Kabel Serat Optik

TUGAS KELOMPOK I KOMUNIKASI DATA

“FIBER OPTIC”

Kelompok 5

Ketua Kelompok : Imam Firdaus ( 09111002008) Anggota Kelompok :

1. Ade Kurniawan (09111002020)2. Tetra Aprilita (09111002040)3. Shindy Chairani (091110002048)4. Aulia Rahman (09111002060)

Kelas : IF 3 B Reguler

Jurusan : Teknik Informatika

Dosen Pembimbing : Yoppy Sazaki

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

1

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat

rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Shalawat serta salam

penulis junjungkan kepada kebesaran Nabi Muhammad SAW, sebagai pembawa risalah

Allah terakhir dan penyempurna seluruh risalah-Nya. Akhirnya dengan segala kerendahan

hati izinkanlah penulis untuk menyampaikan terima kasih dan penghargaan setinggi-

tingginya kepada semua pihak yang telah berjasa memberikan motivasi dalam rangka

penyelesaian makalah ini. Semoga kebaikan diberikan oleh semua pihak menjadi amal

sholeh dan senantiasa mendapatkan balasan yang berlimpah ganda dari Allah Subhana wa

Ta’ala. Amin

Dalam makalah ini penulis membahas tentang kabel serat optik. Saat ini komunikasi

data banyak digunakan, apalagi untuk transfer data dalam jumlah besar seperti aplikasi

multimedia. Hal itu mendorong penggunaan teknologi serat optik hingga sampai ke

pengguna. Aplikasi ini tentu membutuhkan m,edia transmisi yang dapat diandalkan dari

segi kualitas sinyal, waktu akses, keamanan data, daerah cakupan yang luas maupun harga

yang kompetitif. Kesemua itu sudah menjadi karakter dari jaringan yang menggunakan

serat optik sebagai media transmisi. Makalah ini akan menjelaskan apa itu serat optik,

keunggulan apa saja yang ada pada serat optik, dan bagaimana cara pemasangan kabel serat

optik itu sendiri. Untuk itu semoga makalah yang penulis buat ini dapat memberi kepada

para pembaca.

Akhir kata, kami menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam

laporan ini, untuk itu saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat penting bagi kami

dan tentu saja sangat kami harapkan.

Palembang, Oktober 2012

Penulis

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .......................................................................................................... 2

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ 3

KABEL SERAT OPTIK ...................................................................................................... 4

A. SERAT OPTIK ............................................................................................................. 4

B. SEJARAH ..................................................................................................................... 5

C. KRONOLOGI PERKEMBANGAN SERAT OPTIK .................................................. 6

D. SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK (SKSO) .................................................... 10

E. KELEBIHAN SERAT OPTIK .................................................................................... 12

F. KABEL SERAT OPTIK .............................................................................................. 13

G. PELEMAHAN ............................................................................................................. 16

H. KODE WARNA PADA KABEL SERAT OPTIK ..................................................... 16

I. PENYAMBUNGAN SERAT OPTIK ........................................................................ 19

J. SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK .................................................................. 25

K. LAMPIRAN ................................................................................................................. 26

L. DAFTAR PUSTAKA................................................................................................... 31

3

Kabel Serat Optik

A. Serat Optik

Serat optik adalah saluran transmisi atau sejenis kabel

yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan

lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk

mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang

digunakan biasanya adalah laser atau LED. Kabel serat optik memiliki bentuk silindris

yang terdiri dari tiga bagian konsentris, yaitu inti (core), cladding dan selubung. Inti

merupakan bagian terdalam, terdiri dari satu atau lebih untaian atau serat, baik yang terbuat

dari kaca maupun plastik dengan bentuk yang tipis sekali. Inti memiliki diameter yang

berkisaran antara 8 sampai 100 mikrometer. Masing-masing dikelilingi oleh cladding

berupa kaca atau plastik yang melapisi dan memiliki sifat yang berbeda dengan plastik atau

kaca yang ada pada inti. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat

bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.

Perkembangan teknologi serat optik saat ini, telah dapat menghasilkan pelemahan

(attenuation) kurang dari 20 decibels (dB)/km. Dengan lebar jalur (bandwidth) yang besar

sehingga kemampuan dalam mentransmisikan data menjadi lebih banyak dan cepat

dibandingan dengan penggunaan kabel konvensional. Dengan demikian serat optik sangat

cocok digunakan terutama dalam aplikasi sistem telekomunikasi. Pada prinsipnya serat

optik memantulkan dan membiaskan sejumlah cahaya yang merambat didalamnya.

Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas/kaca.

Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.

Empat kategori dasar aplikasi yang sangat penting untuk serat optik :

1. Long-haul trunk ?: transmisi serat long haul sudah terlalu umum untuk jaringan

telepon. Jalur long haul panjangnya rata-rata 1500 km serta menawarkan kapasitas

yang tinggi (biasanya 20.000 sampai 60.000 saluran suara).

4

2. Metropolitan trunk : rangkaian jaringan metropolitan trunk memiliki panjang rata-rata

12 km dan memiliki kurang lebih 100.000 saluran suara untuk satu kelompok trunk.

Sebagian besar fasilitas yang dipasang disaluran bawah tanah tidak membutuhkan

repeater, yang termasuk dalam kategori ini adalah jalur yang menghubungkan fasilitas-

fasilitas gelombang mikro yang berakhir dibatas pinggiran kota menuju gedung sentral

telepon utama di pusat kota.

