KELOMPOK
DISWAN AFANDI
BIMA CHANDRA
Pendahuluan
Kemajuan di bidang teknologi sangat
pesat. Demikian pula kebutuhan trafik yang terus meningkat dan permintaan dari
pemakai jasa telekomunikasi terus bertambah baik dalam segi kualitas (mutu)
maupun pada segi kuantitas dalam arti sistem komunikasi tersebut dapat
menyalurkan informasi sebanyak mungkin dalam waktu bersamaan.
Hal-hal tersebut di atas mendorong pemikiran dan perencanaan untuk dapat menyediakan suatu sistem komunikasi yang lebih tinggi kualitasnya disamping penggunaan sistem komunikasi yang sudah ada baik yang menggunakan media transmisi phisik maupun non phisik (radio).
Sistem komunikasi Fiber optik adalah suatu sistem komunikasi yang menggunakan media transmisi phisik berupa fiber optik yang merupakan salah satu sistem komunikasi yang saat ini mampu mengatasi / memenuhi tantangan-tantangan di atas dan dapat terus dikembangkan untuk berbagai macam komunikasi.
Seiring dengan berkembangnya teknologi telekomunikasi khususnya dengan masuknya teknologi digital ke dalam segala bagian dan fungsi jaringan telekomunikasi maka pertukaran informasi dalam bentuk lain selain suara dan berbagai ragam telekomunikasi menjadi mungkin, sehingga jenis-jenis kemampuan perangkat menjadi berkembang.
Hal-hal tersebut di atas mendorong pemikiran dan perencanaan untuk dapat menyediakan suatu sistem komunikasi yang lebih tinggi kualitasnya disamping penggunaan sistem komunikasi yang sudah ada baik yang menggunakan media transmisi phisik maupun non phisik (radio).
Sistem komunikasi Fiber optik adalah suatu sistem komunikasi yang menggunakan media transmisi phisik berupa fiber optik yang merupakan salah satu sistem komunikasi yang saat ini mampu mengatasi / memenuhi tantangan-tantangan di atas dan dapat terus dikembangkan untuk berbagai macam komunikasi.
Seiring dengan berkembangnya teknologi telekomunikasi khususnya dengan masuknya teknologi digital ke dalam segala bagian dan fungsi jaringan telekomunikasi maka pertukaran informasi dalam bentuk lain selain suara dan berbagai ragam telekomunikasi menjadi mungkin, sehingga jenis-jenis kemampuan perangkat menjadi berkembang.
Dalam sistem komunikasi saat ini, fiber
optik sebagai media transmisi makin banyak digunakan menggantikan saluran
transmisi kawat. Hal ini disebabkan banyaknya keuntungan yang didapat
dibandingkan dengan saluran kawat. Dengan teknologi yang sudah dikuasai pada
saat ini, sistem komunikasi fiber optik masih sedikit lebih mahal dari sistem
transmisi kawat atau sistem transmisi radio yang setara, tetapi dengan
pertumbuhan teknologi yang sangat cepat sekarang ini, sistem fiber optik dengan
cepat akan mampu bersaing dengan sistem-sistem lain dalam harga, dan dengan
kelebihan-kelebihan yang lain yang dimiliki oleh fiber optik, makin lama makin
banyak sistem lain yang digantikannya.
1. Teori Fiber Optik
Fiber optik adalah suatu dielektrik waveguide yang beroperasi pada frekuensi optik atau cahaya. Fiber optik berbentuk silinder dan menyalurkan energi gelombang elektromagnetik dalam bentuk cahaya di dalam permukaannya dan mengarahkan cahaya pada sumbu axisnya. Hal-hal yang mempengaruhi transmisi dengan waveguide ditentukan oleh karakteristik bahannya, yang merupakan faktor penting dalam penyaluran suatu sinyal sepanjang fiber optik.
1. Teori Fiber Optik
Fiber optik adalah suatu dielektrik waveguide yang beroperasi pada frekuensi optik atau cahaya. Fiber optik berbentuk silinder dan menyalurkan energi gelombang elektromagnetik dalam bentuk cahaya di dalam permukaannya dan mengarahkan cahaya pada sumbu axisnya. Hal-hal yang mempengaruhi transmisi dengan waveguide ditentukan oleh karakteristik bahannya, yang merupakan faktor penting dalam penyaluran suatu sinyal sepanjang fiber optik.
