Prinsip dasar Penerapan Fiber Optik

A.    Prinsip Dasar Bagaimana Kabel Fiber Optic Bekerja

 Pernahkah kita bertanya-tanya bagaimana manusia bisa berkomunikasi dan mengirimkan data ke penerima yang jaraknya bisa mencapai ribuan kilometer secara langsung? Tentu kita membayangkan bagaimana suara kita diubah menjadi gelombang elektromagnetik dan dihantarkan oleh muatan listrik melalui konduktor. Ok, mungkin bahasa kalian tidak serumit bahasa penulis yang kebingungan menerjemahkan bahasa visual ke bahasa verbal.Telekomunikasi yang diawali oleh ditemukannya mesin telegraf hampir 200 tahun yang lalu tentunya sudah jauh berkembang bila dibandingkan saat ini. Kita tidak akan membahas bagaimana evolusi teknologi telekomunikasi dari awal hingga akhir tapi membahas peralihan teknologi dari coaxial cable ke fiber optics. Jika kita telah berlangganan internet rumahan dari  ISP (Internet Service Provider) plat merah sejak dari dulu pasti kita merasakan perbedaan kecepatan bandwidth. Hal ini disebabkan karena teknologi kabel yang digunakan beralih dari tembaga ke fiber optics.

Tidak hanya jenis bahan kabelnya saja yang berbeda tapi juga prinsip kerja juga berbeda antara kabel tembaga dan fiber optics. Setelah ini kita akan kembali mengulang pelajaran fisika saat di bangku sekolah dulu untuk membahas perbedaan prinsip kerja antara fiber optics dan kambel tembaga.

 

B.     Prinsip Kerja Sinyal Melalui Kabel

Pada awal penggunaannya, internet sebenarnya menumpang teknologi telepon sebagai media untuk koneksinya. Data sebenarnya merupakan sinyal digital yang terdiri 0 atau 1, ada atau tak ada arus. Sinyal digital ini mirip dengan sinyal mesin telegraf yang menggunakan sandi morse. Bedanya kode morse yang dipakai mesin telegraf hanya menerjemahkan sinyal 1 (ada arus listrik) yang agak lama dan sinyal 1 yang agak pendek serta mengabaikan sinyal 0 (tidak ada arus listrik). Sementara itu, telepon merupakan alat yang dapat mengubah gelombang suara (longitudinal) menjadi gelombang elektromagnetik (transversal). Nah, gelombang elektromagnetik ini kemudian diboncengi muatan listrik sehingga dapat dihantarkan melalui konduktor dalam hal ini kabel tembaga.

Kita dapat mengirimkan data melalui koneksi telepon dengan mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog. Proses ini dilakukan oleh alat yang disebut modem (modulator/demodulator). Bilangan biner 1 diubah menjadi tone tertentu seperti nada saat kita menekan tombol pada telepon.  Bagi yang pernah merasakan era internet dial-up tentu tahu suara apa yang akan kita dengar jika kita mengangkat telepon saat internet sedang digunakan. Lalu pada perkembangannya kita tetap dapat menggunakan telepon dan internet secara bersamaan karena frekuensi sinyalnya sudah dipisah.

Walau secara teori elektron dapat memiliki kecepatan yang hampir menyamai kecepatan cahaya, jika melewati medium seperti tembaga kekuatan gelombang elektromagnetik sering menjadi lemah apalagi jika ada gangguan dari radiasi gelombang elektromagnetik yang lain. Maka dari itu, setiap jarak beberapa kilometer tergantung ukuran kabel. Proses inilah yang membuat bandwidth kabel tembaga terbatas dan relatif memiliki latency yang tinggi.

 

C.    Proses Kerja Fiber Optic

Einstein mengeluarkan teori bahwa tidak ada partikel yang memiliki massa di semesta ini yang dapat melebihi kecepatan cahaya. Inilah yang menjadi landasan dibuatnya fiber optic: mengganti elektron dengan photon (partikel cahaya) sebagai alat untuk mengirimkan data. Alasannya, karena photon lebih cepat daripada elektron . Photon juga tidak terganggu dengan radiasi elektromagnetik di sekitar media penghantarnya.