3. Rural exchange trunk : memiliki panjang sirkuit berkisaran antara 40 sampai 160 km,

menghubungkan daerah perkotaan dan perdesaan. Sebagian besar sistem ini memiliki

saluran suara kurang dari 5000. Teknologi yang digunakan dalam aplikasi ini bersaing

dengan teknologi gelombang mikro.

4. Subscriber loop local area network. Subscriber loop circuit adalah serat yang langsung

menghubungkan stasiun sentral secara langsung ke pelanggan.

B. Sejarah

Penggunaan cahaya sebagai pembawa informasi sebenarnya sudah banyak digunakan

sejak zaman dahulu, baru sekitar tahun 1930-an para ilmuwan Jerman mengawali

eksperimen untuk mentransmisikan cahaya melalui bahan yang bernama serat optik.

Percobaan ini juga masih tergolong cukup primitif karena hasil yang dicapai tidak bisa

langsung dimanfaatkan, namun harus melalui perkembangan dan penyempurnaan lebih

lanjut lagi. Perkembangan selanjutnya adalah ketika para ilmuawan Inggris pada tahun

1958 mengusulkan prototipe serat optik yang sampai sekarang dipakai yaitu yang terdiri

atas gelas inti yang dibungkus oleh gelas lainnya. Sekitar awal tahun 1960-an perubahan

fantastis terjadi di Asia yaitu ketika para ilmuwan Jepang berhasil membuat jenis serat

optik yang mampu mentransmisikan gambar.

Di lain pihak para ilmuwan selain mencoba untuk memandu cahaya melewati gelas

(serat optik) namun juga mencoba untuk ”menjinakkan” cahaya. Kerja keras itupun berhasil

ketika sekitar 1959 laser ditemukan. Laser beroperasi pada daerah frekuensi tampak sekitar

1014 Hertz-15 Hertz atau ratusan ribu kali frekuensi gelombang mikro.

5

Pada awalnya peralatan penghasil sinar laser masih serba besar dan merepotkan. Selain

tidak efisien, ia baru dapat berfungsi pada suhu sangat rendah. Laser juga belum terpancar

lurus. Pada kondisi cahaya sangat cerah pun, pancarannya gampang meliuk-liuk mengikuti

kepadatan atmosfer. Waktu itu, sebuah pancaran laser dalam jarak 1 km, bisa tiba di tujuan

akhir pada banyak titik dengan simpangan jarak hingga hitungan meter.

Sekitar tahun 60-an ditemukan serat optik yang kemurniannya sangat tinggi, kurang

dari 1 bagian dalam sejuta. Dalam bahasa sehari-hari artinya serat yang sangat bening dan

tidak menghantar listrik ini sedemikian murninya, sehingga konon, seandainya air laut itu

semurni serat optik, dengan pencahayaan cukup mata normal akan dapat menonton lalu-

lalangnya penghuni dasar Samudera Pasifik.

Seperti halnya laser, serat optik pun harus melalui tahap-tahap pengembangan awal.

Sebagaimana medium transmisi cahaya, ia sangat tidak efisien. Hingga tahun 1968 atau

berselang dua tahun setelah serat optik pertama kali diramalkan akan menjadi pemandu

cahaya, tingkat atenuasi (kehilangan)-nya masih 20 dB/km. Melalui pengembangan dalam

teknologi material, serat optik mengalami pemurnian, dehidran dan lain-lain. Secara

perlahan tapi pasti atenuasinya mencapai tingkat di bawah 1 dB/km.

C. Kronologi Perkembangan Serat Optik

1917 Albert Einstein memperkenalkan teori pancaran terstimulasi dimana jika ada

atom dalam tingkatan energi tinggi

1954 Charles Townes, James Gordon, dan Herbert Zeiger dari Universitas

Columbia USA, mengembangkan maser yaitu penguat gelombang mikro dengan

pancaran terstimulasi, dimana molekul dari gas amonia  memperkuat dan

menghasilkan gelombang elektromagnetik. Pekerjaan ini menghabiskan waktu tiga

tahun sejak ide Townes pada tahun 1951 untuk mengambil manfaat

dari osilasi frekuensi tinggi molekular untuk membangkitkan gelombang dengan

panjang gelombang pendek pada gelombang radio.

6

1958 Charles Townes dan ahli fisika Arthur Schawlow mempublikasikan

penelitiannya yang menunjukan bahwa maser dapat dibuat untuk dioperasikan pada

daerah infra merah dan spektrum tampak, dan menjelaskan tentang konsep laser.

1960 Laboratorium Riset Bell dan Ali Javan serta koleganya William Bennett, Jr.,

dan Donald Herriott menemukan sebuah pengoperasian secara berkesinambungan

dari laser helium-neon.

1960 Theodore Maiman, seorang fisikawan dan insinyur elektro dari Hughes

Research Laboratories, menemukan sumber laser dengan menggunakan sebuah

kristal batu rubi sintesis sebagai medium.

1961 Peneliti industri Elias Snitzer dan Will Hicks mendemontrasikan sinar laser

yang diarahkan melalui serat gelas yang tipis(serat optik). Inti serat gelas tersebut

cukup kecil yang membuat cahaya hanya dapat melewati satu bagian saja tetapi

banyak ilmuwan menyatakan bahwa serat tidak cocok untuk komunikasi karena rugi

rugi cahaya yang terjadi karena melewati jarak yang sangat jauh.

1961 Penggunaan laser yang dihasilkan dari batu Rubi untuk keperluan medis di

Charles Campbell of the Institute of Ophthalmology at Columbia-Presbyterian

Medical Center dan Charles Koester of the American Optical Corporation

menggunakan prototipe ruby laser photocoagulator untuk menghancurkan tumor

pada retina pasien.

