Memahami Jaringan Fiber Optic

A. menjelaskan Dasar-dasar Fiber Optic

Kabel Fiber optic adalah sebuah kabel yang terbuat dari serat kaca dengan teknologi canggih dan mempunyai kecepatan transfer data yang lebih cepat daripada kabel biasa, biasanya fiber optic digunakan pada jaringan backbone (Tulang Punggung) karena dibutuhakan kecepatan yang lebih dalam jaringan ini,namun pada saat ini sudah banyak yang menggunakan fiber optic untuk jaringan biasa baik LAN, WAN maupun MAN karena dapat memberikan dampak yang lebih pada kecepatan dan bandwith karena fiber optic ini menggunakan bias cahaya untuk mentransfer data yang melewatinya dan sudah barang tentu kecepatan cahaya tidak diragukan lagi namun untuk membangun jaringan dengan fiber optic dibutuhkan biaya yang cukup mahal dikarenakan dibutuhkan alat khusus dalam pembangunannya.
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 kilattransmisi 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

Lazimnya sebuah technologi, tentu tetap saja apapun itu jenisnya yang namanya ciptaan manusia pasti ada kekurangan didalamnya, berikut beberapa kekurangan fiber optik :
    


  • Tidak menyalurkan energi listrik
  • Pada sistem repeater, transmistter & receiver  perlu   pengubahan   energi   listrik   ke optik dan sebaliknya
  • Perangkat sambung relatif lebih sulitkarena terbuat dari gelas silica, memerlukan penanganan yang lebih hati-hati.
  • Perangkat terminasi lebih mahal
  • Perbaikan lebih sulit

  B. Menerangkan Prinsip dasar Fiber Optic

Prinsip Kerja Serat Optic

Prinsip kerja serat optik digambarkan dengan penjelasan sebagai berikut (Praja dkk, 2013):
Prinsip Kerja Serat Optik
  1. Sinyal awal/source yang berbentuk sinyal listrik ini pada transmitter diubah oleh tranducer electrooptic (Dioda/Laser Dioda) menjadi gelombang cahaya. 
  2. Gelombang cahaya selanjutnya ditransmisikan melalui kabel serat optik menuju penerima/receiver yang terletak pada ujung lainnya dari serat optik. 
  3. Pada penerima/receiver sinyal optik ini diubah oleh tranducer Optoelektronik (Photo Dioda) menjadi sinyal elektris kembali.

Dalam perjalanan sinyal optik dari transmitter menuju receiver biasanya akan terjadi redaman cahaya di sepanjang kabel optik, sambungan-sambungan kabel dan konektor-konektor di perangkatnya. Oleh karena itu jika jarak transmisinya jauh maka diperlukan sebuah atau beberapa repeater yang berfungsi untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah mengalami redaman sepanjang perjalanannya.

C. Menerangkan Teknologi Fiber Optic

Apa itu fiber optic ?
Fiber Optik adalah saluran transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah dari sinar laser atau LED.
Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Cahaya yang ada di dalam serat optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara, karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi fiber optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.
Perkembangan teknologi fiber optik saat ini, telah dapat menghasilkan pelemahan (attenuation) kurang dari 20 decibels (dB)/km. Dengan lebar jalur (bandwidth) yang besar, maka mampu dalam mentransmisikan data menjadi lebih banyak dan cepat dibandingan dengan penggunaan kabel konvensional. Dengan demikian fiber optik sangat cocok digunakan terutama dalam aplikasi sistem telekomunikasi.
Sekitar 20 tahun yang lalu, kabel fiber optik telah memngambil alih dan mengubah wajah teknologi industri telepon jarak jauh maupun industri automasi dengan pengontrolan jarak jauh. Serat optik juga memberikan peranan besar membuat Internet dapat digunakan di seluruh dunia. Pada tahun 1997 fiber optik menghubungkan seluruh dunia, Fiber-Optic Link Around the Globe (FLAG) menjadi jaringan kabel terpanjang di seluruh dunia yang menyediakan infrastruktur untuk generasi internet terbaru.

Kelebihan Fiber Optic
  1. Bandwidth sangat besar dengan kecepatan transmisi mencapai gigabit-per detik dan menghantarkan informasi jarak jauh tanpa pengulangan
  2. Biaya pemasangan dan pengoperasian yang rendah serta tingkat keamanan yang lebih tinggi
  3. Ukuran kecil dan ringan, sehingga hemat pemakaian ruang
  4. Kebal terhadap gangguan elektromagnetik dan gangguan gelombang radio
  5. Tidak ada tenaga listrik dan percikan api
  6. Tidak berkarat

Kekurangan Fiber Optic
  1. Beberapa faktor membatasi efektivitas kabel FO. Selain instalasinya yang mahal, sistem ini mungkin sinyalnya kurang kuat, hal ini disebabkan karena faktor fisik ataupun material.
  2. Dispersi dapat mempengaruhi volume informasi yang dapat diakomodasi.
  3. Tidak seperti halnya dengan kawat atau plastik, fiber juga lebih sulit untuk disambung.
  4. Sambungan akhir dari kabel fiber harus benar-benar akurat untuk menghindari transmisi yang tidak jelas.
  5. Komponen FO mahal dan membutuhkan biaya ekstra dalam pengaplikasian yang lebih spesifik.

D. Mengkategorikan Jenis Teknologi Fiber Optic



Bagian – bagian Kabel Fiber Optic
  • Core adalah kaca tipis yang merupakan bagian inti dari fiber optic yang dimana pengiriman sinar dilakaukan
  • Cladding adalah meeri yang mengelilingi inti yang berfungsi memantulkan sinar kembali ke dalam
  • Buffer Coating adalah plastic pelapis yang melindungi fiber dari kerusakan
Jenis Fiber Optik
1. Single-mode fibers
Mempunyai inti yang kecil (berdiameter 0.00035 inch atau 9 micron) dan berfungsi mengirimkan sinar laser inframerah (panjang gelombang 1300-1550 nanometer)
2. Multi-mode fibers
Mempunyai inti yang lebih besar(berdiameter 0.0025 inch atau 62.5 micron) dan berfungsi mengirimkan sinar laser inframerah (panjang gelombang 850-1300 nanometer)
Cara Kerja Fiber Optic
Sinar dalam fiber optik berjalan melalui inti dengan secara memantul dari cladding, dan hal ini disebut total internal reflection, karena cladding sama sekali tidak menyerap sinar dari inti. Akan tetapi dikarenakan ketidakmurnian kaca sinyal cahaya akan terdegradasi, ketahanan sinyal tergantung pada kemurnian kaca dan panjang gelombang sinyal.
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 TerminalOLT) 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 UnitONU) adalah peralatan yang digunakan diakhir jaringan untuk memberikan layanan-layanan yang disediakan kepada pelanggan

Komentar

Postingan Populer