Pertemuan kesebelas - Workshop Fiber Optik

Fiber Optic atau serat optik adalah media transmisi yang terbuat dari serabut-serabut kaca yang tipis dengan ukuran sama dengan diameter rambut manusia. Perkembangan jaman yang sangat pesat menyebabkan para teknisi jaringan harus mengetahui mengenai fiber optic, karena karakteristik kabel seperti inilah yang menjadi media transmisi masa depan.

Media fiber optic merupakan media yang memiliki banyak kelebihan dari segi performa dan ketahanan. Data yang dihantarkan dalam fiber optik berbentuk cahaya. Dari kata cahaya, kita sudah dapat me mperkirakan performa dari media ini. Anda tahu kecepatan cahaya? Sekitar 300.000 meter persekon. Sangat cepat bukan? Cukup cepat untuk membuat orang bisa keliling dunia dalam waktu singkat. Walaupun dari segi kecepatan memang baik, namun tentu ada kelebihan dan kekurangan dari fiber optic yang harus diperhitungkan dalam merencanakan sebuah jaringan. Berikut adalah keunggulan dan kekurangan dari fiber optic :

Keunggulan fiber optic :

• Informasi ditransmisikan dengan kapasitas (bandwidth) yang tinggi
• Sinyal tidak terpengaruh pada gelombang electromagnetic dan frekuensi radio, hal ini dikarenakan FO (Fiber Optic) terbuat dari kaca dan plastic
• Berkemampuan membawa lebih banyak informasi dan mengantarkan informasi dengan lebih akurat dibandingkan dengan kabel tembaga
• Kabel fiber optic mendukung data rate yang lebih besar, jarak yang lebih jauh dibandingkan kabel coaxial, sehingga menjadikannya ideal untuk transmisi serial data digital
• Karena yang dikirim adalah signal cahaya, maka tidak ada kemungkinan ada percikan api bila serat atau kabel tersebut putus. Selain itu juga tidak menyebabkan tegangan listrik dalam proses perbaikannya bila ada kerusakan
• Fiber optic sulit disadap
• Dapat menjangkau sampai puluhan bahkan ratusan kilometer
• Material dasar kabel optic relat if lebih murah dari kabel tembaga

 

Kelemahan fiber optic :

• Biaya yang mahal untuk peralatannya
• Perlu konversi data yang rumit dari listrik ke cahaya dan sebaliknya
• Perlu peralatan khusus dalam prosedur pemakaian dan pemasangannya
• Untuk perbaikan yang kompleks perlu tenaga yang ahli di bidang ini
• Selain merupakan keuntungan, sifatnya yang tidak menghantarkan listrik juga merupakan kelemahannya, karena memerlukan alat pembangkit listrik eksternal
• Bisa menyerap hidrogen yang bisa menyebabkan loss data

Tipe-Tipe Fiber Optic

Fiber optic berdasarkan mode rambat dibagi menjadi 2 kategori umum, yaitu : 

 

 

1. Single Mode, yaitu fiber optic dengan mode rambat yang hanya ada satu indeks sinar tanpa pantulan yang merambat sepanjang media tersebut dibentangkan. Dalam pengiriman data, fiber optik jenis ini jarang mengalami gangguan karena sinar rambatnya hanya satu buah, sekalipun mengalami gangguan, pastinya hanya gangguan luar (gangguan fisik). Core serat fibernya cukup kecil yaitu sekitar 8 sampai 10 mikrometer. Sinar yang dapat lewat hanya yang memiliki panjang 1310 atau 1550 nanometer. Single mode dapat membawa data dengan bandwith yang lebih besar dibandingkan multimode fiber optik. Kecepatannya bisa mencapai 50x multimode, tetapi biayanya lebih besar. Karena core yang kecil ini juga, single mode bisa menguragi gangguan akibat overlapping dan distorsi.
2. Multi Mode, yaitu fiber optic yang mempunyai inti yang lebih besar (berdiameter 0.0025 inch atau 62.5 micron) dan berfungsi mengirimkan sinar laser inframerah (panjang gelombang 850-1300 nanometer). Dalam jenis multimode ini terdapat banyak indeks cahaya dengan pantulan sepanjang media tersebut terbentang. Kemudian di akhir lintasan, tidak semua laser sampai di tempat tujuan secara serentak, ada yang memantul balik. Hal inilah yang membuat bandwith multimode lebih terbatas. Namun, biaya yang digunakan lebih murah. Fiber optic berdasarkan indeks bias core dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

• Step Indeks. Pada serat optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen.
• Graded Indeks. Indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding semakin kecil. Jadi pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling besar. Serat graded indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih besar, karena pelebaran pulsa yang terjadi dapat diminimalkan.