1962 Tiga group riset terkenal yaitu General Electric, IBM, dan MIT’s Lincoln

Laboratory secara simultan mengembangkan gallium arsenide laser yang

mengkonversikan energi listrk secara langsung ke dalam cahaya infra merah dan

perkembangan selanjutnya digunakan untuk pengembangan CD dan DVD

player serta penggunaan pencetak laser.

1963 Ahli fisika Herbert Kroemer mengajukan ide yaitu heterostructures, kombinasi

dari lebih dari satu semikonduktor dalam layer-layer untuk mengurangi kebutuhan

energi untuk laser dan membantu untuk dapat bekerja lebih efisien. Heterostructures

ini nantinya akan digunakan pada telepon seluler dan peralatan elektronik lainnya.

1966 Charles Kao dan George Hockham yang melakukan penelitian di Standard

Telecommunications Laboratories Inggris mempublikasikan penelitiannya tentang

7

kemampuan serat optik dalam mentransmisikan sinar laser yang sangat sedikit rugi-

ruginya dengan menggunakan serat kaca yang sangat murni. Dari penemuan ini,

kemudian para peneliti lebih fokus pada bagaimana cara memurnikan bahan serat

kaca tersebut.

1970 Ilmuwan Corning Glass Works yaitu Donald Keck, Peter Schultz, dan Robert

Maurer melaporkan penemuan serat optik yang memenuhi standar yang telah

ditentukan oleh Kao dan Hockham. Gelas yang paling murni yang dibuat terdiri atas

gabungan silika dalam tahap uap dan mampu mengurangi rugi-rugi cahaya kurang

dari 20 decibels per kilometer, yang selanjutnya pada 1972, tim ini menemukan

gelas dengan rugi-rugi cahaya hanya 4 decibels per kilometer. Dan juga pada tahun

1970, Morton Panish dan Izuo Hayashi dari Bell Laboratories dengan tim Ioffe

Physical Institute dari Leningrad, mendemontrasikan laser semikonduktor yang

dapat dioperasikan pada temperatur ruang. Kedua penemuan tersebut merupakan

terobosan dalam komersialisasi penggunaan fiber optik.

1973 John MacChesney dan Paul O. Connor pada Bell Laboratories

mengembangkan proses pengendapan uap kimia ke bentuk ultratransparent

glass yang kemudian menghasilkan serat optik yang mempunyai rugi-rugi sangat

kecil dan diproduksi secara masal.

Proses pengendapan uap kimia untuk memodifikasi serat optik

8

1975 Insinyur pada Laser Diode Labs mengembangkan Laser Semikonduktor, laser

komersial pertama yang dapat dioperasikan pada suhu kamar.

1977 Perusahaan telepon memulai penggunaan serat optik yang membawa lalu

lintas telepon. GTE membuka jalur antara Long Beach dan Artesia, California, yang

menggunakan transmisi LED. Bell Labs mendirikan sambungan yang sama pada

sistem telepon di Chicago dengan jarak 1,5 mil di bawah tanah yang

menghubungkan 2 switching station.

1980 Industri serat optik benar-benar sudah berkibar, sambungan serat optik telah

ada di kota kota besar di Amerika, AT&Tmengumumkan akan menginstal jaringan

serat optik yang menghubungkan kota kota antara Boston dan Washington D.C.,

kemudian dua tahun kemudian MCI mengumumkan untuk melakukan hal yang

sama. Raksasa-raksasa elektronik macam ITT atau STL mulai memainkan peranan

dalam mendalami riset-riset serat optik.

1987 David Payne dari Universitas Southampton memperkenalkan optical

amplifiers yang dikotori (dopped) oleh elemen erbium, yang mampu menaikan

sinyal cahaya tanpa harus mengkonversikan terlebih dahulu ke dalam energi listrik.

1988 Kabel Translantic yang pertama menggunakan serat kaca yang sangat

transparan, dan hanya memerlukan repeater untuk setiap 40 mil.

1991 Emmanuel Desurvire dari Bell Laboratories serta David Payne dan P. J. Mears

dari Universitas Southampton mendemontrasikanoptical amplifiers yang terintegrasi

dengan kabel serat optik tersebut. Dengan keuntungannya adalah dapat membawa

informasi 100 kali lebih cepat dari pada kabel dengan penguat elektronik (electronic

amplifier).

1996 TPC-5 merupakan jenis kabel serat optik yang pertama menggunakan penguat

optik. Kabel ini melewati samudera pasifik mulai dari San Luis Obispo, California,

ke Guam, Hawaii, dan Miyazaki, Jepang, dan kembali ke Oregon coast dan mampu

untuk menangani 320,000 panggilan telepon.

1997 Serat optik menghubungkan seluruh dunia, Link Around the Globe (FLAG)

menjadi jaringan kabel terpanjang di seluruh dunia yang menyediakan infrastruktur

untuk generasi internet terbaru.

9

D. Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO)

Berdasarkan penggunaannya maka SKSO dibagi atas beberapa generasi yaitu :

Generasi pertama (mulai 1975)

Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya, terdiri dari :

alat encoding : mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik transmitter : mengubah

sinyal listrik menjadi sinyal gelombang, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 mm.

serat silika : sebagai penghantar sinyal gelombang repeater : sebagai penguat gelombang

yang melemah di perjalanan receiver : mengubah sinyal gelombang menjadi sinyal listrik,

berupa fotodetektor alat decoding : mengubah sinyal listrik menjadi output (misal suara)

Repeater bekerja melalui beberapa tahap, mula-mula ia mengubah sinyal gelombang yang

sudah melemah menjadi sinyal listrik, kemudian diperkuat dan diubah kembali menjadi

sinyal gelombang. Generasi pertama ini pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas

transmisi sebesar 10 Gb.km/s.

