Perkembangan Teknologi Fiber Optik

Perkembangan Teknologi Fiber Optik
Akhir-akhir ini kita sering mendengar istilah serat optik atau dikenal dengan nama fiber optic, terutama ketika beberapa penyedia jasa layanan internet mulai menggunakannya untuk menggantikan kabel tembaga, seperti kabel UTP dan STP. Kabel fiber optik merupakan teknologi jalur komunikasi data yang berupa helai kaca optik murni setipis rambut manusia yang membawa informasi digital jarak jauh. Selain itu juga digunakan dalam pencitraan medis dan mesin. Tapi bagaimana bisa sehelai kaca mengalirkan data? Kuncinya terdapat pada bentuk data yang dialirkan. Pada jaringan kabel logam data yang dialirkan berupa sinyal listrik, tapi pada fiber optik data diubah menjadi cahaya dengan kecepatan berlipat ganda.

Jenis-Jenis Kabel Fiber Optik
Fiber optik berbentuk panjang, berupa helai tipis terbuat dari kaca yang sangat murni dengan diameter seukuran rambut manusia. Helai-helai tersebut diatur dan disusun dalam bundel yang membentuk kabel optik dan digunakan untuk mengirimkan sinyal cahaya jarak jauh.

Jika kita perhatikan sebuah serat optik tunggal, akan terlihat bahwa bagian tersebut memiliki bagian-bagian berikut:

  • Inti, pusat kaca tipis serat di mana cahaya mengalir
  • Cladding, bahan permukaan optik di sekitar inti yang memantulkan cahaya kembali ke inti
  • Lapisan buffer, lapisan plastik yang melindungi serat dari kerusakan dan kelembaban
Ratusan atau ribuan serat optik ini disusun dalam bundel dalam kabel optik. Bundel ini dilindungi oleh lapisan luar yang melindungi kabel, lapisan ini disebut jaket.
Terdapat dua jenis serat optik, yaitu:
  • Serat single-mode
  • Serat multi-mode
Serat single-mode memiliki inti kecil (diameter sekitar 9 mikron) dan mengirimkan sinar laser inframerah (panjang gelombang 1.300 hingga 1.550 nanometer). Serat multi-mode memiliki inti yang lebih besar (diamter sekitar 62,5 mikron) dan mengirimkan cahaya inframerah (panjang gelombang 850 hingga 1.300 nanometer) dari cahaya dioda pemancar cahaya (LED).

Perkembangan Teknologi Fiber Optik

Beberapa jenis serat optik ada yang terbuat dari plastik. Serat ini memiliki inti cukup besar (diameter sekitar 1 mm) dan mentransmisikan cahaya merah yang terlihat (panjang gelombang = 650 nm) dari LED.

Metode Pengiriman Cahaya pada Fiber Optik
Untuk memahami cara kerja fiber optik, sama halnya ketika kita menyalakan sinar senter ke suatu arah lurus. Hanya saja sinar senter berjalan di garis lurus, sehingga tidak ada masalah. Bagaimana jika jalur memiliki sebuah tikungan? Kita bisa menempatkan cermin di tikungan untuk merefleksikan sinar ke arah yang tepat. Bagaimana jika lorong sangat berkelok-kelok dengan beberapa tikungan? Kita mungkin bisa melapisi seluruh dinding dengan cermin sehingga cahaya terpantul dari sisi ke sisi sepanjang jalur. Inilah yang terjadi dalam serat optik.

Cahaya di dalam kabel serat optik berjalan melalui inti (lorong) dengan terus memantul dari cladding (dinding cermin berlapis), prinsip yang disebut refleksi internal total. Karena cladding tidak menyerap cahaya dari inti, gelombang cahaya dapat melakukan perjalanan jarak yang sangat jauh.

Perkembangan Teknologi Fiber Optik

Namun, sinyal cahaya bisa terdegradasi atau berkurang ketika berjalan, biasanya karena kotoran di lapisan kaca. Tingkat degradasi cahaya tergantung pada kemurnian kaca dan panjang gelombang cahaya yang ditransmisikan. Serat optik premium memiliki tingkat degradasi yang jauh lebih kecil.

Sistem Relay pada Fiber Optik
Relay digunakan untuk meneruskan sinyal ke tujuan lain, bisa jadi karena jarak yang terlalu jauh. Sistem ini bertugas untuk menerima sinyal dan kemudian melanjutkannya ke tempat lain. Sistem relay pada teknologi fiber optik terdiri dari:
  • Transmitter (Pemancar): Menghasilkan dan encode sinyal cahaya
  • Serat optik: Mengalirkan sinyal cahaya ke tujuan
  • Optical regenerator: Biasa digunakan untuk meningkatkan sinyal cahaya (untuk jarak jauh)
  • Receiver (Penerima) optik: Menerima dan decode sinyal cahaya
Pemancar
Pemancar secara fisik berada di dekat serat optik dan bahkan mungkin memiliki lensa untuk memfokuskan cahaya ke dalam serat. Laser memiliki kekuatan lebih besar dari lampu LED biasa, tetapi lebih bervariasi terhadap perubahan suhu dan lebih mahal. Panjang gelombang yang paling umum dari sinyal cahaya adalah 850 nm, 1.300 nm, dan 1.550 nm (inframerah, bagian cahaya tak terlihat dari spektrum).

