TUGAS KELOMPOK I KOMUNIKASI DATA
“FIBER OPTIC”
Kelompok 5
Ketua Kelompok : Imam Firdaus ( 09111002008) Anggota Kelompok :
1. Ade Kurniawan (09111002020)2. Tetra Aprilita (09111002040)3. Shindy Chairani (091110002048)4. Aulia Rahman (09111002060)
Kelas : IF 3 B Reguler
Jurusan : Teknik Informatika
Dosen Pembimbing : Yoppy Sazaki
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
1
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat
rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Shalawat serta salam
penulis junjungkan kepada kebesaran Nabi Muhammad SAW, sebagai pembawa risalah
Allah terakhir dan penyempurna seluruh risalah-Nya. Akhirnya dengan segala kerendahan
hati izinkanlah penulis untuk menyampaikan terima kasih dan penghargaan setinggi-
tingginya kepada semua pihak yang telah berjasa memberikan motivasi dalam rangka
penyelesaian makalah ini. Semoga kebaikan diberikan oleh semua pihak menjadi amal
sholeh dan senantiasa mendapatkan balasan yang berlimpah ganda dari Allah Subhana wa
Ta’ala. Amin
Dalam makalah ini penulis membahas tentang kabel serat optik. Saat ini komunikasi
data banyak digunakan, apalagi untuk transfer data dalam jumlah besar seperti aplikasi
multimedia. Hal itu mendorong penggunaan teknologi serat optik hingga sampai ke
pengguna. Aplikasi ini tentu membutuhkan m,edia transmisi yang dapat diandalkan dari
segi kualitas sinyal, waktu akses, keamanan data, daerah cakupan yang luas maupun harga
yang kompetitif. Kesemua itu sudah menjadi karakter dari jaringan yang menggunakan
serat optik sebagai media transmisi. Makalah ini akan menjelaskan apa itu serat optik,
keunggulan apa saja yang ada pada serat optik, dan bagaimana cara pemasangan kabel serat
optik itu sendiri. Untuk itu semoga makalah yang penulis buat ini dapat memberi kepada
para pembaca.
Akhir kata, kami menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam
laporan ini, untuk itu saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat penting bagi kami
dan tentu saja sangat kami harapkan.
Palembang, Oktober 2012
Penulis
2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .......................................................................................................... 2
DAFTAR ISI ........................................................................................................................ 3
KABEL SERAT OPTIK ...................................................................................................... 4
A. SERAT OPTIK ............................................................................................................. 4
B. SEJARAH ..................................................................................................................... 5
C. KRONOLOGI PERKEMBANGAN SERAT OPTIK .................................................. 6
D. SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK (SKSO) .................................................... 10
E. KELEBIHAN SERAT OPTIK .................................................................................... 12
F. KABEL SERAT OPTIK .............................................................................................. 13
G. PELEMAHAN ............................................................................................................. 16
H. KODE WARNA PADA KABEL SERAT OPTIK ..................................................... 16
I. PENYAMBUNGAN SERAT OPTIK ........................................................................ 19
J. SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK .................................................................. 25
K. LAMPIRAN ................................................................................................................. 26
L. DAFTAR PUSTAKA................................................................................................... 31
3
Kabel Serat Optik
A. Serat Optik
Serat optik adalah saluran transmisi atau sejenis kabel
yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan
lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk
mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang
digunakan biasanya adalah laser atau LED. Kabel serat optik memiliki bentuk silindris
yang terdiri dari tiga bagian konsentris, yaitu inti (core), cladding dan selubung. Inti
merupakan bagian terdalam, terdiri dari satu atau lebih untaian atau serat, baik yang terbuat
dari kaca maupun plastik dengan bentuk yang tipis sekali. Inti memiliki diameter yang
berkisaran antara 8 sampai 100 mikrometer. Masing-masing dikelilingi oleh cladding
berupa kaca atau plastik yang melapisi dan memiliki sifat yang berbeda dengan plastik atau
kaca yang ada pada inti. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat
bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.
Perkembangan teknologi serat optik saat ini, telah dapat menghasilkan pelemahan
(attenuation) kurang dari 20 decibels (dB)/km. Dengan lebar jalur (bandwidth) yang besar
sehingga kemampuan dalam mentransmisikan data menjadi lebih banyak dan cepat
dibandingan dengan penggunaan kabel konvensional. Dengan demikian serat optik sangat
cocok digunakan terutama dalam aplikasi sistem telekomunikasi. Pada prinsipnya serat
optik memantulkan dan membiaskan sejumlah cahaya yang merambat didalamnya.
Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas/kaca.
Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.
Empat kategori dasar aplikasi yang sangat penting untuk serat optik :
1. Long-haul trunk ?: transmisi serat long haul sudah terlalu umum untuk jaringan
telepon. Jalur long haul panjangnya rata-rata 1500 km serta menawarkan kapasitas
yang tinggi (biasanya 20.000 sampai 60.000 saluran suara).
4
2. Metropolitan trunk : rangkaian jaringan metropolitan trunk memiliki panjang rata-rata
12 km dan memiliki kurang lebih 100.000 saluran suara untuk satu kelompok trunk.
Sebagian besar fasilitas yang dipasang disaluran bawah tanah tidak membutuhkan
repeater, yang termasuk dalam kategori ini adalah jalur yang menghubungkan fasilitas-
fasilitas gelombang mikro yang berakhir dibatas pinggiran kota menuju gedung sentral
telepon utama di pusat kota.
