Oleh : Ahmad Jumhur (109093000104) SI-C 09 UNIVERSITAS ISLAM NEGRI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2010
Fiber Optic | UIN syarif hidayatullah Jakarta, Fakultas Sains TeknologiPage 1
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas makalah FIBER OPTIC ini dengan tepa tepatt wakt waktu. u. Pros Proses es penyu penyusu sunan nan makal makalah ah ini tela telah h menja menjadi di sebua sebuah h pela pelajar jaran an untuk untuk meningkatkan kinerja penyusun sehingga makalah ini diharapkan dapat lebih baik lagi dari sebelumnya. Keberhasilan penyusunan makalah ini merupakan kerja keras yang tentunya tidak lepas dari dukungan dan bantuan yang berupa moril maupun materil dari berbagai pihak. Untuk itu selaku tim penyusun mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dosen Dosen bidang bidang studi studi Pengant Pengantar ar teknik teknik Infor Informas masii 2. Mahasi Mahasiswa swa/ma /mahas hasisw iswaa UIN Syarif Syarif Hidayat Hidayatulla ullah, h, 3. dan dan piha pihakk-pi pihak hak lain yang yang secar secaraa langs langsung ung atau atau tidak tidak langsu langsung ng tela telah h terl terliba ibatt dalam pembuatan makalah Studi Islam ini.
Saya Saya berha berhara rap p maka makala lah h ini dapat dapat memb membuat uat para para pemb pembaca aca lebih lebih muda mudah h untuk untuk mengetahui hal yang berhubungan dengan Fiber optic. Selain itu saya berharap makalah ini dapat menjadi jendela kecil untuk teman-teman mengenal hasil jerih payah dari perjuangan saya. Tetapi saya juga menyadari bahwa kesempurnaan hanya milik Allah SWT, untuk itu saya selalu menerima kritik dan saran yang membangun.
Ciputat, 14 Januari 2010
Tim Penyusun
Fiber Optic | UIN syarif hidayatullah Jakarta, Fakultas Sains TeknologiPage 2
Daftar Isi
KATA PENGANTAR
2
DAFTAR ISI
3
PENDAHULUAN
4
BAB I :
1.1 Latar Belakang
5
1.2 Tujuan Penulisan
5
1.3 Manfaat Penulisan
5
A. Pengertian fiber optic
5
B. Sejarah
6
C. Latar belakang penemuan dan perkembagan fiber optic
8
BABA II
BAB III
D. Generasi Perkembangan Serat Optik
12
E. Bagian serat optic
15
F. Karekteristik Fiber Optic
18
G. Kelebihan dan Kekurangan Fiber optic
20
KESIMPULAN
22
DAFTAR PUSATAKA
23
Fiber Optic | UIN syarif hidayatullah Jakarta, Fakultas Sains TeknologiPage 3
Pendahuluan Saat ini komputer bukan hanya perangkat yang beridiri secara tunggal, untuk keperluan akses data yang lebih efisien dan tasks yang melibatkan komputer lain, komputer bekerja pada sistem jaringan yang kompak saling terhubung. Lebih jauh, setelah adanya internet, saat ini, jaringan bukan hanya untuk sekedar menghubungkan komputer-komputer pada area yang terbatas, tapi jaringan telah berkembang menjadi level yang lebih tinggi, yaitu memungkinkan komputer menjadi perangkat yang dapat menghubungkan pada dua tempat yang berjarak jauh, maupun sebagai media pertukaran informasi. Dalam jaringan, terjadi transfer data antar komputer, sehingga task yang dijalankan sangat tergantung pada hal ini. Setiap komputer yang ada dalam jaringan saling terhubung dengan suatu pola hubungan. Arus data yang mengalir ditentukan dari hal pola hubungan yang dapat berbeda sesuai dengan tipologi jaringan tersebut. Khususnya pada proses pertukaran informasi yang membutuhkan jalur transmisi yang bisa dihandalkan, hal itu sangat dimungkinkan setelah perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. memungkinkan data dikirimkan dari suatu negara ke negara yang lain hanya dalam hitungan detik itu bisa terjadi setelah
ditemukanya "Fiber Optik".
