PENDAHULUAN
Tiga dekade belakangan ini, telah dikembangkan sebuah teknologi baru yang menawarkan kecepatan data yang lebih besar sepanjang jarak yang lebih jauh dengan harga yang lebih rendah daripada sistem kawat tembaga. Teknologi baru ini adalah serat optik, serat optik menggunakan cahaya untuk mengirimkan informasi (data). Cahaya yang membawa informasi dapat dipandu melalui serat optik berdasarkan fenomena fisika yang disebut total internal reflection (pemantulan sempurna).
Secara umum system komunikasi serat optik terdiri dari : transmitter, serat optik sebagai saluran informasi dan receiver. Pada transmitter terdapat modulator, carrier source dan channel coupler, pada saluran informasi serat optik terdapat repeater dan sambungan sedangkan pada receiver terdapat photo detector, amplifier dan data processing. Sebagai sumber cahaya untuk sistem komunikasi serat optik digunakan LED atau Laser Diode (LED).
Pengenalan Kabel Fiber Optik
Fiber Optic merupakan salah salah satu jenis media transfer data dalam jaringan komputer. Sekilas bentuknya seperti sebuah kabel, namun berbeda dengan kabel lainnya karena media ini mentransfer data dalam bentuk cahaya. Untuk mengggunakan fiber optic dibutuhkan kartu jaringan yang memiliki konektor tipe ST (ST connector).
Sistem komunikasi serat optik atau fiber optic adalah sistem komunikasi dengan menggunakan sinar atau cahaya sebagai pembawa informasi dan menggunakan serat optik sebagai media transimisi. Alasan utama pembuatan serat optik adalah penggunaannya pada sistem komunikasi agar diperoleh sistem dengan kapasitas besar dan kecepatan tinggi untuk pengiriman bermacam informasi baik suara maupun data.
Serat optik juga banyak digunakan pada berbagai sistem komunikasi kabel laut sehingga kabel serat optik dipasang di dasar samudera yang menghubungkan berbagai kota di berbagai negara, selain itu juga digunakan dimanfaatkan pada LAN (Local Area Network) atau pun pada WAN (Wide Area Network).
Struktur dasar fiber optic
Sebagaimana namanya, maka serat optik dibuat dari gelas silica dengan penampang berbentuk lingkaran atau bentuk-bentuk lainnya. Pembuatan serat optik dilakukan dengan cara menarik bahan gelas kental-cair sehingga dapat diperoleh serabut atau serat gelas dengan penampang tertentu. Proses ini dikerjakan dalam keadaan bahan gelas yang panas, terpenting dalam pembuatan serat optik adalah menjaga agar perbandingan relatif antara bermacam lapisan tidak berubah sebagai akibat tarikan.
Pada konstruksi dari kabel serat optik yang memilki bagian pusat kabel terdapat inti kaca dan mempunyai ketebalan 8-10 mikron. Tempat ini merupakan tempat cahaya akan berpropagasi. Inti dibungkus kaca yang mempunyai indeks refraksi yang lebih rendah, hal ini untuk menjaga agar cahaya tetap menjalar pada inti. Kemudian terdapat plastik tipis yang berfungsi sebagai pelindung bungkus kaca. Secara umum serat digabungkan dalam suatu bundel dan dilindungi oleh sarung, dimana ada juga setiap sarung yang bisa berisikan banyak serat optik.
Secara garis besar fiber optic memiliki 3 struktur dasar yaitu:
• Core(inti)
Berfungsi untuk menetukan cahaya merambat dari satu ujung ke ujung lainnya. Terbuat dari bahan kuarsa dengan kualitas sangat tinggi, merupakan bagian utama dari fiber optic karena perambatan cahaya terjadi disini. Diameternya adalah 10 µm – 50 µm, ukuran core sangat mempengaruhi fiber optic.
• Cladding(lapisan)
Berfungsi sebagai cermin, yakni memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. Terbuat dari gelas dengan indeks bias lebih kecil dari core, merupakan selubung dari core, sangat mempengaruhi besarnya sudut kritis.
