Serat Optik

LANDASAN TEORI

A. DEFINISI SERAT OPTIK

Pemilihan Bahan Serat Optik.

Proses pembuatan serat berhubungan erat dengan pemilihan bahan serat. Ada beberapa sifat yang harus diperhatikan dalam pemilihan bahan ini yaitu :

B. BAGIAN – BAGIAN SERAT OPTIK

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.

Bagian-bagian dari serat optik antara lain :

Inti (core) terbuat dari kaca. mempunyai diameter yang bervariasi antara 8 – 200 μm tergantung jenis serat optiknya. Indeks bias lebih besar daripada cladding

Bagian ini mengelilingi bagian inti dan mempunyai indeks bias lebih kecil dibanding dengan bagian inti, dan terbuat dari kaca. Cladding mempunyai diameter yang bervariasi antara 125 μm -250 μm.

Bagian ini merupakan pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan plastik elastik (PVC)

Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.

Dalam aplikasinya serat optik biasanya diselubungi oleh lapisan resin yang disebut dengan jacket, biasanya berbahan plastik. Lapisan ini dapat menambah kekuatan untuk kabel serat optik, walaupun tidak memberikan peningkatan terhadap sifat gelombang pandu optik pada kabel tersebut. Namun lapisan resin ini dapat menyerap cahaya dan mencegah kemungkinan terjadinya kebocoran cahaya yang keluar dari selubung inti. Serta hal ini dapat juga mengurangi cakap silang (cross talk) yang mungkin terjadi.

C. PRINSIP KERJA SERAT OPTIK

  Sebuah kabel fiber optic terbuat dari serat kaca murni, sehingga meskipun kabel mempunyai panjang sampai beratus-ratus kilometer, cahaya masih dapat dipancarkan dari ujung ke ujung lainnya. setiap core kabel fiber optic (kabel fiber optik) terbuat dari serat kaca yang didesain sangat halus dengan ketebalannya kira-kira sama dengan tebal rambut manusia. Core kabel fiber optic (kabel fiber optik) yang terbuat dari serat kaca tersebut  dilapisi oleh 2 lapisan plastik (2 layers plastic coating) dengan melapisi serat kaca dengan plastik, akan didapatkan equivalen sebuah cermin disekitar serat kaca.

Jadi pada kabel fiber optic, cahaya berjalan melalui serat kaca pada sudut yang rendah.   System fiber optik (kabel fiber optic) modern dengan single laser bisa mentransmitkan jutaan bit/second : Pada aplikasi untuk mengirimkan percakapan2 telepon melalui kabel fiber optic, suara analog di rubah menjadi sinyal digital. Sebuah laser transmitter pada salah satu ujung kabel on/off untuk mengirimkan setiap bit sinyal. System fiber optik (kabel fiber optic) modern dengan single laser bisa mentransmitkan jutaan bit/second. atau bisa dikatakan laser transmitter on dan off jutaan kali per second.
System terbaru laser transmitter dapat mentransmitkan warna-warna yang berbeda untuk mengirimkan beragam sinyal digital dalam kabel fiber optic  yang sama. Pada saat ini, kabel fiber optic  telah sanggup mengirim sinyal digital dengan jarak lebih 100 Km. Pada jalur distribusi jarak jauh biasanya terdapat peralatan tambahan (equipment hub) setiap 100Km, yang berfungsi pick-up equipment yang akan menampung, menguatkan sinyal, dan kemudian me- retransmit-kan sinyal ke equipment selanjutnya.

D. MACAM PEMBAGIAN SERAT OPTIK

Pembagian serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan :

1. Berdasarkan mode yang dirambatkan :

2. Berdasarkan indeks bias core :

Penjelasan:

Berdasarkan susunan index biasnya serat optik multimode memiliki dua profil yaitu graded index dan step index. Pada serat graded index, serat optik mempunyai index bias cahaya yang merupakan fungsi dari jarak terhadap sumbu/poros serat optik. Dengan demikian cahaya yang menjalar melalui beberapa lintasan pada akhirnya akan sampai pada ujung lainnya pada waktu yang bersamaan.

Berlainan dengan graded index, maka pada serat optik step index (mempunyai index bias cahaya sama) sinar yang menjalar pada sumbu akan sampai pada ujung lainnya dahulu (dispersi) Hal ini dapat terjadi karena lintasan yang melalui poros lebih pendek dibandingkan sinar yang mengalami pemantulan pada dinding serat optik. Sebagai hasilnya terjadi pelebaran pulsa atau dengan kata lain mengurangi lebar bidang frekuensi.

Oleh karena itu secara praktis hanya serat optik graded index sajalah yang dipergunakan sebagai saluran transmisi serat optik multimode.

E. PENGGUNAAN SERAT OPTIK PADA SISTEM TRANSMISI

Sistem komunikasi serat optik adalah suatu sistem komunikasi yang menggunakan kabel serat optik sebagai saluran transmisinya yang dapat menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dan tingkat keandalan yang tinggi.
Secara umum metode point-to-point sistem transmisi terdiri dari tiga elemen dasar, yaitu transmitter, tranduser elektrooptik, kabel serat optik, receiver.

Dari gambar 1 di atas sinyal awal yang berbentuk sinyal listrik pada transmitter diubah oleh transducer elektrooptik menjadi gelombang cahaya yang kemudian ditransmisikan melalui kabel serat optik menuju penerima / receiver yang terletak pada ujung lainnya dari serat optik. Pada penerima sinyal optik ini diubah oleh transducer optoelektronik menjadi sinyal elektris kembali.

Dalam perjalanan sinyal optik dari transmitter menuju receiver akan terjadi redaman cahaya di sepanjang kabel optik, sambungan-sambungan kabel dan konektor-konektor di perangkatnya. Oleh karena itu untuk transmisi jarak jauh diperlukan sebuah atau beberapa repeater yang berfungsi untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah mengalami redaman sepanjang perjalanannya.

Keuntungan utama serat optik adalah redaman rendah, memungkinkan untuk transfer sinyal jarak yang sangat jauh dengan bantuan amplifier maupun repeater, dan kemampuannya untuk membawa kapasitas data yang besar.

Gambar 2 adalah komponen dalam sistem transmisi serat optik. Dalam pentransmisian melalui serat optik ada beberapa hal yang menjadi karakteristik atau komponennya,yaitu sambungan (Connection), Coupler, MRP Spesification (Minimum Required Power).

Terdapat 2 tipe sambungan yaitu menggunakan Connector dan menggunakan Splice. Connector diperlukan apabila fiber dalam pentransmisiannya harus disambung/diputus. Sedangkan Splice diperlukan pada sistem fiber optik bila ada 2 fiber yang akan dihubungkan secara permanen.

Coupler diperlukan bila daya optik harus dihubungkan ke banyak saluran. Sedangkan MRP Specification (Minimum Required Power) digunakan sebagai analisis link power budget dalam mendesain photonic layer. MRP merupakan pengukur sensitivitas receiver untuk SNR atau BER yang spesifik dan bandwidth atau bit rate pada output receiver.

Untuk aplikasi jarak dekat dan lebar pita yang ditangani relatif kecil, transmisi elektrik lebih dipilih daripada transmisi serat optik. Ada beberapa faktor yang menyebabkan kabel elektrik lebih dipilih dbandingkan serat optik yaitu:

1. Ketika tidak dibutuhkan sistem pengkabelan yang kompleks.
2. Bahan material yang murah.
3. Biaya alat untuk mengirim dan menerima sinyalnya murah.
4. Kemudahan untuk menyambungkan hubungan kabel (splicing).
5. Kemampuannya untuk membawa daya listrik maupun sinyal.

F. KODE WARNA PADA KABEL SERAT OPTIK

5. 1. Selubung luar

Dalam standarisasinya kode warna dari selubung luar (jacket) kabel serat optik jenis Patch Cord adalah sebagai berikut:

Warna selubung luar/jacketArtinya Kuning serat optik single-mode Oren serat optik multi-mode Aqua Optimal laser 10 giga 50/125 mikrometer serat optik multi-mode Abu-Abu Kode warna serat optik multi-mode, yang tidak digunakan lagi Biru Kadang masih digunakan dalam model perancangan.

Warna selubung luar/jacket	Artinya
Kuning	serat optik single-mode
Oren	serat optik multi-mode
Aqua	Optimal laser 10 giga 50/125 mikrometer serat optik multi-mode
Abu-Abu	Kode warna serat optik multi-mode, yang tidak digunakan lagi

5. 2. Konektor

Pada kabel serat optik, sambungan ujung terminal atau disebut juga konektor, biasanya memiliki tipe standar seperti berikut:

Selanjutnya jenis-jenis konektor tipe kecil:

Selain itu pada konektor tersebut biasanya menggunakan warna tertentu dengan maksud sebagai berikut:

Warna Konektor		Arti	Keterangan
Biru		Physical Contact (PC), 0°	yang paling umum digunkan untuk serat optik single-mode.
Hijau		Angle Polished (APC), 8°	sudah tidak digunakan lagi untuk serat optik multi-mode
Hitam		Physical Contact (PC), 0°
Abu-abu,	Krem	Physical Contact (PC), 0°	serat optik multi-mode
Putih		Physical Contact (PC), 0°
Merah

G. KEUNGGULAN SERAT OPTIK

Dalam penggunaan serat optik ini, terdapat beberapa keuntungan antara lain :