Fiber Optic Dony Ariyus, Rum Muhamad Andri, Jurusan Teknik Informatika, STMIK AMIKOM Yogyakarta,
Jl. Ring Road Utara, Condong Catur, Sleman, Yogyakarta - Indonesia
Pada saat ini komunikasi data banyak digunakan apalagi untuk mentransfer data dalam jumlah besar seperti aplikasi multimedia, hal ini ikut mendorong penggunaan teknologi serat optic sampai ke pengguna (end user), aplikasi ini tentunya sangat membutuhkan media transmisi yang dapat diandalkan dari segi kualitas sinyal, waktu akses, keamanan data, daerah cakupan penerima yang luas maupun harga juga yang kompetitif, kesemua ini sudah menjadi karakter suatu jariangan yang menggunakan serat optic sebagai media transmisi Serat optik sangat tipis sekali, namun memiliki kemampuan tinggi dalam memandu sebuah sinar optik.Serat optik dibuat dari berbagai jenis kaca dan plastik. Kerugian yang rendah dapat diperoleh dengan menggunakan serat yang terbuat dari ultrapure fused silica.Namun serat ultrapure ini sulit diproduksi.Ada juga jenis serat yang lain yaitu : 1. Serat kaca higher-loss multicomponent yang lebih ekonomis namun masih memberikan kinerja yang cukup baik. 2. Serat plastik sedikit lebih mahal dan bisa dipergunakan untuk koneksi jarak, dimana tingkat kerugiannya masih dapat diterima. Sebuah kabel optik memiliki bentuk silindris dan terdiri dari tiga bagian konsentris,yaitu : inti (core), cladding dan selubung.Inti merupakan bagian terdalam dan terdiri dari satu atau lebih untaian atau serat, baik yang terbuat dari kaca maupun pastik dan bentuknya pun tipis sekali.Inti memiliki diameter yang berkisar antara 8 sampai 100 mikrometer.Masing-masing serat dikelilingi oleh cladding, yaitu berupa kaca atau plastik yang melapisi dan memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan plastik atau kaca yang berada pada inti.Interface diantara inti dan cladding bertindak sebagai pemantul untuk menahan cahaya yang akan lepas inti.Lapisan terluar yang mengelilingi satu atau beberapa serat bundelan selubung disebut jacket (pelapis).Pelapis tersusun dari bahan plastik dan lapisan-lapisan bahan lannya untuk melindungi erhadap kelembaban, goresan, jepitan dan bahaya-bahaya lingkungan lainnya.Berikut ini adalah gambar penampang dari fiber optic
Kabel Serat Optic Serat optik dianggap andal digunakan dalam telekomunikasi jarak jauh.Berikut ini adalah karakteristikkarakteristik yang membedakan serat optik dengan twisted pair maupun coaxial cable : • •
• •
• • •
Kapasitas yang lebih besar: Potensial bandwidth maupun rate data dari serat optik besar sekali karena mampu menampilkan rate data sebesar ratusan Gbps sepanjang puluhan kilometer. Ukuran yang lebih kecil dan bobot yang lebih ringan: Serat optik benar-benar lebih tipis dibandingkan dengan coaxial cable atau bundelan twisted pair.Setidaknya derajat ketipisan magnitudo dibandingkan kapasitas transmisi informasi.Untuk celah-celah gedung-gedung, ruang bawah tanah dan jalan raya ukurannya yang kecil dianggap menguntungkan. Atenuasi yang lebih rendah: Tingkat atenuasi serat optik lebig rendah dibandingkan coaxial cable dan twisted pair dan tetap konstan pada rentang yang lebih luas. Isolasi elektromagnetik: Sistem serat optik tidak dipengaruhi oleh medan elektromagnetik eksternal.jadi sistem ini tidak mudah diserang interferensi, derau impuls maupun crosstalk.lagipula serat optik tidak memancarkan energi, sehingga dengan peralatan lain hanya akan ada sedikit interferensi serta derajat pengamanan yang tinggi dari eavesdropping (kemungkinan didengarkan dengan diam-diam).Jadi dengan demikian serat optik terlalu sulit untuk disadap. Jarak repeater yang lebih besar: Jarak repeater pulhan kilometer untuk serat optik sudah dianggap biasa dan kini mulai ditampilkan jarak repeater sampai ratusan kilometer. Di dalam serat tidak terdapat tenanga listrik, maka tidak akan terjadi ledakan maupun percikan api Tahan terhadap gas beracun, bahan kimia dan air sehingga cocok ditanam didalam tanah, seperti contoh kabel komunikasi Indosat yang ditanam didalam tanah dari bali sampai Sumatera Utara
Empat kategori dasar aplikasi yang menjadi sangat penting untuk fiber 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 channel suara). 2. Metropolitan trunk : Rangkaian jaringan metropolitan trunk memiliki panjang rata-rata 12 km dan memiliki kurang lebih 100.000 channel suara dalam satu kelomppok trunk. Sebagian besar fasilitas yang dipasang di saluran bawah tanah tidak membutuhkan repeater ini. yang termasuk dalam kategori ini adalah jalur yang menghubungkan fasilitas-fasilitas gelombang mikro yang berakhir di batas pinggiran kota menuju gedung sentral telepon utama di pusat kota 3. Rural exchange trunk : Rural exchange trunk memiliki panjang sirkuit yang berkisar antara 40 sampai 160 km dan menghubungkan perkotaan dan pedesaan. Sebagian besar sistem ini memiliki
channel suara kurang dari 5000. Teknologi yang digunakan dalam aplikasi-aplikasi ini bersaing dengan teknologo dalam fasilitas-fasilitas gelombang mikro 4. Subscriber loop Local area network: Subscriber loop circuit adalah serat-serat yang menuju langsung dari sentral menuju langsung ke pelanggan. Aplikasi serat optik yang terakhir yang sangat penting adalah untuk Local Area Network.Standar-standar mulai dikembangkan dan produk-produk dimunculkan untuk jaringan serat optik yang berkapasitas total sebesar 100 Mbps sampai 1 Gbps serta mampu mendukung ratusan bahkan ribuan station di sejumlah besar bangunan kantor dan kompleks-kompleks gedung-gedung.