2. Struktur Fiber
Stuktur fiber optik biasanya terdiri
atas 3 bagian, yaitu :
(a) Bagian yang paling utama
dinamakan inti (core)
Gelombang cahaya yang dikirim akan merambat dan mempunyai indeks bias lebih besar dari lapisan kedua, dan terbuat dari kaca. Inti (core) mempunyai diameter yang bervariasi antara 5 – 50 micro meter tergantung jenis serat optiknya.
(b) Bagian kedua dinamakan lapisan selimut / selubung (cladding )
Bagian ini mengelilingi bagian inti dan mempunyai indeks bias lebih kecil dibanding dengan bagian inti, dan terbuat dari kaca.
(c) Bagian ketiga dinamakan jacket (coating)
Bagian ini merupakan pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan plastik elastik.
Struktur dari fiber optik ini dapat diperlihatkan berikut ini :
Gelombang cahaya yang dikirim akan merambat dan mempunyai indeks bias lebih besar dari lapisan kedua, dan terbuat dari kaca. Inti (core) mempunyai diameter yang bervariasi antara 5 – 50 micro meter tergantung jenis serat optiknya.
(b) Bagian kedua dinamakan lapisan selimut / selubung (cladding )
Bagian ini mengelilingi bagian inti dan mempunyai indeks bias lebih kecil dibanding dengan bagian inti, dan terbuat dari kaca.
(c) Bagian ketiga dinamakan jacket (coating)
Bagian ini merupakan pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan plastik elastik.
Struktur dari fiber optik ini dapat diperlihatkan berikut ini :
Gambar 1.1 Struktur Fiber Optik
3.
Jenis-jenis Fiber Optik
Ditinjau dari
profil indeks bias dan mode gelombang yang terjadi pada perambatan cahayanya,
maka jenis fiber optik dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu :
(1) Multi mode step indeks
Fiber ini
disebut ”Step Indeks” karena indeks bias berubah secara drastis dari skulit ke
inti fiber. Pada selubung fiber mempunyai indeks bias yang lebih rendah dari
pada indeks bias inti fiber, akibatnya semua sinar yang memiliki sudut datang
lebih besar dari sudut kritis akan dipantulkan oleh lapisan kulit fiber.
Pada fiber optik jenis ini dapat memuat beberapa sinar dengan panjang gelombang yang berbeda sehingga dapat memuat lebih banyak sinyal informasi.Cahaya yang merambat pada step indeks fiber tergantung pada sudut relatif dari sumbu, karena itu mode dengan pulsa yang berbeda akan datang pada ujung fiber pada waktu yang berbeda dari pelebaran pulsa dimana sinyal digital dengan bit rate terbatas akan ditransmisikan..Fiber optik jenis ini mempunyai diameter inti sebesar 50 micro meter dan diameter selubung sebesar 125 micro meter. Indeks bias inti besarnya tetap/sama pada seluruh inti sebesar n1 sehingga perbedaan indeks bias antara inti dan selubungnya selalu tetap.
Profil indeks bias fiber optik jenis ini terlihat seperti gambar di bawah ini.
Pada fiber optik jenis ini dapat memuat beberapa sinar dengan panjang gelombang yang berbeda sehingga dapat memuat lebih banyak sinyal informasi.Cahaya yang merambat pada step indeks fiber tergantung pada sudut relatif dari sumbu, karena itu mode dengan pulsa yang berbeda akan datang pada ujung fiber pada waktu yang berbeda dari pelebaran pulsa dimana sinyal digital dengan bit rate terbatas akan ditransmisikan..Fiber optik jenis ini mempunyai diameter inti sebesar 50 micro meter dan diameter selubung sebesar 125 micro meter. Indeks bias inti besarnya tetap/sama pada seluruh inti sebesar n1 sehingga perbedaan indeks bias antara inti dan selubungnya selalu tetap.
Profil indeks bias fiber optik jenis ini terlihat seperti gambar di bawah ini.
![https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4NVugWYYE2JuD85nInLfxPscZC7pOxNmJwjMaw7PCCqja1dAPk2PtUh2vIbpdn3gqF3S9NWvU1BR-u17cnYQ9V5tr0QRhHNYyTgkTAc2keZCkT3WF8j9DfjyzhL_zaW9tWmm18AVONw/s320/multi+mode.bmp](file:///C:/Users/fendy/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.jpg)
Gambar 2.1. Step indeks multi mode
fiber
(2) Step indeks Single mode fiber.