Komponen-komponen Fiber Optic
Berikut adalah komponen-komponen dasar dari media transmisi fiber optic :

Keterangan :

• Core, adalah kaca tipis yang merupakan bagian inti dari fiber optik yang dimana pengiriman sinar dilakukan.
• Cladding, yaitu materi yang mengelilingi inti yang berfungsi memantulkan sinar kembali ke dalam inti (core). Cladding mempunyai indek bias lebih rendah dari pada core untuk memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar dari core agar kembali kedalam core.
• Buffer, berfungsi melindungi fiber dari kerusakan. Efisiensi dari serat optic ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.

Connector Fiber Optic
Seperti halnya pada media transmisi guided media lainnya, fiber optic juga memiliki jenis-jenis connectornya sendiri. Jika pada copper media connectornya menggunakan bahan yang mahal seperti besi, tembaga, dll, maka connector-connector fiber optic terbuat dari material yang sederhana seperti plastic, karet, dan kaca sehingga lebih praktis. Berikut adalah contoh-contoh dari connector fiber optic yang sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, khususnya untuk para network engineer.

• Connector FC. Digunakan untuk jenis kabel single mode dengan akurasiyang tinggi untuk menghubungkan kabel dengan transmitter maupun receiver.
• Connector SC. Digunakan dalam jenis kabel single mode dan bisa dilepas-pasang. Konektor SC berbentuk persegi dan lebih mudah dihubungkan ke area yang ditentukan.
• Connector ST. Bentuknya seperti bayonet berkunci dan hampir miripdengan konektor BNC. Umum digunakan pada jenis kabel single modemaupun multi mode. Konektor ini paling umum dan yang sering digunakan bersama kabel fiber optik. berbentuk batang, mirip dengankonektor BNC.
• Connector Biconic. Jenis konektor yang pertama kali muncul dalam komunikasi fiber optik dan jenis ini sekarang sudah sangat jarang digunakan.
• Connector D4. Jenis komputer ini hampir mirip dengan konektor FC, hanya berbeda ukurannya. Perbedaannya sekitar 2 mm pada bagian ferrule-nya. 
• Connector SMA. Jenis konektor ini lebih dahulu muncul dari konektor ST yang sama-sama mempunyai penutup dan pelindung. Konektor yang baru saat ini lebih popular adalah konektor MT-RJ. Konektor MT-RJ menggunakan model plastik seperti yang digunakan konektor RJ-45, yang memudahkan untuk dipasang. Dua kabel fiber terhubung ke dalam satu konektor, sama dengan konsep konektor SC.Beberapa jenis konektor lain yang biasanya digunakan dalam jaringan adalah Konektor FDDI, Konektor LC, Konektor MT Array.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Performa Fiber Optic
Faktor-faktor yang mempengaruhi performa dari fiber optic antara lain attenuation, dispersion, bandwidth, dan redaman.

• Attenuation (Penurunan). Ketika sinar melewati media fiber, akan mengalami penurunan daya akibat redaman, pembiasan dan efek lainnya. Dengan kata lain, besar kecilnya power yang di terima akan dipengaruhi oleh perbedaan besarnya daya yang dikirim dan penurunan kualitas selama proses „perjalanan‟ sinar tersebut. Singkatnya, Attenuation adalah penurunan kualitas sinar yang dialami ketika pengiriman sinar sampai ke penerima sinar di media fiber.
• Dispersion (Penyebaran). Pelebaran pulsa saat melewati serat optik akibat material maupun mode perambatannya dalam serat optik, diusahakan sekecil mungkin. Pada serat optik single mode, faktor dispersi ini lebih kecil dari pada multi mode. Ada beberapa parameter yang dapat digunakan untuk mengukur kualitas sistem komunikasi digital, termasuk Sistem Komunikasi Serat Optik, diantaranya BER (Bit Error Rate) dan SNR(Signal to Noise Ratio). BER menyatakan berapa jumlah bit error yang terjadi dalam dalam satuan det ik, sedangkan SNR menyatakan perbandingan sinyal dengan noise/gangguan. Semakin besar redaman, maka semakin kecil SNR dan daya penerimaan, sehingga BER akan semakin tinggi sehingga kualitas menjadi berkurang.
• Bandwidth (Jumlah Data). Ketika sinar merambat akan menggunakan frekuensi tertentu. Besar kecilnya frekuensi yang digunakan akan mempengaruhi besar kecilnya kapasitas informasi data yang akan dibawa. Redaman, disebabkan oleh :

1. Hamburan Rayleigh (scater) dan hamburan akibat fluktuasi konsentrasi dopan serat optik. Hamburan Rayleigh (sesuai dengan nama penemunya) merupakan hamburan yang dominan menyebabkan redaman pada serat optik (75%).
2. Absorption atau penyerapan akibat ketidaksempurnaan proses pembuatan serat dan penyerapan ion hydrogen.
3. Titik-titik sambungan (fusion maupun mechanical splice, konektor, dan lain sebagainya)Bending, baik yang sifatnya mikro akibat ketidaksempurnaan core dan makro.
4. Bending yang disebabkan oleh kondisi tertentu di lapangan sehingga kabel optik mengalami tekukan yang cukup tajam.
5. Radiasi nuklir yang menyebabkan dampak permanen.