Penggunaan fiber optic atau yang lebih dikenal dengan kabel optic saat ini sangat dibutuhkan karena kebutuhan akan informasi yang semakin meluas dan dituntut dalam waktu singkat. Indonesia adalah Negara berkembang yang sangat membutuhkannya
Latar Belakang
Latar belakang dari penulisan ini karena penulis ingin mengetahui apa itu fiber optic bagaimana cara kerja dan apa saja komponenya. Karena saya pernah mendengar tentang fiber optic yang katanya dapat menghantarkan data dengan cepat walaupun berbeda benua sekali pun, dari sinilah saya tertarik untuk memilih topik “ fiber optic” dengan berbagai keunggulanya yang belum saya ketahui dan membuat saya tertarik.
Tujuan
Tujuan dari penulisan artikel ini 1 Untuk mengetahui secara lebih jelas apa yang dimaksud dengan fiber optic. 2. Untuk mengetahui aturan dan cara keja fiber optic. 3. Untuk mengetahui komponen dari fiber optic.
Manfaat
Manfaat dari penulisan artikel ini adalah. 1. Agar mengetahui secara lebih jelas apa yang dimaksud dengan fiber optic. 2. Agar mengetahui aturan dan cara kerja fiber optic. 3. Agar mengetahui komponen dari fiber optic.
BAB I Fiber Optik A. Pengertian fiber optic
Fiber optik adalah sebuah kaca murni yang panjang dan tipis serta berdiameter sebesar rambut manusia. Dan dalam pengunaannya beberapa fiber optik dijadikan satu dalam sebuah tempat yang dinamakan kabel optik dan digunakan untuk mengantarkan data digital yang berupa sinar dalam jarak yang sangat jauh. Serat optik 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. Kabel fiber optic merupakan kabel jaringanyang dapat mentransmisi cahaya. 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. 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.
B. Sejarah
Sejarah dari serat optik bermula pada masa Victoria, ketika fisikawan John Tyndall menemukan cahaya yang dapat berjalan dalam garis lengkung dalam bahan air
dengan jumlah refleksi internal. Prinsip ini digunakan untuk mencerahkan aliran air dalam prinsip kerja air mancur.
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.
Pada tahun 1952, fisikawan Narinder Singh Kapany memimpin eksperimen pada penemuan serat optik. Penelitian ini didasarkan pada studi Tyndall. Perkembangan selanjutnya, pada pertengahan abad-20, penelitian berfokus pada pembungkus serat ( fiber ) untuk mentransmisikan gambar, dengan peralatan utamanya ialah gastroscope di bidang kedokteran. Fiber optic semi-flexible gastroscope pertama dipatenkan oleh Basil Hirschowitz, C. Wilbur Peters, dan Lawrence E. Curtiss—peneliti di Universitas Michigan—pada tahun 1956. 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. Dalam proses perkembangan gastroscope, Curtis memproduksi fiber glass-clad pertama—serat optik sebelumnya yang baik pada udara atau minyak yang tidak berguna dan lilin sebagai bahan tambahan low-index. Variasi dari peralatan transmisi gambarnya segera mengikuti. 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 itu pun 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 lalulalangnya 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. Indonesia sendiri sejak tahun 1986 telah menggunakan kabel serat optik sebagai jaringan penghubung antar sentral lokal di wilayah Daerah Khusus Ibukota Jakarta, sedang yang terjauh adalah pembangunan kabel opitk Jakarta- Surabaya oleh NKF. Pada tahun 1996 dimulai penggunaan secara massal tipe serat optik single mode di Indonesia oleh PT Telkom dan Indosat. Untuk menggantikan Tipe Multimode, karena pertimbangan redaman pada tipe singlemode lebih kecil daripada tipe multimode. Pada tahun 1999 di Indonesia dibangun Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) yang menghubungkan Surabaya – Banjarmasin, Surabaya – Makassar, Banjarmasin – Makassar menggunakan topologi SDH
.
C. Latar belakang penemuan dan perkembagan fiber optic (Time Line Pengembangan Fiber Optik ) 1. 1917 Theory of stimulated emission
Albert Einstein mengajukanm sebuah teori tentang emisi terangsang dimana jika ada atom dalam tingkatan energi tinggi
2. 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.