![https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgOrDATILYn_z-0nQF2bdf8ECVIoQ382JOLVBm_gO9Mp1lpd4DcYo5_dhaBJZq_tbG4fXm4zBftrCIQJcWYVX7ZlQlg4lnjklRJwhBmKiuG-ICLUdihEot54cNSnKEfM0Hm98BfY4wCyg/s320/single+mode.bmp](file:///C:/Users/fendy/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg)
Dalam single mode fiber hanya terjadi
satu jenis mode perambatan berkas cahaya saja, sehingga tidak akan terjadi
pelebaran pulsa di tingkat ouputnya. Karena diameternya terlalu kecil (9 micro
meter) maka akan sedikit menyulitkan dalam proses penyambungan. Disamping itu
diperlukan sumber optik yang mempunyai spektrum yang sangat sempit untuk
mengusahakan efisiensi kopling yang tinggi dari sumber optik ke inti fiber
optik tersebut.Karena tidak terjadi dispersi (pelebaran) pulsa maka fiber optik
jenis ini akan mampu mentransmisikan informasi dengan bandwith yang besar.
(3) Grade Indeks multi mode Fiber.
Fiber ini disebut ”Grade indeks”
karena terdapat perubahan dalam indeks bias, dimana besarnya indeks bias inti
mengecil ke arah perbatasan inti dengan selubungnya. Dengan menurunya indeks
bias inti ke arah batas inti dengan selubung menyebabkan terjadinya pembiasan
pada inti sehingga perambatan berkas cahayanya akan melengkung sedangkan
kecepatan propagasi antara berkas cahaya yang datang dengan sudut datang yang
lebih besar akan lebih cepat dibandingkan dengan berkas cahaya yang datang
dengan sudut datang yang lebih kecil.Jadi walaupun lintasan yang ditempuh
mempunyai jarak yang berlainan maka berkas-berkas cahaya yang merambat pada
jenis serat optik ini akan mencapai output dalam waktu yang relatif sama
sehingga pulsa dioutput hanya mengalami pelebaran pulsa (dispersi) yang lebih
kecil bila dibandingkan dengan pelebaran pulsa output yang terjadi pada serat
optik jenis multi mode step indeks.
![https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhfJocFt3cRg7AdLIBpk_n0U5JRr_aVRrkF-sQd5IwmDKV4KTYEPT8wY97EwTgFzQVNzx7b-LDEOQC1lXjPuVkkfdKWXTLhTgYKyV7Ou9kIQAhL37WGcJOq1kQSMIUwOAACt93ur6GlaA/s320/multi+mode1.bmp](file:///C:/Users/fendy/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.jpg)
Gambar 4.1. Grade Indeks Multi Mode
Fiber
Ada empat macam type yang sering
digunakan berdasarkan ITU-T (International telekommunication Union –
Telecommunication Standardization sector) yang dahulu dikenal dengan CCITT
yaitu :
1) G.652 - Standar Single Mode Fiber
2) G.653 – Dispersion-shifted single mode fiber
3) G.653 – Characteristics of cut-off shifted mode fiber cable
4) G.655 – Dispertion-shifted non zero Dispertion fiber.
Tipe fibre G.652 adalah type fiber yang sering digunakan saat ini dan semua type dari type fiber yang ada sekarang ini menyesuaikan dengan type G.652.
Saat ini Type dari jenis fiber single mode ini dapat digunakan pada STM-1 (155 Mbit/s) untuk mencakup jarak lebih dari 1280 km tanpa menggunakan repeater (Pengulang/penguat) dan pada STM 4 (622 Mbit/s) digunakan untuk jarak lebih dari 160 km dengan memakai amplifier fiber optik. Menurut ITU-T jarak yang dapat dicakup untuk STM 16 adalah sebesar 160 km, tetapi jarak tersebut hanya dapat dicapai dengan menggunakan post amplifier (penguat) optik dan pre-amplifier sedangkan untuk STM 64 jarak yang dapat dicakup adalah sebesar 40 – 80 km.
==> Keuntungan
(1) Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar).
Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar 1013 Hz sampai dengan 1016 Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi banyak.
(2) Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga, terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1300 nm yaitu 0,2 dB/km.
(3) Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet.
Fiber optik terbuat dari kaca atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet, frekuensi radio dan gangguan listrik.
(4) Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi. Kemampuan fiber optik dalam menyalurkan sinyal frekuensi tinggi, sangat cocok untuk pengiriman sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan beberapa Mbit/s hingga Gbit/s.
