SERAT OPTIK

SERAT OPTIK

Serat optik (fiber optic) adalah suatu pemandu gelombang cahaya (light wave guide) yang berupa suatu kabel tembus pandang (transparant), yang mana pemampang dari kabel tersebut terdiri dari dua bagian, yaitu : bagian tengah yang disebut “Core” dan bagian luar yang disebut “Cladding”. Cladding pada serat optik membungkus atau mengelilingi Core. Adapun bentuk pemampang dari core dapat bermacam-macang, antara lain : pipih, segi tiga, segi empat, segi banyak atau berbentuk lingkaran,Bentuk pemampang core serat optik (fiber optic) ada yang berbentuk ellips dan adapula yang berbentuk lingkaran. Dalam kehidupan sehari–hari kita mengenal adanya dua tipe dasar kabel serat optik (fiber optic) yang digunakan dalam kebutuhan telekomunikasi, kedua serat optik (fiber optik) tersebut dilihat dari ukuran diameter core-nya, yaitu : mode tunggal (single mode/mono mode) dan mode jamak (multi mode). Kedua kabel serat optik (fiber optic) tersebut banyak sekali perbedaan- perbedaannya. Dimana kabel serat optik (fiber optic) jenis single mode ini sangat atau lebih mahal harganya bila dibandingkan dengan kabel serat optik (fiber optic) jenis multi mode, tetapi kabel serat optik jenis single mode ini pengunaannya atau fungsinya lebih efektif dibanding dengan jenis kabel serat optik (fiber optic) multi mode. Apabila ditinjau dari distribusi indeks bias core, kabel serat optik (fiber optic) dibedakan menjadi dua jenis, yaitu : step index dan graded index.

Bit Rate	Jarak Repeater Multi Mode	Jarak Repeater Single Mode
140	30	50
280	20	35
420	15	33
565	10	31