Generasi kedua (mulai 1981)

Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran teras serat diperkecil agar menjadi tipe mode

tunggal. Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias teras. Dengan

sendirinya transmitter juga diganti dengan diode laser, panjang gelombang yang

dipancarkannya 1,3 mm. Dengan modifikasi ini generasi kedua mampu mencapai kapasitas

transmisi 100 Gb.km/s, 10 kali lipat lebih besar daripada generasi pertama.

Generasi ketiga (mulai 1982)

Terjadi penyempurnaan pembuatan serat silika dan pembuatan chip diode laser

berpanjang gelombang 1,55 mm. Kemurnian bahan silika ditingkatkan sehingga

transparansinya dapat dibuat untuk panjang gelombang sekitar 1,2 mm sampai 1,6 mm.

Penyempurnaan ini meningkatkan kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.

Generasi keempat (mulai 1984)

10

Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya yang dipakai bukan

modulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemah

intensitasnya masih dapat dideteksi. Maka jarak yang dapat ditempuh, juga kapasitas

transmisinya, ikut membesar. Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai

kapasitas sistem deteksi langsung. Sayang, generasi ini terhambat perkembangannya karena

teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi masih jauh tertinggal. Tetapi tidak

dapat disangkal bahwa sistem koheren ini punya potensi untuk maju pesat pada masa-masa

yang akan datang.

Generasi kelima (mulai 1989)

Pada generasi ini dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi

repeater pada generasi-generasi sebelumnya. Sebuah penguat optik terdiri dari sebuah diode

laser InGaAsP (panjang gelombang 1,48 mm) dan sejumlah serat optik dengan doping

erbium (Er) di terasnya. Pada saat serat ini disinari diode lasernya, atom-atom erbium di

dalamnya akan tereksitasi dan membuat inversi populasi*, sehingga bila ada sinyal lemah

masuk penguat dan lewat di dalam serat, atom-atom itu akan serentak mengadakan

deeksitasi yang disebut emisi terangsang (stimulated emission) Einstein. Akibatnya sinyal

yang sudah melemah akan diperkuat kembali oleh emisi ini dan diteruskan keluar penguat.

Keunggulan penguat optik ini terhadap repeater adalah tidak terjadinya gangguan terhadap

perjalanan sinyal gelombang, sinyal gelombang tidak perlu diubah jadi listrik dulu dan

seterusnya seperti yang terjadi pada repeater. Dengan adanya penguat optik ini kapasitas

transmisi melonjak hebat sekali. Pada awal pengembangannya hanya dicapai 400 Gb.km/s,

tetapi setahun kemudian kapasitas transmisi sudah menembus harga 50 ribu Gb.km/s.

Generasi keenam

Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer memelopori sistem komunikasi soliton. Soliton

adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang.

Komponen-komponennya memiliki panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit, dan

juga bervariasi dalam intensitasnya. Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi

menjadi beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa

11

soliton merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength

division multiplexing). Eksperimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5

saluran yang masing-masing membawa informasi dengan laju 5 Gb/s. Cacah saluran dapat

dibuat menjadi dua kali lipat lebih banyak jika dibunakan multiplexing polarisasi, karena

setiap saluran memiliki dua polarisasi yang berbeda. Kapasitas transmisi yang telah diuji

mencapai 35 ribu Gb.km/s.

Cara kerja sistem soliton ini adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang

gelombangnya sama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika

intensitasnya melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir

efek dispersi, sehingga soliton tidak akan melebar pada waktu sampai di receiver. Hal ini

sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan

dapat diabaikan. Tampak bahwa penggabungan ciri beberapa generasi teknologi serat optik

akan mampu menghasilkan suatu sistem komunikasi yang mendekati ideal, yaitu yang

memiliki kapasitas transmisi yang sebesar-besarnya dengan tingkat kesalahan yang sekecil-

kecilnya yang jelas, dunia komunikasi abad 21 mendatang tidak dapat dihindari lagi akan

dirajai oleh teknologi serat optik.

E. Kelebihan Serat Optik

Dalam penggunaan serat optik ini, terdapat beberapa keuntungan antara lain :

1. Lebar jalur besar dan kemampuan dalam membawa banyak data, dapat memuat

kapasitas informasi yang sangat besar dengan kecepatan transmisi mencapai gigabit-

per detik dan menghantarkan informasi jarak jauh tanpa pengulangan

2. Biaya pemasangan dan pengoperasian yang rendah serta tingkat keamanan yang lebih

tinggi

3. Ukuran kecil dan ringan, sehingga hemat pemakaian ruang

4. Imun, kekebalan terhadap gangguan elektromagnetik dan gangguan gelombang radio

5. Non-Penghantar, tidak ada tenaga listrik dan percikan api

6. Tidak berkarat

12

F. Kabel Serat Optik

Secara garis besar kabel serat optik terdiri dari 2 bagian utama,

yaitu cladding dan core. Cladding adalah selubung dari inti (core). Cladding mempunyai

indek bias lebih rendah dari pada coreakan memantulkan kembali cahaya yang mengarah

keluar dari core kembali kedalam core lagi.