Sistem kerjanya hampir mirip jika kita terdampar di pulau antah berantah lalu mengirimkan pesan S.O.S kepada kapal yang lewat dengan senter yang kita miliki. Cuma bedanya fiber optic menggunakan inti (core) serat gelas/plastik dan dibungkus dengan lapisan pemantul cahaya (cladding). Melalui serat inilah sinar laser lalu ditembakkan. Kita pasti mengira bahwa cahaya laser tersebut pasti memiliki kecepatan cahaya tapi kenyataanya kecepatan cahaya yang melewati kabel fiber optic lebih rendah karena mediumnya berupa zat padat.

 

 

Meskipun begitu lebar bandwidth dan latency fiber optic memiliki nilai yang lebih tinggi bila dibandingkan kabel tembaga. Hal ini juga disebabkan karena sinar laser di dalam fiber optic dapat menempuh 80-100 Km tanpa menggunakan amplifier. Bandingkan dengan kabel tembaga yang membutuhkan amplifier setiap jarak 30-300 meter.

Kekurangan fiber optic adalah biaya yang harus dikeluarkan untuk infrastrukturnya. Kabel fiber optic juga memiliki sudut terbatas untuk dapat dibelokkan. Itulah mengapa untuk di dalam ruangan kabel ethernet Cat 5e lebih relevan untuk digunakan. Fiber optic akan relevan untuk digunakan sebagai infrastruktur LAN jika ruangan tersebut memiliki radiasi elektromagnetik yang tinggi seperti di pembangkit listrik.

D.  Jenis Serat Optik

Berdasarkan sifat karakteristiknya maka jenis serat optik secara garis besar dapat dibagi menjadi 2 yaitu :

1.     Multimode

 Pada jenis serat optik ini penjalaran cahaya dari satu ujung ke ujung lainnya terjadi dengan melalui beberapa lintasan cahaya, karena itu disebut multimode. Diameter inti (core) sesuai dengan rekomendasi dari CCITT G.651 sebesar 50 m m dan dilapisi oleh jaket selubung (cladding) dengan diameter 125 m m.

Sedangkan berdasarkan susunan index biasnya serat optik multimode memiliki dua profil yaitu graded index dan step index. Pada serat graded index, serat optik mempunyai index bias cahaya yang merupakan fungsi dari jarak terhadap sumbu/poros serat optik. Dengan demikian cahaya yang menjalar melalui beberapa lintasan pada akhirnya akan sampai pada ujung lainnya pada waktu yang bersamaan. Berlainan dengan graded index, maka pada serat optik step index (mempunyai index bias cahaya sama) sinar yang menjalar pada sumbu akan sampai pada ujung lainnya dahulu (dispersi) Hal ini dapat terjadi karena lintasan yang melalui poros lebih pendek dibandingkan sinar yang mengalami pemantulan pada dinding serat optik. Sebagai hasilnya terjadi pelebaran pulsa atau dengan kata lain mengurangi lebar bidang frekuensi.

Oleh karena itu secara praktis hanya serat optik graded index sajalah yang dipergunakan sebagai saluran transmisi serat optik multimode.

2.     Single Mode

Bit rate ( Mbit/dt )	Jarak repeater multimode	Jarak repeater singlemode
140 280 420 565	30 20 15 10	50 35 33 31

Serat optik single mode/monomode mempunyai diameter inti (core) yang sangat kecil 3 – 10 m m, sehingga hanya satu berkas cahaya saja yang dapat melaluinya. Oleh karena hanya satu berkas cahaya maka tidak ada pengaruh index bias terhadap perjalanan cahaya atau pengaruh perbedaan waktu sampainya cahaya dari ujung satu sampai ke ujung yang lainnya (tidak terjadi dispersi). Dengan demikian serat optik singlemode sering dipergunakan pada sistem transmisi serat optik jarak jauh atau luar kota (long haul transmission system). Sedangkan graded index dipergunakan untuk jaringan telekomunikasi lokal (local network).
 