3. Rural exchange trunk : memiliki panjang sirkuit berkisaran antara 40 sampai 160 km,
menghubungkan daerah perkotaan dan perdesaan. Sebagian besar sistem ini memiliki
saluran suara kurang dari 5000. Teknologi yang digunakan dalam aplikasi ini bersaing
dengan teknologi gelombang mikro.
4. Subscriber loop local area network. Subscriber loop circuit adalah serat yang langsung
menghubungkan stasiun sentral secara langsung ke pelanggan.
B. Sejarah
Penggunaan cahaya sebagai pembawa informasi sebenarnya sudah banyak digunakan
sejak zaman dahulu, baru sekitar tahun 1930-an para ilmuwan Jerman mengawali
eksperimen untuk mentransmisikan cahaya melalui bahan yang bernama serat optik.
Percobaan ini juga masih tergolong cukup primitif karena hasil yang dicapai tidak bisa
langsung dimanfaatkan, namun harus melalui perkembangan dan penyempurnaan lebih
lanjut lagi. Perkembangan selanjutnya adalah ketika para ilmuawan Inggris pada tahun
1958 mengusulkan prototipe serat optik yang sampai sekarang dipakai yaitu yang terdiri
atas gelas inti yang dibungkus oleh gelas lainnya. Sekitar awal tahun 1960-an perubahan
fantastis terjadi di Asia yaitu ketika para ilmuwan Jepang berhasil membuat jenis serat
optik yang mampu mentransmisikan gambar.
Di lain pihak para ilmuwan selain mencoba untuk memandu cahaya melewati gelas
(serat optik) namun juga mencoba untuk ”menjinakkan” cahaya. Kerja keras itupun berhasil
ketika sekitar 1959 laser ditemukan. Laser beroperasi pada daerah frekuensi tampak sekitar
1014 Hertz-15 Hertz atau ratusan ribu kali frekuensi gelombang mikro.
5
Pada awalnya peralatan penghasil sinar laser masih serba besar dan merepotkan. Selain
tidak efisien, ia baru dapat berfungsi pada suhu sangat rendah. Laser juga belum terpancar
lurus. Pada kondisi cahaya sangat cerah pun, pancarannya gampang meliuk-liuk mengikuti
kepadatan atmosfer. Waktu itu, sebuah pancaran laser dalam jarak 1 km, bisa tiba di tujuan
akhir pada banyak titik dengan simpangan jarak hingga hitungan meter.
Sekitar tahun 60-an ditemukan serat optik yang kemurniannya sangat tinggi, kurang
dari 1 bagian dalam sejuta. Dalam bahasa sehari-hari artinya serat yang sangat bening dan
tidak menghantar listrik ini sedemikian murninya, sehingga konon, seandainya air laut itu
semurni serat optik, dengan pencahayaan cukup mata normal akan dapat menonton lalu-
lalangnya penghuni dasar Samudera Pasifik.
Seperti halnya laser, serat optik pun harus melalui tahap-tahap pengembangan awal.
Sebagaimana medium transmisi cahaya, ia sangat tidak efisien. Hingga tahun 1968 atau
berselang dua tahun setelah serat optik pertama kali diramalkan akan menjadi pemandu
cahaya, tingkat atenuasi (kehilangan)-nya masih 20 dB/km. Melalui pengembangan dalam
teknologi material, serat optik mengalami pemurnian, dehidran dan lain-lain. Secara
perlahan tapi pasti atenuasinya mencapai tingkat di bawah 1 dB/km.
C. Kronologi Perkembangan Serat Optik
1917 Albert Einstein memperkenalkan teori pancaran terstimulasi dimana jika ada
atom dalam tingkatan energi tinggi
1954 Charles Townes, James Gordon, dan Herbert Zeiger dari Universitas
Columbia USA, mengembangkan maser yaitu penguat gelombang mikro dengan
pancaran terstimulasi, dimana molekul dari gas amonia memperkuat dan
menghasilkan gelombang elektromagnetik. Pekerjaan ini menghabiskan waktu tiga
tahun sejak ide Townes pada tahun 1951 untuk mengambil manfaat
dari osilasi frekuensi tinggi molekular untuk membangkitkan gelombang dengan
panjang gelombang pendek pada gelombang radio.
6
1958 Charles Townes dan ahli fisika Arthur Schawlow mempublikasikan
penelitiannya yang menunjukan bahwa maser dapat dibuat untuk dioperasikan pada
daerah infra merah dan spektrum tampak, dan menjelaskan tentang konsep laser.
1960 Laboratorium Riset Bell dan Ali Javan serta koleganya William Bennett, Jr.,
dan Donald Herriott menemukan sebuah pengoperasian secara berkesinambungan
dari laser helium-neon.
1960 Theodore Maiman, seorang fisikawan dan insinyur elektro dari Hughes
Research Laboratories, menemukan sumber laser dengan menggunakan sebuah
kristal batu rubi sintesis sebagai medium.
1961 Peneliti industri Elias Snitzer dan Will Hicks mendemontrasikan sinar laser
yang diarahkan melalui serat gelas yang tipis(serat optik). Inti serat gelas tersebut
cukup kecil yang membuat cahaya hanya dapat melewati satu bagian saja tetapi
banyak ilmuwan menyatakan bahwa serat tidak cocok untuk komunikasi karena rugi
rugi cahaya yang terjadi karena melewati jarak yang sangat jauh.
1961 Penggunaan laser yang dihasilkan dari batu Rubi untuk keperluan medis di
Charles Campbell of the Institute of Ophthalmology at Columbia-Presbyterian
Medical Center dan Charles Koester of the American Optical Corporation
menggunakan prototipe ruby laser photocoagulator untuk menghancurkan tumor
pada retina pasien.