Bagian-bagian serat optik jenis single mode

Dalam aplikasinya serat optik biasanya diselubungi oleh lapisan resin yang disebut

dengan jacket, biasanya berbahan plastik. Lapisan ini dapat menambah kekuatan untuk

kabel serat optik, walaupun tidak memberikan peningkatan terhadap sifat gelombang pandu

optik pada kabel tersebut. Namun lapisan resin ini dapat menyerap cahaya dan mencegah

kemungkinan terjadinya kebocoran cahaya yang keluar dari selubung inti. Serta hal ini

dapat juga mengurangi cakap silang (cross talk) yang mungkin terjadi. Adapun gambar

skema pemampang dari serat optik (fiber optic) dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut ini :

Gambar 2.1. Skema pemampang serat optik (fiber optic)

13

Indeks bias bahan core harus lebih besar dari indeks bias bahan cladding. Bahan core

tidak harus terbuat dari bahan yang sejenis dengan cladding, jadi serat optik (fiber optic)

bisa terbuat dari selembar senar transparant yang berfungsi sebagai core dengan cladding

udara, sebuah air sebagai core dan udara sebagai claddingnya, dan lain sebagainya. Dalam

bidang komunikasi optik, bahan serat optik (fiber optic) dibuat dari bahan silica yang

murni, baik sebagai core maupun cladding. Untuk membedakan antara indeks bias core dan

cladding, bahan silica murni tersebut diberi campuran yang kadarnya berbeda untuk core

dan cladding. Bentuk pemampang kabel serat optik (fiber optic) yang berbentuk lingkaran

diameter standarnya adalah 125 μm (10-6 meter) atau sekitar 1/8 mm.

(a)

(b)

Gambar 2.2.

a. Diameter Cladding, Core/Clad Concentricity dan Fiber Curl

b. Ukuran serat optik (fiber optic)

14

Pembagian serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan :

1. Berdasarkan mode yang dirambatkan :

Single Mode : serat optik dengan inti (core) yang sangat kecil (biasanya sekitar 8,3

mikron), diameter intinya sangat sempit mendekati panjang gelombang sehingga cahaya

yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding selongsong (cladding).

Bahagian inti serat optik single-mode terbuat dari bahan kaca silika (SiO2) dengan

sejumlah kecil kaca Germania (GeO2) untuk meningkatkan indeks biasnya. Untuk

mendapatkan performa yang baik pada kabel ini, biasanya untuk ukuran selongsongnya

adalah sekitar 15 kali dari ukuran inti (sekitar 125 mikron). Kabel untuk jenis ini paling

mahal, tetapi memiliki pelemahan (kurang dari 0.35dB per kilometer), sehingga

memungkinkan kecepatan yang sangat tinggi dari jarak yang sangat jauh. Standar

terbaru untuk kabel ini adalah ITU-T G.652D, dan G.657.

Multi mode  : serat optik dengan diameter core yang agak besar yang membuat

laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan

berkurangnya bandwidth dari serat optik jenis ini.

2. Berdasarkan indeks bias core:

Step indeks : pada serat optik step indeks, core memiliki indeks

bias yang homogen.

Graded indeks : indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding semakin

kecil. Jadi pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling

besar. Serat graded indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih

besar, karena pelebaran pulsa yang terjadi dapat diminimalkan.

Kabel serat optic

15

G. Pelemahan

Pelemahan (Attenuation) cahaya sangat penting diketahui terutama dalam merancang

sistem telekomunikasi serat optik itu sendiri. Pelemahan cahaya dalam serat optik adalah

adanya penurunan rata-rata daya optik pada kabel serat optik, biasanya diekspresikan

dalam decibel (dB) tanpa tanda negatif. Berikut ini beberapa hal yang menyumbang kepada

pelemahan cahaya pada serat optik:

1. Penyerapan (Absorption) Kehilangan cahaya yang disebabkan adanya kotoran

dalam serat optik.

2. Penyebaran (Scattering)

3. Kehilangan radiasi (radiative losses)

Reliabilitas dari serat optik dapat ditentukan dengan satuan BER (Bit error rate). Salah

satu ujung serat optik diberi masukan data tertentu dan ujung yang lain mengolah data itu.

Dengan intensitas laser yang rendah dan dengan panjang serat mencapai beberapa km,

maka akan menghasilkan kesalahan. Jumlah kesalahan persatuan waktu tersebut dinamakan

BER. Dengan diketahuinya BER maka, Jumlah kesalahan pada serat optik yang sama

dengan panjang yang berbeda dapat diperkirakan besarnya.

H. Kode warna pada kabel serat optik

Selubung luar

Dalam standarisasinya kode warna dari selubung luar (jacket) kabel serat optik

jenis Patch Cord adalah sebagai berikut:

Warna selubung

luar/jacketArtinya

Kuning serat optik single-mode

Oren serat optik multi-mode

Aqua Optimal laser 10 giga 50/125 mikrometer serat optik multi-

16

mode

Abu-Abu Kode warna serat optik multi-mode, yang tidak digunakan lagi

Biru Kadang masih digunakan dalam model perancangan

Konektor

Pada kabel serat optik, sambungan ujung terminal atau disebut juga konektor, biasanya

memiliki tipe standar seperti berikut:

1. FC (Fiber Connector): digunakan untuk kabel single mode dengan akurasi yang

sangat tinggi dalam menghubungkan kabel dengan transmitter maupun receiver.

Konektor ini menggunakan sistem drat ulir dengan posisi yang dapat diatur,

sehingga ketika dipasangkan ke perangkat lain, akurasinya tidak akan mudah

berubah.

2. SC (Subsciber Connector): digunakan untuk kabel single mode, dengan sistem

dicabut-pasang. Konektor ini tidak terlalu mahal, simpel, dan dapat diatur secara

manual serta akurasinya baik bila dipasangkan ke perangkat lain.

