Pengertian Kabel Fiber Optik & Prinsip Kerja Fiber Optic

Pengertian Fiber Optik

Pengertian Fiber Optik adalah sebuah Teknologi kabel yang menggunakan benang (serat) kaca atau plastik) mengirimkan data. Kabel Fiber optic terdiri dari seikat benang kaca, yang masing-masing mampu mentransmisi pesan modulasi ke gelombang cahaya. serat  kaca  biasanya memiliki diameter sekitar 120 mikrometer dengan yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain hingga jarak 50km tanpa menggunakan repeater. Sinyal-sinyal gelombang dapat berupa pengkodean komunikasi suara atau data komputer.

Komunikasi Fiber optic tergantung pada prinsip cahaya pada medium kaca dapat Dapat membawa informasi lebih banyak dan jarak yang jauh dibanding sinyal listrik yang dibawa oleh media tembaga atau koaksial. Kemurnian serat kaca digabungkan  dengan sistem elektronik yang maju memungkinkan serat terlebih mengirimkan sinyal cahaya digital  melampaui jarak 100 km tanpa alat penguat. Fiber optik merupakan media transmisi yang ideal dengan sedikit transmisi loss, gangguan rendah dan potensi bandwidth yang tinggi.

Prinsip Kerja Fiber Optik

Struktur Fiber optic terdiri dari beberapa susunan yaitu Cladding,Core, dan Buffer Coating. Core atau inti merupakan serat kaca yang tipis menjadi media cahaya berjalan, sehingga pengiriman cahaya dapat dilakukan. Cladding merupakan lapisan luar yang melindungi Inti dan memantulkan kembali cahaya yang terpancar keluar kembali ke dalam inti. Sedangkan Buffer Coating adalah selubung plastik yang bertujuan melindungi serat dari kerusakan yang diakibatkan dari lengkungan kabel dan gangguan luar misalnya kelembaban.

Prinsip kerja Fiber optik tergantung pada prinsip jumlah refleksi internal. Refleksi cahaya atau dibiaskan berdasarkan sudut yang menyerang permukaan. Prinsip ini berpusat pada cara kerja serat optik Membatasi sudut di mana gelombang cahaya dikirim memungkinkan untuk mengontrol secara efisien sampai ketujian. Gelombang cahaya ditutupi dengan inti dari fiber optik, dalam hal yang sama bahwa frekuensi sinyal radio ditutupi dengan coaxial cable.Gelombang cahaya diarahkan ke ujung serat dengan direfleksikan di dalam inti. Kabel Fiber optik biasanya diaplikasikan pada infrastruktur jaringan telekomunikasi misalnya pada jaringan telepon dan jaringan komputer.

kabel fiber optic single dan multi mode

Jenis Fiber Optik

1. 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)

2. 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)

Cara Kerja Fiber Optic

Sinar dalam fiber optik berjalan melalui inti dengan secara memantul dari cladding, dan hal ini disebut total internal reflection, karena cladding sama sekali tidak menyerap sinar dari inti. Akan tetapi dikarenakan ketidakmurnian kaca sinyal cahaya akan terdegradasi, ketahanan sinyal tergantung pada kemurnian kaca dan panjang gelombang sinyal.

Tipe – tipe Fiber Optic

a. Singlemode

Jenis fiber optik yang memiliki fiber tunggal dengan diamater antara 8.3  – 10 mikron yang mempunyai transmisi satu mode. Singlemode dengan garis tengah (diameter) sempit hanya dapat menyebarkan antara 1310 – 1550 nano meter. Singlemode dapat mentransmisikan di atas rata-rata dan 50 kali lipat jarak dibandingkan multimode.  Fiber singlemode memilikicore lebih kecil dibandingkan multimode.  Core kecil tersebut dan gelombang cahaya tunggal  dapat mengurangi distorsi  yang diakibatkan overlap  cahaya, penyediaan sedikit sinyal atenuasi  dan kecepatan transmisi yang tinggi. Ciri – cirinya:

