Sistem Komunikasi Serat Optik

Sistem Komunikasi OptikTeknik ElektroUniversitas Pancasila

SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIKDibuat untuk memenuhi nilai dalam mata kuliah Sistem Komunikasi Optik

Dosen : Ir. Untung Priyanto, Msi

Nama : Bambang BudiartoNo. Pokok : 4609216034

FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS PANCASILA


Pengenalan Sistem Komunikasi Serat Optik

Abstrak

Pada 30 tahun 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 tinjauan cahaya sebagai

gelombang elektromagnetik, informasi dibawa sebagai kumpulan gelombang-gelombang

elektro-magnetik terpandu yang disebut mode. Serat optik terbagi menjadi 2 tipe yaitu single

mode dan multi mode. Secara umum sistem 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 (LD).

Kata Kunci : Serat optik, internal total reflection, mode, single mode, multi mode,

transmitter, saluran informasi, receiver, repeater, sambungan, modulator, carrier, source,

channel coupler, detector, amplifier, data processing,, LED, Laser Dioda (LD), photo

detector.


Pendahuluan

Pada tahun 1880 Alexander Graham Bell menciptakan sebuah sistem komunikasi

cahaya yang disebut photo-phone dengan menggunakan cahaya matahari yang dipantulkan

dari sebuah cermin suara-termodulasi tipis untuk membawa percakapan, pada penerima

cahaya matahari termodulasi mengenai sebuah foto-kondukting sel-selenium, yang

merubahnya menjadi arus listrik, sebuah penerima telepon melengkapi sistem. Photo-phone

tidak pernah mencapai sukses komersial, walaupun sistem tersebut bekerja cukup baik.

Penerobosan besar yang membawa pada teknologi komunikasi serat optik dengan

kapasitas tinggi adalah penemuan Laser pada tahun 1960, namun pada tahun tersebut kunci

utama di dalam sistem serat praktis belum ditemukan yaitu serat yang efisien. Baru pada

tahun 1970 serat dengan loss yang rendah dikembangkan dan komunikasi serat optik menjadi

praktis (Serat optik yang digunakan berbentuk silinder seperti kawat pada umumnya, terdiri

dari inti serat (core) yang dibungkus oleh kulit (cladding) dan keduanya dilindungi oleh jaket

pelindung (buffer coating)). Ini terjadi hanya 100 tahun setelah John Tyndall, seorang

fisikawan Inggris, mendemonstrasikan kepada Royal Society bahwa cahaya dapat dipandu

sepanjang kurva aliran air. Dipandunya cahaya oleh sebuah serat optik dan oleh aliran air

adalah peristiwa dari fenomena yang sama yaitu total internal reflection.

Teknologi serat optik selalu berhadapan dengan masalah bagaimana caranya agar

lebih banyak informasi yang dapat dibawa, lebih cepat dan lebih jauh penyampaiannya

dengan tingkat kesalahan yang sekecil-kecilnya. Informasi yang dibawa berupa sinyal digital,

digunakan besaran kapasitas transmisi diukur dalam 1 Gb.km/s yang artinya 1 milyar bit

dapat disampaikan tiap detik melalui jarak 1 km. Berikut adalah beberapa tahap sejarah

perkembangan teknologi serat optik :

1. Generasi Petama ( mulai tahun 1970)

- Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya terdiri dari : Encoding : Mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik.

Transmitter : Mengubah sinyal listrik menjadi gelombang cahaya

termodulasi, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 m.

Serat Silika : Sebagai pengantar gelombang cahaya.

Repeater : Sebagai penguat gelombang cahaya yang melemah di jalan


Receiver : Mengubah gelombang cahaya termodulasi menjadi sinyal

listrik, berupa foto-detektor

Decoding : Mengubah sinyal listrik menjadi ouput (misal suara)

- Repeater bekerja dengan merubah gelombang cahaya menjadi sinyal listrik

kemudian diperkuat secara elektronik dan diubah kembali menjadi gelombang

cahaya.

- Pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi 10 Gb.km/s.

2. Generasi Ke- Dua ( mulai tahun 1981)

- Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran inti serat diperkecil.

- Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias inti.

- Menggunakan diode laser, panjang gelombang yang dipancarkan 1,3 m.

- Kapasitas transmisi menjadi 100 Gb.km/s.

3. Generasi Ke- Tiga ( mulai tahun 1982)

- Penyempurnaan pembuatan serat silika.

- Pembuatan chip diode laser berpanjang gelombang 1,55 m.

- Kemurniaan bahan silika ditingkatkan sehingga transparansinya dapat dibuat

untuk panjang gelombang sekitar 1,2 m sampai 1,6 m

- Kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.

4. Generasi Ke- Empat ( mulai tahun 1984)

- Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya 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 (modulasi intensitas).

- Terhambat perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi

modulasi frekuensi masih jauh tertinggal.

5. Generasi Ke- Lima ( mulai tahun 1989)

- Dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater pada

generasi-generasi sebelumnya.

- Pada awal pengembangannya kapasitas transmisi hanya dicapai 400 Gb.km/s

tetapi setahun kemudian kapasitas transmisinya sudah menembus 50.000

Gb.km/s !

6. Generasi Ke- Enam ?


- Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer mempelopori sistem komunikasi optik

soliton. Soliton adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen

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 soliton

merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength

division multiplexing).

- Eksprimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5 saluran

yang masing-masing membawa informasi dengan laju 5 Gb/s. Kapasitas

transmisi yang telah diuji mencapai 35.000 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 melebar

pada waktu sampai di receiver. Hal ini sangat menguntungkan karena tingkat

kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan dapat diabaikan.

Sejarah Singkat


Sudah sejah 1940 ilmuwan mempertimbangkan bahawa telekomunaksi masa depan

melalui saluran optis. Pada mulanya ide itu hanyalah impian dari kenyataan bahwa, sejak

penemuan Marconi mengenai telegrafi, pakar radio terus mengejar teknologi riakgelombang

yang lebih pendek. Setelah 1950, komunikasi mikrogelombang menjadi praktis dan

keuntungan penggunaan riak gelombang pendek menjadi nyata. Dengan demikian muncul

kepercayaan bahwa dorongan teknologi ke arah riak gelombang yang lebih pendek akan

mencapai kawasan optis.

Sekarang, serat optis adalah satu-satunya pemandu gelombang untuk komunikasi

optis. Lebarpita serat optis maksimun saat ini adalah beberapa gigahertz (10 Hz), jauh lebih

sempit daripada lebarpita pemandu mikrogelombang. Komunikasi serat optis berkembang

bukan karena memberikan pita frekuensi lebar, tetapi terutama karena memberikan pita

frekuensi lebar dengan beaya murah bila digunakan banyak serat dalam satu berkas, dengan

demikian memanfaatkan fleksibilitas, diameter kecil, dan murahnya beaya. Cara

telekomunikasi pertama dalam sejarah manusia adalah komunikasi optis paling primitif, api

sinyal, yang telah digunakan selama ribuan tahun. Kemudian Chappe (Perancis) menemukan

cara baru, yang dinamakan “Semafor”, dalam 1971. Ini adalah sistem telekomunikasi

kecepatan-tinggi pertama dalam sejarah manusia, dan memberi dampak besar pada

masyarakat Eropa. Penaklukan negara-negara Eropa oleh Napoleon dikisahkan

keberhasilannya sebagian karena penggunaan sistem komunikasi “optis” ini.

Perkembangan Pemandu gelombang Optis.

Dimulai dengan munculnya laser pada awal 1960-an, berbagai pemandu gelombang

seperti pemandu logam berongga, pemandu gelombang selaput tipis, pemandu gelombang

lensa, pemandu gelombang cermin, dan pemandu gelombang kanta-gas diteliti. Usaha ini

melemah setelah 1970 dengan munculnya serat optis. Kao dan Hockman meneliti mekanisme

rugi optis dalam gelas dan meramalkan perbaikan teknologis akan menghasilkan serat optis

dengan rugi cukup rendah untuk komunikasi optis. Mereka menyatakan bahwa bila ion-ion

logam transisi kandungannya kurang dari 10-6, maka rugi serapan akan susut sampai kurang

dari 20 dB/km, dan jika kemurnian bahan bertambah, rugi akan kurang dari beberapa dB/km,

sehingga rugi hamburan menjadi faktor pembatas. Dan Kapron dkk (1970) (Corning Glass

Works) melaporkan dibuatnya serat dengan rugi 20 db/km. Rugi serat silika terus berkurang

dengan perbaikan metode CVD (Pengendapan uap kimia) dan mencapai 7 dB/km dalam

tahun 1972 (Corning GlassWorks); dan 2,5 dB/km dalam 1973 (Bell Lab) dengan metode


MCVD (pengendapan uap kimia terubah). Dalam 1974-1975 beberapa peneliti di Amerika

Seerikat dan Jepang melaporkan mencapai 1,5 sampai 2,0 dB/km. Juga dilaporkan dari

Jepang (1976) tercapai rugi sebesar 0,47 db/km pada riak gelombang 1,2 um. Sekarang, serat

dengan koefisien serapan sebesar 0,5 dB/km dapat dibuat untuk transmisi optis pada panjang

gelombang di atas 1,2 um [o,45dB/km pada 1,31 um dan 0,25 dB/km pada 1,55 um]

[Okoshi,82].