1962 Tiga group riset terkenal yaitu General Electric, IBM, dan MIT’s Lincoln
Laboratory secara simultan mengembangkan gallium arsenide laser yang
mengkonversikan energi listrk secara langsung ke dalam cahaya infra merah dan
perkembangan selanjutnya digunakan untuk pengembangan CD dan DVD
player serta penggunaan pencetak laser.
1963 Ahli fisika Herbert Kroemer mengajukan ide yaitu heterostructures, kombinasi
dari lebih dari satu semikonduktor dalam layer-layer untuk mengurangi kebutuhan
energi untuk laser dan membantu untuk dapat bekerja lebih efisien. Heterostructures
ini nantinya akan digunakan pada telepon seluler dan peralatan elektronik lainnya.
1966 Charles Kao dan George Hockham yang melakukan penelitian di Standard
Telecommunications Laboratories Inggris mempublikasikan penelitiannya tentang
7
kemampuan serat optik dalam mentransmisikan sinar laser yang sangat sedikit rugi-
ruginya dengan menggunakan serat kaca yang sangat murni. Dari penemuan ini,
kemudian para peneliti lebih fokus pada bagaimana cara memurnikan bahan serat
kaca tersebut.
1970 Ilmuwan Corning Glass Works yaitu Donald Keck, Peter Schultz, dan Robert
Maurer melaporkan penemuan serat optik yang memenuhi standar yang telah
ditentukan oleh Kao dan Hockham. Gelas yang paling murni yang dibuat terdiri atas
gabungan silika dalam tahap uap dan mampu mengurangi rugi-rugi cahaya kurang
dari 20 decibels per kilometer, yang selanjutnya pada 1972, tim ini menemukan
gelas dengan rugi-rugi cahaya hanya 4 decibels per kilometer. Dan juga pada tahun
1970, Morton Panish dan Izuo Hayashi dari Bell Laboratories dengan tim Ioffe
Physical Institute dari Leningrad, mendemontrasikan laser semikonduktor yang
dapat dioperasikan pada temperatur ruang. Kedua penemuan tersebut merupakan
terobosan dalam komersialisasi penggunaan fiber optik.
1973 John MacChesney dan Paul O. Connor pada Bell Laboratories
mengembangkan proses pengendapan uap kimia ke bentuk ultratransparent
glass yang kemudian menghasilkan serat optik yang mempunyai rugi-rugi sangat
kecil dan diproduksi secara masal.
Proses pengendapan uap kimia untuk memodifikasi serat optik
8
1975 Insinyur pada Laser Diode Labs mengembangkan Laser Semikonduktor, laser
komersial pertama yang dapat dioperasikan pada suhu kamar.
1977 Perusahaan telepon memulai penggunaan serat optik yang membawa lalu
lintas telepon. GTE membuka jalur antara Long Beach dan Artesia, California, yang
menggunakan transmisi LED. Bell Labs mendirikan sambungan yang sama pada
sistem telepon di Chicago dengan jarak 1,5 mil di bawah tanah yang
menghubungkan 2 switching station.
1980 Industri serat optik benar-benar sudah berkibar, sambungan serat optik telah
ada di kota kota besar di Amerika, AT&Tmengumumkan akan menginstal jaringan
serat optik yang menghubungkan kota kota antara Boston dan Washington D.C.,
kemudian dua tahun kemudian MCI mengumumkan untuk melakukan hal yang
sama. Raksasa-raksasa elektronik macam ITT atau STL mulai memainkan peranan
dalam mendalami riset-riset serat optik.
1987 David Payne dari Universitas Southampton memperkenalkan optical
amplifiers yang dikotori (dopped) oleh elemen erbium, yang mampu menaikan
sinyal cahaya tanpa harus mengkonversikan terlebih dahulu ke dalam energi listrik.
1988 Kabel Translantic yang pertama menggunakan serat kaca yang sangat
transparan, dan hanya memerlukan repeater untuk setiap 40 mil.
1991 Emmanuel Desurvire dari Bell Laboratories serta David Payne dan P. J. Mears
dari Universitas Southampton mendemontrasikanoptical amplifiers yang terintegrasi
dengan kabel serat optik tersebut. Dengan keuntungannya adalah dapat membawa
informasi 100 kali lebih cepat dari pada kabel dengan penguat elektronik (electronic
amplifier).
1996 TPC-5 merupakan jenis kabel serat optik yang pertama menggunakan penguat
optik. Kabel ini melewati samudera pasifik mulai dari San Luis Obispo, California,
ke Guam, Hawaii, dan Miyazaki, Jepang, dan kembali ke Oregon coast dan mampu
untuk menangani 320,000 panggilan telepon.
1997 Serat optik menghubungkan seluruh dunia, Link Around the Globe (FLAG)
menjadi jaringan kabel terpanjang di seluruh dunia yang menyediakan infrastruktur
untuk generasi internet terbaru.
9
D. Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO)
Berdasarkan penggunaannya maka SKSO dibagi atas beberapa generasi yaitu :
Generasi pertama (mulai 1975)
Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya, terdiri dari :
alat encoding : mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik transmitter : mengubah
sinyal listrik menjadi sinyal gelombang, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 mm.
serat silika : sebagai penghantar sinyal gelombang repeater : sebagai penguat gelombang
yang melemah di perjalanan receiver : mengubah sinyal gelombang menjadi sinyal listrik,
berupa fotodetektor alat decoding : mengubah sinyal listrik menjadi output (misal suara)
Repeater bekerja melalui beberapa tahap, mula-mula ia mengubah sinyal gelombang yang
sudah melemah menjadi sinyal listrik, kemudian diperkuat dan diubah kembali menjadi
sinyal gelombang. Generasi pertama ini pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas
transmisi sebesar 10 Gb.km/s.