 Kabel serat optik jenis single mode ini umumnya atau biasanya digunakan pada tempat-tempat yang jaraknya sangat jauh atau biasanya tempatnya sangat terpencil dimana sangat sulit dijangkau dengan alat-alat atau media telekomunikasi dengan kata lain jangkauannya luas dan jauh. Kabel-kabel ini didatangkan atau disusun dalam susunan dari jenis-jenis yang berbeda-beda sesuai dengan jenis bahan-bahannya. Pada umunnya yang mengunakan kabel serat optik (fiber optic) akan mendapatkan kemudahan dalam melakukan hubungan komunikasi dan banyak menberikan banyak manfaatnya dan mempunyai banyak peran penting dan mempunyai sifat khusus. Menurut ilmu optika geometri, setiap cahaya yang datang pada suatu medium optis ke medium optis yang lain, pada bidang batas kedua medium tersebut cahaya akan mengalami peristiwa pemantulan (cahaya akan kembali masuk ke medium yang pertama) dan juga mengalami peristiwa pembiasan (cahaya diteriskanb masuk ke dalam medium yang kedua). Menurut prinsif Fermat, besarnya sudut pantul akan sama dengan besarnya sudut datangnya cahaya tadi. Sedangkan menurut prinsip Snellius, apabila sinar datang dari medium optis kurang rapat ke medium optis lebih rapat, maka sinar tersebut akan dibiaskan cenderung mendekati garis normal, jadi sudut datang akan lebih besar dari sudut bias dan sebaliknya apabila sinar datang dari medium optis lebih rapat ke medium optis kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan cenderung menjauhi garis normsl, sehingga sudut datang akan lebih kecil dari sudut bias.
Gambar 2.3. Peristiwa pemantulan dan pembiasan pada bidang batas antara dua medium optis Dalam hal sinar datang dari medium optis lebih rapat ke medium optis kurang rapat, apabila sudut datangnya semakin besar maka pada suatu saat sudut biasnya akan sama dengan 90⁰, dan mulai saat itu tidak ada lagi sinar yang dibiaskan. Keadaan pemantulan semua sinar datang ini disebut dengan pemantulan sempurna dan sudut datang yang menghasilkan sudut bias sebesar 900 disebut sudut kritis. Untuk serat optik (fiber optic), indeks bias core lebih besar dari indeks bias cladding. Sinar-sinar yang akan dipandu oleh serat optik (fiber optic) harus dimasukan ke dalam core serat optik (fiber optic) melalui ujungnya, dengan cara diusahakan sinar tersebut datangsetegak lurus mungkin terhadap pemampang core serat optik (fiber optic), agar sinar tersebut masuk ke dalam core kemudian datang ke cladding dengan sudut datang sebesar mungkin sehingga sinar tersebut datang dari core ke cladding dengan sudut datang yang lebih besarv dari sudut kritisnya, yang mana akan menghasilkan pemantulan sempurna pada bidang batas core cladding. Sinar pantul ini akan berjalan menyeberangi core menuju cladding yang ada diseberangnya dengan sudut datang yang relative sama dengan sudut datang yang pertama tadi, yang mana besarnya lebih besar dari sudut kritis. Akibatnya sinar ini akan dipantulkan kembali masuk ke dalam core, menyeberangi core, menuju cladding diseberangnya, dipantulkan lagi demikian seterusnya sehingga sinar tersebut praktis tidak pernah ada yang dibiaskan keluar dari serat optik (fiber optic), dan bisa dikatakan semua cahaya yang dimasukan ke dalam serat optik (fiber optic) tersebut dariujung yang satu akan dikeluarkan lagi pada ujung yang lain tanpa ada yang bocor.Untuk serat optik (fiber optic) jenis step index, jalannya sinar adalah patah-patah dan sedangkan untuk jenis grade index, jalannya sinar adalah tidak patah-patah melainkan berbentuk garis lengkung. Sistem serat optik (fiber optic) sama dengan sistem kawat tembaga yang digantikan serat optiknya (fiber optic). Perbedaanya adalah dalam serat optiknya (fiber optic) menggunakan getar cahaya untuk mengirimkan atau menukar informasi melalui jalur fiber dan bukannya menggunakan getar listik untuk mengirimkan informasi melalui jalur tembaga. Pada komponen-komponen dalam rangkaian serat optik (fiber optic), pada ujung sistem tersebut ada trasmitter (penggirim informasi). Ini adalah tempat dari mana informasi berasal yang kemudian menjalar ke jalur serat optik (fiber optic). Transmitter menerima informasi getaran elektronik yang disandikan yang datang dari kawat tembaga. Informasi ini kemudian di proses dan diterjemahkan ke dalam getaran yang disandikan secara sama pula. Sebuah Light Emitting Diode (LED) atau Injection Laser Diode (ILD) bisa dipakai untuk membangkitkan getaran cahaya. Dengan menggunakan lensa, getaran cahaya tersebut disalurkan ke dalam alat jalur serat optic (fiber optic) dimana mereka bertransmisi sendiri melalui jalur. Pulsa cahaya bergerak dengan mudah melalui jalur serat optic (fiber optic), karena adanya suatu hukum yang dikenal dengan sebagai refleksi internal total. “Hukum refleksi internal total” ini menyatakan bahwa bila sudut pengaruh melalui nilai kritis, cahaya tidak bisa keluar dari kaca, akibatnya, cahaya memantul kembali ke dalam. Ketika hukum ini diterapkan pada konstruksi untaian serat optic (fiber optic), pengiriman informasi melalui jalur fiber dalam bentuk pulsa cahaya bisa terjadi. Biasaanya ada lima unsur yang membentuk konstruksi untaian serat optic (fiber optic) atau kabel inti optik, pembungkus optik, satu bahan penyangga, satu bahan penguat dan pembungkus luar. Inti optik adalah unsur pembawa cahaya di pusat serat optic (fiber optic). Biasannya dibuat dari kombinasi silicia dan germania yang menggelilingi inti adalah pembungkus optik yang terbuat dari silica murni. Kombinasi inilah yang memungkinkan hukum refleksi internal total bisa terjadi . Perbedaan bahan yang digunakan dalampembuatan inti dan pembungkus menghasilkan sesuatu kepermukaan luar refleksi yang ekstrim pada titik dimana mereka terpadu. Pulsa cahaya yang memasuki inti fiber memantul ke inti atau tempat perpaduan pembungkus lalu tertinggal di dalam inti saat mereka bergerak menyusuri jalur. Yang mengitari pembungkus adalah bahan penyangga yang berfungsi untuk membantu melindungi inti dan pembungkus dari kerusakan. Bahan penguat yang mengelilingi penyangga menjaga supaya kabel tidak melar jika ditarik. Pembungkus luar ditambahkan untuk perlindungan terhadap gesekan, pelarut dan bahan perusak lainnya. Begitu pulsa cahaya mencapai tujuannya informasi akan disalurkan ke dalam penerima optis. “Fungsi pokok penerima optis” adalah untuk mendeteksi cahaya yang diterima yang menyertainya dan mengubahnya menjadi sinyal dielektrik yang memuat informasi yang dikandung cahaya diujung transmisi. Informasi dielektrik tersebut kemudian sudah siap untuk di masukan ke dalam alat-alat komunikasi elektronik; seperti komputer,telepon, atau pesawat televisi.  3.1. Aplikasi Serat Optik (Fiber Optic)
Penggunaan serat optik (fiber optic) secara umum tidak ada sampai tahun 1970 dapat saat Corning Glass Works dapat memproduksi serat optik (fiber optic) dengan ketipisan 20 dB/km. Sudah diakui bahwa serat optik (fiber optic) akan memungkinkan bagi transmisi telekomunikasi hanya bila gelas bisa dibuat begitu murni sehingga ketipisannya mencapai 20 dB/km atau kurang dari itu. Ini berarti 1% cahaya akan tersisa setelah menempuh 1 km. Ketipisan serat optik (fiber optic) saat ini berkisar dari 0,5 dB/km tergantung pada serat optik (fiber optic) yang dipakai. Batas ketipisan berdasar pada aplikasi yang dimainkan. Aplikasi komunikasi serat optik (fiber optic) telah dengan melaju pesat, sejakpemasangan sistem serat optik (fiber optic) komersial pertama 1977. Perusahan-perusahaan telepon sudah memulai sejak awal, mengganti sistem kawat tembaga mereka yang lama dengan jalur serat optik (fiber optic). Perusahaan-perusahaan telepon masa kini mengunakan serat optik (fiber optic) diseluruh sistem mereka sebagai arsitektur tulang punggung (backbone) dan sebagai sistem telekomunikasi telepon hubungan jarak jauh antar kota. Perusahaaan-perusahan TV Kabel (Cable TV) yang lagi marak di masa ini juga sudah mulai mengintegrasikan serat optik (fiber optic) di dalam sistem kabel mereka. Jalur-jalur utama yang menghubungkan kantor-kantor pusat kebanyakkan telah diganti dengan serat optik (fiber optic). Beberapa provider telah mulai bereksperimen dengan serat optik (fiber optic) ke pinggiran jalan menggunakan serat optik (fiber optic) / hibrida koaksial. Hibridasemacam ini memungkinkan adanya intregasi serat optik (fiber optic) dan koaksial dilokasi yang dekat. Lokasi ini, yang disebut Node, akan menyediakan penerima optis yang mengubah implus-implus cahaya ke sinyal elektronik. Sinyal tersebut kemudihan disalurkan ke rumah-rumah pribadi melalui kabel koaksial. Local Area Network (LAN) adalah group kolektif komputer, atau sistem komputer, yang dihubungkan satu dengan yang lain yang memungkinkan dijalankannya database atau perangkat lunak (software) program bersama. Universitas, gedung perkantoraan dan pabrik industri, cuma sebagian kecil saja diantara sekalian pengguna yang memanfaatkan serat optik (fiber optic) dalam sistem LAN mereka. Perusahaan-perusahaan listrik merupakan kelompok yang baru muncul yang mulai memanfaatkan fiber optik dalam sistem komunikasi mereka. Hampir semua pabrik, listik sudah memiliki sistem komunikasi serat optik (fiber optic) yang digunakan untuk memonitor sistem jaringan listriknya. Keunggulan Serat Optik (Fiber Optic)
Sistem transmisi serat optik (fiber optic) ini dibandingkan dengan teknologi transmisiyang lain mempunyai beberapa kelebihan, antara lain :