(5) Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan.
Diameter inti fiber optik berukuruan micro sehingga pemakaian ruangan lebih ekonomis.
(6) Tidak mengalirkan arus listrik
Terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek)
(7) Sistem dapat diandalkan (20 – 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya.
(8) Low Cost
(9) Fleksible atau kaku
==> Kerugian
(1) Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi.
(2) Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan
(3) Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater
1) G.652 - Standar Single Mode Fiber
2) G.653 – Dispersion-shifted single mode fiber
3) G.653 – Characteristics of cut-off shifted mode fiber cable
4) G.655 – Dispertion-shifted non zero Dispertion fiber.
Tipe fibre G.652 adalah type fiber yang sering digunakan saat ini dan semua type dari type fiber yang ada sekarang ini menyesuaikan dengan type G.652.
Saat ini Type dari jenis fiber single mode ini dapat digunakan pada STM-1 (155 Mbit/s) untuk mencakup jarak lebih dari 1280 km tanpa menggunakan repeater (Pengulang/penguat) dan pada STM 4 (622 Mbit/s) digunakan untuk jarak lebih dari 160 km dengan memakai amplifier fiber optik. Menurut ITU-T jarak yang dapat dicakup untuk STM 16 adalah sebesar 160 km, tetapi jarak tersebut hanya dapat dicapai dengan menggunakan post amplifier (penguat) optik dan pre-amplifier sedangkan untuk STM 64 jarak yang dapat dicakup adalah sebesar 40 – 80 km.
==> Keuntungan
(1) Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar).
Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar 1013 Hz sampai dengan 1016 Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi banyak.
(2) Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga, terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1300 nm yaitu 0,2 dB/km.
(3) Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet.
Fiber optik terbuat dari kaca atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet, frekuensi radio dan gangguan listrik.
(4) Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi. Kemampuan fiber optik dalam menyalurkan sinyal frekuensi tinggi, sangat cocok untuk pengiriman sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan beberapa Mbit/s hingga Gbit/s.
(5) Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan.
Diameter inti fiber optik berukuruan micro sehingga pemakaian ruangan lebih ekonomis.
(6) Tidak mengalirkan arus listrik
Terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek)
(7) Sistem dapat diandalkan (20 – 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya.
(8) Low Cost
(9) Fleksible atau kaku
==> Kerugian
(1) Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi.
(2) Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan
(3) Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater
Sistem penyaluran gelombang optik
diharapkan mempunyai prospek yang baik bagi perhubungan jarak jauh berkapasitas
tinggi dan perhubungan jarak pendek dengan ban frekwensi yang lebar bagi
masa-masa yang akan datang karena kemampuannya menyalurkan ban frekwensi yang
sangat lebar. Tetapi bagaimanapun, teknologi penyaluran gelombang optik bagi
system ini masih dalam proses perkembangannya dan lintasan yang cukup teliti
untuk memperoleh system optic bagi masa mendatang masih belum diciptakan.Perkembangan
dalam mempelajari penyaluran gelombang optic saat ini terutama terbatas pada
materi, komponen dan pesawatnya. Masih perlu dipelajari lebih lanjut bagi
penggunaan sistem ini secara praktis.
5. Sistem Penyaluran Gelombang optik
(1) Sistem Propagasi Ruang Babas
Sistem propagasi ruang secara optik mempunyai keuntungan dari sifat keserdehanaannya dan pengunaan sistem ini dengan kapasitas kecil pada saat ini sudah mungkin untuk dilaksanakan.
5. Sistem Penyaluran Gelombang optik
(1) Sistem Propagasi Ruang Babas
Sistem propagasi ruang secara optik mempunyai keuntungan dari sifat keserdehanaannya dan pengunaan sistem ini dengan kapasitas kecil pada saat ini sudah mungkin untuk dilaksanakan.