3. ST (Straight Tip): bentuknya seperti bayonet berkunci hampir mirip dengan

konektor BNC. Sangat umum digunakan baik untuk kabel multi mode maupun

single mode. Sangat mudah digunakan baik dipasang maupun dicabut.

4. Biconic: Salah satu konektor yang kali pertama muncul dalam komunikasi fiber

optik. Saat ini sangat jarang digunakan.

5. D4: konektor ini hampir mirip dengan FC hanya berbeda ukurannya saja.

Perbedaannya sekitar 2 mm pada bagian ferrule-nya.

6. SMA: konektor ini merupakan pendahulu dari konektor ST yang sama-sama

menggunakan penutup dan pelindung. Namun seiring dengan berkembangnya ST

konektor, maka konektor ini sudah tidak berkembang lagi penggunaannya.

7. E200

17

Selanjutnya jenis-jenis konektor tipe kecil:

1. LC

2. SMU

3. SC-DC

Selain itu pada konektor tersebut biasanya menggunakan warna tertentu dengan

maksud sebagai berikut:

Warna

KonektorArti Keterangan

BiruPhysical Contact (PC),

0°

yang paling umum digunkan untuk serat optik

single-mode.

HijauAngle Polished

(APC), 8°

sudah tidak digunakan lagi untuk serat optik multi-

mode

HitamPhysical Contact (PC),

0°

Abu-

abu,Krem

Physical Contact (PC),

0°serat optik multi-mode

PutihPhysical Contact (PC),

0°

Merah Penggunaan khusus

18

I. Penyambungan Serat Optik

Media komunikasi digital pada dasarnya hanya ada tiga, tembaga, udara dan kaca.

Tembaga kita kenal sebagai media komunikasi sejak lama, telah berevolusi dari hanya

penghantar listrik menjadi penghantar elektromagnetik yang membawa pesan, suara,

gambar dan data digital. Berkembangnya teknologi frekuensi radio menambah alternatif

lain media komunikasi, kita sebut nirkabel atau wireless, sebuah komunikasi dengan udara

sebagai penghantar. Tahun 1980-an kita mulai mengenal media komunikasi yang lain yang

sekarang menjadi tulang punggung komunikasi dunia, yaitu serat optik, sebuah media yang

memanfaatkan pulsa cahaya dalam sebuah ruang kaca berbentuk kabel, total internal

reflection.

Sebuah kabel serat optik dibuat sekecil-kecilnya (mikroskopis) agar tak mudah

patah/retak, tentunya dengan perlindungan khusus sehingga besaran wujud kabel akhirnya

tetap mudah dipasang. Satu kabel serat optik disebut sebagai core. Untuk satu

sambungan/link komunikasi serat optik dibutuhkan dua core, satu sebagai transmitter dan

satu lagi sebagai receiver. Variasi kabel yang dijual sangat beragam sesuai kebutuhan, ada

kabel 4 core, 6 core, 8 core, 12 core, 16 core, 24 core, 36 core hingga 48 core. Satu core

serat optik yang terlihat oleh mata kita adalah masih berupa lapisan pelindungnya (coated),

sedangkan kacanya sendiri yang menjadi inti transmisi data berukuran mikroskopis, tak

terlihat oleh mata.

Sebuah kabel serat optik dibuat sekecil-kecilnya (mikroskopis) agar tak mudah

patah/retak, tentunya dengan perlindungan khusus sehingga besaran wujud kabel akhirnya

tetap mudah dipasang. Satu kabel serat optik disebut sebagai core. Untuk satu

19

sambungan/link komunikasi serat optik dibutuhkan dua core, satu sebagai transmitter dan

satu lagi sebagai receiver. Variasi kabel yang dijual sangat beragam sesuai kebutuhan, ada

kabel 4 core, 6 core, 8 core, 12 core, 16 core, 24 core, 36 core hingga 48 core. Satu core

serat optik yang terlihat oleh mata kita adalah masih berupa lapisan pelindungnya (coated),

sedangkan kacanya sendiri yang menjadi inti transmisi data berukuran mikroskopis, tak

terlihat oleh mata.

Inti kaca kabel single-mode umumnya berdiameter 8,3-10 mikron (jauh lebih kecil dari

diameter rambut), dan pada multi-mode berukuran 50-100 mikron. Pulsa cahaya yang

ditembakkan pada single mode adalah cahaya dengan panjang gelombang 1310-1550nm,

sedangkan pada multi-mode adalah 850-1300nm.

20

Ujung kabel serat optik berakhir di sebuah terminasi, untuk hal tersebut dibutuhkan

penyambungan kabel serat optik dengan pigtail serat optik di Optical Termination Board

(OTB), bisa wallmount atau 1U rackmount. Dari OTB kabel serat optik tinggal disambung

dengan patchcord serat optik ke perangkat multiplexer, switch atau bridge (converter to

ethernet UTP). Penyambungan kabel serat optik disebut sebagai splicing. Splicing

menggunakan alat khusus yang memadukan dua ujung kabel seukuran rambut secara

presisi, dibakar pada suhu tertentu sehingga kaca meleleh tersambung tanpa bagian coated-

nya ikut meleleh. Setelah tersambung, bagian sambungan ditutup dengan selubung yang

dipanaskan. Alat ini mudah dioperasikan, namun sangat mahal harganya. Inilah sebabnya

meskipun harga kabel fiber optik sudah jauh lebih murah namun alat dan biaya lainnya

masih mahal, terutama pada biaya pemasangan kabel, splicing dan terminasinya.

