4. Memahami Jaringan Fiber Obtic

A. Menjelaskan Dasar-Dasar Fiber Optik

secara umum, kabel fiber optic itu terdiri atas 3 bagian dimana masing masing bagian mempunyai peranan dan fungsi masing masing.

1. Core atau sering disebut inti, berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari satu sisi ke sisi lainnya.
2. Cladding (lapisan) berfungsi sebagai kaca untuk memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujungnya
3. Coating (jaket) berfungsi sebagai pelindung mekanis dan tempat kode warna

Indek bias (n) inti lebih besar daripada indek bias Cladding (Nc > Nd)

sampai disini ada yang engga bingung? yhap...saya yakin semua pada bingung..xixix emang sengaja. oke kita lanjut ya..

jika dijabarkan kira kira penjelasannya begini :

Core

• Terbuat dari Bahan kuarsa dengan kualitas yang sangat tinggi
• Bagian utama dari serat optik karena perambatan cahaya terjadi pada bagian ini
• Memiliki diameter 10mm - 50 mm. Ukuran core sangat mempengaruhi karakteristik fiber optik.

Cladding

• Terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias lebih kecil dari core
• Merupakan selubung dari core
• Hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core

Coating

• Terbuat dari bahan plastik yang berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan

setelah kita mengetahui bagian fiber optik , selanjut kita bahas apa saja kelebihan dan kekurangan penggunaan fiber optik.

Dilihat secara luas, penggunaan kabel fiber optik mempunyai kelebih diantaranya :

1. Band width lebar => Informasi yang dikirim dalam satu saat lebih banyak
2. Redaman kecil => Jarak jangkau pengiriman tanpa repeater lebih jauh
3. Kebal terhadap induksi => Tidak terpengaruh oleh kilat, transmisi radio
4. Keamanan rahasia informasi lebih baik => Penyadapan  informasi   dengan induksi atau hubungan sederhana tidak dapat dilakukan.

5 .Aman dari bahaya listrik => Tidak ada bahaya sengatan listrik, kebocoran ke tanah ground atau hubung singkat

secara umum, kabel fiber optic itu terdiri atas 3 bagian dimana masing masing bagian mempunyai peranan dan fungsi masing masing.

1. Core atau sering disebut inti, berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari satu sisi ke sisi lainnya.
2. Cladding (lapisan) berfungsi sebagai kaca untuk memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujungnya
3. Coating (jaket) berfungsi sebagai pelindung mekanis dan tempat kode warna

Indek bias (n) inti lebih besar daripada indek bias Cladding (Nc > Nd)

sampai disini ada yang engga bingung? yhap...saya yakin semua pada bingung..xixix emang sengaja. oke kita lanjut ya..

jika dijabarkan kira kira penjelasannya begini :

Core

• Terbuat dari Bahan kuarsa dengan kualitas yang sangat tinggi
• Bagian utama dari serat optik karena perambatan cahaya terjadi pada bagian ini
• Memiliki diameter 10mm - 50 mm. Ukuran core sangat mempengaruhi karakteristik fiber optik.

Cladding

• Terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias lebih kecil dari core
• Merupakan selubung dari core
• Hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core

Coating

• Terbuat dari bahan plastik yang berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan

setelah kita mengetahui bagian fiber optik , selanjut kita bahas apa saja kelebihan dan kekurangan penggunaan fiber optik.

Dilihat secara luas, penggunaan kabel fiber optik mempunyai kelebih diantaranya :

1. Band width lebar => Informasi yang dikirim dalam satu saat lebih banyak
2. Redaman kecil => Jarak jangkau pengiriman tanpa repeater lebih jauh
3. Kebal terhadap induksi => Tidak terpengaruh oleh kilat, transmisi radio
4. Keamanan rahasia informasi lebih baik => Penyadapan  informasi   dengan induksi atau hubungan sederhana tidak dapat dilakukan.