• Coating(jaket)
Berfungsi sebagai pelidung mekanis dan tempat kode warna. Terbuat dari bahan plastik, berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan.
Tipe Kabel Fiber Optic
Kabel serat optik di klasifikasikan menurut lima dasar aplikasi standar yaitu:
(a) Simplex cable.
(b) Zipcord cable.
(c) Tightpack cable.
(d) Breakout cable.
(e) Armored loose-tube cable
Jenis Serat Optik
Serat Optik memiliki 2 jenis core perambatan cahaya yaitu Step Index (SI) dan Graded Index (GI). Yang membedakan Step Index dengan Graded Index adalah indeks bias yang terdapat pada core-nya. Untuk serat optik tipe step index memiliki satu indeks bias yang homogen baik di tengah core sampai batas core dan cladding. Sedangkan Graded Index memiliki indeks bias yang berubah pada core-nya, semakin besar bila mendekat ke tengah sumbu core dan berangsur-angsur mengecil pada batas core dengan cladding (Made Yudistira, 2003).
Dalam transmisi serat optik dikenal istilah mode yang berarti banyaknya berkas cahaya yang dipancarkan oleh sumber optik berdasarkan panjang gelombang yang berbeda pada masing-masing berkas.
Kelebihan dan Kekurangan Transmisi Fiber Optic
Kelebihan dari menggunakan transmisi fiber optic adalah:
• Redaman transmisi yang kecil.
Sistem telekomunikasi fiber optic mempunyai redaman transmisi per km relatif kecil dibandingkan dengan transmisi lainya, seperti kabel coaxial ataupun kabel UTP. Ini berarti fiber optic sangat sesuai untuk dipergunakan pada telekomunikasi jarak jauh, sebab hanya membutuhkan repeater yang jumlahnya lebih sedikit.
• Kinerja transfer yang tinggi
Dibandingkan dengan jenis radiasi yang lain seperti gelombang radio, cahaya memiliki frekuensi lebih tinggi, sehingga kinerja dari kabel fiber optic yang menggunakan gelombang cahaya dapat membawa lebih banyak informasi setiap detiknya (kecepatan transfer 2,5 Gigabit per detik) dibandingkan arus listrik dalam kabel tembaga. Dengan demikian sistem ini dapat dipergunakan untuk membawa sinyal informasi dalam jumlah yang besar hanya dalam satu buah fiber optic yang halus.
• Ukuran kecil dan ringan
Kabel fiber optic memiliki diameter yang lebih kecil dibandingkan dengan kabel tembaga. Dengan ukuran yang kecil tersebut akan sangat memudahkan pengangkutan dan pemasangan di lokasi. Misalnya dapat dipasang dengan kabel lama, tanpa harus membuat lubang polongan yang baru.
• Tidak ada interfensi
Hal ini disebabkan sistem transmisi fiber optic mempergunakan sinar atau cahaya laser sebagai gelombang pembawanya. Sebagai akibatnya akan bebas dari percakapan silang (cross talk) yang sering terjadi pada kabel biasa. Atau dengan perkataan lain kualitas dari transmisi atau telekomunikasi yang dihasilkan lebih baik dibandingkan dengan transmisi menggunakan kabel biasa. Dengan tidak terjadinya interferensi akan memungkinkan kabel fiber optic dipasang pada jaringan tenaga listrik tegangan tinggi (high voltage) tanpa khawatir adanya gangguan yang disebabkan oleh tegangan tinggi.
• Adanya isolasi antara pengirim (transmiter) dan penerimanya (receiver)
Tidak ada ground loop serta tidak akan terjadi hubungan api pada saat kontak atau terputusnya fiber optic. Dengan demikian sangat aman dipasang di tempat-tempat yang dalam keadaan lokasinya bisa dikatakan mudah terbakar, seperti pada industri minyak, industri kimia, dan sebaginya.