Pigtail yang disambungkan ke kabel optik bisa bermacam-macam konektornya,

yang paling umum adalah konektor FC. Dari konektor FC di OTB ini kita tinggal

21

menggunakan patchcord yang sesuai untuk disambungkan ke perangkat. Umumnya

perangkat optik seperti switch atau bridge menggunakan konektor SC atau LC. Cukup

menyulitkan ketika menyebut jenis konektor yang kita kehendaki kepada penjual, FC, SC,

ST, atau LC. Setelah kabel optik terpasang di OTB dilakukan pengujian end-to-end dengan

menggunakan Optical Time Domain Reflectometer (OTDR). Dengan OTDR akan

didapatkan kualitas kabel, seberapa besar loss cahaya dan berapa panjang kabel totalnya.

Harga perangkat OTDR ini sangat mahal, meskipun pengoperasiannya relatif mudah.

OTDR ini digunakan pula pada saat terjadi gangguan putusnya kabel laut atau terestrial

antar kota, sehingga bisa ditentukan di titik mana kabel harus diperbaiki dan disambung

kembali.

Untuk keperluan sederhana misalnya sambungan fiber optik antar gedung pada

jarak ratusan meter (hingga 15km) kini teknologi bridge/converter-nya sudah semakin

murah dengan kapasitas 100Mbps, sedangkan untuk full gigabit harga switch/module-

switch-nya masih mahal. Jadi, meskipun harga kabel serat optik sudah di kisaran

Rp10.000/m namun total pemasangannya membengkak karena ada biaya SDM yang

menarik dan memasang kabel, biaya splicing setiap core-nya, pemasangan OTB, pengujian

OTDR, penyediaan patchcord dan perangkat optiknya sendiri (switch/bridge). Cahaya yang

telah mengalami pelebaran dan pelemahan itu dapat dipulihkan kembali dengan memakai

piranti pengulang elektronis, yang ditempatkan pada jarak tertentu. Prinsip kerja piranti ini

adalah mengubah cahaya yang datang ke bentuk elektris kemudian diperkuat dan diubah

kembali ke bentuk asal (cahaya). Akan tetapi hal ini dianggap kurang praktis, karena dapat

menyebabkan kesalahan tambahan, membatasi pesat transmisi dan lebar bidang serta relatif

mahal.

Perkembangan teknologi yang begitu pesat telah memunculkan penguat serat

terdadah erbium (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA). Penguat ini dapat mengurangi

ketergantungan terhadap piranti pengulang yang biasa digunakan. Fungsi EDFA dalam

sistem komunikasi optis adalah :

Penguat daya, berfungsi meningkatkan daya terpancar dari pengirim.

22

Pengulang, dipasang di tempat-tempat tertentu.

Penguat awal, berfungsi meningkatkan sensitivitas penerima.

Dengan menggunakan EDFA akan diperoleh pembangkitan sinyal dengan faktor yang

lebih besar dan dapat membawa data dengan pesat bit yang lebih tinggi dibanding

pengulang elektronik.

Dasar Sistem Komunikasi Optik

Sistem komunikasi serat optik pada umumnya terdiri dari pemancar, media transmisi

dan penerima. Pada sisi pengirim, informsi yang akan dikirimkan terlebih dahulu

diubah ke bentuk isyarat listrik oleh sebuah tranduser sebelum ditransmisikan. Oleh

modulator informasi yang terdapat dalam isyarat listrik tersebut diubah lagi ke format

yang sesuai. Sejumlah daya diberikan pengirim ke kanal informasi oleh pengkopel

kanal (masukan) agar isyarat termodulasi dapat diteima pada sisi penerima. Pengkopel

kanal (keluaran) memberi daya kanala informasi ke detektor. Isyarat termodulasi

diubah oleh fotodetektor menjadi isyarat listrik. Dan setelah dipisahkan dari

pembawanya, isyarat listrik diubah menjadi isyarat aslinya oleh suatu transduser.

Keunggulan Serat Optik

Ada beberapa keunggulan serat optik di banding media transmisi lainnya, yaitu :

Lebar bidang yang luas, sehingga sanggup menampung informasi yang besar. Bentuk

yang sangat kecil dan murah. Tidak terpengaruh oleh medan elektris dan medan

magnetis. Isyarat dalam kabel terjamin keamanannya. Karena di dalam serat tidak

terdapat tenaga listrik, maka tidak akan terjadi ledakan maupun percikan api. Di

samping itu serat tahan terhadap gas beracun, bahan kimia dan air, sehingga cocok

ditanam dalam tanah. Substan sangat rendah, sehingga memperkecil jumlah

sambungan dan jumlah pengulang. Di samping kelebihan yang telah disebutkan di atas,

serat optik juga mempunyai beberapa kelemahan di antaranya, yaitu : Sulit membuat

terminal pada kabel serat Penyambungan serat harus menggunakan teknik dan

ketelitian yang tinggi. Proses Pembuatan Serat Proses pembuatan serat berhubungan

erat dengan pemilihan bahan serat. Ada beberapa sifat yang harus diperhatikan dalam

pemilihan bahan ini yaitu : Bahan serat harus transparan pada panjang gelombang

tertentu, agar dapat merambatkan cahaya dengan efisien Perbedaan indeks bias inti dan

23

kulit harus kecil dan kedua bahan harus mudah bersatu Fleksibel dapat ditarik panjang

dan tipis. Ada dua metode pembuatan serat terdadah erbium, yaitu : Teknik fase uap

(Vapour Phase Technique) Merupakan suatu teknik yang mendadahkan erbium fase

uap ke dalam inti serat. Erbium dipanaskan sampai titik tertentu agat diperoleh tekanan

uap kerja yang sesuai. Kemudian uap dialirkan ke dalam serat, dan selanjutnya

diendapkan. Terdapat dua metode dalam teknik fase uap ini. Pertama menggunakan

ruang pendadah terisi erbium. Pengendapan selubung dilakukan dengan cara biasa,

tetapi selama pengendapan inti, SICl4, GeCl4, dan O2 ditempatkan pada bagian bawah

tabung. Ruang pendadah dipanasi secara konstan untuk mengalirkan erbium.