![https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj2nhmNlqz0XeH59x2p-Qaav0N2QiGNyJAEUtsxa6wT2xnivZM24BztM8XBGyS29PEuxy2hMw1AadO1WBrDKs0BGxJ92VlmGacflxm4x0wlrv7yOT7RMhUrH0LuhaNHvTm8x6sk5Oi5Ew/s320/TUGAS.jpg](file:///C:/Users/fendy/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg)
(2) Sistem Penyaluran Melalui Kabel
Ada suatu media bagi penyaluran gelombang oprik seperti kabel optik yang mempunyai sifat flexibel seperti kabel biasa. Dengan metoda ini maka penyaluranya tidak lagi terpengaruh oleh keadaan cuaca dll, yang selalu mempunyai pengaruh terhadap propagasi ruang.Pada saat ini ada 2 tipe fiber optik bagi pembuatan kabel optik yang mengkin dipergunakan bagi masa mendatang. Jenis ini adalah : tipe focussing dan tipe clad. Pada tipe focussing indek bias menuju pusat dari gelas fiber terbagi secara parabolik (parabolically distributed). Sedangkan untuk tipe clad bagian luar gelas fiber ditutup dengan gelas fiber lain yang mempunyai indek bias kecil, sehingga sinar tidak keluar dari gelas fiber disebabkan refleksi total pada permukaan yang mempunyai indek bias yang tidak merata.Bagi keperluan kabel trunk media penyaluran multimode (misalnya gelas fiber tipe focussing) dianjurkan pemakaiannya, yang dengan mudah dapat dikoplingkan dengan diode luninous, yang sudah agak mudah dapat diperoleh bagi keperluan sumber oscilasi frekwensi optik.Sedangkan bagi penggunaan penyaluran toll (toll transmission) kabel dengan mode tunggal, tipe clad atau tipe focussing yang mempunyai karekteristik lebar ban yang sangat besar, dianjurkan pemakaiannya demi untuk memperoleh cara penyaluran bebas cacat, pulsa berkecepatan tinggi.
Daftar Metode dari fiber
![https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg2fdaPX2kV6HsLEewX6l-pCobUtloWnSLYUf4qX5Nq13KI8WN09dBKM9rOBLgnOCfue6acU2O2Zp2i4egu99BNIP1BSRa4x-FjyQRw4iV8egX_fS-505xJV9XGQgpxEO_loUjJiQghng/s320/TUGAS1.jpg](file:///C:/Users/fendy/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.jpg)
Gambar 6.1 Konsep diagram sistem penyaluran cahaya lewat kabel
(3) Sistem penyaluran Optik dengan
pancaran terpimpin (Optical beam guide transmission system).
Pancaran optik yang terpimpin (suatu sistem penyaluran optik, dimana lensa-lensa optik atau kaca-kaca cermin diatur pada kedudukan yang teratur bagi keperluan membimbing sinar) mempunyai keuntungan dengan rendahnya redaman penyaluran (mempunyai redaman kira-kira 0,5 dB/Km).
Pancaran optik yang terpimpin (suatu sistem penyaluran optik, dimana lensa-lensa optik atau kaca-kaca cermin diatur pada kedudukan yang teratur bagi keperluan membimbing sinar) mempunyai keuntungan dengan rendahnya redaman penyaluran (mempunyai redaman kira-kira 0,5 dB/Km).
![https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg_pvudRPBfSLGVhoPf9-kjFe74indn4i_lz-FqxYLtWlDNxyHwva2pDUo4FVFXZihv_Ssf4jfmi-9JhJmhUYVooVnbz6AstfiVVlPlZN9McYj29KdZwanYiMRmAlt1Qa1FJtQIYDnL5w/s320/TUGAS2.jpg](file:///C:/Users/fendy/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg)
6. Komponen Bagi penyaluran
Gelombang Optik
Banyak jenis
sumber frekwensi cahaya yang telah dikembangkan saat ini antara lain Gas Laser,
solid-state Laser, Semiconduktor Laser, lominous diode, dll.Yang paling menarik
diantara jenis-jenis ini adalah semiconduktor Laser, yang mempunyai ukuran
kecil dan cukup tinggi efisiensinya (pada tingkat lebih rendah dari 10%),
sehingga dapat memodulasi tenaga yang rendah. Kerugianya terletak pada umurnya
yang pendek (kira-kira kurang dari 100 jam pada temperatur ruang). Penyelidikan
untuk memperpanjang umurnya sampai pada batas yang cukup praktis untuk
pemakaiannya telah dilakukan oleh berbagai negara di dunia, dan untuk umur
lebih dari 10.000 jam telah digaransikan saat ini, sehingga hasil produksinya
telah sersedia bagi pemakaiannya secara praktis. Perbaikan akan terus dilakukan
pada masa-masa mendatang dan suatu hasil dengan umur kira-kira 100.000 jam akan
dikembangkan. Teknologi bagi masing-masing unit seperti modulasi, deteksi, FDM,
TDM dan unit lainnya bagi gelombang optik masih terbatas bagi pengunaan
praktis.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar