Serat Optik

Serat optik terdiri dari inti serat optik dengan indeks bias tertentu yang dikelilingi oleh lapisan selimut dengan indeks bias yang lebih rendah kemudian biasanya dilapisi dengan jaket pelindung.

1)      Bagian inti (core) biasanya terbuat dari gelas atau kaca.

2)      Bagian selimut (clodding) terbuat dari bahan kaca.

3)      Bagian jaket (coating) terbuat dari bahan plastik.

§   Redaman Serat Optik

Rugi-rugi transmisi pada dasarnya disebabkan oleh penyerapan, penghapuran dan pembengkokan.  dikelompokkan pada dua bagian yaitu:

1.      Rugi-rugi Bahan

      Yang disebabkan ketidakmurnian bahan gelas masih terdapat campuran ion logam yang menyerap cahaya. Terkelompok 2 bagian:

1)      Rugi absorbsi

2)      Rugi rayleigh scattering

2.      Rugi-rugi Pemakaian

      Seperti rugi-rugi sambungan, rugi-rugi pembengkokan, rugi-rugi coupling, dan rugi-rugi pantulan cahaya yang dipancarkan serat optik akan menemui beberapa pengaruh dispersi yang mengakibatkan pulsa-pulsa cahaya menjadi lebi sempit. Ada 3 macam bentuk dispersi:

1)      Dispersi antar mode

2)      Dispersi bahan

3)      Dispersi waveguide

 Dengan total dispersi (tt) =tt =

dengan kecepatan bit maksimum =

dimana : tm = dispersi antar mode

               tb = dispersi bahan

               tw = dispersi waveguide

§   Jenis-jenis Serat Optik

1.      Multimode Step Indeks

      Intinya terbuat dari bahan campuran yang sama, memiliki diameter inti dan NA yang besar, pancaran cahayanya secara zig zag. Diameter inti berkisar antara 50-400 μm, diameter selimut antara 125-500 μm, diameter jaket antara 250-1000 μm, NA antara 0,16-0,5, redaman 4-5 dB/km, bandwith antara 6-25 MHz, pemakaian pada jarak pendek, bandwith terbatas, dan harga relatif murah.

2.      Multimode Graded Index

      Intinya terbuat dari bahan yang berlapis-lapis, masing-masing lapisan  memiliki indeks bias yang berbeda-beda digunakan untuk redaman. Semakin mendekati luar inti mempunyai indeks bias yang lebih besar. Diameter inti antara 30-60 μm, diameter selimut antara 100-150 μm, diameter jaket anatra 250-1000 μm, NA antara 0,2-0,3, redaman 2-10 dB/km, badnwith antara 150 MHz–2 GHz, pemakaian pada jarak menengah, bandwith sedang, dan harga relatif mahal.

3.      Single-mode Step Index

      Intinya terbuat dari bahan campuran yang sama, memiliki diameter selimut lebih besar dari inti. Diameter inti berkisar antara 2-10 μm, diameter selimut antara 50-125 μm, diameter jaket antara 250-1000 μm, NA antara 0,08-0,15, redaman 1-5 dB/km, bandwith lebih besar 500 MHz, pemakaian pada jarak jauh, bandwith lebar, dan harga cukup mahal.

§   Komunikasi Serat Optik

            Komponen utama dalam serat optik adalah sumber cahaya, serat optik dan detektor cahaya.

Ø      Sumber Cahaya

      Merupakan komponen elektronik yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi sinyal cahaya. Ada dua kompomnen yang digunakan adalah :

1.      LED (Light Emiting Dioda).

2.      Dioda LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).

Ø      Detektor Cahaya

      Merupakan komponen elektronik yang dapat mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik. Ada dua komponen yang digunakan adalah :

1.      Pin Photodioda

2.      APD (Avalence Photo Dioda).

Saluran optik tunggal menyalurkan daya yang dipancarkan (Pt) dari sumber optic dioda laser, antara dioda dengan serat optik terdapat rugi-rugi kopling (LCT) dan rugi-rugi konektor (LKT). Cahaya melewati serat optik terdapat redaman serat optik (LF) dan rugi-rugi sambungan (LS), sampai pada bagian penerima memiliki rugi-rugi konector (LKR) dan rugi-rugi coupling (LCR) dan rugi-rugi semburan/margin (m).

Pt (dBm) = LCT + LKT + LF.s + LS.n + LKR + LCR + M + Pr

Dimana :     s = jarak SO . n = Jumlah sambungan

                  Pr = daya yang diterima oleh detektor cahaya

kecepatan bit maksimum =         dimana : tt = total dispersi

Contoh Soal

1.      Suatu link SO dengan spesifikasi sebagai berikut : dioda laser memancarkan daya 0 dBm, daya yang diterima APD -57 dBm, rugi coupling penerima sama dengan pemancar 6 dB, rugi konektor penerima sama dengan pada pemancar 1 dB, redaman SO 2 dB/km, total disperse 0,505 ns/km, rugi margin 5 dB, terdapat sambungan rugi masing-masing sambungan 0,5 dB.

a.       Tentukan panjang SO ?

b.      Berapa kecepatan bit maksimum ?

      Jawab :

Pt - Pr (dBm)     =   LCT+LKT+LF.s+LS.n+LKR+LCR+M

      0 – (-57 dBm) = 6 dB+1 dB+2 dB/km.s+0,5+1 dB+6 dB+5 dB

      57 dBm            = 21,5 dB + 2 dB/km.s

      s                       =  

      s                       = 17,75 km

a.       Kecepatan bit maksimum    =

                                                =

                                                = 22,2 Mb