E.     Keunggulan Transmisi Serat Optik

Sistem transmisi serat optik ini dibandingkan dengan teknologi transmisi yang lain mempunyai beberapa kelebihan, antara lain :

1.     Redaman transmisi yang kecil.

Sistem telekomunikasi serat optik mempunyai redaman transmisi per km relatif kecil dibandingkan dengan transmisi lainnya, seperti kabel coaxial ataupun kabel PCM. Ini berarti serat optik sangat sesuai untuk dipergunakan pada telekomunikasi jarak jauh, sebab hanya membutuhkan repeater yang jumlahnya lebih sedikit.
 

2.     Bidang frekuensi yang lebar

Secara teoritis serat optik dapat dipergunakan dengan kecepatan yang tinggi, hingga mencapai beberapa Gigabit/detik. Dengan demikian sistem ini dapat dipergunakan untuk membawa sinyal informasi dalam jumlah yang besar hanya dalam satu buah serat optik yang halus.
 

3.     Ukurannya kecil dan ringan

Dengan demikian sangat memudahkan pengangkutan pemasangan di lokasi. Misalnya dapat dipasang dengan kabel lama, tanpa harus membuat lubang polongan yang baru.
 

4.     Tidak ada interferensi

Hal ini disebabkan sistem transmisi serat optik mempergunakan sinar/cahaya laser sebagai gelombang pembawanya. Sebagai akibatnya akan bebas dari cakap silang (cross talk) yang sering terjadi pada kabel biasa. Atau dengan perkataan lain kualitas transmisi atau telekomunikasi yang dihasilkan lebih baik dibandingkan transmisi dengan kabel. Dengan tidak terjadinya interferensi akan memungkinkan kabel serat optik dipasang pada jaringan tenaga listrik tegangan tinggi (high voltage) tanpa khawatir adanya gangguan yang disebabkan oleh tegangan tinggi.
 

5.     Kelebihan lain, antara lain

Adanya isolasi antara pengirim (transmitter) dan penerimanya (receiver), tidak ada ground loop serta tidak akan terjadi hubungan api pada saat kontak atau terputusnya serat optik. Dengan demikian sangat aman dipasang di tempat-tempat yang mudah terbakar. Seperti pada industri minyak, kimia, dan sebagainya.
 
 

	Kabel Coaxial	Kabel Serat Optik
Delay	0.005 ms/km	0.048 ms/km
Keamanan	- aman dari penyadapan - tidak dapat di jamming	- aman dari penyadapan - tidak dapat di jamming
Penambahan kanal Kapasitas kanal Transmisi TV Broadcast Transmisi data Umur sistem MTBF	memasang kabel baru sedang-besar baik, tidak ekonomis tidak dapat baik, tidak praktis lebih dari 25 tahun ± 10 tahun	memasang kabel baru sedang-besar sekali baik dan ekonomis tidak dapat baiksekali lebih dari 25 tahun ± 10 tahun

F.      KODE WARNA PADA KABEL FO

•      PATCH CORD

Kabel jenis ini merupakan kabel yang digunakan untuk jaringan dengan panjang terbatas dalam menghubungkan 2 titik terminasi jaringan fiber optik. Terdapat 2 jenis kabel Patch Cord yaitu

1. Single Fiber Optik (Simplex)
2. Double Fiber Otik (Duplex)

 

 

Untuk membedakan penggunaannya dibuatkan standar warna  yang terdapat pada pelindung (coating) pada jenis kabel patch  cord, seperti pada tabel berikut :

 

 

 

 

 

 

Identifikasi   yang   digunakan   dalam   Corning   Calbe   System menggunakan standar EIA/TIA-598. standar ini menjelaskan tentang Identifikasi Fiber, Jacket Fiber, Fiber Unitdan Group  dari fiber unit.