• Diameter core lebih kecil dibandingkan diameter cladding.
• Digunakan untuk transmisi jarak jauh, bisa mencapi 120 km, band frekuensi lebar, dan penyusutan transmisi sangat kecil.

b. Grade-index multimode

Berisi sebuah core dimana refraksi indeks mengurangi secara perlahan -lahan  dari poros pusat ke luar cladding. Refraksi indeks tertinggi pada pusat membuat cahaya bergerak lebih perlahan pada porosnya dibandingkan  cahaya yang lebih dekat dengan cladding.  Alur yang dipendekkan dan kecepatan yang tinggi mengijinkan cahaya di bagian luar untuk sampai ke penerima pada waktu yang sama secara perlahan tetapi cahaya lurus langsung melalui inticore. Hasilnya sinyal digital mengalami distorsi yang sedikit. Ciri – cirinya:

• Diameter corenya antara 30 mm – 60 mm sedangkan diameter claddingnya 100 mm – 150 mm
• Merupakan penggabungan fiber single mode dan fiber multimode step index
• Biasanya untuk jarak transmisi 10 – 20 km à pentransmisian  informasi jarak menengah seperti pada LAN

c. Step-index multimode

Berisi sebuah core besar dengan diameter lebih dari 100 mikron. Hasilnya, beberapa cahaya membuat sinyal digital melewati rute utama (direct route), sedangkan  yang lainnya berliku-liku (zig zag) ketika sinar tersebut memantul cladding. Alternatif jalan kecil ini menyebabkan pengelompokan cahaya yang berbeda yang dikenal sebagai sebuah mode, tiba secara terpisah pada sebuah titik penerima. Kebutuhan untuk meninggalkan jarak antar sinyal untuk mencegah overlap batas bandwith adalah jumlah informasi yang dapat dikirim ke titik penerima. Sebagai konsekuensinya, fiber optik tipe ini lebih cocok untuk jarak yang pendek/singkat. Ciri – cirinya:

• Ukuran intinya berkisar 50 mm – 125 mm dengan diameter cladding 125 mm – 500 mm
• Diameter core yang besar digunakan agar penyambungan kabel lebih mudah
• Hanya baik digunakan untuk data atau informasi dengan kecepatan rendah dan untuk jarak yang relatif dekat.

Kelebihan Fiber Optic

1. Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar). Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar 1013 Hz sampai dengan 1016 Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi banyak.
2. Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga, terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1300 nm yaitu 0,2 dB/km.
3. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet. Fiber optik terbuat dari kaca atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet, frekuensi radio dan gangguan listrik.
4. Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi. Kemampuan fiber optik dalam menyalurkan sinyal frekuensi tinggi, sangat cocok untuk pengiriman sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan beberapa Mbit/s hingga Gbit/s.
5. Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan. Diameter inti fiber optik berukuruan micro sehingga pemakaian ruangan lebih ekonomis.
6. Tidak mengalirkan arus listrik Terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek)
7. Sistem dapat diandalkan (20 – 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya.
8. Low Cost
9. Fleksible atau kaku

Kekurangan Fiber Optic

1. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi.
2. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan
3. Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater.

Beberapa hal yang mempengaruhi performance fiber optic :