Konsentrasi erbium dapat dikendalikan dengan pengaturan suhu ruang pendadah.

Sedangkan metode kedua menggunakan spon silika yang terisi erbium guna

menggantikan ruang pendadah serta memberikan kemampuan pendadahan erbium

yang lebih baik. Teknik fase cair (Liquid Phase Technique) Teknik ini mendadahkan

erbium fase cair ke dalam serat. Di sini lapisan selubung diendapkan ke dalam tabung

landasan dengan cara biasa, sedangkan pengendapan inti dilakukan pada suhu yang

lebih rendah, dengan demikian lapisan ini tidak terpuntir secara penuh. Selanjutnya

lapisan berpori direndam dalam larutan erbium encer agar pori-pori tersebut terisi.

Kemudian dikeringkan dan dilebur ke dalam lapisan kaca jernih. Lalu tabung

dimasukkan dalam bentukan dengan cara biasa. Teknik ini juga dapat digunakan untuk

berbagai bahan yang didasarkan pada silika berpori.

Tempat pemasangan kabel serat optik :

1. Di wilayah perkotaan terdapat banyak lekukan dan saluran yang besarnya sudah

dipenuhi oleh kabel lain sehingga pemasangan inframerah struktur baru selalu dibuat

dalam jumlah kecil, dengan radius belokan serat dan kabel diusahakan tetap kecil.

2. Kabel terpasang dalam bermacam-macam kondisi, seperti diluar atau di bawah tanah,

di udara atau di dalam ruangan. Konsekuensinya, banyak kondisi termal, mekanikal

dan tekanan lain yang harus diterima kabel serat optik tersebut.

3. Hindari penyambungan yang terlalu banyak. Usahakan seminimal mungkin agar tidak

perlu menggunakan teknisi yang terlatih dan dapat dipersiapkan dengan mudah.

24

4. Jangan sampai terjadi banyak tekukan dan kebocoran jaket pelindung yang dapat

menyebabkan kebocoran cahaya.

5. Biaya jalur koneksi global harus menjadi lebih murah.

J. Sistem Komunikasi Serat Optik

Sistem Komunikasi Serat Optik adalah suatu sistem Komunikasi yang menggunakan

Kabel Serat Optik sebagai media transmisinya yang dapat menyalurkan informasi dengan

kapasitas besar dan tingkat keandalan yang tinggi, berbeda dengan media transmisi lainnya

serat optik tidak menggunakan gelombang elektromagnetik/listrik sebagai gelombang

pembawanya melainkan menggunakan sinar/cahaya laser.

Kabel Coaxial Kabel Serat Optik

Delay 0.005 ms/km 0.048 ms/km

Keamanan- aman dari penyadapan

- tidak dapat di jamming

- aman daripenyadapan

- tidak dapat di jamming

Jenis Kanal

Penambahan kanal

Kapasitas kanal

Transmisi TV

Transmisi data

Umur sistem

Ducting

memasang kabel baru

sedang-besar

baik, tidak ekonomis

baik, tidak praktis

lebih dari 25 tahun

Subduct/Microduct

memasang kabel baru

sedang-besar sekali

baik dan ekonomis

baiksekali

lebih dari 25 tahun

25

LAMPIRAN

Berikut kami berikan beberapa link video yang diambil dari Youtube berkaitan

dengan materi pembelajaran serat optik.

http://www.youtube.com/watch?v=llI8Mf_faVo

26

http://www.youtube.com/watch?v=0MwMkBET_5I

27

http://www.youtube.com/watch?v=7h2xr-pi5VQ&feature=related

28

http://www.youtube.com/watch?v=9T0AzeWM_F4

29

http://www.youtube.com/watch?v=G36yMx-3274

30

DAFTAR PUSTAKA

LINK SUMBER MATERI :

http://id.wikipedia.org/wiki/Serat_optik (11.00 03/10/2012)

http://www.elektroindonesia.com/elektro/el0400b.html (00:05 04/10/2012)

http://teknikinformatika-esti.blogspot.com/2012/09/pengertian-fiber-optik.html (00:22 04/10/2012)

http://kabeloptik.blogspot.com/ (05:30 04/10/2012)

http://zethcorner.wordpress.com/2008/07/22/sistem-komunikasi-serat-fiber-optik/ (05:37)

http://www.wahyudi.or.id/download/fiber_optic.pdf (05:33 04/10/2012)

http://kangenmatahari.blogspot.com/2010/07/struktur-serat-optik.html (05:33 04/10/2012)

http://kholimi-id.blogspot.com/2011/11/karakteristik-fiber-optik.html (06:58 /10/2012)

LINK VIDEO :

http://www.youtube.com/watch?v=llI8Mf_faVo

http://www.youtube.com/watch?v=0MwMkBET_5I

http://www.youtube.com/watch?v=7h2xr-pi5VQ&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=9T0AzeWM_F4

http://www.youtube.com/watch?v=G36yMx-3274

31