Serat Optis: Sifat Fisis dan Peranti

Komponen paling utama dalam sistem komunikasi serat optis adalah serat optis itu

sendiri, yang terbuat dari bahan kaca (SiO2) yang tercam puri berbagai pendadah untuk

mengatur indeks bias dan mengurangi titik lebur. Serat optis mempunyai teras silin dris

dengan indeks teras dengan profil para bolik dengan nilai maksimum pada sumbu serat. Serat

ragam-tunggal mempunyai ruji teras dalam orde panjang gelombang, Khasnya antara 5 um

sampai 10 um; sedangkan serat multigram mempunyai ruji teras yang jauh lebih besar, sekitar

25 um sampai 50 um. Dalam hal ini di dalam serat dapat merambat ratusan bahkan ribuan

ragam yang terijinkan. Perambatan cahaya dalam serat optis dapat dipahami dengan optika

geometris. Yaitu, cahaya yang terpandu di dalam teras diteruskan dari ujung masukan ke

ujang keluaran karena pantulan dakhil total pada bidang batas teras dan selubung, sehingga

cahaya tidak membias keluar dan lepas dalam selubung.

Tebaran (Dispersi), Sambatan Ragam dan Mekanisme Rugi

Banyak faktor pembatas yang berasal dari sifat geometris dan fisis serat kaca yang

mempunyai pengaruh besar terhadap kapasitas alih informasi pemandu agihan spectral

sumber dapat menyebabkan perubahan nilai indeks landai serat dan menyebabkan pelebaran

denyut. Dalam praktek, ketaksempurnaan struktural dalam serat menyebabkan juga rugi lewat

hamburan dan serapan optis. Ketaksempurnaan serat multiragam juga menciptakan sambatan

acak antar ragam yang dapat menghasilkan penyempitan denyut dengan rugi daya bocor

menjadi ragam radiatif tak terpandu. Untuk memanfaatkan efek penyempitan denyut ini,

batas teras-selubung harus disiapkan dengan hati-hati untuk menghindari rugi radiasi.

Pelebaran ragam muncul dari dua efek yang berbeda: tebaran bahan dan struktur pemandu

gelombang. Kita dapat memilih serat dengan profil indeks landai sehingga tebaran pemandu

menjadi nol,sehingga efek pelebaran denyut hanya berasal dari tebaran bahan. Kita juga dapat

menghilangkan efek pelebaran oleh tebaran bahan dengan pemilihan riak gelombang di

sekitar 1,3 um. Karena lebaran bahan nol untuk riak gelombang 1,3 um ini, dan juga serapan


minimun muncul di daerah ini. Penelitian dan pengembangan dalam kinerja sumber laser dan

fotodeteksi menjadi gencar.

Rugi Hamburan dan Serapan

Dari segi tebaran bahan, pemancar riakgelombang panjang dalam daerah 1,2 sampai

1,6um untuk sistem serat optis merupakan pilihan yang baik. Alasan lain memilih riak

gelombang panjang adalah untuk meminimumkan rugi hamburan. Jumlah daya terhambur

oleh gayut pada rapat usak dan tampang lintang hamburan. Dalam kaca, penghambur utama

adalah takmurnian seperti oksida atau ion logam peralihan, dengan ukuran yang jauh lebih

kecil dari pada riakgelombang, atau r/<<1.

Dalam had hamburan Rayleigh ini, hamburan sebanding dengan 1/ 4; nilai khasnya

0,6 dB/ km pada + 1 um. Hamburan Mie dapat merupakan sumber rugi bila terdapat pusat

hamburan dengan ukuran lebih besar daripada . Di samping itu, rugi serapan dalam kaca

timbul dari struktur hakiki bahan dans erapan takmurnian. Untuk riakgelombang di atas 0,8

um, serapan pinggiran pita kurang dari 1 dB/km. Serapan takmurnian disebabkan oleh ion

logam , misalnya Fe, Cu, V Cr, Co, Mn dan Ni. Mencapai 20 dB/km. Sekarang mudah dibuat

kaca silika kemurnian tinggi, tanpa terlihat adanya komponen rugi karena takmurnian.

Mekanisme lain yang menyebabkan rugi serapan menyangkut tenaga getar yang berkaitan

dengan ikatan yang biasa terdapat dalam kaca. Spektrum getar kaca terletak dalam daerah

inframerah 2 sampai 10 um, di sini harmonik atas getaran iron hidroksil (OH) memegang

peranan. Getaran dasar terpusat sekitar 2,8 um, dengan harmonik atasnya pada 1,4 um, 0,95

um dan 0,75 um. Kandungan OH sisa sebesar 7 ppb telah dapat dicapai, yang sesuai dengan

rugi serapan sebesar 0,45 dB/km pada 1,39 um [Hunsperger, 82].

Rugi Mikrolengkungan

Rugi optis yang terkaitkan dengan proses pengkabelan timbul sebagai hasil

mikrolengkungan serat. Masalah ini penting bila rugi kelengungan bengkokan adalah kecil

tetapi masih cukup besar dibandingkan rugi serat. Rugi macam ini sering ditemukan dalam

sistem serat eka-ragam, yang berlaju bit sangat besar. Dalam sistem ini, hanya ragam dasar

terteral; tetapi karena pembengkokan, daya ragam dasar dapat hilang melalui sambatan

dengan ragam-ragam orde-lebih tinggi dan/atau ragam radiasi. Pada umumnya, rugi

mikrolengkungan berkurang dengan cepat dengan bertambahnya beda indeks bias, sehingga


penting menggunakan serat indeks-undak eka-ragam dengan tingkap numeris setinggi

mungkin untuk sistem telekomunikasi jarak-jauh.

Bahan Kaca

Pembentukan jejala kaca terutama mengandung oksigen, silikon, boron, natrium, dan

aluminium; dengan dicampuri pengubah jejala, misal K2O, MgO, CaO, pbO, maka sifat

dasar kaca berubah, seperti indeks bias, pengembangan termal, koefisien serapan, dan titik

lebur. Kaca silikat natrium, dari kaca silikon yang ditambahi oksida natrium, berkurang suhu

leburnya. Sifat umum semua kaca yalah kaca menjadi lembek secara berangsur-angsur bila

dipanaskan dan tidak mencair pada suhu tetentu yang tegas, satu ciri khas zadat amorf.

Pembuatan Serat.

Serat dapat ditarik dari satu prabentuk atau langsung dari lelehan serbuk oksida.

Metode Sangan-ganda mempunyai laju penarikan tinggi (1-3m/s dan beaya murah dengan

produksi besar. Metode MCVD (pengendapan uap kimia termodifikasi); Di sini tabung silika

murni menjadi teras. Tabung ini kemudian diruntuhkan sehingga batang kaca yang disebut

“prabentuk” terjadi. Serat optis kemudian ditarik dari prabentuk ini. Selain metode

pengendapan dalam, dapat juga dilakukan dengan metode pengendapan luar [wilson, 83].

Pengukuran profil Indeks

Hubungan profil indeks bias dan sifat tunda denyut sangat erat, maka dalam

pembuatan dan evalusi serat optis, pengukuran profil indeks merupakan langkah yang

penting. Metode pengukuran profil indeks merupakan langkah yang penting.

Metode pengukuran yang ideal harus memenuhi syarat berikut:

a. tak merusak,

b. terterapkan pada setiap profil

c. ketepatan tinggi

d. daya pisah tinggi, dan

e. mudah dalam pengukuran dan pemrosesan data.

Metode Pola Hamburan : Profil indeks dihitung dari pola hamburan berkas cahaya

yang datang tegak lurus. Batas daya pisah sama dengan seperempat lambda cahaya yang

digunakan; khasnya yalah 0,2 um. Baik untuk pengukuran profil serat ekaragam dengan daya

pisah cukup praktis. Metode Interferens : Asasnya yalah menentukan agihan indeks bias


benda dari ingustan fase cahaya yang melewatinya. Sistem yang dipakai adalah interometer

MachZehnder, dapat mencapai daya pisah sebesar 0,7 um dan ketelitian 5x10-4 [Okoshi

Metode Pantul: Asasnya yalah bahwa bila cahaya jatuh tegak lurus pada bahan kaca (indeks

bias), koefisien pantulan diberikan oleh R = [(1-n)/(1+n)]2. Dengan mengukur R, profil

indeks ditentukan dengan perhitungan.