Generasi kedua (mulai 1981)
Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran teras serat diperkecil agar menjadi tipe mode
tunggal. Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias teras. Dengan
sendirinya transmitter juga diganti dengan diode laser, panjang gelombang yang
dipancarkannya 1,3 mm. Dengan modifikasi ini generasi kedua mampu mencapai kapasitas
transmisi 100 Gb.km/s, 10 kali lipat lebih besar daripada generasi pertama.
Generasi ketiga (mulai 1982)
Terjadi penyempurnaan pembuatan serat silika dan pembuatan chip diode laser
berpanjang gelombang 1,55 mm. Kemurnian bahan silika ditingkatkan sehingga
transparansinya dapat dibuat untuk panjang gelombang sekitar 1,2 mm sampai 1,6 mm.
Penyempurnaan ini meningkatkan kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.
Generasi keempat (mulai 1984)
10
Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya yang dipakai bukan
modulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemah
intensitasnya masih dapat dideteksi. Maka jarak yang dapat ditempuh, juga kapasitas
transmisinya, ikut membesar. Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai
kapasitas sistem deteksi langsung. Sayang, generasi ini terhambat perkembangannya karena
teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi masih jauh tertinggal. Tetapi tidak
dapat disangkal bahwa sistem koheren ini punya potensi untuk maju pesat pada masa-masa
yang akan datang.
Generasi kelima (mulai 1989)
Pada generasi ini dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi
repeater pada generasi-generasi sebelumnya. Sebuah penguat optik terdiri dari sebuah diode
laser InGaAsP (panjang gelombang 1,48 mm) dan sejumlah serat optik dengan doping
erbium (Er) di terasnya. Pada saat serat ini disinari diode lasernya, atom-atom erbium di
dalamnya akan tereksitasi dan membuat inversi populasi*, sehingga bila ada sinyal lemah
masuk penguat dan lewat di dalam serat, atom-atom itu akan serentak mengadakan
deeksitasi yang disebut emisi terangsang (stimulated emission) Einstein. Akibatnya sinyal
yang sudah melemah akan diperkuat kembali oleh emisi ini dan diteruskan keluar penguat.
Keunggulan penguat optik ini terhadap repeater adalah tidak terjadinya gangguan terhadap
perjalanan sinyal gelombang, sinyal gelombang tidak perlu diubah jadi listrik dulu dan
seterusnya seperti yang terjadi pada repeater. Dengan adanya penguat optik ini kapasitas
transmisi melonjak hebat sekali. Pada awal pengembangannya hanya dicapai 400 Gb.km/s,
tetapi setahun kemudian kapasitas transmisi sudah menembus harga 50 ribu Gb.km/s.
Generasi keenam
Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer memelopori sistem komunikasi soliton. Soliton
adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang.
Komponen-komponennya memiliki panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit, dan
juga bervariasi dalam intensitasnya. Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi
menjadi beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa
11
soliton merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength
division multiplexing). Eksperimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5
saluran yang masing-masing membawa informasi dengan laju 5 Gb/s. Cacah saluran dapat
dibuat menjadi dua kali lipat lebih banyak jika dibunakan multiplexing polarisasi, karena
setiap saluran memiliki dua polarisasi yang berbeda. Kapasitas transmisi yang telah diuji
mencapai 35 ribu Gb.km/s.
Cara kerja sistem soliton ini adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang
gelombangnya sama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika
intensitasnya melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir
efek dispersi, sehingga soliton tidak akan melebar pada waktu sampai di receiver. Hal ini
sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan
dapat diabaikan. Tampak bahwa penggabungan ciri beberapa generasi teknologi serat optik
akan mampu menghasilkan suatu sistem komunikasi yang mendekati ideal, yaitu yang
memiliki kapasitas transmisi yang sebesar-besarnya dengan tingkat kesalahan yang sekecil-
kecilnya yang jelas, dunia komunikasi abad 21 mendatang tidak dapat dihindari lagi akan
dirajai oleh teknologi serat optik.
E. Kelebihan Serat Optik
Dalam penggunaan serat optik ini, terdapat beberapa keuntungan antara lain :
1. Lebar jalur besar dan kemampuan dalam membawa banyak data, dapat memuat
kapasitas informasi yang sangat besar dengan kecepatan transmisi mencapai gigabit-
per detik dan menghantarkan informasi jarak jauh tanpa pengulangan
2. Biaya pemasangan dan pengoperasian yang rendah serta tingkat keamanan yang lebih
tinggi
3. Ukuran kecil dan ringan, sehingga hemat pemakaian ruang
4. Imun, kekebalan terhadap gangguan elektromagnetik dan gangguan gelombang radio
5. Non-Penghantar, tidak ada tenaga listrik dan percikan api
6. Tidak berkarat
12
F. Kabel Serat Optik
Secara garis besar kabel serat optik terdiri dari 2 bagian utama,
yaitu cladding dan core. Cladding adalah selubung dari inti (core). Cladding mempunyai
indek bias lebih rendah dari pada coreakan memantulkan kembali cahaya yang mengarah
keluar dari core kembali kedalam core lagi.
