Fiber Optic

Fiber optik adalah sebuah kaca murni yang panjang dan tipis serta berdiameter sebesar rambut manusia. Dan dalam pengunaannya beberapa fiber optik dijadikan satu dalam sebuah tempat yang dinamakan kabel optik dan digunakan untuk mengantarkan data digital yang berupa sinar dalam jarak yang sangat jauh.
Kira-kira lebih dari 20 tahun yang lalu, kabel serat optik (Fiber Optic) telah mengambil 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.



Ketika serat optik menggantikan tembaga (copper) sebagai long distance calls maupun internet traffic yang secara tidak langsung berdampak pada penurunan biaya produksi. Untuk memahami bagaimana sebuah kabel serat optik bekerja, sebagai contoh coba bayangkan sebuah sedotan plastik atau pipa plastik panjang fleksible berukuran besar. Bayangkan pipa tersebut mempunyai panjang seratus meter dan anda melihat kedalam dari salah satu sisi pipa. Seratus meter di sebelah sana seorang teman menghidupkan lampu senter dan diarahkan kedalam pipa. dikarenakan bagian dalam pipa terbuat dari bahan kaca sempurna, maka cahaya senter akan di refleksikan pada sisi yang lain meskipun bentuk pipa bengkok atau terpilin masih dapat terlihatpantulan cahaya tersebut pada sisi ujungnya. Jika misalnya seorang teman anda menyalakan cahaya senter hidup dan mati seperti kode morse, maka anda dan teman anda dapat berkomunikasi melalui pipa tersebut. Seperti itulah prinsip dasar dari serat optik atau yang biasa dikenal dengan nama fiber optic cable.

Core adalah kaca tipis yang merupakan bagian inti dari fiber optik yang dimana pengiriman sinar dilakukan.

Cladding adalah materi yang mengelilingi inti yang berfungsi memantulkan sinar kembali ke dalam inti(core).

Buffer Coating adalah plastic pelapis yang melindungi fiber dari kerusakan.

Jenis Fiber Optik
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).
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).

Transfer Data
Data yang ditransfer melalui serat optik adalah data digital berupa sinyal cahaya. Prinsip kerjanya mirip dengan dua orang yang berada dalam satu terowongan yang gelap dan lurus berkomunikasi menggunakan sandi Morse dengan lampu senter. Orang pertama, berada di pangkal terowongan, menghidupkan dan mematikan lampu senter, kemudian orang kedua, berada di ujung terowongan, menerjemahkan kode cahaya lampu senter yang berbentuk titik dan garis ke dalam bahasa manusia. Demikian pula yang terjadi pada proses pengiriman data dalam serat optik. Terdapat empat elemen dalam transfer data di serat optik, yaitu:
1. Pengirim (transmitter): memproduksi dan melakukan encoding sinyal cahaya yang akan dikirimkan.
2. Serat optik: media tempat cahaya ditransfer.
3. Regenerator: berfungsi untuk memperkuat sinyal cahaya.
4. Penerima (receiver): menerima dan melakukan decoding sinyal cahaya yang dikirimkan oleh transmitter.
Receiver menggunakan photocell atau photodiode untuk membaca sinyal yang diterimanya. Bagaimana jika terowongan tempat kedua orang tersebut berkelok-kelok, sementara cahaya lampu senter berjalan lurus? Pada terowongan yang memiliki banyak kelokan, perlu dipasang cermin di setiap kelokan untuk memantulkan cahaya senter menuju sasaran. Hal ini terjadi pada transfer cahaya dalam serat optik. Lapisan pembungkus atau cladding yang bersifat optikal memantulkan kembali cahaya yang menyentuh dinding serat ke inti serat optik sehingga sinyal cahaya yang dikirim transmitter tetap bisa diterima oleh receiver.

Cara Kerja Fiber Optik
Sebuah kabel fiber optik terbuat dari serat kaca murni, sehingga meskipun kabel mempunyai panjang sampai beratus2 meter, cahaya masih dapat dipancarkan dari ujung ke ujung lainnya. Helai serat kaca tersebut didesain sangat halus,ketebalannya kira-kira sama dengan tebal rambut manusia. Helai serat kaca dilapisi oleh 2 lapisan plastik (2 layers plastic coating) dengan melapisi serat kaca dengan plastik, akan didapatkan equivalen sebuah cermin disekitar serat kaca.
Cermin ini menghasilkan total internal reflection (refleksi total pada bagian dalam serat kaca).
sama seperti jika kita berada pada ruangan gelap dengan sebuah jendela kaca, kemudian anda mengarahkan cahaya senter 90 derajat tegak lurus dengan kaca , maka cahaya senter akan tembus ke luar ruangan. Akan tetapi jika cahaya senter tersebut diarahkan (ke jendela berkaca) dengan sudut yang rendah (hampir paralel dengan cahaya aslinya), maka kaca tersebut akan berfungsi menjadi cermin yg akan memantulkan cahaya senter ke dalam ruangan. demikian pada serat optik, cahaya berjalan melalui serat kaca pada sudut yang rendah.
Untuk mengirimkan percakapan2 telepon melalui serat optik, suara analog di rubah menjadi sinyal digital. Sebuah laser transmitter pada salah satu ujung kabel on/off untuk mengirimkan setiap bit sinyal. System fiber optik Modern dengan single laser bisa mentransmitkan jutaan bit/second. Atau bisa dikatakan laser transmitter on dan off jutaan kali /second.
System terbaru laser transmitter dapat mentransmitkan warna2 yang berbeda untuk mengirimkan beragam sinyal digital dalam fiber optik yang sama.
Kabel fiber optik modern dapat membawa sinyal digital dengan jarak kurang lebih 60 mil (sekitar 100 Km). Pada jalur distribusi jarak jauh biasanya terdapat peralatan tambahan (equipment hut) setiap 40-60 mil,yang berfungsi pick-up equipment yang akan menampung, menguatkan sinyal, dan kemudian me- retransmit-kan sinyal ke equipment selanjutnya.