Daya pisah dibatasi oleh diameter berkas masukan; untuk laser He-Ne pada riak

gelombang 632,8 nm, batas daya pisah adalah 1,5-3 um, dengan ketepatan mencapai 5%.

Metode Pola Medan-dekat: Bila satu ujung serat diterangi secara seragam, semua ragam yang

merambat terteral seragam. Bila semua ragam merambat dengan rugi yang sama, maka

agihan daya yang sama akan muncul pada ujung keluaran serat. Pola agihan daya ini akan

sebanding dengan beda indeks bias. Metode lain dapat disebutkan di sini adalah:

Mikroanalisis sinar-X, matode pencocokan minyak, dan penggunaan mikroskop elektron

pemayar.

Pengukuran Tebaran (dispersi)

Tebaran ragam (modus) dan tebaran bahan serat multiragam dapat ditentukan dengan

pengukuran tanggapan denyut dalam ranah waktu atau tanggapan spektral dalam ranah

frekuensi denyut keluaran. Pelebaran denyut diukur dengan pencuplikan bentuk gelombang

dengan peranti elektronik berdaya pisah tinggi atau dengan menganalisis alihragam

Fouriernya. Karena semua serat adalah dispersif, maka suatu denyut pendek akan diperlebar

setelah merambat melalui serat dan dierotkan dalam bentuk, yang gayut pada parameter serat.

Sistem dengan penyambat dan sambungan mempunyai rugi sebagai berikut: (1) rugi

sambatan serat kepemancar dans erat ke penerima, (2) rugi sisipan penyambat, (3) rugi

agihan daya melalui penyambat. Penyiapan permukaan ujung serat juga penting untuk

mengurangi rugi tebaran dan hamburan. Rugi sambungan diukur dengan daya terpancar yang

melalui sambungan antara dua serat dan yang tanpa sambungan. Rugi sayatan dan penetuan

letak cacat dalam serat yang panjang, ditentukan dengan gaung dan pantulan (OTDR).

Laser Semikonduktor

Sumber untuk pemancar sistem komunikasi serat optis terutama terdiri dari LED

(diode pancar-cahaya) dan laser semikonduktor. Peranti ini memancarkan dalam jangkau

riakgelombang antara 0,75 sampai 1,6 um. LED merupakan sumber yang memadai atas dasar

ketersediaan daya keluaran dan laju tanggapanya. Untuk jarak-jauh dan laju-data sangat


tinggi, penggunaan diode laser (LD) diperlukan. Berbagai jenis laser semikonduktor lain

yang sekarng dikembangkan untuk sumber adalah: laser DH (heterostruktur ganda), laser

CDH (heterstruktur ganda terpencet), laser DFB (lolohbalik teragih), laser DBR (pantulan

Bragg teragih), laser QW (sumur-kuantum) dan MQW (multipel QW), dan sebagainya [Cheo,

Sistem Komunikasi Optis

Kita akan mengulas sistem komunikasi optis dan bidang yang saat ini menarik

perhatian, yaitu optika terpadu (10). Tujuan 10 adalah miniaturisasi komponen optis seperti

sumber, detektor, modulator, penapis dan sebagainya dan membuat sistem pemeroses optis

yang lengkap dalam satu keping semikonduktor tunggal. Untuk memanfaatkan lebarpita yang

tersedia dalam serat optis, perlu dicatat bahwa jangkau riakgelombang 1,0-1,6 um

bersesuaian dengan lebarpita frekuensi sebesar 120.000 GHz atau 120 THz, maka teknik

FDM (pemultipleksan Bagi-Frekuensi) perlu dikembangkan.

Teknik pencampuran heterodin dan memberikan nisbah sinyal-derau (S/N) yang

cukup baik, dan frekuensi modulasi yang sudah dicapai masih jauh di bawah kemampuan

teoretis pembawa. Seorang perancang sistem harus memilih berbagai komponene yang cocok

untuk terapan tertentu. Pemilihan ini didasarkan pada analisis untung-rugi di antara berbagai

parameter sistem yang menyangkut daya optis, rugi serat, derau penerima, tipe sinyal, laju

data atau lebar pita, laju ralat bit (BER) minimum adalah 10-9, yang bersangkutan dengan

nisbah S?N 12 dB. Sekali konfigurasi sistem optimal ditemukan, perancang meninjau

faktorfaktor lain, termasuk keadaan lingkungan, beaya, keandalan, kemudahan penyesuaian,

ukuran, bobot, pemasangan, dan pemeliharaan.

Satu dari sifat serat optis yang menarik adalah kemampuannya untuk jarak pengulang

besar dengan transmisi data kapasitas tinggi. Dengan kemungkinan penambahan yang cukup

nyata dalam jarak antara pengulang pada laju transmisi data tinggi, beaya komponen akan

turun dan juga beaya pemasangan, operasi dan pemeliharaan akan berkurang sekali. Dalam

suatu sistem dengan laser AIGaAs yang memancarkan pada 0,9 um, dengan rugi sistem rerata

diandaikan kira-kira 4,5 dB/km, dengan 10 Mbps mencapai jarak 12km dan pada laju 400

Mbps mencapai jarak pengulang 9 km. Untuk sistem yang dibuat pada daerah 1,3 sampai 1,6

um, pertambahan jarak pengulang akan diperoleh, dengan andaian rugi total 0,7 dB/km

termasuk rugi serat dan rugi sambungan atau InGaAsP dan detektor APD germanium.


Hasilnya adalah jarak pengulang lebih dari 30km pada 1 ps/km dan sumber dengan

lebar spektral 2A. Juga telah dicapai jarak penulang lebih dari 115 km pada laju 0,43 Gbps

dengan serat ekaragan dan laser yang bekerja pada 1,55 um. Sejauh ini penerapan terbesar

adalah untuk sambungan beban telepon, yaitu sambungan yang mampu membawa sejumlah

besar percakapan telepon serempak antara gardu-gardu telepon, dari beberapa kilometer

sampai beberapa ratus kilometer. Untuk sambungan telepon saluran tunggal diperlukan

lebarpita sebesar 4 kHz, atau sinyal digital 64 kbps. Jaringan telepon memerlukan sambungan

telepon yang mampu membawa banyak saluran tunggal secara serempak.

Transmisi digital dapat menampung hal ini dengan mudah karena arus bit yang

bebeda dapat disaling-tumpangkan bawah laut, transmisi video , sambungan komputer dan,

dalam lingkungan militer, kendali peluru. Untuk menentukan apakah suatu sistem akan

bekerja secara memuaskan, beberapa uji harus dilaksanakan. Tentusaja detektor dan

pemancar harus mampu menangani lebar pita yang dipersyaratkan. Tebaran serat sepanjang

jarak yang diperlukan harus tidak menyusutkan sinyal minimum harus mencapai detektor.

Jika daya yang diluncurkan ke dalam serat diketahui, bersama dengan susutan serat, maka

panjang maksimum serat yang digunakan dapat dihitung. Perlu diperhitungkan juga adanya

sayatan dan sambungan, dan batas keamanan (katakanlah 5db) juga harus dicakup.

Perhitungan ini dinamakan bujet fluks atau bujet daya.

Metodologi Penelitian

Tulisan ini membahas mengenai teori dasar serat optik (tinjauan secara optik

geometris dan fisis pada perambatan cahaya melalui serat optik) dan dasar sistem komunikasi

serat optik dengan menggunakan studi literatur terhadap buku-buku, majalah dan jurnal

ilmiah.

Struktur Serat Optik dan Perambatan Cahaya pada Serat Optik

Struktur Dasar Sebuah Serat Optik

Gambar (1) di bawah merupakan struktur dasar dari sebuah serat optik yang terdiri

dari 3 bagian : core (inti), cladding (kulit), dan coating (mantel) atau buffer (pelindung). Inti


Gambar (1)

adalah sebuah batang silinder terbuat dari bahan dielektrik (bahan silika (SiO2), biasanya

diberi doping dengan germanium oksida (GeO2) atau fosfor penta oksida (P2O5) untuk

menaikan indeks biasnya) yang tidak menghantarkan listrik, inti ini memiliki jari-jari a,

besarnya sekitar 8 – 200 µm dan indeks bias n1, besarnya sekitar1,5. Inti di selubungi oleh

lapisan material, disebut kulit, yang terbuat dari bahan dielektrik (silika tanpa atau sedikit

doping), kulit memiliki jari-jari sekitar 125 – 400 µm indeks bias-nya n2, besarnya sedikit

lebih rendah dari n1.

Walaupun cahaya merambat sepanjang inti serat tanpa lapisan material kulit, namun kulit

memiliki beberapa fungsi :

- Mengurangi cahaya yang loss dari inti ke udara sekitar.

- Mengurangi loss hamburan pada permukaan inti.

- Melindungi serat dari kontaminasi penyerapan permukaan.

- Menambah kekuatan mekanis.