Proses Pengiriman Data Satu buah kabel serat optik terdiri atas dua serat satu berfungsi untuk Transmit (Tx) dan satunya untuk Receive (Rx). Sehingga komunikasi dengan fibre optic bisa terjadi dua arah secara bersama-sama (full duplex) Konektor serat Optik • ST Konektor biasanya dipakai untuk yang singlemode • SC konektor biasanya dipakai untuk yang multimode
Konektor Kabel Serta Optik Tempat pemasangan kabel fiber optic • Di wilayah kota, terdapat banyak lekukan dan saluran yang biasanya dipenuhi oleh kabel lain, sehingga pemasangan infrastruktur baru selalu dibuat dalam jumlah kecil, sehingga radius belokan fiber dan kabel diusahakan tetap kecil. • Kabel terpasang dalam bermacam-macam kondisi, seperti: di luar, di bawah tanah, di udara, dalam ruangan. Konsekuensinya banyak kondisi termal, mekanikal dan tekanan lain yang harus diterima. • Hindari kondisi banyaknya penyambungan, sehingga tidak memerlukan teknisi yang terlatih dan persiapan yang mudah. • Jangan sampai terjadi banyak tekukan & kebocoran jacket pelindung yang bisa menyebabkan kebocoran Cahaya • Biaya jalur koneksi global harus menjadi lebih rendah.
Kebocoran cahaya akibat kesalahan pemasangan dan penyambungan kabel fiber optik Karakteristik Transmisi Serat optik mentransmisikan berkas sinar cahaya yang ditandai dengan sebuah sinyal dengan memakai total internal refleksion. Total internal reflection terjadi pada berbagai media transparan yang memiliki index refraksi lebih tinggi dibanding media di sekelilingnya. Dampaknya serat optik bertindak sebagai waveguide untuk frekuensi dalam rentang sekitar 100 terra hingga 1000 terra Hetz. Hal ini menutupi bagian infra merah dan cahaya tampak. Gambar 2-5 menunjukkan prinsip transmisi serat optic
Prinsip Transmisi Serat Optic Cahaya dari suatu sumber memasuki inti plastik atau kaca yang berbentuk melingkar. Sinar pada sudut tumpul dipantulkan dan di sebarkan sepanjang serat. Sinar-sinar yang lain diserap oleh bahan-bahan yang mengelilingi. Bentuk penyebaran ini disebut step-index multimode (seperti gambar 2-5 a), menunjukkan
pada berbagai sudut yang akan memantulkan. Dengan transmisi multimode, muncul jalur propagasi multiple, masing-masing dengan panjang jalur dan waktu untuk melintasi serat yang berbeda. Karena itu mengakibatkan data yang diterima kurang akurat karena rate datanya dibatasi. Hal ini bisa terjadi karena elemen-element sinyal (pulsa cahaya) menyebar pada saat bersamaan.Bila radius inti serat dikurangi, lebih sedikit sudut-sudut yang akan memantul. Dengan mengurangi radius inti pada orde panjang gelombang, hanya akan ada satu sudut tunggal atau mode yang dapat lewat sinar mendatar. Karena terdapat jalur transmisi tunggal dengan transmisi mode tunggal, tidak terjadi distorsi yang biasanya ditemukan di multimode. Mode tunggal biasanya digunakan untuk aplikasi jarak jauh. tipe transmisi ketiga adalah graded-index multimode, tipe ini merupakan perantara diantara kedua tipe di atas dalam hal karakteristik. Index bias yang lebih tinggi pada pusat membuat sinar merambat lebih pelan pada sumbu mendatar dibanding dengan yang ada di dekat cladding. Cahaya di dalam inti menyudut secara heliks (berputar) karena index graded, mengurangi jarak perjalanannya.jalur yang lebih pendek memungkinkan cahaya pada batas luar tiba di receiver kira-kira bersamaan dengan saat sinar lurus pada sumbu inti. Serat graded index sering digunakan untuk LAN. Terdapat dua jenis sumber cahaya yang berbeda yang digunakan dalam serat optik, yakni 1. Ligth-Emitting Diode (LED) 2. Injection Laser Diode (ILD). Keduanya merupakan perangkat semikonduktor yang mampu memancarkan cahaya. LED tidak terlalu memakan banyak biaya dan beroperasi pada rentang waktu yang lebih besar, serta lebih tahan lama. ILD yang beroperasi dengan prinsip laser akan lebih efisien dan dapat menghasilkan rate data yang lebih besar. Berikut adalah perbandingan antara LED dengan ILD Perbandingan LEDs dan Lasers
Kemampuan serat optik benar-benar dieksploitasi saat sinar cahaya multiple pada frekuensi yang berlainan ditransmisikan melalui serat yang sama. Ini merupakan bentuk dari Frequency Division Multiplexing (FDM), namun lebih sering di sebut sebagai Wavelegth Division Multiplexing (WMD).