• Jarak jauh
Pada kabel tembaga membutuhkan sebuah penguat sinyal setiap 5 km, sedangkan pada kabel fiber optic hanya diperlukan penguat sinyal setiap 20 km. Selain itu fiber optic mampu mentransfer data pada jarak yang cukup jauh yaitu 2500 meter lebih tanpa bantuan perangkat repeater.
• Bebas penyadapan
Penghantar listrik dilingkupi medan magnet yang dapat dimanfaatkan untuk menyadap data yang dikirimkan. Dalam hal ini kabel fiber optic jauh lebih aman dan dapat meneruskan data tanpa ada distorsi atau gangguan.
• Dapat di-upgrade
Jaringan kabel fiber optic dapat mudah di-upgrade, sistem kabel tidak perlu diubah, karena tidak tergantung pada kecepatan transfer atau arus data. Dengan adanya kabel fiber optic memang kelebihannya jauh lebih besar dari pada menggunakan kabel biasa, tapi kabel serat optik sendiri juga mempunyai kekurangan yaitu :
• Dalam proses pengiriman sinyal, karena harus dilakukan perubahan sinyal listrik ke sinyal optik terlebih dahulu sehingga kabel fiber optic menunut adanya sumber cahaya yang kuat untuk melakukan pensinyalan.
• Karena harganya yang masih terlalu mahal, maka perusahaan-perusahaan dengan keadaan ekonomi yang sedang, cenderung untuk memakai kabel biasa dibandingkan dengan kabel fiber optic.
Kelemahan Fiber Optic (FO)
• Kelemahan fiber optic ada pada tingginya tingkat kesulitan proses instalasinya dan mahalnya harga kabel fiber optic ini.
• Mengingat media ini menggunakan gelombang cahaya untuk mentransmisikan data maka fiber optic tidak dapat diinstal dalam jalur yang berbelok secara tajam atau menyudut. Jika terpaksa harus berbelok, maka harus dibuat belokan yang melengkung.
Komponen Komunikasi Serat Optik
Gelombang cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Dengan menyalurkan gelombang cahaya melalui sebuah serat optic (fiber optic cable), di samping lebar band yang cukup besar diperoleh keuntungan tambahan yaitu (Ir. Tiur LH. Simanjutak, 2002)
Jarak antara repeater cukup jauh (bisa sampai 40 km)
System tidak terganggu oleh induksi rangkaian listrik lainnya
Ukuran lebih kecil dan lebih ringan dari kabel-kabel koaksial yang kecil
Komponen dasar yang membentuk komunikasi menggunakan media serat optik ada 3 yaitu sumber optik atau transmiter yang mengkonversi sinyal elektrik menjadi sinyal cahaya atau optik, kabel serat optik sebagai media transmisi sinyal optik, dan detektor cahaya yang mengkonversi sinyal optik yang diterima menjadi sinyal elektrik (Made Yudistira, 2003)
Pada pengiriman informasi ini pulsa cahaya menyatakan logika 1 bila ada pulsa cahaya dan bila tidak ada pulsa cahaya berarti logika 0 (seperti logika listrik pada umumnya). Pada media transmisinya menggunakan serat optik yang sangat halus, dimana jika ada cahaya yang jatuh, detector akan mengubah cahaya tersebut menjadi sinyal listrik. Pada bagian ujung penerima optik terdiri dari fotodioda, yang menghasilkan pulsa listrik bila dikenai cahaya. Waktu respon yang dimiliki oleh fotodioda adalah 1 detik, yang membatasi laju data menjadi sekitar 1 Gbps.
Transmiter atau alat pemancar cahaya terdiri dari 2 bagian, yaitu (M. Syamsul Hadi, 2002) :
Rangkaian elektrik, berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal analog, selanjutnya data tersebut ditumpangkan ke dalam sinyal gelombang optik yang telah termodulasi.
Sumber gelombang sinyal optik berupa sinar ILD atau LED yang pemakaiannya disesuaikan dengan sistem komunikasi yang digunakan. Pemilihan menggunakan LED maupun ILD pada suatu sistem, tergantung dari biaya, level daya optik, kecepatan, panjang gelombang, sensitivitas, dan umur operasi.