1. Loss, yang diakibatkan oleh panjang span fiber dan banyaknya splicing di sepanjang span fiber tersebut. Besarnya loss dari suatu span fiber bisa diukur dengan menggunakan OTDR.
2. Dispersi, seiring dengan bertambahnya usia fiber maka dispersi pada fiber optic tersebut semakin jelek, dispersi ada 2 macam:
   • Chromatic dispersion (CD), dispersi ini diakibatkan oleh variasi fiber index (karakteristik fiber) dengan panjang gelombang, hal ini menimbulkan delay antara panjang gelombang dengan pulsa transmisi cahaya sehingga sinyal yang ditransmisikan menjadi cacat dan menimbulkan distorsi dan naiknya BER (Bit Error Ratio). Chromatic dispersion bisa diukur dengan menggunakan chromatic dispersion meter. Selain itu pada sebuah percobaan mengenai hubungan antara suhu dan chromatic dispersion, kesimpulan yang didapat adalah salah satu penyebab penurunan kualitas sinyal pada jaringan fiber optik adalah chromatic dispersion yang berfluktuasi yang dipengaruhi oleh suhu kabel fiber optik.Chromatic dispersion bisa diatasi dengan membuat chromatic dispensation dengan membuat semacam spoel atau gulungan fiber optic untuk mengkompensasi cacatnya sinyal yang ditransmisikan.
   • Polarization Mode Dispersion (PMD), PMD diakibatkan oleh berubahnya bentuk fiber optic yang diakibatkan suhu, kelembaban atau adanya tarikan fiber yang bengkok. Dalam hal ini seharusnya fiber optic berbentuk bulat dan lurus tapi pada prakteknya akibat suhu, kelembaban dan pergeseran bumi bentuk fiber optic menjadi tidak bulat (misalnya lonjong) dan bengkok. Faktor lain yang menyebabkan polarization mode dispersion proses pembuatan yang kurang sempurna. Pada kabel fiber optik single mode ,sebenarnya terdiri dari kabel dua mode yang memiliki polarisasi yang sama. Dalam fiber optik yang sempurna sinyal yang dilewatkan pada dua mode ini berjalan pada kecepatan yang sama, tetapi dalam kenyataannya, ketidaksempurnaan fabrikasi membuat sinyal menjadi asimetris dan dapat menyebabkan mode memiliki kecepatan propagasi berbeda. Perbedaan kecepatan ini disebut Differential Group Delay (DGD) dan PMD adalah koefisien statistik-normalisasi panjang rata-rata nilai DGD. PMD dapat diminimalisir dengan pemilihan kabel dan instalasi yang baik.Lain dengan CD yang bisa diatasi dengan membuat chromatic dispensator, PMD tidak dapat diatasi.
3. Rusaknya Sealed dan Jacket Fiber, seiring bertambahnya usia fiber Sealed dan Jacket Fiber akan semakin jelek, misalnya mengeras kemudian pecah sehingga fiber optic tidak terlindungi dari suhu dan lembab.

Konektor Fiber Optic

Konektor kabel fiber optic terdiri dari dua jenis-konektor model ST yang berbentuk lingkaran dan konektor SC yang berbentuk persegi. Penggunaan kabel ini harus disesuaikan dengan jenis perangkat yang anda gunakan karena mereka mungkin berbeda.

Komponen Fiber Optic

1. Terminal Saluran Serat Optik (Optical Line Terminal, OLT) biasa ditempatkan pada pusat penyedia layanan provider (CO) untuk menghantarkan isyarat layanan kepada setiap pengguna dalam jaringan rangkaian sistem, dan OLT juga merupakan titik aggregasi suara dari PSTN, data dari penghala dan video melalui berbagai bentuk sebagai medium penghantaran
2. Unit Jaringan Serat Optik (Optical Network Unit, ONU) adalah peralatan yang digunakan diakhir jaringan untuk memberikan layanan-layanan yang disediakan kepada pelanggan

Sistem Transmisi Serat Optik

Sistem komunikasi serat optik adalah suatu sistem komunikasi yang menggunakan kabel serat optik sebagai saluran transmisinya yang dapat menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dan tingkat keandalan yang tinggi.

Secara umum metode point-to-point sistem transmisi terdiri dari tiga elemen dasar, yaitu transmitter, tranduser elektrooptik, kabel serat optik, receiver.

Gambar 1.Sistem Transmisi Serat Optik

Dari gambar 1 di atas sinyal awal yang berbentuk sinyal listrik pada transmitter diubah oleh transducer elektrooptik menjadi gelombang cahaya yang kemudian ditransmisikan melalui kabel serat optik menuju penerima / receiver yang terletak pada ujung lainnya dari serat optik. Pada penerima sinyal optik ini diubah oleh transducer optoelektronik menjadi sinyal elektris kembali.