Dengan WDM, cahaya mengalir melalui serat yang terdiri dari berbagai macam warna, atau panjang gelombang, masing2 membawa channel data yang terpisah. Tabel di bawah ini akan menunjukkan penggunaan frekuensi untuk aplikasi fiber optic Penggunaan Frekuensi untuk Aplikasi Fiber Optic
Pada gambar 2-6 merupakan grafik hubungan antara besarnya attenuasi (redaman) terhadap frekuensi pada masing-masing media transmisi kabel,
Sumber : data communications and networking: wiliam Stallings Attenuasi (redaman) terhadap frekuensi pada masing-masing media transmisi kabel
standarisasi kabel dari IEEE untuk kabel jenis coaxial, UTP/STP maupun Fiber Optic Tipe Standarisasi Kabel 1
Tipe Standarisasi Kabel 2
DAFTAR PUSTAKA Ariyus, Dony, Computer Security, Andi Offset, 2006 Ariyus, Dony, Pengantar Ilmu Kriptografi: Teori, Analisis dan Implementasi, Andi Offset 2008
Antti V. Ra¨isa¨nen and Arto Lehto, Radio Engineering for Wireless Communication and Sensor Applications, Artech House, 2003 Alain Glavieux ,Channel Coding in Communication Networks, ISTE Ltd, 2007 Behrouz A. Forouzan,Data Communication and Networking Fourth Edition, Mcgraw Hill, 2007 David Barnett, David Groth and Jim McBee, Cabling:The Complete Guideto Network Wiring, Third Edition, SYBEX, 2004 David Tse and Pramod Viswanath, Fundamentals of Wireless Communication, Cambridge University Press 2005 DC Green, Data Communication, logman Group UK,1995 Gilbert Held, Understanding Data Communications: From Fundamentals to Networking, Wiley,2000 Gilbert Held,data communications networking devices: operation, utilization and LAN and WAN internetworking, Wiley,1999 Geoff Sanders and friends, GPRS Networks, Wiley,2003 Gunnar Heine,GSM Networks: Protocols, Terminology, and Implementation, Artech House, 1998 Jerry Fitzgerald and Alan Dennis, Business Data Communications and Networking 9th Edition, John Wiley, 2007 Mark G. Graff, Kenneth R. van Wyk, Secure Coding: Principles & Practices, O'Reilly, 2003 Lawrence Harte, Introduction to Data Networks: PDN, LAN, MAN, WAN, and Wireless Data, Technologies and Systems, ALTHOS, 2003 Michael M. A. Mirabito, Barbara L. Morgenstern, The New Communications Technologies: Applications, Policy, and Impact, Focal Press, 2004 Nader F. Mir, Computer and Communication Networks, Prentice Hall, 2006 Rahmat Rafludin, Sistem Komunikasi Data Mutakhir, Andi offset, 2006 Robert M. Erwin, Pengantar Telekomunikasi, PT.Elex Media Computindo, 1998 Roger L. Freeman, Practical Data Communications Second Edition, Wiley, 2001 Jorge Reina Schement, Encyclopedia of Communication and Information, thomson learning, 2002
Siegmund M, Redl and Friends, GSM and Personal Communication Handbook, Artech House,1998 Teguh Wahyono, Prinsip Dasar dan Teknologi Komunikasi Data, Graha Ilmu, 2003 Vern A. Dubendorf, Wireless Data Technologies, Wiley,2003 William Stallings, Data and Computer Communications , Prentice Hall, 2004