Detector yang digunakan adalah photo diode yaitu PIN atau PAD. Detector dicirikan oleh faktor responsivitas yang menunjukan beberapa ampere atau volt output dari detector untuk setiap mW daya gelombang cahaya yang masuk (Ir. Tiur LH. Simanjutak, 2002)
Avalance Photo Diode (APD) dikembangkan agar diperoleh output yang lebih besar dari pada photodiode sehingga sekarang photodiode Avalance yang lebih banyak digunakan. Photodiode Avalance mampu memberikan reverse bias sehingga arus yang dihasilkan juga lebih besar (Made Yudistira, 2003)
Perangkat – perangkat fiber optic yang digunakan pada sistem jaringan
Dalam sistem jaringan yang menggunakan kabel fiber optic ada perangkat-perangkat yang sangat diperlukan, perangkat-perangkat ini dapat dikatakan sebagai perangkat dasar dari sistem jaringan fiber optic. tentunya perangkat – perangkat tersebut mempunyai spesifikasi dan fungsi yang satu sama lain berbeda tapi dalam satu sistem jaringan kabel fiber optic.
Perangkat – perangkat fiber optic :
Patch Cord Fiber Optic
Patchcord adalah kabel fiber optik dengan panjang tertentu yang sudah terpasang konektor di ujungnya. digunakan untuk menghubungkan antar perangkat atau ke koneksi telekomunikasi. Patch cord adalah kabel fiber indoor yang dipakai hanya untuk di dalam ruangan saja. Ada yang simplex (1 core) dan ada pula yang duplex (2 core), Single mode dan Multimode. Patch cord mempunyai banyak sekali jenis konektor, karena masing-masing perangkat / alat yang digunakan mempunyai tipe yang berbeda pula disesuaikan dengan kebutuhan. Kami menyediakan berbagai jenis dan ukuran fiber optik patchcord, dengan kualitas tinggi “Low insertion loss”
Fiber Optic Adapter
Fiber Optik Adapter digunakan untuk penyambung/menghubungkan kabel fiber optik satu dengan yang lain. jika penyambungan dilakukan terhadap kabel fiber optik yang memiliki konektor berbeda maka fiber optik adapter disebut fiber optik adapter hibrid atau Special Adapter.
Berikut beberapa jenis fiber optik adapter :
• FC Fiber optik Adapter
Tersedia dalam jenis single mode dan multimode, Ada tiga jenis bentuk/type fiber optik FC adapter, tipe persegi, tunggal dan ganda tipe D, semua fiber optik FC adapter dengan rumah (housing)logam dan Lengan (Sleeves) dari keramik.
• SC Adapter Fiber Optik
Tersedia dalam jenis single mode dan multimode, Simplex dan duplex. SC adapter fiberoptik dengan perumahan (housing) plastik, ada warna: biru untuk PC single mode, hijau untuk APC single mode dan multimode beige untuk PC. Semua Fiber Optik SC adapter adalah jenis flange, single mode adapter adalah dengan lengan zirkonia sementara serat multimode adaptor dengan lengan perunggu.
• LC Fiber Optik Adapter
Adapter fiber optik LC semua rumah (housing) plastik; ada simpleks LC adapter dan adapter LC duplex, fiber optik adapter LC warna sama dengan fiber optik SC adapter: biru untuk PC single mode, warna beige untuk PC modus multi dan hijau untuk APC single mode. fiber optik adapter LC dengan lengan perunggu untuk multimode dan lengan zirkonia untuk single mode.
• ST Fiber Optik Adapter
Fiber Optik ST adapter semua jenis ulir, dengan perumahan (housing) logam, yang single mode dengan lengan zirkonia dan yang multimode adalah dengan lengan perunggu.