a. Redaman transmisi yang kecilSistem telekomunikasi serat optik (fiber optic) mempunyai redaman transmisi per kmrelatif kecil dibandingkan dengan transmisi lainnya, seperti kabel coaxial ataupun kabelPCM. Ini berarti serat optik (fiber optic) sangat sesuai untuk dipergunakan padatelekomunikasi jarak jauh, sebab hanya membutuhkan repeater yang jumlahnya lebihsedikit.b. Bidang frekuensi yang lebarSecara teoritis serat optik (fiber optic) dapat dipergunakan dengan kecepatan yang tinggi,hingga mencapai beberapa Gigabit/detik. Dengan demikian sistem ini dapat dipergunakanuntuk membawa sinyal informasi dalam jumlah yang besar hanya dalam satu buah seratoptik (fiber optic) yang halus.c. Ukurannya kecil dan ringanDengan demikian sangat memudahkan pengangkutan pemasangan di lokasi. Misalnyadapat dipasang dengan kabel lama, tanpa harus membuat lubang polongan yang baru.d. Tidak ada gangguan (interferensi)Hal ini disebabkan sistem transmisi serat optik (fiber optic) mempergunakan sinar ataucahaya laser sebagai gelombang pembawanya. Sebagai akibatnya akan bebas daripembicaraan silang (cross talk) yang sering terjadi pada kabel biasa (twised pair cable).Atau dengan perkataan lain kualitas transmisi atau telekomunikasi yang dihasilkan lebihbaik dibandingkan transmisi dengan kabel. Dengan tidak terjadinya gangguan(interferensi) akan memungkinkan kabel serat optik (fiber optic) dipasang pada jaringantenaga listrik tegangan tinggi (high voltage) tanpa khawatir adanya gangguan yangdisebabkan oleh tegangan tinggi.e. Adanya isolasi antara pengirim (transmitter) dan penerimanya (receiver).
f. Tidak ada ground loop.
g. Tidak akan terjadi hubungan api pada saat kontak atau terputusnya serat optik (fiber
optic). Dengan demikian sangat aman dipasang di tempat-tempat yang mudah terbakar.
Seperti pada industri minyak, kimia, dan sebagainya.