Bagian-bagian serat optik jenis single mode
Dalam aplikasinya serat optik biasanya diselubungi oleh lapisan resin yang disebut
dengan jacket, biasanya berbahan plastik. Lapisan ini dapat menambah kekuatan untuk
kabel serat optik, walaupun tidak memberikan peningkatan terhadap sifat gelombang pandu
optik pada kabel tersebut. Namun lapisan resin ini dapat menyerap cahaya dan mencegah
kemungkinan terjadinya kebocoran cahaya yang keluar dari selubung inti. Serta hal ini
dapat juga mengurangi cakap silang (cross talk) yang mungkin terjadi. Adapun gambar
skema pemampang dari serat optik (fiber optic) dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut ini :
Gambar 2.1. Skema pemampang serat optik (fiber optic)
13
Indeks bias bahan core harus lebih besar dari indeks bias bahan cladding. Bahan core
tidak harus terbuat dari bahan yang sejenis dengan cladding, jadi serat optik (fiber optic)
bisa terbuat dari selembar senar transparant yang berfungsi sebagai core dengan cladding
udara, sebuah air sebagai core dan udara sebagai claddingnya, dan lain sebagainya. Dalam
bidang komunikasi optik, bahan serat optik (fiber optic) dibuat dari bahan silica yang
murni, baik sebagai core maupun cladding. Untuk membedakan antara indeks bias core dan
cladding, bahan silica murni tersebut diberi campuran yang kadarnya berbeda untuk core
dan cladding. Bentuk pemampang kabel serat optik (fiber optic) yang berbentuk lingkaran
diameter standarnya adalah 125 μm (10-6 meter) atau sekitar 1/8 mm.
(a)
(b)
Gambar 2.2.
a. Diameter Cladding, Core/Clad Concentricity dan Fiber Curl
b. Ukuran serat optik (fiber optic)
14
Pembagian serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan :
1. Berdasarkan mode yang dirambatkan :
Single Mode : serat optik dengan inti (core) yang sangat kecil (biasanya sekitar 8,3
mikron), diameter intinya sangat sempit mendekati panjang gelombang sehingga cahaya
yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding selongsong (cladding).
Bahagian inti serat optik single-mode terbuat dari bahan kaca silika (SiO2) dengan
sejumlah kecil kaca Germania (GeO2) untuk meningkatkan indeks biasnya. Untuk
mendapatkan performa yang baik pada kabel ini, biasanya untuk ukuran selongsongnya
adalah sekitar 15 kali dari ukuran inti (sekitar 125 mikron). Kabel untuk jenis ini paling
mahal, tetapi memiliki pelemahan (kurang dari 0.35dB per kilometer), sehingga
memungkinkan kecepatan yang sangat tinggi dari jarak yang sangat jauh. Standar
terbaru untuk kabel ini adalah ITU-T G.652D, dan G.657.
Multi mode : serat optik dengan diameter core yang agak besar yang membuat
laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan
berkurangnya bandwidth dari serat optik jenis ini.
2. Berdasarkan indeks bias core:
Step indeks : pada serat optik step indeks, core memiliki indeks
bias yang homogen.
Graded indeks : indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding semakin
kecil. Jadi pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling
besar. Serat graded indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih
besar, karena pelebaran pulsa yang terjadi dapat diminimalkan.
Kabel serat optic
15
G. Pelemahan
Pelemahan (Attenuation) cahaya sangat penting diketahui terutama dalam merancang
sistem telekomunikasi serat optik itu sendiri. Pelemahan cahaya dalam serat optik adalah
adanya penurunan rata-rata daya optik pada kabel serat optik, biasanya diekspresikan
dalam decibel (dB) tanpa tanda negatif. Berikut ini beberapa hal yang menyumbang kepada
pelemahan cahaya pada serat optik:
1. Penyerapan (Absorption) Kehilangan cahaya yang disebabkan adanya kotoran
dalam serat optik.
2. Penyebaran (Scattering)
3. Kehilangan radiasi (radiative losses)
Reliabilitas dari serat optik dapat ditentukan dengan satuan BER (Bit error rate). Salah
satu ujung serat optik diberi masukan data tertentu dan ujung yang lain mengolah data itu.
Dengan intensitas laser yang rendah dan dengan panjang serat mencapai beberapa km,
maka akan menghasilkan kesalahan. Jumlah kesalahan persatuan waktu tersebut dinamakan
BER. Dengan diketahuinya BER maka, Jumlah kesalahan pada serat optik yang sama
dengan panjang yang berbeda dapat diperkirakan besarnya.
H. Kode warna pada kabel serat optik
Selubung luar
Dalam standarisasinya kode warna dari selubung luar (jacket) kabel serat optik
jenis Patch Cord adalah sebagai berikut:
Warna selubung
luar/jacketArtinya
Kuning serat optik single-mode
Oren serat optik multi-mode
Aqua Optimal laser 10 giga 50/125 mikrometer serat optik multi-
16
mode
Abu-Abu Kode warna serat optik multi-mode, yang tidak digunakan lagi
Biru Kadang masih digunakan dalam model perancangan
Konektor
Pada kabel serat optik, sambungan ujung terminal atau disebut juga konektor, biasanya
memiliki tipe standar seperti berikut:
1. FC (Fiber Connector): digunakan untuk kabel single mode dengan akurasi yang
sangat tinggi dalam menghubungkan kabel dengan transmitter maupun receiver.
Konektor ini menggunakan sistem drat ulir dengan posisi yang dapat diatur,
sehingga ketika dipasangkan ke perangkat lain, akurasinya tidak akan mudah
berubah.