Joint Closure Optic
Joint Closure adalah box tempat untuk menaruh hasil sambungan dari fiber optic. Sebagai contoh : Jika ada kebel fiber optic putus karena terpotong atau terbakar maka kabel tersebut di sambung/splicing dan hasil splicingan di taruh di Closure. Untuk Kapasitas Closure ber variasi mulai dari closure 6 core, Closure 12core, closure 24core,Closure 48core hingga closure 256core
Splitter Optic
Splitter merupakan komponen pasif yang dapat memisahkan daya optik dari satu input serat ke dua atau beberapa output serat. Splitter pada PON dikatakan pasif sebab optimasi tidak dilakukan terhadap daya yang digunakan terhadap pelanggan yang jaraknya berbeda dari node splitter, sehingga sifatnya idle dan cara kerjanya membagi daya optic sama rata.
Jenis-jenis splitter antara lain :
• 1 : 2 (tanpa back up)
• 1 : 4 (tanpa back up)
• 1 : 8 (tanpa back up)
• 1 : 16 (tanpa back up)
• 1 : 32 (tanpa back up)
• 2 : 2 (dengan back up)
• 2 : 4 (dengan back up)
• 2 : 8 (dengan back up)
• 2 : 16 (dengan back up)
• 2 : 32 (dengan back up)
Optical Termination Box (OTB)
Optical Termination Box, berfungsi sebagai pendistribusian fiber seperti FDF yang menampung maksimum 72 core. Optical Terminal Box juga digunakan untuk menghubungkan kabel serat optik indoor maupun outdoor dan patchcord. OTB dapat dipasang di dinding maupun tiang.
Pigtail Fiber Optic
Pigtail adalah sepotong kabel yang hanya memiliki satu buah konektor diujungnya, pigtail akan disambungkan dengan kabel fiber yang belum memiliki konektor. Biasanya kabel pigtail di install di OTB (Optical Distribution Box) dan disambung / splicing dengan tarikan kabel Optic yang glondongan (Loose tube cable / Tight buffered cable.
Fiber Node
Fiber node merupakan titik terminasi antarajaringan optik dengan jaringan koaksial. Fiber node berupa perangkat opto elektronik yang berfungsi untuk mengubah sinyal optik yang berasal dari distribution hub menjadi sinyal elektrik untuk diteruskan ke rumah rumah pelanggan melalui kabel koaksial dan sebaliknya.
Fiber node sendiri adalah salah satu device yang berhubungan dengan teknologi HFC (Hibrid Fiber Coaxial) dan banyak diaplikasikan untuk sistem jaringan TV Kabel.
Splicing (alat sambung fiber optic)
Penyambungan kabel optik dikenal dengan istilah splicing, Dalam penyambungan fiber optic diperlukan alat khusus yaitu splicer. Terdapat 2 metode dalam penyambungan optik yaitu : fusion splicing dan mechanical splicing. Fusion splicing memiliki redaman lebih kecil yaitu sekitar 0.1 dBm dibanding Mechanical splicing yang mencapai 0.5 sampai 0.75 dbm di setiap sambungan nya. Fusion splicing melakukan penyambungan dengan cara menyelaraskan / meluruskan kedua ujung serat optik yang ingin disambung, memanaskan dan melebur nya hingga menjadi 1 bagian yang tersambung. Fusion splicer menggunakan nichrome wire (teknik lama), atau CO2 laser atau pun gas api untuk meleleh kan serat optik yang ingin disambung. Seiring canggih nya teknologi terdapat fusion splicer yang mampu melakukan splicing sampai 24 core bersamaan. Umumnya biaya yang harus ditanggung adalah harga per core (satu sisi) rate nya sekitar 50 ribu , itu diluar jasa penarikan kabel dan aksesoris pendukung seperti pigtail, Box ODF dan lain nya.
Aplikasi Fiber Optik (FO) dalam kehidupan sehari-hari
• Dipakai dalam dunia penyiaran televisi dimana sinyal siaran diubah dalam bentuk digital dan dikirimkan melalui kabel FO yang dipasang pada studio TV. Dengan demikian penggunaan FO sangat efektif karena menghemat tempat penyimpanan kabel dalam gedung studio TV, tahan terhadap gelombang elektromagnetik sehingga informasi aman dan yang terpenting mampu menyimpan sejumlah besar informasi siaran
• Dipakai untuk aplikasi LAN (Local Area Network) yang lebih efektif dan mempunyai kapasitas yang besar terutama untuk sekolah, rumah sakit, kantor,
• Dipakai dalam teknologi telepon kabel karena FO memungkinkan terbentuknya jaringan yang sangat luas dalam dunia komunikasi dan sistem informasi sehingga peralihan dari kabel tembaga ke FO akan membawa perubahan pada masyarakat dalam mengakses informasi dengan cepat.