Jika perbedaan indeks bias inti dan kulit dibuat drastis disebut serat optik Step Indeks (SI),

selisih antara indek bias kulit dan inti disimbolkan dengan dimana :

Δ=n1

2−n22

2n12

≈n1−n2

n1

…………………………………….(1)

Sedangkan jika perbedaan indek bias inti dan kulit dibuat secara perlahan-lahan disebut

Graded Indeks (GI), bagaimana turunnya indeks bias dari inti ke kulit ditentukan oleh indeks

profile, α.


Gambar (2)

Untuk pelindungan tambahan, kulit dibungkus oleh lapisan tambahan (terbuat dari plastik

jenis tertentu) yaitu mantel atau buffer untuk melindungi serat optik dari kerusakan fisik.

Buffer bersifat elastis, mencegah abrasi dan mencegah loss hamburan akibat microbends.

Perambatan Cahaya Di Dalam Serat Optik

Konsep perambatan cahaya di dalam serat optik, dapat ditinjau dengan dua

pendekatan/teori yaitu optik geometrik dimana cahaya dipandang sebagai sinar yang

memenuhi hukum-hukum geometrik cahaya (pemantulan dan pembiasan) dan optik fisis

dimana cahaya dipandang sebagai gelombang elektro-magnetik (teori mode).

Tinjauan Optik Geometrik

- Memberikan gambaran yang jelas dari perambatan cahaya sepanjang serat optik.

- Dua tipe sinar dapat merambat sepanjang serat optik yaitu sinar meridian dimana sinar

merambat memotong sumbu serat optik dan skew ray dimana sinar merambat tidak

melalui sumbu serat optik.

- Sinar-sinar Meridian dapat diklasifikasikan menjadi bound dan unbound rays, lihat

gambar (3).

.


Gambar (3)

Pada gambar (3), serat optik adalah jenis step indeks, dimana indeks bias, n1, lebih besar dari

indek bias kulit, n2, Unbound rays dibiaskan keluar dari inti, sedangkan bound rays akan

terus menerus dipantulkan dan merambat sepanjang inti, dianggap permukaan batas antara

inti dan kulit sempurna/ideal (namun akibat ketidak-sempurnaan ketidak-sempurnaan

permukaan batas antara inti dan kulit maka akhirnya sinar akan keluar dari serat). Secara

umum sinar-sinar meridian (mengikuti hukum pemantulan dan pembiasan).

- Bound rays di dalam serat optik disebabkan oleh pemantulan sempurna, dimana agar

peristiwa ini terjadi maka sinar yang memasuki serat harus memotong perbatasan inti

kulit dengan sudut lebih besar dari sudut kritis, c, sehingga sinar dapat merambat

sepanjang serat.

- Lihat gambar (4) di bawah ini :

Gambar (4)

Sudut a adalah sudut maksimum sinar yang memasuki serat agar sinar dapat tetap merambat

sepanjang serat (dipandu), sudut ini disebut sudut tangkap (acceptance angle). Lihat gambar

(5) di bawah ini :


Gambar (5)

Numerical aperture (NA) adalah ukuran kemampuan sebuah serat untuk menangkap cahaya,

juga dipakai untuk mendefenisikan acceptance cone dari sebuah serat optik. Dengan

menggunakan hukum Snellius NA dari serat adalah :

…………………………(2)

Karena medium dimana tempat cahaya memasuki serat umumnya adalah udara maka n 0 = 1

sehingga NA = sin a. NA digunakan untuk mengukur source-to-fiber power-coupling

efficiencies, NA yang besar menyatakan source-to-fiber power-coupling efficiencies yang

tinggi. Nilai NA biasanya sekitar 0,20 sampai 0,29 untuk serat gelas, serat plastik memiliki

NA yang lebih tinggi dapat melebihi 0,5.

Tinjauan Optik Fisis

- Pendekatan cahaya sebagai sinar hanya menerangkan bagaimana arah dari sebuah

gelombang datar merambat di dalam sebuah serat namun tidak meninjau sifat lain dari

gelombang datar yaitu interferensi, dimana gelombang datar saling berinterferensi

sepanjang perambatan, sehingga hanya tipe-tipe gelombang datar tertentu saja yang

dapat merambat sepanjang serat. Maka diperlukan tinjauan optik fisis yaitu

memandang cahaya sebagai gelombang elektromagnetik yang disebut teori moda.

- Teori mode selain digunakan untuk menerangkan tipe-tipe gelombang datar yang

dapat merambat sepanjang serat, juga untuk menerangkan sifat-sifat serat optik seperti

absorpsi, attenuasi dan dispersi.

- Mode adalah “konfigurasi perambatan cahaya di dalam serat optik yang memberikan

distribusi medan listrik dalam transverse yang stabil (tidak berubah sepanjang

perambatan cahaya dalam arah sumbu) sehingga cahaya dapat dipandu di dalam serat

optik” ( Introduction To Optical Fiber Communication, Yasuharu Suematsu, Ken –

Ichi Iga). Kumpulan gelombang-gelombang elektromagnetik yang terpandu di dalam

serat optik disebut mode-mode.


- Teori mode memandang cahaya sebagai sebuah gelombang datar yang dinyatakan

dalam arah, amplitudo dan panjang gelombang dari perambatannya. Gelombang datar

adalah sebuah gelombang yang permukaannya (dimana pada permukaan ini fase-nya

konstan, disebut muka gelombang) adalah bidang datar tak berhingga tegak lurus

dengan arah perambatan. Hubungan panjang gelombang, kecepatan rambat dan

frekuensi gelombang dalam suatu medium :

….………................................(3)

c = kecepatan cahaya dalam ruang hampa = 3.108 m/det, f = frekuensi cahaya, n =

indeks bias medium.

- Misal muka gelombang memasuki inti dari serat optik seperti pada gambar (6). Hanya

muka gelombang yang sudut datangnya lebih kecil atau sama dengan sudut kritis yang

dapat merambat sepanjang serat optik. Muka gelombang akan mengalami perubahan

fase sepanjang perambatan di dalam serat optik. Perubahan fase juga terjadi ketika

gelombang dipantulkan. Muka gelombang harus tetap sefase setelah muka gelombang

transvers memantul bolak balik. Jarak transverse ditunjukan antara titik A dan B pada

gambar (6). Gelombang yang dipantulkan pada titik A dan B adalah sefase jika

total perubahan fase adalah kelipatan bulat 2π. Jika perambatan muka gelombang

tidak sefase maka akan hilang karena interferensi destruktif. Interferensi inilah yang

menyebabkan kenapa hanya sejumlah mode yang dapat merambat sepanjang serat

optik.

Gambar (6)


Arah gelombang datar dianggap dalam arah z seperti pada gambar (6). Gelombang

datar berulang pada jarak

λsin (θ )

, gelombang datar juga berulang pada frekuensi

periodik

β=2 πλ

sin (θ )

, β adalah konstanta propagasi sepanjang sumbu serat. Jika

panjang gelombang (λ) berubah nilai β juga berubah. Untuk mode tertentu, perubahan

pada panjang gelombang dapat mencegah mode merambat sepanjang serat. Mode

dikatakan cut-off. Mode yang ada (terikat) pada satu panjang gelombang mungkin

tidak ada pada panjang gelombang yang lebih panjang. Panjang gelombang yang

menyebabkan mode tidak terikat lagi disebut panjang gelombang cut-off untuk mode

tersebut. Bagaimanapun juga, sebuah serat optik selalu mampu merambatkan paling

sedikit satu mode, disebut fundamental mode dari serat optik, mode fundamental ini

tidak pernah cut-off. Panjang gelombang yang mencegah mode yang lebih tinggi

merambat disebut panjang gelombang cut-off dari serat optik. Sebuah serat optik yang

beroperasi di atas panjang gelombang cut-off disebut serat optik mode tunggal (single

mode). Pada sebuah serat optik, konstanta propagasi dari gelombang datar adalah

fungsi dari panjang gelombang dan mode. Perubahan konstanta propagasi untuk

gelombang yang berbeda disebut dispersi. Perubahan konstanta propagasi untuk

panjang gelombang yang berbeda disebut dispersi kromatik.

Gambar (7)

Perubahan konstanta propagasi untuk mode yang berbeda disebut dispersi modal.

Dispersi ini disebabkan pulsa cahaya melebar ketika merambat di dalam serat

MODE adalah kumpulan/himpunan gelombang eloktromagnetik terpandu dari sebuah

serat optik. Persamaan Maxwell menyatakan gelombang elektromagnetik atau mode

terdiri dari dua komponen. Dua komponen tersebut adalah medan listrik E(x, y, z) dan


medan magnet H(x, y, z). Medan listrik, E, dan medan magnet, H, tegak lurus satu

sama lain. Mode yang merambat pada serat optik dikatakan transverse. Transverse

mode, merambat sepanjang sumbu serat optik. Pola medan mode disebut Transverse

Electric (TE). Pada TE mode, medan listrik tegak lurus arah perambatan, medan

magnet pada arah perambatan. Transverse mode lain adalah transverse magnetic (TM)

mode. TM mode berlawanan dengan TE mode, pada TM mode, medan magnet tegak

lurus dengan arah perambatan dan medan listrik searah arah perambatan.