2. SC (Subsciber Connector): digunakan untuk kabel single mode, dengan sistem
dicabut-pasang. Konektor ini tidak terlalu mahal, simpel, dan dapat diatur secara
manual serta akurasinya baik bila dipasangkan ke perangkat lain.
3. ST (Straight Tip): bentuknya seperti bayonet berkunci hampir mirip dengan
konektor BNC. Sangat umum digunakan baik untuk kabel multi mode maupun
single mode. Sangat mudah digunakan baik dipasang maupun dicabut.
4. Biconic: Salah satu konektor yang kali pertama muncul dalam komunikasi fiber
optik. Saat ini sangat jarang digunakan.
5. D4: konektor ini hampir mirip dengan FC hanya berbeda ukurannya saja.
Perbedaannya sekitar 2 mm pada bagian ferrule-nya.
6. SMA: konektor ini merupakan pendahulu dari konektor ST yang sama-sama
menggunakan penutup dan pelindung. Namun seiring dengan berkembangnya ST
konektor, maka konektor ini sudah tidak berkembang lagi penggunaannya.
7. E200
17
Selanjutnya jenis-jenis konektor tipe kecil:
1. LC
2. SMU
3. SC-DC
Selain itu pada konektor tersebut biasanya menggunakan warna tertentu dengan
maksud sebagai berikut:
Warna
KonektorArti Keterangan
BiruPhysical Contact (PC),
0°
yang paling umum digunkan untuk serat optik
single-mode.
HijauAngle Polished
(APC), 8°
sudah tidak digunakan lagi untuk serat optik multi-
mode
HitamPhysical Contact (PC),
0°
Abu-
abu,Krem
Physical Contact (PC),
0°serat optik multi-mode
PutihPhysical Contact (PC),
0°
Merah Penggunaan khusus
18
I. Penyambungan Serat Optik
Media komunikasi digital pada dasarnya hanya ada tiga, tembaga, udara dan kaca.
Tembaga kita kenal sebagai media komunikasi sejak lama, telah berevolusi dari hanya
penghantar listrik menjadi penghantar elektromagnetik yang membawa pesan, suara,
gambar dan data digital. Berkembangnya teknologi frekuensi radio menambah alternatif
lain media komunikasi, kita sebut nirkabel atau wireless, sebuah komunikasi dengan udara
sebagai penghantar. Tahun 1980-an kita mulai mengenal media komunikasi yang lain yang
sekarang menjadi tulang punggung komunikasi dunia, yaitu serat optik, sebuah media yang
memanfaatkan pulsa cahaya dalam sebuah ruang kaca berbentuk kabel, total internal
reflection.
Sebuah kabel serat optik dibuat sekecil-kecilnya (mikroskopis) agar tak mudah
patah/retak, tentunya dengan perlindungan khusus sehingga besaran wujud kabel akhirnya
tetap mudah dipasang. Satu kabel serat optik disebut sebagai core. Untuk satu
sambungan/link komunikasi serat optik dibutuhkan dua core, satu sebagai transmitter dan
satu lagi sebagai receiver. Variasi kabel yang dijual sangat beragam sesuai kebutuhan, ada
kabel 4 core, 6 core, 8 core, 12 core, 16 core, 24 core, 36 core hingga 48 core. Satu core
serat optik yang terlihat oleh mata kita adalah masih berupa lapisan pelindungnya (coated),
sedangkan kacanya sendiri yang menjadi inti transmisi data berukuran mikroskopis, tak
terlihat oleh mata.
Sebuah kabel serat optik dibuat sekecil-kecilnya (mikroskopis) agar tak mudah
patah/retak, tentunya dengan perlindungan khusus sehingga besaran wujud kabel akhirnya
tetap mudah dipasang. Satu kabel serat optik disebut sebagai core. Untuk satu
19
sambungan/link komunikasi serat optik dibutuhkan dua core, satu sebagai transmitter dan
satu lagi sebagai receiver. Variasi kabel yang dijual sangat beragam sesuai kebutuhan, ada
kabel 4 core, 6 core, 8 core, 12 core, 16 core, 24 core, 36 core hingga 48 core. Satu core
serat optik yang terlihat oleh mata kita adalah masih berupa lapisan pelindungnya (coated),
sedangkan kacanya sendiri yang menjadi inti transmisi data berukuran mikroskopis, tak
terlihat oleh mata.
Inti kaca kabel single-mode umumnya berdiameter 8,3-10 mikron (jauh lebih kecil dari
diameter rambut), dan pada multi-mode berukuran 50-100 mikron. Pulsa cahaya yang
ditembakkan pada single mode adalah cahaya dengan panjang gelombang 1310-1550nm,
sedangkan pada multi-mode adalah 850-1300nm.
20
Ujung kabel serat optik berakhir di sebuah terminasi, untuk hal tersebut dibutuhkan
penyambungan kabel serat optik dengan pigtail serat optik di Optical Termination Board
(OTB), bisa wallmount atau 1U rackmount. Dari OTB kabel serat optik tinggal disambung
dengan patchcord serat optik ke perangkat multiplexer, switch atau bridge (converter to
ethernet UTP). Penyambungan kabel serat optik disebut sebagai splicing. Splicing
menggunakan alat khusus yang memadukan dua ujung kabel seukuran rambut secara
presisi, dibakar pada suhu tertentu sehingga kaca meleleh tersambung tanpa bagian coated-
nya ikut meleleh. Setelah tersambung, bagian sambungan ditutup dengan selubung yang
dipanaskan. Alat ini mudah dioperasikan, namun sangat mahal harganya. Inilah sebabnya
meskipun harga kabel fiber optik sudah jauh lebih murah namun alat dan biaya lainnya
masih mahal, terutama pada biaya pemasangan kabel, splicing dan terminasinya.