Aman dari bahaya listrik => Tidak ada bahaya sengatan listrik, kebocoran ke tanah ground atau hubung singkat

B. Menerangkan Prinsip Kerja Fiber Optic

Cara Kerja Fiber Optik

Sebuah kabel fiber optik terbuat dari serat kaca murni, sehingga meskipun kabel mempunyai panjang sampai beratus2 meter, cahaya masih dapat dipancarkan dari ujung ke ujung lainnya. Helai serat kaca tersebut didesain sangat halus,ketebalannya kira-kira sama dengan tebal rambut manusia. Helai serat kaca dilapisi oleh 2 lapisan plastik (2 layers plastic coating) dengan melapisi serat kaca dengan plastik, akan didapatkan equivalen sebuah cermin disekitar serat kaca.

Cermin ini menghasilkan total internal reflection (refleksi total pada bagian dalam serat kaca),  sama seperti jika kita berada pada ruangan gelap dengan sebuah jendela kaca, kemudian anda mengarahkan cahaya senter 90 derajat tegak lurus dengan kaca , maka cahaya senter akan tembus ke luar ruangan. Akan tetapi jika cahaya senter tersebut diarahkan (ke jendela berkaca) dengan sudut yang rendah (hampir paralel dengan cahaya aslinya), maka kaca tersebut akan berfungsi menjadi cermin yg akan memantulkan cahaya senter ke dalam ruangan. demikian pada serat optik, cahaya berjalan melalui serat kaca pada sudut yang rendah.

Untuk mengirimkan percakapan2 telepon melalui serat optik, suara analog di rubah menjadi sinyal digital. Sebuah laser transmitter pada salah satu ujung kabel on/off untuk mengirimkan setiap bit sinyal. System fiber optik Modern dengan single laser bisa mentransmitkan jutaan bit/second. Atau bisa dikatakan laser transmitter on dan off jutaan kali /second. System terbaru laser transmitter dapat mentransmitkan warna2 yang berbeda untuk mengirimkan beragam sinyal digital dalam fiber optik yang sama.

 

Kabel fiber optik modern dapat membawa sinyal digital dengan jarak kurang lebih 60 mil (sekitar 100 Km). Pada jalur distribusi jarak jauh biasanya terdapat peralatan tambahan (equipment hut) setiap 40-60 mil,yang berfungsi pick-up equipment yang akan menampung, menguatkan sinyal, dan kemudian me- retransmit-kan sinyal ke equipment selanjutnya.

Keuntungan Fiber Optik

Murah : jika dibandingkan dengan kabel tembaga dalam panjang yang sama.

Lebih tipis: mempunyai diameter yang lebih kecil daripada kabel tembaga.

Kapasitas lebih besar.

Sinyal degradasi lebih kecil.

Tidak mudah terbakar : tidak mengalirkan listrik.

Fleksibel.

Sinyal digital.

Bagaimana Fiber Optik Dibuat

Proses ini disebut modified chemical vapor deposition (MCVD). Silikon dan germanium bereaksi dengan oksigen membentuk SiO2 dan GeO2. SiO2 dan GeO2 menyatu dan membentuk kaca. Proses ini dilakukan secara otomatis dan membutuhkan waktu beberapa jam.

Setelah proses pertama selesai preform dimasukkan kedalam fiber drawing tower. Kemudian dipanaskan 1900-2200 derajat celcius sampai meleleh. Lelehan tersebut jatuh melewati laser mikrometer sehingga preform membentuk benang. Dilakukan proses coating dan UV Curing.

                                                                       
C. Menerangkan Teknologi Fiber Optic|

   Teknologi Fiber Optik

Sistem komunikasi data fiber optik menggunakan laser LED (Light-Emitting Diode) sebagai sumber pembawa gelombang optik dan Fiber Optic Multimode Graded Index sebagai media transmisi.

Sedangkan untuk modem (modulasi dan demodulasi) digunakan modem ZAT-16 dengan interface RS-232-C V.24 / V.28 dan protokol asinkronous sebagai penghubung antara komputer dan piranti-pirantinya.

a. Perambatan cahaya pada fiber optik

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 berkualitas 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.

