Sistem Komunikasi Serat Optik

Serat optik adalah serat tipis, fleksibel, transparan yang bertindak sebagai pemandu gelombang untuk mentransmisikan cahaya di antara kedua ujung serat, yang memungkinkan transmisi jarak yang lebih jauh dan pada bandwidth yang lebih tinggi (kecepatan data) daripada bentuk komunikasi lainnya. Serat digunakan sebagai pengganti kabel logam. Sinyal yang bergerak di serat lebih sedikit mengalami loss dan juga kebal terhadap interferensi elektromagnetik.

Evolusi Sistem Serat Optik

Generasi pertama

Generasi pertama sistem gelombang cahaya menggunakan laser semikonduktor GaAs dan wilayah operasi tidak jauh 0,8 mikron. Spesifikasi lain dari generasi ini adalah sebagai berikut:

• Kecepatan bit: 45 Mbps
• Jarak repeater : 10 km

Generasi kedua

• Kecepatan bit: 100 Mbps hingga 1,7 Gbps
• Jarak repeater: 50 km
• Panjang gelombang operasi: 1,3 m
• Semikonduktor: Dalam GaAsP

Generasi ketiga

• Kecepatan bit: 10 Gbps
• Jarak repeater: 100 km Panjang gelombang operasi: 1,55 m

Generasi keempat

 Generasi keempat menggunakan teknik WDM.

• Kecepatan bit: 10 Tbps
• Jarak repeater: > 10.000 km
• Panjang gelombang operasi: 1,45 hingga 1,62 m

Generasi kelima

 Generasi kelima menggunakan teknik amplifikasi Romawi dan solitiors optik.

• Kecepatan bit: 40 – 160 Gbps
• Jarak repeater: 24000 km – 35000 km
• Panjang gelombang pengoperasian: 1,53 hingga 1,57 m

Komponen komponen fiber optik

Sebuah sistem komunikasi tentu tidak hanya didukung oleh satu dua komponen atau perangkat saja. Di dalamnya pasti terdapat banyak sekali paduan komponen yang saling bekerja sama satu dengan yang lainnya. Perpaduan dan kerja sama tersebut akan menghasilkan banyak sekali manfaat bagi berlangsungnya transfer informasi. Dengan demikian, jadilah sebuah sistem komunikasi.

Di dalamnya terdapat proses modulasi agar sinyal-sinyal informasi yang sebenarnya dapat dimungkinkan dibawa melalui udara. Dan setibanya di lokasi tujuan, proses demodulasi akan terjadi untuk membuka informasi aslinya kembali. Jika berjalan dalam jarak yang jauh maka penguat sinyal pasti dibutuhkan.

Proses komunikasi pada sistem fiber optik juga mengalami hal yang sama seperti sistem komunikasi yang lainnya. Lima komponen utama dalam sistem komunikasi fiber optik adalah sebagai berikut:

1. Cahaya pembawa informasi

Inilah sumber asal-muasal terjadinya sistem komunikasi fiber optik. Cahaya, komponen alam yang memiliki banyak kelebihan ini dimanfaatkan dengan begitu pintarnya untuk membawa data dengan kecepatan dan bandwidth yang sangat tinggi. Semua kelebihan dari cahaya seakan-akan dimanfaatkan di sini. Cahaya yang berkecepatan tinggi, cahaya yang kebal terhadap gangguan-gangguan, cahaya yang mampu berjalan jauh, semuanya akan Anda rasakan dengan menggunakan media fiber optik ini.

2. Optical Transmitter (Pemancar)

Optical transmitter merupakan sebuah komponen yang bertugas untuk mengirimkan sinyal-sinyal cahaya ke dalam media pembawanya. Di dalam komponen ini terjadi proses mengubah sinyal-sinyal elektronik analog maupun digital menjadi sebuah bentuk sinyal-sinyal cahaya. Sinyal inilah yang kemudian bertugas sebagai sinyal korespondensi untuk data Anda. Optical transmitter secara fisik sangat dekat dengan media fiber optic pada penggunaannya. Dan bahkan optical transmitter dilengkapi dengan sebuah lensa yang akan memfokuskan cahaya ke dalam media fiber optik tersebut. Sumber cahaya dari komponen ini bisa bermacam-macam.

Sumber cahaya yang biasanya digunakan adalah Light Emitting Dioda (LED) atau solid state laser dioda. Sumber cahaya yang menggunakan LED lebih sedikit mengonsumsi daya daripada laser. Namun sebagai konsekuensinya, sinar yang dipancarkan oleh LED tidak dapat menempuh jarak sejauh laser.

3. Kabel Fiber optik

Komponen inilah yang merupakan pemeran utama dalam sistem ini. Kabel fiber optik biasanya terdiri dari satu atau lebih fiber optik yang akan bertugas untuk memandu cahaya-cahaya tadi dari lokasi asalnya hingga sampai ke tujuan. Kabel fiber optic secara konstruksi hampir menyerupai kabel listrik, hanya saja ada sedikit tambahan proteksi untuk melindungi transmisi cahaya. Biasanya kabel fiber optic juga bisa disambung, namun dengan proses yang sangat rumit. Proses penyambungan kabel ini sering disebut dengan istilah splicing.

4. Optical regenerator / amplifier / repeater

Optical regenerator atau dalam bahasa Indonesianya penguat sinyal cahaya, sebenarnya merupakan komponen yang tidak perlu ada ketika Anda menggunakan media fiber optik dalam jarak dekat saja.

Sinyal cahaya yang Anda kirimkan baru akan mengalami degradasi dalam jarak kurang lebih 1 km. Maka dari itu, jika Anda memang bermain dalam jarak jauh, komponen ini menjadi komponen utama juga. Biasanya optical generator disambungkan di tengah-tengah media fiber optik untuk lebih menguatkan sinyal-sinyal yang lemah.

5. Optical receiver (Penerima)

Optical receiver memiliki tugas untuk menangkap semua cahaya yang dikirimkan oleh optical transmitter. Setelah cahaya ditangkap dari media fiber optic, maka sinyal ini akan didecode menjadi sinyal-sinyal digital yang tidak lain adalah informasi yang dikirimkan. Setelah di-decode, sinyal listrik digital tadi dikirimkan ke sistem pemrosesnya seperti misalnya ke televisi, ke perangkat komputer, ke telepon, dan banyak lagi perangkat digital lainnya. Biasanya optical receiver ini adalah berupa sensor cahaya seperti photocell atau photodiode yang sangat peka dan sensitif terhadap perubahan cahaya.

Kabel Serat Optik

Inti (Core) kabel serat adalah silinder plastik yang membentang sepanjang kabel serat, dan menggunakan perlindungan dengan selongsong. Diameter inti tergantung pada aplikasi yang digunakan.

Selongsong (Cladding) adalah bahan optik luar yang melindungi inti. Fungsi utama selongsong adalah memantulkan cahaya kembali ke inti. Ketika cahaya masuk melalui inti (bahan padat) ke selongsong (bahan kurang padat), hal tsb mengubah sudutnya, dan kemudian memantul kembali ke inti.

Penyangga (Buffer) adalah untuk melindungi serat dari kerusakan dan ribuan serat optik yang tersusun dalam ratusan kabel optik. Bundel ini dilindungi oleh penutup luar kabel yang disebut jaket

Jaket kabel serat optik tersedia dalam berbagai warna yang dapat dengan mudah membuat kita mengenali warna yang tepat dari kabel yang kita hadapi. Warna kuning jelas menandakan kabel mode tunggal, dan warna oranye menunjukkan multimode.

Karakteristik Serat

• Bandwidth yang lebih lebar: Frekuensi pembawa optik berada dalam kisaran 10^13 Hz hingga 10^15Hz.
• Loss transmisi rendah: Serat memiliki loss transmisi 0,002dB/km.
• Pemandu gelombang dielektrik: Serat optik terbuat dari silika yang merupakan isolator listrik. Oleh karena itu mereka tidak terganggu gelombang elektromagnetik atau petir arus tinggi.
• Keamanan sinyal: Sinyal yang ditransmisikan melalui serat tidak memancar keluar. Selanjutnya sinyal tidak dapat disadap dari fiber dengan cara yang mudah.
• Ukuran dan berat serat kecil: Kabel serat optik dikembangkan dengan jari-jari kecil, dan fleksibel, kompak, dan ringan. Kabel serat dapat ditekuk atau dipelintir tanpa kerusakan.

Kekurangan serat optik

• Biaya investasi tinggi
• Kebutuhan akan pemancar dan penerima optik yang lebih mahal
• Lebih sulit dan mahal untuk disambung daripada kabel
• Harga
• Kerapuhan
• Dipengaruhi oleh bahan kimia
• Memerlukan keahlian khusus

Nah, Itulah Sistem Komunikasi Serat Optik yang akan kalian pelajari pada Teknik Telekomunikasi. Yuk kenalan lebih jauh dengan program studi S1 Teknik Telekomunikasi dan kunjungi laman website official Telkom University Kampus Jakarta ya!

Ditulis oleh Dzul Rahman