Pigtail yang disambungkan ke kabel optik bisa bermacam-macam konektornya,
yang paling umum adalah konektor FC. Dari konektor FC di OTB ini kita tinggal
21
menggunakan patchcord yang sesuai untuk disambungkan ke perangkat. Umumnya
perangkat optik seperti switch atau bridge menggunakan konektor SC atau LC. Cukup
menyulitkan ketika menyebut jenis konektor yang kita kehendaki kepada penjual, FC, SC,
ST, atau LC. Setelah kabel optik terpasang di OTB dilakukan pengujian end-to-end dengan
menggunakan Optical Time Domain Reflectometer (OTDR). Dengan OTDR akan
didapatkan kualitas kabel, seberapa besar loss cahaya dan berapa panjang kabel totalnya.
Harga perangkat OTDR ini sangat mahal, meskipun pengoperasiannya relatif mudah.
OTDR ini digunakan pula pada saat terjadi gangguan putusnya kabel laut atau terestrial
antar kota, sehingga bisa ditentukan di titik mana kabel harus diperbaiki dan disambung
kembali.
Untuk keperluan sederhana misalnya sambungan fiber optik antar gedung pada
jarak ratusan meter (hingga 15km) kini teknologi bridge/converter-nya sudah semakin
murah dengan kapasitas 100Mbps, sedangkan untuk full gigabit harga switch/module-
switch-nya masih mahal. Jadi, meskipun harga kabel serat optik sudah di kisaran
Rp10.000/m namun total pemasangannya membengkak karena ada biaya SDM yang
menarik dan memasang kabel, biaya splicing setiap core-nya, pemasangan OTB, pengujian
OTDR, penyediaan patchcord dan perangkat optiknya sendiri (switch/bridge). Cahaya yang
telah mengalami pelebaran dan pelemahan itu dapat dipulihkan kembali dengan memakai
piranti pengulang elektronis, yang ditempatkan pada jarak tertentu. Prinsip kerja piranti ini
adalah mengubah cahaya yang datang ke bentuk elektris kemudian diperkuat dan diubah
kembali ke bentuk asal (cahaya). Akan tetapi hal ini dianggap kurang praktis, karena dapat
menyebabkan kesalahan tambahan, membatasi pesat transmisi dan lebar bidang serta relatif
mahal.
Perkembangan teknologi yang begitu pesat telah memunculkan penguat serat
terdadah erbium (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA). Penguat ini dapat mengurangi
ketergantungan terhadap piranti pengulang yang biasa digunakan. Fungsi EDFA dalam
sistem komunikasi optis adalah :
Penguat daya, berfungsi meningkatkan daya terpancar dari pengirim.
22
Pengulang, dipasang di tempat-tempat tertentu.
Penguat awal, berfungsi meningkatkan sensitivitas penerima.
Dengan menggunakan EDFA akan diperoleh pembangkitan sinyal dengan faktor yang
lebih besar dan dapat membawa data dengan pesat bit yang lebih tinggi dibanding
pengulang elektronik.
Dasar Sistem Komunikasi Optik
Sistem komunikasi serat optik pada umumnya terdiri dari pemancar, media transmisi
dan penerima. Pada sisi pengirim, informsi yang akan dikirimkan terlebih dahulu
diubah ke bentuk isyarat listrik oleh sebuah tranduser sebelum ditransmisikan. Oleh
modulator informasi yang terdapat dalam isyarat listrik tersebut diubah lagi ke format
yang sesuai. Sejumlah daya diberikan pengirim ke kanal informasi oleh pengkopel
kanal (masukan) agar isyarat termodulasi dapat diteima pada sisi penerima. Pengkopel
kanal (keluaran) memberi daya kanala informasi ke detektor. Isyarat termodulasi
diubah oleh fotodetektor menjadi isyarat listrik. Dan setelah dipisahkan dari
pembawanya, isyarat listrik diubah menjadi isyarat aslinya oleh suatu transduser.
Keunggulan Serat Optik
Ada beberapa keunggulan serat optik di banding media transmisi lainnya, yaitu :
Lebar bidang yang luas, sehingga sanggup menampung informasi yang besar. Bentuk
yang sangat kecil dan murah. Tidak terpengaruh oleh medan elektris dan medan
magnetis. Isyarat dalam kabel terjamin keamanannya. Karena di dalam serat tidak
terdapat tenaga listrik, maka tidak akan terjadi ledakan maupun percikan api. Di
samping itu serat tahan terhadap gas beracun, bahan kimia dan air, sehingga cocok
ditanam dalam tanah. Substan sangat rendah, sehingga memperkecil jumlah
sambungan dan jumlah pengulang. Di samping kelebihan yang telah disebutkan di atas,
serat optik juga mempunyai beberapa kelemahan di antaranya, yaitu : Sulit membuat
terminal pada kabel serat Penyambungan serat harus menggunakan teknik dan
ketelitian yang tinggi. Proses Pembuatan Serat Proses pembuatan serat berhubungan
erat dengan pemilihan bahan serat. Ada beberapa sifat yang harus diperhatikan dalam
pemilihan bahan ini yaitu : Bahan serat harus transparan pada panjang gelombang
tertentu, agar dapat merambatkan cahaya dengan efisien Perbedaan indeks bias inti dan
23
kulit harus kecil dan kedua bahan harus mudah bersatu Fleksibel dapat ditarik panjang
dan tipis. Ada dua metode pembuatan serat terdadah erbium, yaitu : Teknik fase uap
(Vapour Phase Technique) Merupakan suatu teknik yang mendadahkan erbium fase
uap ke dalam inti serat. Erbium dipanaskan sampai titik tertentu agat diperoleh tekanan
uap kerja yang sesuai. Kemudian uap dialirkan ke dalam serat, dan selanjutnya
diendapkan. Terdapat dua metode dalam teknik fase uap ini. Pertama menggunakan
ruang pendadah terisi erbium. Pengendapan selubung dilakukan dengan cara biasa,
tetapi selama pengendapan inti, SICl4, GeCl4, dan O2 ditempatkan pada bagian bawah
tabung. Ruang pendadah dipanasi secara konstan untuk mengalirkan erbium.