Jika seberkas sinar masuk pada suatu ujung fiber optik (media yang transparan) dengan sudut kritis dan sinar itu datang darimedium 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 (Hukum Snellius).

b. Transmitter (Pengirim)

Transmitter terdiri dari 3 bagian yaitu :

• Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi dari sinyal digital menjadi sinyal analog, selanjutnya data tersebut disisipkan ke dalam sinyal gelombang optik yang telah termodulasi.

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

• Laser Diode (LD) dapat digunakan untuk sistem komunikasi optik yang sangat jauh seperti Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) dan Sistem Komunikasi Fiber Optik (SKSO), oleh karena laser LD memiliki karakteristik yang handal, dimana 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 sulit 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.

Light Emmiting Diode (LED) digunakan untuk sistem komunikasi jarak sedang dan dekat agar sistem dapat ekonomis dan efektif, karena Light Emmiting Diode lebih mudah pembuatannya, sehingga harganya pun lebih murah.

c. Receiver (Penerima)

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

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

-) Untuk melakukan komunikasi jarak jauh digunakan detektor APD yang mampu bekerja pada panjang gelombang 1300 nano meter, 1500 nano meter serta 1550 nano meter dengan kualitas yang baik.

-) Untuk melakukan komunikasi jarak pendek akan lebih efisien jika menggunakan detektor PIN diode, karena PIN diode sangat baik digunakan untuk bit rate rendah dan sensitivitasnya tinggi untuk LED.

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

d. Atenuasi

Text Box: Ilustrasi grafik perbandingan atenuasi dengan amplitudo gelombang Atenuasi adalah besaran pelemahan energi sinyal informasi dari fiber optik yangdinyatakan dalam dB. Atenuasi disebabkanoleh 3 faktor utama yaitu absorpsi, hamburan (scattering) dan mikro-bending.Gelas merupakan bahan pembuat fiber optik yang umumnya terbentuk dari silikon-dioksida ( SiO2). Variasi indeks bias diperoleh dengan cara menambahkan bahan lain seperti titanium, thallium, germanium atau boron. Dengan susunan bahan yang tepat maka akan diperoleh atenuasi sekecil mungkin. Atenuasi menyebabkan pelemahan energi sehingga amplitudo gelombang yang sampai pada penerima menjadi lebih kecil dibandingkan dengan amplitudo yang dikirimkan oleh pemancar.

1. Absorpsi.

Pada daerah-daerah tertentu gelas dapat mengabsorpsi sebagian besar cahaya, seperti pada daerah ultraviolet. Hal ini disebabkan oleh adanya gerakan elektron yang kuat. Demikian juga untuk daerah inframerah, terjadi absorpsi yang besar. Hal 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.

2. Hamburan

Seberkas cahaya yang melewati suatu gelas dengan variasi indeks bias disepanjang gelas tersebut, maka sebagian energinya akan hilang dihamburkan oleh benda-benda kecil yang terdapat dalam gelas. Munculnya hamburan disebabkan oleh tumbukan cahaya dengan partikel tersebut, dinamakan hamburan Rayleigh. 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.

3. Mikro-bending

Mikro-bending adalah pembengkokan fiber optik untuk memenuhi persyaratan ruangan. Namun pembengkokan dapat pula terjadi secara tidak sengaja, misalnya fiber optik yang mendapat tekanan cukup keras sehingga cahaya yang merambat di dalamnya akan berbelok dari arah transmisi dan hilang. Hal ini akan menyebabkan adanya atenuasi.

e. Karakteristik Transmisi

Sifat transmisi dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Informasi yang akan ditransmisikan berupa data dalam bentuk digital, sedangkan sinyal pembawa carrier yang akan melewati media transmisi fiber optik berupa sinyal analog.

2. Untuk itu diperlukan proses modulasi dan demodulasi yaitu proses yang mengubah data digital menjadi analog dan sebaliknya menggunakan sebuah Modem dengan pirantinya.