Gambar (8)

Pola medan TE menyatakan orde dari masing masing mode. Orde dari masing-masing

mode diindikasikan oleh jumlah maksima medan di dalam inti serat. Sebagai contoh

TE0 memiliki satu medan maksima, medan listrik maksimum pada pusat dari pandu

gelombang dan meluruh/berkurang menuju perbatasan kulit-inti. TE0 adalah

fundamental mode atau mode terendah standing wave. Jika jumlah medan maksima

bertambah, maka orde mode lebih tinggi. Secara umum, mode dengan beberapa

medan maksima dikatakan mode dengan orde lebih tinggi. Orde mode juga ditentukan

oleh sudut yang dibentuk oleh muka gelombang dengan sumbu serat. Gambar (9)

mengilustrasikan sinar merambat pada serat, sinar ini menyatakan arah dari muka

gelombang. Mode orde tinggi memotong sumbu serat dengan sudut lebih kecil. Orde

rendah dan orde tinggi diperlihatkan pada gambar (9).


Gambar (9)

Perlu dicatat bahwa mode tidak seluruhnya terkurung dalam inti serat,

sebagian mode menembus kulit. Mode orde rendah hanya menembus kulit sedikit.

Pada mode orde rendah, medan listrik dan magnet terkonsentrasi pada sumbu fiber.

Sedangkan mode orde tinggi menembus lebih jauh ke dalam kulit. Pada orde tinggi,

medan listrik dan magnet terdistribusi lebih pada sisi luar serat optik. Penetrasi dari

orde rendah dan tinggi ini ke dalam kulit menyatakan bahwa sebagian dibiaskan

keluar dari inti. Mode yang dibiaskan mungkin terperangkap dalam kulit disebabkan

oleh dimensi dari daerah kulit. Mode yang terperangkap pada daerah kulit disebut

mode kulit. Ketika mode inti dan kulit merambat sepanjang serat maka mode

mungkin terjadi kopling. Kopling mode adalah pertukaran daya antara dua mode.

Kopling mode pada kulit akan menyebabkan hilangnya daya dari mode inti. Untuk

mode yang tetap dalam inti, maka mode harus memenuhi beberapa syarat batas. Mode

akan tetap terikat jika konstanta propagasi (β) memenuhi syarat batas berikut :

…………………………………………(4)


dimana n1 dan n2 adalah indeks bias inti dan kulit. Ketika konstanta propagasi lebih

kecil dari

2 πn2

λ, maka power akan bocor keluar dari inti ke kulit. Secara umum,

kebocoran mode ke dalam kulit akan hilang pada beberapa centimeter. Mode bocor

dapat membawa daya yang besar pada serat optik pendek.

Gelombang elektromagnetik yang terikat pada serat optik dinyatakan oleh Normalized

Frequency. Normalized Frequency menentukan berapa banyak mode yang dapat

terpandu pada serat optik. Normalized Frequency juga berhubungan dengan panjang

gelombang cut-off serat optik. Normalized frequency (V) didefensikan :

.………………………………………(5)

dimana n1 adalah indeks bias serat dan n2 adalah indek bias kulit, a adalah diameter

serat dan λ adalah panjang gelombang cahaya diudara. Jumlah mode yang dapat

terpandu dalam serat optik adalah fungsi dari V. Jika V bertambah , maka jumlah

mode yang dapat terpandu di dalam serat optik juga akan bertambah.

- Tipe serat optik

Serat optik dikarakteristikan oleh strukturnya dan sifat transmisinya. Secara dasar,

serat optik diklasifikasikanmenjadi dua. Pertama adalah serat optik mode tunggal dan

kedua adalah serat optik multi mode. Struktur dasarnya berbeda pada ukuran intinya.

Serat optik mode tunggal dibuat dengan bahan yang sama dengan serat optik multi

mode, juga dengan proses fabrikasi yang sama.

Serat optik mode tunggal

Ukuran inti serat optik mode tunggal sangat kecil, diameternya biasanya

sekirar 8 – 10 μm, serat optik dengan ukuran serat sekecil ini hanya akan

mengijinkan fundamental atau mode orde terendah yang untuk merambat

dengan panjang gelombang sekitar 1300 nm. Serat mode tunggal hanya

merambatakan satu mode karena ukuran inti mendekati ukuran panjang

gelombang. Nilai normalized frequency parameter (V) menghubungkan


ukuran inti dan propagasi mode. Pada mode tunggal, V lebih kecil atau sama

dengan 2,405. Ketika V ¿ 2,405, serat optik mode tunggal merambatkan

fundamental mode pada inti serat, sedangkan orde orde yang lebih tinggi akan

hilang di kulit. Untuk V rendah (¿ 1,0), kebanyakan daya dirambatkan pada

kulit, power yang ditransmisikan oleh kulit akan dengan mudah hilang pada

lengkungan serat, maka nilai V dibuat sekitar 2, 405. Serat optik mode tunggal

memiliki sinyal hilang yang rendah dan kapasitas informasi yang lebih besar

(bandwidth) daripada serat optik multi mode. Serat optik mode tunggal dapat

mentransmisikan data yang lebih besar karena dispersi yang lebih rendah

Serat optik multi mode

Serat optik multi mode merambatkan lebih dari satu mode, dapat

merambatkan lebih dari 100 mode. Jumlah mode yang merambat bergantung

pada ukuran inti dan numerical aperture (NA). Jika ukuran inti dan NA

bertambah maka jumlah mode bertambah. Ukuran inti dan NA biasanya

sekitar 50 – 100 μm dan 0,20 – 0,229. Ukuran inti dan NA yang lebih besar

memberikan beberapa keuntungan, cahaya yang diumpankan ke serat optik

multi mode menjadi lebih mudah, koneksi antara serat juga lebih mudah.

Keuntungan lainnya adalah serat optik multi mode mengijinkan penggunaan

light-emitting diodes (LEDs). LEDs lebih murah, lebih sederhana dan

umurnya hidupnya lebih panjang sehingga LED lebih digunakan untuk banyak

aplikasi. Serat optik multi mode memiliki kerugian, dengan jumlah mode yang

banyak maka efek dispersi modal akan bertambah. Dispersi modal (intermodal

dispersion) berarti mode mode tiba diujung serat dengan waktu yang berbeda.

Perbedaan waktu ini menyebabkan pulsa cahaya melebar. Dispersi modal akan

memberikan efek pada bandwidth sistem menjadi lebih kecil (lebih sedikit

membawa informasi.). Manufaktur serat optik mengatur diameter serat, NA

dan profile indeks bias dari serat optik multi mode untuk memaksimalkan

bandwidth sistem.

Keuntungan Sistem Serat Optik


Mengapa sistem serat optik dikatakan merevolusi dunia telekomunikiasi ? ini karena

dibandingkan dengan sistem konvensional menggunakan kabel logam (tembaga) biasa, serat

optik memiliki :

Less expensive – Beberapa mil kabel optik dapat dibuat lebih murah dari kabel

tembaga dengan panjang yang sama.

Thinner – Serat optik dapat dibuat dengan diameter lebih kecil (ukuran diameter

kulit dari serat sekitar 100 m dan total diameter ditambah dengan jaket pelindung

sekitar 1 – 2 mm) daripada kabel tembaga, dan juga karena serat optik membawa

light (cahaya) maka tentunya memiliki light weight (berat yang ringan). Maka

kabel serat optik mengambil tempat yang lebih kecil di dalam tanah.

Higher carrying capacity – Karena serat optik lebih tipis dari kabel tembaga

maka kebanyakan serat optik dapat dibundel ke dalam sebuah kabel dengan

diameter tertentu maka beberapa jalur telepon dapat berada pada kabel yang sama

atau lebih banyak saluran televisi pada TV cable dapat melalui kabel. Serat optik

juga memiliki bandwidth yang besar ( 1 dan 100 GHz, untuk multimode dan

single-mode sepanjang 1 Km).

Less signal degradation – Sinyal yang loss pada serat optik lebih kecil

(kurang dari 1 dB/km pada rentang panjang gelombang yang lebar) dibandingkan

dengan kabel tembaga.

Light signals – Tidak seperti sinyal listrik pada kabel tembaga, sinyal cahaya dari

satu serat optik tidak berinterferensi dengan sinyal cahaya pada serat optik yang

lainnya di dalam kabel yang sama, juga tidak ada interferensi elektromagnetik. Ini

berarti meningkatkan kualitas percakapan telepon atau penerimaan TV. Juga tidak

ada

Low Power – Karena sinyal pada serat optik mengalami loss yang rendah,

transmitter dengan daya yang rendah dapat digunakan dibandingkan dengan

sistem kabel tembaga yang membutuhkan tegangan listrik yang tinggi, hal ini jelas

dapat mengurangi biaya yang dibutuhkan.