Konsentrasi erbium dapat dikendalikan dengan pengaturan suhu ruang pendadah.
Sedangkan metode kedua menggunakan spon silika yang terisi erbium guna
menggantikan ruang pendadah serta memberikan kemampuan pendadahan erbium
yang lebih baik. Teknik fase cair (Liquid Phase Technique) Teknik ini mendadahkan
erbium fase cair ke dalam serat. Di sini lapisan selubung diendapkan ke dalam tabung
landasan dengan cara biasa, sedangkan pengendapan inti dilakukan pada suhu yang
lebih rendah, dengan demikian lapisan ini tidak terpuntir secara penuh. Selanjutnya
lapisan berpori direndam dalam larutan erbium encer agar pori-pori tersebut terisi.
Kemudian dikeringkan dan dilebur ke dalam lapisan kaca jernih. Lalu tabung
dimasukkan dalam bentukan dengan cara biasa. Teknik ini juga dapat digunakan untuk
berbagai bahan yang didasarkan pada silika berpori.
Tempat pemasangan kabel serat optik :
1. Di wilayah perkotaan terdapat banyak lekukan dan saluran yang besarnya sudah
dipenuhi oleh kabel lain sehingga pemasangan inframerah struktur baru selalu dibuat
dalam jumlah kecil, dengan radius belokan serat dan kabel diusahakan tetap kecil.
2. Kabel terpasang dalam bermacam-macam kondisi, seperti diluar atau di bawah tanah,
di udara atau di dalam ruangan. Konsekuensinya, banyak kondisi termal, mekanikal
dan tekanan lain yang harus diterima kabel serat optik tersebut.
3. Hindari penyambungan yang terlalu banyak. Usahakan seminimal mungkin agar tidak
perlu menggunakan teknisi yang terlatih dan dapat dipersiapkan dengan mudah.
24
4. Jangan sampai terjadi banyak tekukan dan kebocoran jaket pelindung yang dapat
menyebabkan kebocoran cahaya.
5. Biaya jalur koneksi global harus menjadi lebih murah.
J. Sistem Komunikasi Serat Optik
Sistem Komunikasi Serat Optik adalah suatu sistem Komunikasi yang menggunakan
Kabel Serat Optik sebagai media transmisinya yang dapat menyalurkan informasi dengan
kapasitas besar dan tingkat keandalan yang tinggi, berbeda dengan media transmisi lainnya
serat optik tidak menggunakan gelombang elektromagnetik/listrik sebagai gelombang
pembawanya melainkan menggunakan sinar/cahaya laser.
Kabel Coaxial Kabel Serat Optik
Delay 0.005 ms/km 0.048 ms/km
Keamanan- aman dari penyadapan
- tidak dapat di jamming
- aman daripenyadapan
- tidak dapat di jamming
Jenis Kanal
Penambahan kanal
Kapasitas kanal
Transmisi TV
Transmisi data
Umur sistem
Ducting
memasang kabel baru
sedang-besar
baik, tidak ekonomis
baik, tidak praktis
lebih dari 25 tahun
Subduct/Microduct
memasang kabel baru
sedang-besar sekali
baik dan ekonomis
baiksekali
lebih dari 25 tahun
25
LAMPIRAN
Berikut kami berikan beberapa link video yang diambil dari Youtube berkaitan
dengan materi pembelajaran serat optik.
http://www.youtube.com/watch?v=llI8Mf_faVo
26
http://www.youtube.com/watch?v=7h2xr-pi5VQ&feature=related
28
DAFTAR PUSTAKA
LINK SUMBER MATERI :
http://id.wikipedia.org/wiki/Serat_optik (11.00 03/10/2012)
http://www.elektroindonesia.com/elektro/el0400b.html (00:05 04/10/2012)
http://teknikinformatika-esti.blogspot.com/2012/09/pengertian-fiber-optik.html (00:22 04/10/2012)
http://kabeloptik.blogspot.com/ (05:30 04/10/2012)
http://zethcorner.wordpress.com/2008/07/22/sistem-komunikasi-serat-fiber-optik/ (05:37)
http://www.wahyudi.or.id/download/fiber_optic.pdf (05:33 04/10/2012)
http://kangenmatahari.blogspot.com/2010/07/struktur-serat-optik.html (05:33 04/10/2012)
http://kholimi-id.blogspot.com/2011/11/karakteristik-fiber-optik.html (06:58 /10/2012)
LINK VIDEO :
http://www.youtube.com/watch?v=llI8Mf_faVo
http://www.youtube.com/watch?v=0MwMkBET_5I
http://www.youtube.com/watch?v=7h2xr-pi5VQ&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=9T0AzeWM_F4
http://www.youtube.com/watch?v=G36yMx-3274
31
Top Related