3. Fiber optik yang digunakan sebagai media transmisi adalah fiber optik multimode graded index.

D. Mengkategorikan Jenis Teknologi Fiber Optic

Tipe – tipe Fiber Optic

a. Singlemode
Jenis fiber optik yang memiliki fiber tunggal dengan diamater antara 8.3  – 10 mikron yang mempunyai transmisi satu mode. Singlemode dengan garis tengah (diameter) sempit hanya dapat menyebarkan antara 1310 – 1550 nano meter. Singlemode dapat mentransmisikan di atas rata-rata dan 50 kali lipat jarak dibandingkan multimode.  Fiber singlemode memiliki core lebih kecil dibandingkan multimode.  Core kecil tersebut dan gelombang cahaya tunggal  dapat mengurangi distorsi  yang diakibatkan overlap  cahaya, penyediaan sedikit sinyal atenuasi  dan kecepatan transmisi yang tinggi. Ciri – cirinya:

• Diameter core lebih kecil dibandingkan diameter cladding.
• Digunakan untuk transmisi jarak jauh, bisa mencapi 120 km, band frekuensi lebar, dan penyusutan transmisi sangat kecil.

b. Grade-index multimode
Berisi sebuah core dimana refraksi indeks mengurangi secara perlahan -lahan  dari poros pusat ke luar cladding. Refraksi indeks tertinggi pada pusat membuat cahaya bergerak lebih perlahan pada porosnya dibandingkan  cahaya yang lebih dekat dengan cladding.  Alur yang dipendekkan dan kecepatan yang tinggi mengijinkan cahaya di bagian luar untuk sampai ke penerima pada waktu yang sama secara perlahan tetapi cahaya lurus langsung melalui inti core. Hasilnya sinyal digital mengalami distorsi yang sedikit. Ciri – cirinya:

• Diameter corenya antara 30 mm – 60 mm sedangkan diameter claddingnya 100 mm – 150 mm
• Merupakan penggabungan fiber single mode dan fiber multimode step index
• Biasanya untuk jarak transmisi 10 – 20 km à pentransmisian  informasi jarak menengah seperti pada LAN

c. Step-index multimode
Berisi sebuah core besar dengan diameter lebih dari 100 mikron. Hasilnya, beberapa cahaya membuat sinyal digital melewati rute utama (direct route), sedangkan  yang lainnya berliku-liku (zig zag) ketika sinar tersebut memantul cladding. Alternatif jalan kecil ini menyebabkan pengelompokan cahaya yang berbeda yang dikenal sebagai sebuah mode, tiba secara terpisah pada sebuah titik penerima. Kebutuhan untuk meninggalkan jarak antar sinyal untuk mencegah overlap batas bandwith adalah jumlah informasi yang dapat dikirim ke titik penerima. Sebagai konsekuensinya, fiber optik tipe ini lebih cocok untuk jarak yang pendek/singkat. Ciri – cirinya:

• Ukuran intinya berkisar 50 mm – 125 mm dengan diameter cladding 125 mm – 500 mm
• Diameter core yang besar digunakan agar penyambungan kabel lebih mudah
• Hanya baik digunakan untuk data atau informasi dengan kecepatan rendah dan untuk jarak yang relatif dekat.

Kelebihan Fiber Optic

1. Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar). Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar 1013 Hz sampai dengan 1016 Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi banyak.
2. Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga, terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1300 nm yaitu 0,2 dB/km.
3. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet. Fiber optik terbuat dari kaca atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet, frekuensi radio dan gangguan listrik.
4. Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi. Kemampuan fiber optik dalam menyalurkan sinyal frekuensi tinggi, sangat cocok untuk pengiriman sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan beberapa Mbit/s hingga Gbit/s.
5. Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan. Diameter inti fiber optik berukuruan micro sehingga pemakaian ruangan lebih ekonomis.
6. Tidak mengalirkan arus listrik Terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek)
7. Sistem dapat diandalkan (20 – 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya.
8. Low Cost
9. Fleksible atau kaku

Kekurangan Fiber Optic

1. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi.
2. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan
3. Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater.