• Dipakai untuk mengembangkan saluran FO bawah airUpaya ini merupakan terobosan baru bagi dunia komunikasi karena memberikan peluang bagi benua lain untuk mendapatkan akses data yang cepat dari suatu tempat yang terpisah oleh samudera.
• Dipakai untuk memperlancar transmisi satelit yang seringkali mengalami gangguan dalam penerimaan informasi di permukaan bumi. FO dipakai sebagai relay pada alat-alat komunikasi di bumi yang dapat mengirimkan data dalam jumlah besar dengan cepat.
• Di dalam dunia kedokteran, kabel FO dipakai untuk operasi dengan menggunakan laser dan juga dipakai sebagai bahan fiberscope, yaitu alat untuk melihat organ-organ pada tubuh manusia tanpa melakukan pembedahan.
• Sedangkan dalam dunia industri, FO dipakai sebagai sensor yang memonitor struktur fisik material yang berbeda-beda. Dalam hal ini, FO dipasang pada material misalnya pada bahan pesawat terbang bahkan pada bahan pesawat luar angkasa., sehingga sekecil apapun kerusakan material pada perangkat tersebut dapat dideteksi oleh para ilmuwan dari bumi.
Kesimpulan
• Teknologi serat optik menawarkan kecepatan data yang lebih besar sepanjang jarak yang lebih jauh dengan harga yang lebih rendah daripada system konvensional menggunakan kawat logam (tembaga)
• Struktur dasar dari sebuah serat optik yang terdiri dari 3 bagian : core(inti),cladding (kulit), dan coating (mantel) atau buffer (pelindung). Indeks bias kulit, n2 besarnya sedikit lebih rendah dari indek bias inti, n1.
• Dalam transmisi data tidak terganggu oleh gejala kelistrikan
• Pendekatan cahaya sebagai sinar memberikan gambaran yang jelas bagaimana cahaya merambat sepanjang serat optik, namun kurang dalam memberikan penjelasan mengenai sifat lain lain dari cahaya seperti interferensi, dan sifat seratoptik seperti absorpsi, atenuasi dan dispersi, oleh karena itu diperlukan pendekatan cahaya sebagai gelombang/ teori mode.Berdasarkan jumlah mode yang merambat maka serat optik terbagi menjadi dua tipe : single-mode dan multi-mode.
• Sistem serat optik memberikan dibandingkan dengan sistem konvensional menggunakan kabel logam (tembaga) memiliki keuntungan dalam hal less expensive, thinner, higher carrying capacity, large-bandwidth, less signal degradation , ligtht signals, low power, non-flammable, flexibile.
• Sistem komunikasi optik secara umum terdiri dari Transmitter (Message origin, Modulator, Carrier Source dan Channel Coupler), Information Channel(Serat Optik) dan Receiver (Detector, Amplifier, Signal Processor dan Message Output).
Daftar Pustaka
Fiber Optics Technician’s Manual, Jim Hayes, 1994
Fiber Optic Communications, Joseph C. Palais
http://web.si.its-sby.edu/)
http://www.howstuffworks.com
http://www.digilib.ui.edu/opac/themes/libri2/detail.jsp?id=91296&lokasi=lokal
Tim Elektron HME-ITB elektron@hme.ee.itb.ac.id
http://yulian.firdaus.or.id/2006/11/21/fiber-optic/#comment-38648
fiber optik\Serat optik – Wikipedia Indonesia
Dasar Telekomunikasi, Ir. Tiur LH. Simanjutak, 2002
http://iwanries22.blogspot.com/2013/06/perangkat-perangkat-fiber-optic-yang.html
Virtue of Life 