3. 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)
4. 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 .
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. 1975 Komersialisasi Pertama dari semiconductor laser Insinyur pada Laser Diode Labs mengembangkan semiconductor laser komersial pertama yang dapat dioperasikan pada suhu kamar.
14. 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.
15. 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.
16. 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. 17. 1988 Kabel Pertama Transatlantic Fiber-Optic Kabel Translantic yang pertama menggunakan fiber glass yang sangat transparan sehingga repeater hanya dibutuhkanb ketika sudah mencapai 40mil.
18. 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.
19. 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
20. 1997 Fiber Optic menghubungkan seluruh dunia
Fiber Optic Link Around the Globe (FLAG) menjadi jaringan kabel terpanjang di seluruh dunia yang menyediakan infrastruktur untuk generasi internet terbaru. Dari penjelasan yg panjang di atas, dapat dilihat bahwa teknologi serat 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.
D. Generasi Perkembangan Serat Optik
Berdasarkan penggunaannya maka sistem komunikasi serat optik (SKSO) dibagi menjadi 6 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 1012 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 optic
E. Bagian serat optik Pembagian Serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan :
1. Berdasarkan Mode yang dirambatkan : a. 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 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.
b. 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. 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 inijuga 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 modemode 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.
2. Berdasarkan indeks bias core :
Step indeks : pada serat optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen.
Cladding Core Cladding Step Index
Graded indeks : indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding semakin kecil. Cladding Core Cladding Grade Index
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
F. KARAKTERISTIK SERAT OPTIK
a. Ukuran kecil Diameter luar serat optik berkisar antara 100-250 µm. Diameter maksimum setelah dilapisi/dibungkus dengan plastick/nilon sebagai jaket menjadi ± 1 mm. Ukuran ini masih sangat kecil dibandingkan dengan konduktor kabel coaxial (1- 10 mm). b. Ringan Dibandingkan dengan kabel transmisi biasa (Spesifigravity 9.8) maka specifigravity bahan silica sebagai serat optik yaitu 2.2, sehingga beratnya menjadi 1/2 – 1/3 berat kabel transmisi biasa. c. Lentur Pada umumnya serat optik tidak akan patah bila dilengkungkan dengan radius 5mm. Oleh karenanya kabel serat optik mempunyai kelenturan yang sama dengan kabel transmisi biasa, sehingga teknis pemasangannya tidak jauh berbeda dengan teknik pemasangan
kabel biasa. d. Tidak berkarat Bahan silica sebagai bahan dasar serat optik mempunyai sifat kimia yang sangat stabil oleh karenanya tidak mungkin berkarat. e. Rugi-rugi rendah Serat optik dengan bahan silica mempunyai rugi-rugi transmisi rendah, besarnya berkisar 2-8 dB/km dengan panjang gelombang 830 nm. Dibandingkan dengan kabel coaksial yang mempunyai rugi-rugi transmisi sebesar 19 dB/km pada frekuensi 60 Mhz. f. Kapasitas tinggi Kapasitas dalam menyalurkan informasi per cross section area sangat besar disamping mempunyai bandwidth yang lebar (Broadband). Sebagai contoh : Kapasitas penyaluran per cross section area 100 x dibandngkan dengan multi pair cable dan 10 x dibandingkan dengan coaxial cable. g. Bebas induksi Serat optik menggunakan bahan dasar silica yang pada dasarnya merupakan bahan dielektrik yang sangat baik dan kebal terhadap induksi elektromagnet dan juga terhadap kilat/petir. h. Cross Talk rendah Kemungkinan terjadinya kebocoran sinar antar serat optik sangat kecil, demikian pula kebocoran akibat masuknya sinar dari luar kemudian ikut merambat dalam serat optik. i. Tahan temperatur tinggi Bahan silica mempuyai titik leleh ± 1900º C dan ini sangat jauh diatas titik leleh capper dan plastik. Sangat ideal bila dipergunakakn sebagai sarana komunikasi pada daerah yang rawan terhadap tenperatur tinggi. j. Tidak menimbulkan bunga api Pada titik sambung tidak mungkin terjadi bunga api (discharge), oleh karenanya sangat ideal bila digunakan pada tempat-tempat yang peka terhadap ledakan/kebakaran. k. Tidak dapat dicabangkan Serat optik mempunyai ukuran sangat kecil/sangat tipis. Oleh karenanya sangat sulit bahkan tidak mungkin untuk dicabangkan. Bila harus dicabangkan maka harus dilakukan perubahan terlebih dahulu dari sinyal optik ke sinyal elektrik.
l. Tidak menggunakan bahan tembaga Serat optik menggunakan bahan silica yang tidak mengandung unsur logam bahkan serat optik yang menggunakan Multicomponent Glass, unsur campuran logam (copper) sangat kecil. Tembaga hanya digunakan sebagai pelapis pelidung pada kabel fiber optik untuk komunikasi kabel laut dan sebagai lewatnya arus DC untuk mencatu tegangan pada repeater-repeater di bawah laut. m. Rapuh Meskipun rapuh, namun masih mempunyai daya peregangan kurang lebih sebesar 5% untuk menghindarkan kerusakan serat optik pada waktu pemasangan/penarikan, maka pada waktu disusun menjadi kabel optik diberi penguat.
G. Kelebihan dan Kekurangan Kelebihan : Tahan terhadap gangguan RFI (Radio Frequency Interference) dan EMI
(ElectroMagnetic Interference) Keamanan, tidak bisa disadap melaui kabel biasa Bandwith yang besar Tidak berkarat Jangkauan lebih jauh dibanding kabel tembaga Kecepatan transfer lebih tinggi Kemampuannya yang baik dalam mengantarkan data dengan kapasitas
yang lebih besar dalam jarak transmisi yang cukup jauh. Kecepatan transmisi yang tinggi hingga mencapai ukuran gigabits,
tingkat kemungkinan hilangnya data yang sangat rendah.
Keamanan fiber optic yang tinggi, aman dari pengaruh interferensi sinyal
radio,motor, maupun kabel-kabel yang berada di sekitarnya, membuat fiber optic lebih banyak digunakan dalam infrastruktur perbankan atau perusahaan yang membutuhkan jaringan dengan tingkat keamanan yang tinggi.
Kelebihan lainnya, fiber optic aman digunakan dalam lingkungan yang
mudah terbakar dan panas . Dalam hal ukuran, fiber optic juga jauh lebih kecil dibandingkan dengan
kabel tembaga, sehingga lebih menghemat tempat dalamruangan network data center dimana pun. Tidak Mahal- Beberapa mil kabel optik dapat dibuat lebih murah
daripada setara panjang kawat tembaga. This saves your provider (cable TV, Internet) and you money. Ini menghemat selular Anda (TV kabel, Internet) dan uang. Non-flammable - Karena tidak ada listrik dilewatkan melalui serat optik,
tidak ada bahaya kebakaran. Ringan - Sebuah kabel optik berat kurang dari kawat tembaga yang
sebanding kabel. Serat-optik kabel mengambil banyak ruang di dalam tanah.
Kekurangan : Goncangan fisik akan menjadi gangguan terhadap signal Sulit dalam instalasi dibanding kabel tembaga : o
Penyambungan untuk instalasi atau apabila putus
o
Pembelokan yang tajam bisa menyebabkan patah
Harganya yang cukup mahal jika dibandingkan dengan teknologi kabel tembaga. Kekurangan lainnya adalah cukup besarnya investasi yang diperlukan untuk
pengadaan sumber daya manusia yang andal, karena tingkat kesulitan implementasi dan deployment fiber optic yang cukup tinggi
Kesimpulan
Serat optik 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. 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 sekecilkecilnya, meskipun dengan berbagai kekuranganya. dunia komunikasi abad 21 mendatang tidak dapat dihindari lagi akan dirajai oleh teknologi serat optic.
http://id.wikipedia.org/wiki/Serat_optik http://communication.howstuffworks.com/fiber-optic4.htm http://zethcorner.wordpress.com/2008/07/22/sistem-komunikasi-serat-fiber-optik/
Fiber Optic | UIN syarif hidayatullah Jakarta, Fakultas Sains TeknologiPage 23