Beberapa hal yang mempengaruhi performance fiber optic :

1. Loss, yang diakibatkan oleh panjang span fiber dan banyaknya splicing di sepanjang span fiber tersebut. Besarnya loss dari suatu span fiber bisa diukur dengan menggunakan OTDR.
2. Dispersi, seiring dengan bertambahnya usia fiber maka dispersi pada fiber optic tersebut semakin jelek, dispersi ada 2 macam:
   • Chromatic dispersion (CD), dispersi ini diakibatkan oleh variasi fiber index (karakteristik fiber) dengan panjang gelombang, hal ini menimbulkan delay antara panjang gelombang dengan pulsa transmisi cahaya sehingga sinyal yang ditransmisikan menjadi cacat dan menimbulkan distorsi dan naiknya BER (Bit Error Ratio). Chromatic dispersion bisa diukur dengan menggunakan chromatic dispersion meter. Selain itu pada sebuah percobaan mengenai hubungan antara suhu dan chromatic dispersion, kesimpulan yang didapat adalah salah satu penyebab penurunan kualitas sinyal pada jaringan fiber optik adalah chromatic dispersion yang berfluktuasi yang dipengaruhi oleh suhu kabel fiber optik.Chromatic dispersion bisa diatasi dengan membuat chromatic dispensation dengan membuat semacam spoel atau gulungan fiber optic untuk mengkompensasi cacatnya sinyal yang ditransmisikan.
   • Polarization Mode Dispersion (PMD), PMD diakibatkan oleh berubahnya bentuk fiber optic yang diakibatkan suhu, kelembaban atau adanya tarikan fiber yang bengkok. Dalam hal ini seharusnya fiber optic berbentuk bulat dan lurus tapi pada prakteknya akibat suhu, kelembaban dan pergeseran bumi bentuk fiber optic menjadi tidak bulat (misalnya lonjong) dan bengkok. Faktor lain yang menyebabkan polarization mode dispersion proses pembuatan yang kurang sempurna. Pada kabel fiber optik single mode ,sebenarnya terdiri dari kabel dua mode yang memiliki polarisasi yang sama. Dalam fiber optik yang sempurna sinyal yang dilewatkan pada dua mode ini berjalan pada kecepatan yang sama, tetapi dalam kenyataannya, ketidaksempurnaan fabrikasi membuat sinyal menjadi asimetris dan dapat menyebabkan mode memiliki kecepatan propagasi berbeda. Perbedaan kecepatan ini disebut Differential Group Delay (DGD) dan PMD adalah koefisien statistik-normalisasi panjang rata-rata nilai DGD. PMD dapat diminimalisir dengan pemilihan kabel dan instalasi yang baik.Lain dengan CD yang bisa diatasi dengan membuat chromatic dispensator, PMD tidak dapat diatasi.
3. Rusaknya Sealed dan Jacket Fiber, seiring bertambahnya usia fiber Sealed dan Jacket Fiber akan semakin jelek, misalnya mengeras kemudian pecah sehingga fiber optic tidak terlindungi dari suhu dan lembab.

Konektor Fiber Optic
Konektor kabel fiber optic terdiri dari dua jenis-konektor model ST yang berbentuk lingkaran dan konektor SC yang berbentuk persegi. Penggunaan kabel ini harus disesuaikan dengan jenis perangkat yang anda gunakan karena mereka mungkin berbeda.

Komponen Fiber Optic

1. Terminal Saluran Serat Optik (Optical Line Terminal, OLT) biasa ditempatkan pada pusat penyedia layanan provider (CO) untuk menghantarkan isyarat layanan kepada setiap pengguna dalam jaringan rangkaian sistem, dan OLT juga merupakan titik aggregasi suara dari PSTN, data dari penghala dan video melalui berbagai bentuk sebagai medium penghantaran
2. Unit Jaringan Serat Optik (Optical Network Unit, ONU) adalah peralatan yang digunakan diakhir jaringan untuk memberikan layanan-layanan yang disediakan kepada pelanggan