Digital signals – Serat optik secara ideal cocok untuk membawa informasi digital

dimana berguna secara khsusus pada jaringan komputer.

Non-flammable – Karena tidak ada arus listrik yang melalui serat optik, maka

tidak ada resiko bahaya api.


Flexibile – Karena serat optik sangat fleksibel dan dapat mengirim dan menerima

cahaya, maka digunakan pada kebanyakan kamera digital fleksibel untuk tujuan :

Medical Imaging – pada bronchoscopes, endoscopes, laparoscope,

colonofiberscope (dapat dimasukkan ke dalam tubuh manusia (misal usus)

sehingga citranya dapat dilihat langsung dari luar tubuh).

Mechanical imaging – memeriksa pengelasan didalam pipa dan mesin

Plumbing – memeriksa sewer lines.

Dasar Sistem Komunikasi Serat Optik

Gambar (10) merupakan dasar sistem komunikasi terdiri dari sebuah transmitter,

sebuah recevier, dan sebuah information channel. Pada transmitter informasi dihasilkan dan

mengolahnya menjadi bentuk yang sesuai untuk di kirimkan sepanjang information channel,

informasi ini berjalan dari transmitter ke receiver melalui information channel ini.

Information channels dapat dibagi menjadi 2 kategori : Unguided channel dan Guided

channel. Atmosphere adalah sebuah contoh Unguided channel, sistem yang menggunakan

atmospheric channel adalah radio, televisi dan microwave relay links. Guided channels

mencakup berbagai variasi struktur tranmisi konduksi, seperti two-wire line, coaxial cable,

twisted–pair.

Gambar (10)

Gambar (11) merupakan blok diagaram sistem komunikasi serat optik secara umum, dimana

fungsi-fungsi dari setiap bagian adalah sebagai berikut :

Message Origin

- Message origin bisa berupa besaran fisik non-listrik (suara atau gambar),

sehingga diperlukan transduser (sensor) yang merubah message dari

bentuk non-listrik ke bentuk listrik.

- Contoh yang umum adalah microphone merubah gelombang suara menjadi

arus listrik dan Video cameras (CCD) merubah gambar menjadi arus

listrik.


Modulator dan Carrier Source

- Memiliki 2 fungsi utama, pertama merubah message elektrik ke dalam

bentuk yang sesuai, kedua menumpangkan sinyal ini pada gelombang yang

dibangkitkan oleh carrier source.

- Format modulasi dapat dibedakan menjadi modulasi analog dan digital.

- Pada modulasi digital untuk menumpangkan sinyal data digital pada

gelombang carrier, modulator cukup hanya meng-on kan atau meng-off

kan carrier source sesuai dengan sinyal data-nya.

Gambar (11)

- Carrier source membangkitkankan gelombang cahaya dimana padanya

informasi ditransmisikan, yang umum digunakan Laser Diode (LD) atau

Light Emitting Diode (LED).


Gambar (12)

Gambar (13)


Channel Coupler

- Untuk menyalurkan power gelombang cahaya yang telah termodulasi dari

carrier source ke information channel (serat optik).

- Merupakan bagian penting dari desain sistem komunikasi serat optik sebab

kemungkinan loss yang tinggi.

Information Channel (Serat Optik)

- Karakteristik yang diinginkan dari serat optik adalah atenuasi yang rendah

dan sudut light-acceptance-cone yang besar.

- Amplifier dibutuhkan pada sambungan yang sangat panjang (ratusan atau

ribuan kilometer) agar didapatkan power yang cukup pada receiver.

- Repeater hanya dapat digunakan untuk sistem digital, dimana berfungsi

merubah sinyal optik yang lemah ke bentuk listrik kemudian dikuatkan

dan dikembalikan ke bentuk sinyal optik untuk transmisi berikutnya.

- Waktu perambatan cahaya di dalam serat optik bergantung pada frekuensi

cahaya dan pada lintasan yang dilalui, sinyal cahaya yang merambat di

dalam serat optik memilki frekuensi berbeda-beda dalam rentang tertentu

(lebar spektrum frekuensi) dan powernya terbagi-bagi sepanjang lintasan

yang berbeda-berbeda, hal ini menyebabkan distorsi pada sinyal.

- Pada sistem digital distorsi ini berupa pelebaran (dispersi) pulsa digital

yang merambat di dalam serat optik, pelebaran ini makin bertambah

dengan bertambahnya jarak yang ditempuh dan pelebaran ini akan

tumpang tindih dengan pulsa-pulsa yang lainnya, hal ini akan

menyebabkan kesalahan pada deteksi sinyal. Adanya dispersi membatasi

kecepatan informasi (pada sistem digital kecepatan informasi disebut data

rate diukur dalam satuan bit per second (bps) ) yang dapat dikirimkan.

- Pada fenomena optical soliton, efek dispersi ini diimbangi dengan efek

non-linier dari serat optik sehingga pulsa sinyal dapat merambat tanpa

mengalami perubahan bentuk (tidak melebar).


Detector dan Amplifier

- Digunakan foto-detektor (photo-diode, photo transistor dsb) yang

berfungsi merubah sinyal optik yang diterima menjadi sinyal listrik.

Signal Processor

- Untuk transmisi analog, sinyal prosesor terdiri dari penguatan dan filtering

sinyal. Filtering bertujuan untuk memaksimalkan rasio dari daya sinyal

terhadap power sinyal yang tidak diinginakan. Fluktuasi acak yang ada

pada sinyal yang diterima disebut sebagai noise. Bagaimana pengaruh

noise ini terhadap sistem komunikasi ditentukan oleh besaran SNR (Signal

to Noise Ratio), yaitu perbandingan daya sinyal dengan daya noise,

biasanya dinyatakan dalam desi-Bell (dB), makin besar SNR maka makin

baik kualitas sistem komunikasi tersebut terhadap gangguan noise.

- Untuk sistem digital, sinyal prosesor terdiri dari penguatan dan filtering

sinyal serta rangkaian pengambil keputusan .

- Rangkaian pengambil keputusan ini memutuskan apakah sebuah bilangan

biner 0 atau 1 yang diterima selama slot waktu dari setiap individual bit.

Karena adanya noise yang tak dapat dihilangkan maka selalu ada

kemungkinan kesalahan dari proses pengambilan keputusan ini,

dinyatakan dalam besaran Bit Error Rate (BER ) yang nilai-nya harus kecil

pada komunikasi.

- Jika data yang dikirim adalah analog (misalnya suara), namun

ditransmisikan melalui serat optik secara digital (pada transmitter

dibutuhkan Analog to Digital Converter (ADC) sebelum sinyal masuk

modulator) maka dibutuhkan juga Digital to Analog Converter (DAC)

pada sinyal prosesor, untuk merubah data digital menjadi analog, sebelum

dikeluarkan ke output (misalnya speaker).


Gambar (14)

Message Output

- Jika output yang dihasilkan di presentasikan langsung ke manusia, yang

mendengar atau melihat informasi tersebut, maka output yang masih dalam

bentuk sinyal listrik harus dirubah menjadi gelombang suara atau visual

image. Transduser (actuator) untuk hal ini adalah speaker untuk audio

message dan tabung sinar katoda (CRT) (atau yang lainnya seperti LCD,

OLED dsb) untuk visual image.

- Pada beberapa situasi misalnya pada sistem dimana komputer-komputer atau

mesin-mesin lainnya dihubungkan bersama-sama melalui sebuah sistem serat

optik, maka output dalam bentuk sinyal listrik langsung dapat digunakan. Hal

ini juga jika sistem serat optik hanya bagian dari jaringan yang lebih besar,

seperti pada sebuah fiber link antara telephone exchange atau sebuah fiber

trunk line membawa sejumlah progam televisi, pada kasus ini prosesing

mencakup distribusi dari sinyal listrik ke tujuan-tujuan tertentu yang


diinginkan. Peralatan pada message ouput secara sederhana hanya berupa

sebuah konektor elektrik dari prosesor sinyal ke sistem berikutnya.

Perambatan cahaya pada fiber optik

Teknologi fiber optik maju pesat dan sedang berkembang pemamfatannya untuk

sistem teknologi telekomunikasi maju dan handal. 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 kualitas tinggi dan

dibentuk dari dua lapisan utama yaitu lapisan inti yang biasanya disebut core terletak pada

lapisan yang paling dalam dengan indeks bias n1 dan dilapisi oleh cladding dengan indeks

bias n2 yang lebih kecil dari n1.

Menurut hukum Snellius jika seberkas sinar masuk pada suatu ujung fiber optik

( media yang transparan ) dengan sudut kritis dan sinar itu datang dari medium 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.

