transmisi dibandingkan dengan fiber optik multimode.
c.
Mikro-bending
Atenuasi lainya adalah atenuasi yang disebabkan
mikro-bending yaitu pembengkokan fiber optik untuk memenuhi persyaratan
ruangan. Namun pembengkokan dapat pula terjadi secara tidak sengaja seperti
misalnya fiber optik yang mendapat tekanan cukup keras sehingga cahaya yang
merambat di dalamnya akan berbelok dari arah transmisi dan hilang. Hal ini
tentu saja menyebabkan atenuasi.
2.4. Karakteristik
Transmisi
Sifat transmisi informasi dapat
dijelaskan sebagai berikut:
a. Informasi
yang akan ditransmisikan berupa data dalam bentuk digital sedangkan bentuk
sinyal pembawa carrier yang akan melewati media transmisi fiber optik berupa
sinyal analog.
b. Untuk
itu diperlukan proses modulasi dan demodulasi yaitu proses yang mengubah data
digital ke analog dan juga proses sebaliknya dengan menggunakan sebuah Modem
dengan pirantinya.
c. Dalam
hal ini jenis fiber optik yang digunakan sebagai media transmisi adalah fiber
optik multimode graded indeks.
4 of 6
3. PIRANTI
INTERFACE / MODEM ZAT-16
Sistem Komunikasi data fiber
optik yang dibahas dalam paper ini menggunakan transmisi digital dan modem
ZAT-16 yaitu modem yang mempunyai 16 buah saluran transmisi digital dan
dinamkan “ 16-Channel Data Multiplexer ZAT 16 “
3.1. Modem
dan Karakteristiknya
a. Piranti
yang berfungsi sebagai Modem adalah Modem ZAT-16 berfungsi sebagai multiplexer
untuk data sampai 16 kanal dengan menggunakan interface RS-232-C V.24 / V.28 pada inputnya dan sepasang fiber
optik pada ouputnya. Panel muka modem Zat16 dapat dilihat pada gambar 3.1.
Penggunaan modem ZAT 16 ini akan mampu menghasilkan menghasilkan
jangkauan transmisi hingga 16 km dan dengan menggunakan protokol asinkronisasi
mampu mengirimkan data dengan kecepatan transmisi dar 300 bps sampai 24kbps.
Jika menggunakan protokol sinkronisasi akan mampu menghasilkan data dengan
kecepatan transmisi dari 300 bps sampai dengan 57600 bps. Kemampuan ini telah
direkomendasi oleh CCITT9 Commite Consultatif Telegraphique et Telephonique ).
b. Rangkaian
electric dihubungkan empat buah interface RS-232-C V.24/V.28 dengan konektor type 25-pin female
subminiatur “ D “ seperti pada gambar 3.2. Pemamfaatan interface RS-232-C V.24/V.28 telah direkomendasi oleh CCITT
untuk dapakai pada system komunikasi data. Tiap-tiap konektor mempunyai kanal
output 4 buah, sebuah output baud rate dan sebuah output +12V. Berbagai
kombinasi dapat dibuat dengan alat ini seprti kombinasi data, sinyal clock dan
sinyal kontrol (handshake). Kemapuan jangkauan transmisi suatu RS-232-C V.24/V.28 dapat mencapai 6 km apabila
terpasang pada ZAT16 dengan media transmisi fiber optik akan tetapi hanya 15
meter jika dengan media lainnya.
c. Terminal
data disebut DTE ( Data Terminal Equipment ) sedangkan modem untuk
menghubungkan antara DTE dengan media transmisi disebut DCE ( Data
Circuit-terminating Equipment ). Apabila dikehendaki hubungan antara dua buah
terminal yang lain, begitu pula sebaliknya. Disini terjadi hubungan kabel
silang.
3.2. Protokol
Sinkronus
Pada modem ZAT16 protokol
sinkronus dapat diperoleh dari tiga buah sumber yaitu :
a. Sinkronisasi
yang sudah ada pada sinyal data informasi yang ditransmisikan
b. Sinkronisasi
menggunakan clock yang sudah ada didalam modem Zat16 sehingga baud rate yang
terdapat didalam ZAT16 ada 8 tingkat yaitu 300 baud, 600 baud, 1200 baud, 2400
baud, 4400 baud, 4800 baud, 9600 baud, 19200 baud, 57600 baud. Konfigurasi ini
memungkinkan 8 buah DTE dihubungkan ke Modem ZAT16 karena sinyal clock harus
dikirimkan juga.
c. Sinkronisasi
menggunakan clock dari DTE. Konfigurasi ini memerlukan sebuah kanal untuk
mentransmisikan sinyal clock bersamaan dengan kanal data yang menjadikan modem
ZAT 16 mampu menerima 8 DTE dengan clock masing-masing.
3.3. Protokol
Asinkronus
a. Data
asinkron tanpa sinyal kontrol/handshake. Dengan cara ini tiap subminiatur “ D ”
akan dapat memberikan 4 kanal duplex. Hubungannya cukup menggunakan sebuah
kabel saja.
b. Asinkron
data dan handshake. Jika DTE memerlukan sinyal kontrol, sembarang kanal pada
modem dapat dipakai. Dengan konfigurasi ini minimal 2 DTE dapat dihubungkan ke
sbuah subminiatur. Konfigurasi-konfigurasi di atas dapat dibuat sesuai dengan
kebutuhan pemakainya.
5 of 6
4. KESIMPULAN
Sistem
komunikasi data menggunakan fiber optik telah berkembang dengan pesat yang
merupakan teknologi maju. Apabila dibandingkan dengan sistem kabel 2 kawat atau
4 kawat ataupun sistem radio maka sistem komunikasi fiber optik menggunakan “ Modem ZAT 16
Data Multiplexer “ ternya mempunyai
kelebihan sebagai berikut:
a. Sistem
fiber optik mampu menyediakan kapasitas sangat besar karena mempunyai lebar
pita yang sangat lebar sehingga dapat digunakan untuk keperluan komunikasi
data dengan kecepatan yang sangat tinggi
sampai Mbaud yang sangat diperlukan dewasa ini.
b. Untuk
komunikasi jarak jauh dan kecepatan tinggi 565 Mbps, media transmisi fiber
optik memberikan solusi harga yang ekonomis, sangat ringan, ukuran kecil,
instalasi relatif mudah dan murah jika dibandingkan terhadap misi sistem
komunikasi yang dirancang.
c. Fiber
optik tahan terhadap interferensi yang ditimbulkan oleh petir, motor listrik, dan gelombang
elektro magnetik karena itu Sistem Komunikasi Fiber Optik tidak mengenal
hubungan singkat.
d. Memamfaatkan
Modem ZAT16 dapat menghasilkan bit yang tinggi. Hal ini memberikan peluang
pemamfaatan komunikasi data melalui fiber optik lebih fleksibel karena
kecepatan transmisinya dapat bervariasi dari kecepatan transmisi rendah sampai
sangat tinggi sehingga prospek pemamfaatannya menjadi cerah.
e. Di
Indonesia Sistem Komunikasi Data melalui fiber optik perlu dikembangkan. Untuk
mengatisipasi kebutuhan masyarakat modern akan komunikasi data yang lebih
handal pada akhir akhir ini sangat meninggkat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar