Quote:
C.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 µm 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.
D.Dasar Sistem Komunikasi Serat Optik
Gambar diatas 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.
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.
Carrier sourc membangkitkankan gelombang cahaya, yang umum digunakan Laser Diode (LD) atau Light Emitting Diode (LED).
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
nonlinier 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). |
Quote:
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.
E.Kesimpulan
*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)
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.
*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.
*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 sera 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.
*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.
*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 and Message Output).
|
| | |
|
|
