Teknologi Fiber Optik

Sistem komunikasi data fiber optik menggunakan laser LED (Light-Emitting Diode)  sebagai sumber pembawa gelombang optik dan Fiber Optic Multimode Graded Index sebagai media transmisi. Sedangkan untuk modem (modulasi dan demodulasi) digunakan modem ZAT-16 dengan interface RS-232-C  V.24 / V.28 dan protokol asinkronous sebagai penghubung antara komputer dan piranti-pirantinya.

a. Perambatan cahaya pada fiber optik 

Penemuan fiber optik sebagai media transmisi pada suatu sistem komunikasi didasarkan pada hukum Snellius untuk perambatan cahaya pada media transparan seperti pada kaca yang terbuat dari kuartz berkualitas tinggi dan dibentuk dari dua lapisan utama yaitu lapisan  inti yang biasanya disebut corecladding dengan indeks bias n2 yang lebih kecil dari n1. terletak pada lapisan yang paling dalam dengan indeks bias  n1 dan dilapisi oleh

Jika seberkas sinar masuk pada suatu ujung fiber optik (media yang transparan) dengan sudut kritis dan sinar itu datang darimedium yang mempunyai indeks bias lebih kecil dari udara menuju inti fiber optik (kuartz murni) yang mempunyai indeks bias yang lebih besar maka seluruh sinar akan merambat sepanjang inti (core) fiber optik menuju ujung yang satu (Hukum Snellius).

b. Transmitter (Pengirim) 

Transmitter terdiri dari 2 bagian yaitu :

• Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi dari sinyal digital menjadi sinyal analog, selanjutnya data tersebut disisipkan ke dalam sinyal gelombang optik yang telah termodulasi
• Sumber gelombang optik berupa sinar Laser Diode (LD) dan LED (light emmiting diode) yang pemakaiannya disesuaikan dengan sistem komunikasi yang diperlukan.
• Laser Diode (LD) dapat digunakan untuk sistem komunikasi optik yang sangat jauh seperti Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) dan Sistem Komunikasi Fiber Optik (SKSO), oleh karena laser LD memiliki karakteristik yang handal, dimana dapat memancarkan daya dengan intensitas yang tinggi, stabil, hampir monokromatis, terfokus, dan merambat dengan kecepatan sangat tinggi sehingga dapat menempuh jarak sangat jauh. Pembuatannya sangat sulit karena memerlukan spesifikasi tertentu sehingga harganyapun mahal. Jadi LD tidak ekonomis dan tidak efisien jika digunakan untuk sistem komunikasi jarak dekat dan pada trafik kurang padat.

Light Emmiting Diode (LED)   digunakan  untuk sistem komunikasi jarak sedang dan dekat agar sistem dapat ekonomis dan efektif, karena Light Emmiting Diode lebih mudah pembuatannya, sehingga harganya pun lebih murah.

Ilustrasi komunikasi data menggunakan fiber optik.

c. Receiver (Penerima)

Receiver terdiri dari 2 bagian yaitu detektor penerima dan rangakaian elektrik.

1. Detektor penerima berfungsi untuk menangkap cahaya yang berupa gelombang optik pembawa informasi, yang dapat berupa PIN diode atau APD (Avalance Photo Diode), pemilihannya tergantung keperluan sistem komunikasinya.

• Untuk melakukan komunikasi jarak jauh digunakan detektor APD yang mampu bekerja pada panjang gelombang 1300 nano meter, 1500 nano meter serta 1550 nano meter dengan  kualitas yang baik.
• Untuk melakukan komunikasi jarak pendek akan lebih efisien jika menggunakan detektor PIN diode, karena PIN diode sangat baik digunakan untuk bit rate rendah dan sensitivitasnya tinggi untuk LED.

2. Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi cahaya pembawa informasi informasi yang dibawa dengan melakukan regenerasi timing, regenerasi pulse serta konversi sinyal elektrik ke sinyal digital dan sebaliknya dalam interface V.28.

d. Atenuasi

Atenuasi adalah besaran pelemahan energi sinyal informasi dari fiber optik yangdinyatakan dalam dB. Atenuasi disebabkanoleh 3 faktor utama yaitu absorpsi, hamburan (scattering) dan mikro-bending.Gelas merupakan bahan pembuat fiber optik yang umumnya terbentuk dari silikon-dioksida ( SiO2). Variasi indeks bias diperoleh dengan cara menambahkan bahan lain seperti titanium, thallium, germanium atau boron. Dengan susunan bahan yang tepat maka akan diperoleh atenuasi sekecil mungkin. Atenuasi menyebabkan pelemahan energi sehingga amplitudo gelombang yang sampai pada penerima menjadi lebih kecil dibandingkan dengan amplitudo yang dikirimkan oleh pemancar.

1. Absorpsi.

Pada daerah-daerah tertentu gelas dapat mengabsorpsi sebagian besar cahaya, seperti pada daerah ultraviolet. Hal ini disebabkan oleh adanya gerakan elektron yang kuat. Demikian juga untuk daerah inframerah, terjadi absorpsi yang besar. Hal ini disebabkan adanya getaran ikatan kimia. Oleh karena itu sebaiknya penggunaan fiber optik harus menjauhi daerah ultraviolet dan inframerah. Penyebab absorpsi lain adanya transmisi ion-ion logam dan ion OH. Ion OH ini ternyata memberikan sumbangan absorpsi yang cukup besar. Semakin lama usia suatu fiber maka bisa diduga akan semakin banyak ion OH di dalamnya yang menyebabkan kualitas fiber menurun.

2. Hamburan

Seberkas cahaya yang melewati suatu gelas dengan variasi indeks bias disepanjang gelas tersebut, maka sebagian energinya akan hilang dihamburkan oleh benda-benda kecil yang terdapat dalam gelas. Munculnya hamburan disebabkan oleh tumbukan cahaya dengan partikel tersebut, dinamakan hamburan Rayleigh. Hamburan  Rayleigh memberikan loss akibat hamburan sangat kecil dibandingkan dengan loss fiber optik multimode. Karena itu fiber optik singlemode lebih baik mutunya sebagai media transmisi dibandingkan dengan fiber optik multimode.

3. Mikro-bending

Mikro-bending adalah pembengkokan fiber optik untuk memenuhi persyaratan ruangan. Namun pembengkokan dapat pula terjadi secara tidak sengaja, misalnya fiber optik yang mendapat tekanan cukup keras sehingga cahaya yang merambat di dalamnya akan berbelok dari arah transmisi dan hilang. Hal ini akan menyebabkan adanya atenuasi.

e. Karakteristik Transmisi

 
Sifat transmisi dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Informasi yang akan ditransmisikan berupa data dalam bentuk digital, sedangkan sinyal pembawa carrier yang akan melewati media transmisi fiber optik berupa sinyal analog.
2. Untuk itu diperlukan proses modulasi dan demodulasi yaitu proses yang mengubah data digital menjadi analog dan sebaliknya menggunakan sebuah Modem dengan pirantinya.
3. Fiber optik yang digunakan sebagai media transmisi adalah fiber optik multimode graded index.

 Sumber : http://idkf.bogor.net/yuesbi/e-DU.KU/edukasi.net/TIK/serat_optik/materi2.html