Dalam perjalanan sinyal optik dari transmitter menuju receiver akan terjadi redaman cahaya di sepanjang kabel optik, sambungan-sambungan kabel dan konektor-konektor di perangkatnya. Oleh karena itu untuk transmisi jarak jauh diperlukan sebuah atau beberapa repeater yang berfungsi untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah mengalami redaman sepanjang perjalanannya.

Keuntungan utama serat optik adalah redaman rendah, memungkinkan untuk transfer sinyal jarak yang sangat jauh dengan bantuan amplifier maupun repeater, dan kemampuannya untuk membawa kapasitas data yang besar.

Gambar 2.Komponen dalam Sistem Transmisi Serat Optik

Gambar 2 adalah komponen dalam sistem transmisi serat optik. Dalam pentransmisian melalui serat optik ada beberapa hal yang menjadi karakteristik atau komponennya,yaitu sambungan (Connection), Coupler, MRP Spesification (Minimum Required Power).

Terdapat 2 tipe sambungan yaitu menggunakan Connector dan menggunakan Splice. Connector diperlukan apabila fiber dalam pentransmisiannya harus disambung/diputus. Sedangkan Splice diperlukan pada sistem fiber optik bila ada 2 fiber yang akan dihubungkan secara permanen.

Coupler diperlukan bila daya optik harus dihubungkan ke banyak saluran. Sedangkan MRP Specification (Minimum Required Power) digunakan sebagai analisis link power budget dalam mendesain photonic layer. MRP merupakan pengukur sensitivitas receiver untuk SNR atau BER yang spesifik dan bandwidth atau bit rate pada output receiver.

Untuk aplikasi jarak dekat dan lebar pita yang ditangani relatif kecil, transmisi elektrik lebih dipilih daripada transmisi serat optik. Ada beberapa faktor yang menyebabkan kabel elektrik lebih dipilih dbandingkan serat optik yaitu:

1. Ketika tidak dibutuhkan sistem pengkabelan yang kompleks.
2. Bahan material yang murah.
3. Biaya alat untuk mengirim dan menerima sinyalnya murah.
4. Kemudahan untuk menyambungkan hubungan kabel (splicing).
5. Kemampuannya untuk membawa daya listrik maupun sinyal.  

Apa itu TJA? atau Teknik Jaringan Akses

Kali ini saya akan memposting tentang TJA ( Teknik JAringan Akses)

Apa itu TJA? 

TJA dengan kepanjangan Teknik Jaringan Akses yaitu suatu jurusan yang mempelajari tentang jaringan akses dan mendalami bagian bagian dari kabel. 

Jurusan tersebut merupakan satu satunya di Jawa Tengah dan diminati oleh siswa dan siswi dari kota Purwokerto dan luar Purwokerto. Karena TJA memberikan peluang kerja yang luas dan menjajikan , khususnya dari perusahaan Telkom Group dan perusahaan Supporting Telkom.

Kompetensi Keahlian Teknik Jaringan Akses Telekomunikasi :

1. Memiliki kemampuan (menguasai) dasar dasar penggunaan komputer.

2. Memiliki kemampuan(menguasai) dasar dasar Sistem Telekomunikasi.

3. Memiliki kemampuan untuk melaksanakan Pekerjaan Instalasi Perangkat Jaringan Akses Kabel Tembaga  dan Optik baik diatas tanah maupun dibawah tanah, Perangkat Terminal Pelanggan dan Perangkat              Penunjang lainnya.

4. Memiliki kemnampuan untuk melaksanakan Pekerjaan Pengoperasian dan Pemeliharaan Perangkat Jaringan Akses Kabel Tembaga dan Optik baik diatas tanah maupun dibawah tanah, Perangkat Terminal Pelanggan dan Perangkat Penunjang lainnya.

Paket keahlian yang dimiliki program keahlian Teknik Jaringan Akses(TJA) adalah:
- Customer Premise Equipment
- Cooper and Optical Network Access
- Cellular Network Access