Keuntungan Fiber Optik
· Murah : jika dibandingkan dengan kabel tembaga dalam panjang yang sama.
· Lebih tipis: mempunyai diameter yang lebih kecil daripada kabel tembaga.
· Kapasitas lebih besar.
· Sinyal degradasi lebih kecil.
· Tidak mudah terbakar : tidak mengalirkan listrik.
· Fleksibel.
· Sinyal digital.

Bagaimana Fiber Optik Dibuat
Making a preform glass cylinder
Proses ini disebut modified chemical vapor deposition (MCVD).
Silikon dan germanium bereaksi dengan oksigen membentuk SiO2 dan GeO2.
SiO2 dan GeO2 menyatu dan membentuk kaca.
Proses ini dilakukan secara otomatis dan membutuhkan waktu beberapa jam.

Drawing the fiber from the preform
Setelah proses pertama selesai preform dimasukkan kedalam fiber drawing tower.
Kemudian dipanaskan 1900-2200 derajat celcius sampai meleleh.
Lelehan tersebut jatuh melewati laser mikrometer sehingga preform membentuk benang.
Dilakukan proses coating dan UV Curing.

Testing the Finished Optical Fiber
Tensile strength: harus mampu menahan 100.000 lb/inch2 atau lebih.
Refractive index profile : menghitung layar untuk pemantulan optik.
Fiber geometry : diameter Core, dimensi cladding, diameter cloating adalah seragam.
Attenuation : menghitung kekuatan sinyal dari berbagai panjang gelombang dan jarak.
Information carrying capacity : bandwith
Chromatic dispersion : penyebaran berbagai panjang gelombang sinar melalui core.
Operating temperature

Kabel Optik Yang Sering Digunakan
· Distribution Cable
· Indoor/Outdoor Tight Buffer
· Indoor/Outdoor Breakout Cable
· Aerial Cable/Self-Supporting
· Hybrid & Composite Cable
· Armored Cable
· Low Smoke Zero Halogen (LSZH)

Urutan warna core cablenya sebagai berikut:
1. Biru
2. Orange
3. Hijau
4. Coklat
5. Abuabu
6. Putih
7. Merah
8. Hitam
9. Kuning
10. Ungu
11. Pink
12. Tosca (mirip Biru muda)

Perangkat di STO

Optical Terminal Box

Optical Terminal Box atau yang sering disebut OTB digunakan untuk menghubungkan kabel serat optik indoor maupun outdoor dan patchcord. OTB dapat dipasang di dinding maupun tiang.

Keunggulan dan Kekurangan
Kabel tembaga dirancang untuk menyediakan bandwith sebesar 3 Khz. Dengan modem Digital Subscriber Line (DSL) untuk jarak dekat yang kurang dari 2,5 km, kabel tembaga mampu mengangkut data sampai 1,5 Mb perdetik. Bandingkan dengan kemampuan serat optik mengangkut data sebesar 2,5 Gb (2.500 Mb) perdetik dalam jarak 200 km. Artinya, dengan jarak 80 kali lebih panjang, serat optik mampu mengangkut data lebih dari 1.500 kali kemampuan kabel tembaga. Sementara itu, untuk percakapan telepon, kabel tembaga hanya mampu menyediakan 24 ruang percakapan, sedangkan serat optik mampu menyediakan 32.000 ruang percakapan untuk jarak yang juga 80 kali lebih jauh. Secara garis besar, beberapa keunggulan serat optik dibandingkan dengan kabel tembaga adalah sebagai berikut:
Kecepatan: serat optik mampu mengangkut data digital (sinyal cahaya) dalam kecepatan tinggi, sampai satuan hitungan gigabit, milyaran data biner, dalam 1 detik. Sementara kabel tembaga yang hanya mampu mengangkut data analog (sinyal elektrik) dalam satuan hitungan megabit.
Bandwidth: serat optik memiliki kapasitas angkut yang jauh lebih besar daripada kabel tembaga.
Jarak: serat optik mampu mengangkut data dalam rentang jarak yang cukup jauh tanpa membutuhkan penguat, kecuali untuk jarak yang sangat jauh (misalnya kabel dipasang di bawah laut), kemungkinan dibutuhkan regenerator untuk memperkuat sinyal.
Ketahanan: serat optik memiliki daya tahan yang kuat terhadap gangguan gelombang elektromagnetik,mesin, dan kabel lain yang berdekatan.
Perawatan: serat optik tidak membutuhkan biaya perawatan yang tinggi karena tidak mengalami aus atau korosi. Serat optik juga lebih ringan dan tipis dibandingkan dengan bahan tembaga.
Di balik setiap sisi positif senantiasa ada sisi negatif. Kekurangan yang paling dirasakan adalah ketidakcocokan serat optik dengan sistem perangkat elektronik yang banyak digunakan di dunia saat ini. Untuk menanggulangi hal tersebut dibutuhkan piranti penerjemah (converter) yang mengubah sinyal elektrik menjadi sinyal cahaya dan sebaliknya. Kelemahan lain serat optik adalah biaya instalasi masih mahal, rentan pecah, dan masih sulit untuk diparalelkan.