Dewasa ini ada 3 jenis fiber optik yang populer pemamfatannya pada sistem

komunikasi Fiber Optik yaitu:

a. Fiber optik multimode step indek

b. Fiber optik multimode Graded

c. Fiber optik single mode

Konfigurasi Dasar Sistem Komunikasi Fiber Optik

Sistem Komunikasi Fiber optik terdiri dari 3 komponen utama yaitu:

a. Transmitter berupa Laser Diode ( LD ) dan Light Emmiting Diode (LED)

b. Media transmisi berupa fiber optik

c. Receiver yang merupakan detektor penerima digunakan PIN dan APD.

Konfigurasi dasar Sistem Komunikasi Fiber Optik


Transmitter

Transmitter terdiri dari 2 bagian yaitu :

a. Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal analog,

selanjutnya data tersebut ditumpangkan kedalam sinyal gelombang optik yang telah

termodulasi

b. Sumber gelombang optik berupa sinar Laser Diode (LD) dan LED ( light emmiting

diode ) yang pemakaiannya disesuaikan dengan sistem komunikasi yang diperlukan.

Laser Diode dapat digunakan untuk sistem komunikasi optik yang sangat jauh seperti

Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) dan Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO),

karena laser LD mempunyai karakteristik yang handal yaitu 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 sukar 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.

LED digunakan untuk sistem komunikasi jarak sedang dan dekat agar sistem dapat

ekonomis dan efektif karena LED lebih mudah pembuatanya, sehingga harganyapun

lebih murah.

Pada gambar 2.2.1 dapat diilustrasikan karakteristik transfer dari LD dan LED dan

menganalisanya bahwa setelah suatu harga tertentu dilampaui, dengan input yang

sama ternyata daya output LD jauh lebih besar dari LED.

Receiver

Receiver atau bagian penerima terdiri dari 2 bagian yaitu detektor penerima dan

rangakaian elektrik

a. Detektor penerima berfungsi untuk mengkap cahaya yang berupa gelombang optik

pembawa informasi, dapat berupa PIN diode atau APD (Avalance Photo Diode)

pemilihannya tergantung keperluan sistem komunikasinya.


Untuk komunikasi jarak jauh digunakan detektor APD yang dapat bekerja pada

panjang gelombang 1300 nm, 1500 nm serta 1550 nm dengan kualitas yang baik.

Artinya detektor APD mempunyai sensitivitas dan response yang tinggi terhadap

sinar laser LD sebagai pembawa gelombang optik informasi.

Untuk komunikasi jarak pendek lebih efisien jika menggunakan ditektor PIN diode,

karena PIN baik digunakan untuk bit rate rendah dan sensitivitasnya tinggi untuk

LED. Pada gambar 2.2.2. dapat diilustrasikan daerah kerja dari laser LD dan LED

serta detektor APD dan PIN diode dan dapat dianalisis sebagai berikut:

Sumber cahaya LD terlihat memiliki daya lebih besar, stabil, konstan pada bit rate

berapapun, sedangkan sumber cahaya LED mempunyai daya pancar yang lebih kecil

dan pada bit rate 100 Mbps dayanya mulai menurun.

Detektor penerima PIN bereaksi baik pada bit rate rendah tetapi kurang sensitif bila

bit rate dinaikan.

Detektor penerima APD lebih sensitif pada bit rate tinggi. Untuk transmisi jarak jauh

diperlukan daya pancar yang lebih besar dan sensitifitas yang tinggi, sistem fiber

optik akan menggunakan laser LD sebagai sumber cahaya dan APD sebagai detektor

penerima. Sedangkan untuk transmisi jarak dekat cukup digunakan LED sebagai

sumber optik dan PIN sebagai ditektor penerima.

Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi cahaya pembawa informasi

terhadap data informasi terhadap data informasi yang dibawa dengan melakukan

regenerasi timing, regenerasi pulse serta konversi sinyal elektrik ke dalam interface

V.28 yang berupa sinyal digital dan sebaliknya

Atenuasi

Atenuasi adalah besaran pelemahan energi sinyal informasi dari fiber optik yang

dinyatakan dalam dB dan disebabkan oleh 3 faktor utama yaitu absorpsi, hamburan

(scattering) dan mikro-bending. Gelas yang merupakan bahan pembuat fiber optik

biasanya terbentuk dari silicon-dioksida ( SiO2). Variasi indeks bias diperoleh dengan

menambahkan bahan lain seperti titanium, thallium, germanium atau boron. Dengan

susunan bahan yang tepat maka akan didapatkan atenuasi yang sekecil mungkin.

Atenuasi menyebabkan pelemahan energi sehingga amplitudo gelombang yang sampai

pada penerima menjadi lebih kecil dari pada amplitudo yang dikirimkan oleh pemancar.


a. Absorpsi.

Absorpsi merupakan sifat alami suatu gelas. Pada daerah-daerah tertentu gelas dapat

mengabsorpsi sebagian besar cahaya seperti pada daerah ultraviolet. Hal ini

disebabkan oleh adanya gerakan elektron yang kuat. Demikian pula untuk daerah

inframerah, terjadi absorpsi yang besar. 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.

b. Hamburan

Seberkas cahaya yang melalui suatu gelas dengan variasi indeks bias disepanjang

gelas tadi, sebagian energinya akan hilang dihamburkan oleh benda benda kecil yang

ada di dalam gelas. Hamburan yang disebabkan oleh tumbukan cahaya dengan

partikel tersebut dinamakan hamburan Rayleigh. Besarnya hamburan Rayleigh ini

berbanding terbalik dengan pangkat empat dari pangjang gelombang cahaya yaitu : 1/

λ . Sehingga dapat disimpulkan untuk lamda kecil, hamburan Rayleigh besar dan

sebaliknya. Seberapa besar sumbangan hamburan Rayleigh ini terhadap atenuasi

transmisi dapat dilihat pada grafik gambar 2.3. yang sudah direkomendasi oleh

CCITT. Ternyata pada panjang gelombang sekitar 0,85 μm yaitu panjang gelombang

sinar laser Ga A1 As, 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.

c. Mikro-bending

Atenuasi lainya adalah atenuasi yang disebabkan mikro-bending yaitu pembengkokan

fiber optik untuk memenuhi persyaratan ruangan. Namun pembengkokan dapat pula

terjadi secara tidak sengaja seperti misalnya fiber optik yang mendapat tekanan cukup

keras sehingga cahaya yang merambat di dalamnya akan berbelok dari arah transmisi

dan hilang. Hal ini tentu saja menyebabkan atenuasi.


Karakteristik Transmisi

Sifat transmisi informasi dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Informasi yang akan ditransmisikan berupa data dalam bentuk digital sedangkan

bentuk sinyal pembawa carrier yang akan melewati media transmisi fiber optik berupa

sinyal analog.

b. Untuk itu diperlukan proses modulasi dan demodulasi yaitu proses yang mengubah

data digital ke analog dan juga proses sebaliknya dengan menggunakan sebuah

Modem dengan pirantinya.

c. Dalam hal ini jenis fiber optik yang digunakan sebagai media transmisi adalah fiber

optik multimode graded indeks.

Konfigurasi Dasar Sistem Komunikasi Serat Optik

Akhir-akhir ini demand masyarakat akan kebutuhan komunikasi data sangat pesat. Yaitu mentransfer data dalam jumlah besar, membutuhkan keakuratan yang tinggi dan mampu menjaga kerahasian data tersebut. Keunggulan serat optik sebagai media transmisi terutama mampu meningkatkan pelayanan sistem komunikasi data, seperti peningkatan jumlah kanal yang tersedia, bandwidth yang lebar, kemampuan mentransfer data dengan kecepatan mega bit /second, terjaminnya kerahasiaan data yang dikirimkan, sehingga pembicaraan tidak dapat disadap, tidak terganggu oleh gelombang elektromagnetik, petir atau cuaca.

Dalam Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO) jenis kabel serat optik yang digunakan adalah Multimode Graded Index. Laser sumber gelombang optik dipilih LED. Pemilihannya disesuaikan dengan kepentingan sistem yang dirancang, agar dapat menghasilkan sistem yang lebih efektif dan optimal ditinjau dari nilai ekeonomi dan teknologinya. Sistem ini mampu memberikan transmisi data dengan panjang lintasan sejauh 16 Km. Kecepatan transmisi yang mampu dicapai adalah bervariasi dari 300 baud, 600 baud, 1200 baud, 2400 baud, 4800 baud,

http://jofania.wordpress.com/2010/02/14/dasar-serat-optik-2/fo_dwdm/


9600 baud dan 19200 baud yang sudah direkomendasikan oleh CCITT. Sedangkan kualitas transmisi dapat mencapai BER ( bit error ) 10 pangkat -8

Teknologi Serat Optik

Perambatan cahaya pada serat optik

Perambatan Sinar

Kabel serat 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 kualitas tinggi dan dibentuk dari dua lapisan utama yaitu lapisan inti yang biasanya disebut core terletak pada lapisan yang paling dalam dengan indeks bias n1 dan dilapisi oleh cladding dengan indeks bias n2 yang lebih kecil dari n1.