Optical Regenerator
Seperti disebutkan di atas, kehilangan sinyal terjadi ketika cahaya ditransmisikan melalui serat optik pada jarak jauh, seperti jalur kabel bawah laut. Oleh karena itu, satu atau lebih regenerator optik disambung di sepanjang titik kabel tertentu untuk meningkatkan sinyal cahaya yang berkurang.
Sebuah regenerator optik terdiri dari serat optik dengan lapisan khusus. Lapisan khusus ini ditingkatkan dengan laser. Ketika sinyal rusak masuk ke dalam lapisan, energi dari laser memungkinkan molekul diolah menjadi laser sendiri. Molekul yang diolah kemudian memancarkan sinyal cahaya kuat baru dengan karakteristik yang sama dengan sinyal cahaya lemah yang masuk. Pada dasarnya, regenerator adalah penguat laser untuk sinyal yang masuk.

Receiver Optik
Penerima optik menerima sinyal cahaya digital yang masuk, decode (mengartikan) sinyal cahaya dan mengirimnya menjadi sinyal listrik ke pengguna di perangkat seperti komputer, TV atau telepon. Penerima menggunakan fotosel atau dioda untuk mendeteksi cahaya.

Manfaat Penggunaan Kabel Fiber Optik
Mengapa sistem serat optik saat ini merevolusi bidang telekomunikasi? Ada banyak kelebihan kabel fiber optik dibandingkan kabel tembaga, antara lain:
  • Lebih murah. Beberapa km kabel optik lebih murah daripada kawat tembaga dengan ukuran yang sama. Hal ini dapat menghemat biaya TV kabel, internet dan uang.
  • Lebih tipis. Serat optik dapat dibuat hingga diameter lebih kecil dari kawat tembaga.
  • Kapasitas yang lebih tinggi. Karena fiber optik lebih tipis dari kabel tembaga, fiber juga dapat digunakan untuk beberapa jalur sekaligus. Hal ini memungkinkan saluran telepon, internet dan TV kabel berada di satu jalur.
  • Minim kehilangan sinyal. Hilangnya sinyal dalam fiber optik sangat rendah dibandingkan kabel kawat tembaga.
  • Sinyal cahaya. Tidak seperti sinyal listrik di kabel tembaga, sinyal cahaya dari satu serat tidak mengganggu sinyal cahaya dari serat lainnya dalam kabel yang sama.
  • Daya rendah. Karena sinyal pada serat optik tidak banyak berkurang, pemancar daya rendah dapat digunakan sebagai pengganti pemancar listrik tegangan tinggi yang diperlukan untuk kabel tembaga.
  • Sinyal digital. Serat optik secara ideal cocok untuk membawa informasi digital, dampaknya sangat signifikan terutama dalam jaringan komputer.
  • Tidak mudah terbakar. Karena tidak ada arus listrik yang dilewatkan melalui serat optik, sehingga tidak ada bahaya kebakaran.
  • Ringan. Sebuah kabel optik lebih ringan dibandingkan kabel kawat tembaga dengan ukuran yang sama. Kabel serat optik juga tidak membutuhkan banyak tempat.
  • Fleksibel. Karena serat optik sangat fleksibel dan dapat mengirim dan menerima cahaya, sehingga dapat digunakan di banyak bidang, seperti pencitraan medis, teknik pencitraan, plumbing (perpipaan), dan lain-lain.
Karena keunggulan ini, kita mulai melihat serat optik di banyak industri, terutama telekomunikasi dan jaringan komputer.

Refleksi Total Internal pada Fiber Optik
Ketika cahaya melewati medium dari satu indeks bias (m1) ke media lain dengan indeks bias lebih rendah (m2), cahaya akan berbelok atau membias jauh dari garis imajiner tegak lurus permukaan (garis normal).
Perkembangan Teknologi Fiber Optik

Pada satu sudut tertentu (sudut kritis), cahaya yang dibiaskan tidak akan masuk ke m2, melainkan akan melakukan perjalanan sepanjang permukaan antara dua media. Hal ini memungkinkan cahaya melaju melalui inti tanpa perlu memantul, terutama jika kabel benar-benar dalam posisi lurus.

Fiber optik memang memiliki banyak kelebihan dibandingkan teknologi kabel tembaga. Di masa depan, dimungkinkan sebagian besar jalur telekomunikasi akan digantikan oleh teknologi fiber optik.

Belum ada Komentar untuk "Perkembangan Teknologi Fiber Optik"

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel