Kabel Serat Optik

1. Sejarah Kabel Serat Optik

   

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 mata normal akan 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.

2. Pengertian Kabel Serat Optik

           Serat Optik adalah saluran Transmisi  atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau
Plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau led. Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Cahaya yang ada di dalam serat optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara, karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.

  

Gambar Kabel Serat Optik

             Kabel Serat optik merupakan teknologi baru dalam jaringan telekomunikasi. Sifat-sifat elektris gelas yang dipakai untuk membuat jenis serat optik mempunyai pengaruh yang menentukan, seperti diameternya yang kecil.

Fungsi dari kabel serat optik sendiri adalah melindungi jaringan-jaringan lokal seperti LAN     ( Local Area Network). Karena kabel fiber optik terbuat dari bahan kaca dan dilapisi dengan bahan kuat yang membuatnya tidak mudah rusak, sehingga kabel ini cocok untuk menjaga stabilitas jaringan di instansi atau sebuah perusahaan dengan gedung bertingkat. Bahkan untuk sekarang ini, serat optik telah digunakan pada jaringan bawah laut untuk menghubungkan suatu negara dengan negara lain.

Kabel Serat optik terbagi menjadi beberapa bagian antara lain : 

 Gambar Bagian-bagian Kabel Serat Optik

1. Jacket adalah lapisan yang berfungsi menambah kekuatan untuk kabel serat optik, serta             melindungi terhadap kelembapan, goresan, jepitan, dan bahaya-bahaya lingkungan lainnya.
2. Buffer adalah lapisan yang melindungi core dan cladding dari kerusakan.
3. Cladding adalah selubung inti (core), berfungsi memantulkan sinar kembali ke dalam inti.
4. Core sebagai tempat berlangsungnya perambatan cahaya dari suatu ujung ke ujung kabel lainnya, sehingga proses pengiriman cahaya dapat dilakukan.

 

Pembagian serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan :
1. Berdasarkan mode yang dirambatkan :

• Single mode : serat optik dengan inti (core) yang sangat kecil (biasanya sekitar 8,3 mikron), diameter intinya sangat sempit mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding selongsong (cladding). Bagian inti serat optik single-mode terbuat dari bahan silika (SiO₂₎ dengan sejumlah kecil kaca Germani (GeO₂) untuk meningkatkan indeks biasnya. Untuk mendapatkan performa yang baik pada kabel ini, biasanya untuk ukuran selongsongnya adalah sekitar 15 kali dari ukuran inti (sekitar 125 mikron). Kabel untuk jenis ini paling mahal, tetapi memiliki pelemahan (kurang dari 0.35 dB per kilometer), sehingga memungkinkan kecepatan yang sangat tinggi dan jarak yag sangat jauh. Standar terbaru untuk kabel ini adalah ITU-T G.652D, dan G.657

• 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 biasyang 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.

3. Karakteristik Kabel Serat Optik

Serat optic digunakan dalam telekomunikasi jarak jauh dan mulai dimanfaatkan untuk keperluan militer. Berikut ini karakteristik kabel serat optik yang membedakan dengan twisted pair ataupun coaxial cable:

• Kapasitas yang lebih besar: Potensial bandwidth, maupun rate data, dari serat optik sangat besar sekali karena mampu menampilkan rate data sebesar ratusan Gbps sepanjang puluhan kilometer. Bandingkan dengan coaxial cable yang hanya mampu menampilkan rate data maksimum sebesar ratusan Mbps sepanjang kurang lebih 1 km dan twisted pair dengan rate data sebesar 100 Mbps sampai 1 Gbps sepanjang beberapa puluh kilometer saja.

•  Ukuran yang lebih kecil dan bobot yang lebih ringan: serat optik benar-benar lebih tipis dibandingkan coaxial cable atau twisted pair.. Untuk celah-celah di gedung-gedung dan ruang bawah tanah dan sepanjang jalan raya, ukurannya yang kecil dianggap menguntungkan. Sedangkan pengurangan dalam hal bobot memenuhi persyaratan sebagai pendukung structural.

• Atenuasi yang lebih rendah: tingkat atenuasi untuk serat optik lebih rendah dibanding coaxial cable dan twisted pair dan tetap konstan pada rentang yang lebih luas.

• Isolasi elektromagnetik: sistem serat optik tidak dipengaruhi oleh medan elektromagnetik eksternal. Jadi system ini tidak mudah diserang interferensi, derau impuls, maupun crosstalk. Lagipula serat optic tidak memancarkan energi sehingga dengan peralatan yang lain hanya akan ada sedikit interferensi serta derajat pengamanan yang tinggi. Dengan demikian serat optik terlalu sulit untuk disadap.

• Jarak repeater yang lebih besar: Lebih sedikit repeater berarti biaya yang lebih murah dan lebih sedikit sumber kesalahan. Kinerja system serat optik dari sudut pandang ini meningkat pesat. Jarak repeater puluhan kilometer untuk serat optik sudah dianggap biasa dan kini mulai ditampilkan jarak repeater sampai ratusan kilometer. System coaxial cable dan twistedpair biasanya menggunakan repeater untuk setiap beberapa kilometre

4. Kelebihan dan Kelemahan Kabel Serat Optik

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

1. Lebar jalur besar dan kemampuan dalam membawa banyak data, dapat memuat kapasitas informasi yang sangat besar dengan kecepatan transmisi mencapai gigabit-per detik dan menghaturkan informasi jarak jauh tanpa pengulangan.
   
2. Biaya pemasangan dan pengoperasian yang rendah serta tingkat keamanan yang lebih tinggi.
3. Ukuran kecil dan ringan, sehingga hemat pemakaian ruang.
4. Imun, kekebalan terhadap gangguan elektromagnetik dan gangguan gelombang radio.
5. Non-Penghantar, tidak ada tenaga listrik dan percikan api.
6. Tidak berkarat.

            Pada Kabel Serat Optik terdapat juga beberapa kelemahan :

1. Perangkat sambung relatif lebih sulit, karena terbuat dari gelas silica, memerlukan penangganan yang lebih hati-hati.
2. Perbaikan lebih sulit.
3. harga yang relatif mahal dalam hal penyambungan, karena memerlukan alat khusus dan memerlukan keahlian dan ketelitian dalam penyambungan kabel fiber optik.

Pelemahan (Attenuasi) cahaya sangat penting diketahui terutama dalam merancang sistem telekomunikasi serat optik itu sendiri. Pelemahan cahaya dalam serat optik adalah adanya penurunan rata-rata daya optik pada kabel serat optik, biasanya diekspresikan dalam decibell  (dB) tanpa tanda negatif.

Berikut ini beberapa hal yang menyumbang kepada pelemahan cahaya pada serat optik:

1. Penyerapan (Absorption) merupakan penyerapan energi sinyal oleh bahannya yang terbuat dari kaca(gelas). Hal ini disebabkan oleh adanya gerakan elektron yang kuat.
   
2. Penyebaran(Scattering) merupakan hilangnya sebagian energi sinyal cahaya yang dihamburkan oleh benda-benda kecil yang ada didalam kaca karena adanya variasi indeks bias sepanjang cahaya melalui suatu kaca.
3. Kehilangan radiasi (Radiative losses) merupakan atenuasi karena bervariasinya struktur (perubahan diameter), sehingga cahaya yang memantul akan meninggalkan fiber optik.

Sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Serat_optik