Hukum Snellius

Menurut hukum Snellius jika seberkas sinar masuk pada suatu ujung serat optik ( media yang transparan ) dengan sudut kritis dan sinar itu datang dari medium yang mempunyai indeks bias lebih kecil dari udara menuju inti serat optik ( kuartz murni ) yang mempunyai indeks

http://jofania.wordpress.com/2010/02/14/dasar-serat-optik-2/fo_berkas-2/


bias yang lebih besar maka seluruh sinar akan merambat sepanjang inti (core) serat optik menuju ujung yang satu.

Dewasa ini ada 3 jenis serat optik yang populer pemamfatannya pada sistem komunikasi Serat Optik yaitu:

a. Serat optik Multimode Step Index

b. Serat optik Multimode Graded Index

c. Serat optik Singlemode Index

Pada single mode fiber, terlihat pada gambar bahwa index bias akan berubah dengan segera pada batas antara core dan cladding (step index). Bahannya terbuat dari silica glass baik untuk cladding maupun corenya. Diameter core jauh lebih kecil 10 mm) dibandingkan dengan diameter cladding, konstruksi demikian dibuat untuk mengurangi rugi-rugi transmisi akibat adanya fading. Single mode fiber sangat baik digunakan untuk menyalurkan informasi jarak jauh karena di samping rugi-rugi transmisi yang kecil juga mempunyai band frkuensi yang lebar. Misalnya untuk ukuran 10/125 mm, pada panjang gelombang cahaya 1300 nm, redaman maksimumnya 0,4 – 0,5 dB/km dan lebar band frekwensi minimum untuk 1 km sebesar 10 GHz.

Single mode fiber dapat juga dibuat dengan index bias yang berubah secara perlahanlahan (graded index).

b. Multimode Step Index Fiber

Serat optik ini pada dasarnya mempunyai diameter core yang besar (50 – 400 um) dibandingkan dengan diameter cladding (125 – 500 um). Sama halnya dengan single mode fiber, pada serat optik ini terjadi perubahan index bias dengan segera (step index) pada batas antara core dan cladding. Diameter core yang besar (50 – 400 um) digunakan untuk menaikkan effisiensi coupling pada sumber cahaya yang tidak koheren seperti LED. Karakteristik penampilan serat optik ini sangat bergantung pada macam material/bahan yang

http://jofania.wordpress.com/2010/02/14/dasar-serat-optik-2/fo_tipe-2/


digunakan. Berdasarkan hasil penelitian, penambahan prosentase bahan silica pada serat optik ini akan meningkatkan penampilan (performance). Tetapi jenis serat optik ini tidak populer karena meskipun kadar silicanya ditingkatkan, rugi-rugi dispersi sewaktu transmit tetap besar, sehingga hanya baik digunakan untuk menyalurkan data/informasi dengan kecepatan rendah dan jarak relatif dekat.

c. Multimode Graded index

Multimode graded index dibuat dengan menggunakan bahan multi component glass atau dapat juga dengan silica glass baik untuk core maupun claddingnya. Pada serat optik tipe ini, indeks bias berubah secara perlahan-lahan (graded index multimode). Indeks bias inti berubah mengecil perlahan mulai dari pusat core sampai batas antara core dengan cladding. Makin mengecilnya indeks bias ini menyebabkan kecepatan rambat cahaya akan semakin tinggi dan akan berakibat dispersi waktu antara berbagai mode cahaya yang merambat akan berkurang dan pada akhirnya semua mode cahaya akan tiba pada waktu yang bersamaan di penerima (ujung serat optik). Diameter core jenis serat optik ini lebih kecil dibandingkan dengan diameter core jenis serat optic Multimode Step Index, yaitu 30 – 60 um untuk core dan 100 – 150 um untuk claddingnya.

Biaya pembuatan jenis serat optik ini sangat tinggi bila dibandingkan dengan jenis Single mode. Rugi-rugi transmisi minimum adalah sebesar 0,70 dB/km pada panjang gelombang 1,18 um dan lebar band frekwensi 150 MHz sampai dengan 2 GHz. Oleh karenanya jenis serat optik ini sangat ideal untuk menyalurkan informasi pada jarak menengah dengan menggunakan sumber cahaya LED maupun LASER, di samping juga penyambungannya yang relatif mudah.

Saat ini ada empat macam tipe yang sering digunakan berdasarkan ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization sector) yang dahulu dikenal dengan CCITT yaitu :

1. G.652 – Standar Single Mode Fiber2. G.653 – Dispersion-shifted single mode fiber3. G.653 – Characteristics of cut-off shifted mode fiber cable4. G.655 – Dispertion-shifted non zero Dispertion fiber.

Tipe serat G.652 adalah tipe serat yang sering digunakan saat ini dan semua tipe dari tipe serat yang ada sekarang ini menyesuaikan dengan type G.652. Saat ini tipe dari jenis serat 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) optic dan pre-amplifier sedangkan untuk STM 64 jarak yang dapat dicakup adalah sebesar 40 – 80 km.


Konfigurasi Dasar Sistem Komunikasi Serat Optik

Sistem Komunikasi Serat optik terdiri dari 3 komponen utama yaitu:

a. Transmitter berupa Laser Diode ( LD ) dan Light Emmiting Diode (LED)

b. Media transmisi berupa serat optik

c. Receiver yang merupakan detektor penerima digunakan PIN dan APD.

Transmitter

Transmitter terdiri dari 2 bagian yaitu :

1. Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal analog, selanjutnya data tersebut ditumpangkan kedalam sinyal gelombang optik yang telah termodulasi

2. Sumber gelombang optik berupa sinar Laser Diode (LD) dan LED ( light emmiting diode ) yang pemakaiannya disesuaikan dengan sistem komunikasi yang diperlukan.

Laser Diode dapat digunakan untuk sistem komunikasi optik yang sangat jauh seperti Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) dan Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO), karena laser LD mempunyai karakteristik yang handal yaitu 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 sukar 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.

LED digunakan untuk sistem komunikasi jarak sedang dan dekat agar sistem dapat ekonomis dan efektif karena LED lebih mudah pembuatanya, sehingga harganyapun lebih murah.

Pada gambar 2.2.1 dapat diilustrasikan karakteristik transfer dari LD dan LED dan menganalisanya bahwa setelah suatu harga tertentu dilampaui, dengan input yang sama ternyata daya output LD jauh lebih besar dari LED.

Receiver

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

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

Untuk komunikasi jarak jauh digunakan detektor APD yang dapat bekerja pada panjang gelombang 1300 nm, 1500 nm serta 1550 nm dengan kualitas yang baik. Artinya detektor APD mempunyai sensitivitas dan response yang tinggi terhadap sinar laser LD sebagai pembawa gelombang optik informasi.

Untuk komunikasi jarak pendek lebih efisien jika menggunakan ditektor PIN diode, karena PIN baik digunakan untuk bit rate rendah dan sensitivitasnya tinggi untuk


LED. Pada gambar 2.2.2. dapat diilustrasikan daerah kerja dari laser LD dan LED serta detektor APD dan PIN diode dan dapat dianalisis sebagai berikut:

Sumber cahaya LD terlihat memiliki daya lebih besar, stabil, konstan pada bit rate berapapun, sedangkan sumber cahaya LED mempunyai daya pancar yang lebih kecil dan pada bit rate 100 Mbps dayanya mulai menurun.

Detektor penerima PIN bereaksi baik pada bit rate rendah tetapi kurang sensitif bila bit rate dinaikan.

Detektor penerima APD lebih sensitif pada bit rate tinggi. Untuk transmisi jarak jauh diperlukan daya pancar yang lebih besar dan sensitifitas yang tinggi, sistem serat optik akan menggunakan laser LD sebagai sumber cahaya dan APD sebagai detektor penerima. Sedangkan untuk transmisi jarak dekat cukup digunakan LED sebagai sumber optik dan PIN sebagai ditektor penerima.

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

Konfigurasi Komunikasi Data Serat Optik


Kesimpulan

1. Teknologi serat optik menawarkan kecepatan data yang lebih besar sepanjang jarak

yang lebih jauh dengan harga yang lebih rendah daripada sistem konvensional

menggunakan kawat logam (tembaga)

2. 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.

3. Untuk menjelaskan bagaimana cahaya merambat sepanjang serat optik digunakan dua

pendekatan/teori, yaitu pendekatan cahaya sebagai sinar (optik geometrik) dan cahaya

sebagai gelombang elektro-magnetik (optik fisis) / teori mode.

4. 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 serat optik 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.

5. 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.

6. 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).

Sistem Komunikasi Serat Optik

Documents