fiber optik

STRUKTUR DASAR SERAT OPTIK
Struktur dasar dari serat optik sebenarnya tersusun atas coating, cladding dan core. Namun demi alasan keamanan maka ditambahkan pengaman setelah lapisan coating. Lapisan tersebut bisa berupa plastik, seng, atau anyaman kawat besi tergantung pada kondisi kabel optik ditempatkan. Berikut adalah gambar susunan dari fiber optik.

Struktur dasar serat optik

> Core ( Inti )
Core berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari satu ujung ke ujung lainnya. Core terbuat dari bahan kuarsa dengan kualitas sangat tinggi. Ada juga yang terbuat dari hasil campuran silica dan glass. Sebagai inti, core juga tempat merambatnya cahaya pada serat optik. Memiliki diameter 10 µm – 50 µm. Ukuran core mempengaruhi karakteristik dari serat optik.

> Cladding
Cladding berfungsi sebagai cermin yaitu memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. Dengan adanya cladding ini cahaya dapat merambat dalam core serata optic. Cladding terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias yang lebih kecil dari core. Cladding merupakan selubung dari core. Diameter cladding antara 5 µm – 250 µm. Hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut kritis).

> Coating ( Jaket )
Coating berfungsi sebagai pelindung mekanis pada serat optik dan identitas kode warna. Terbuat dari bahan plastic. Berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan.

HUKUM DASAR SERAT OPTIK
Sistem komunikasi serat optik terkait dengan perambatan energi cahaya pada serat optik. Cara serat optik melewatkan cahaya bergantung dari sifat cahaya dan struktur serat optik yang dilewati.Dari sudut pandang telekomunikasi, cahaya adalah suatu bentuk energi yang merambat dalam bentuk gelombang. Itulah sebabnya, serat optik juga disebut optical waveguide, karena berfungsi sebagai pembimbing gelombang cahaya.
Parameter cahaya dari sustu material yang perlu diketahui adalah index of refraction atau index bias. Bila gelombang cahaya merambat dalam ruang hampa maka kecepatannya adalah c = 3×108 m/s. Bila gelombang cahaya merambat melalui material, tidak dalam ruang hampa, maka kecepatannya akan lebih kecil dibandingkan dalam ruang hampa, yaitu sebesar :
v=c/n atau n=c/v
dimana n = index of refraction atau index bias
v = kecepatan cahaya dalam material
Cahaya merambat dalam dua medium berbeda dengan tiga cara yaitu merambat lurus, dibiaskan dan dipantulkan. Saat cahaya melintasi dua media yang berbeda, ada bagian cahaya yang dipantulkan kembali ke medium pertama dan sebagian lainnya dibiaskan.

JENIS-JENIS SERAT OPTIK
Serat optik terdiri dari beberapa jenis, yaitu :
1. Multimode Step Index
Pada jenis multimode step index ini, diameter core lebih besar dari diameter cladding. Dampak dari besarnya diameter core menyebakan rugi-rugi dispersi waktu transmitnya besar. Penambahan prosentase bahan silica pada waktu pembuatan. Tidak terlalu berpengaruh dalam menekan rugi-rugi dispersi waktu transmit. Berikut adalah gambar dari perambatan gelombang dalam serat optik multimode step index.

Perambatan Gelombang pada Multimode Step Index

Jenis serat optik ini mempunyai perubahan index bias yang mendadak seperti ditunjukkan oleh gambar berikut.


Index bias dari multimode step index

Multimode Step Index mempunyai karakteristik sebagai berikut :
• Indeks bias core konstan.
• Ukuran core besar (50mm) dan dilapisi cladding yang sangat tipis.
• Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki core yang besar.
• Sering terjadi dispersi.
• Hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data bit rate rendah.

2. Multimode Graded Index
Pada jenis serat optik multimode graded index ini. Core terdiri dari sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda, indeks bias tertinggi terdapat pada pusat core dan berangsur-angsur turun sampai ke batas core-cladding. Akibatnya dispersi waktu berbagai mode cahaya yang merambat berkurang sehingga cahaya akan tiba pada waktu yang bersamaaan. Berikut adalah gambar perambatan gelombang dalam multimode graded index.


Perambatan Gelombang pada Multimode Graded Index

Index bias yang berubah secara perlahan ditunjukkan pada gambar berikut.


Perubahan index bias pada multimode graded index

Multimode Graded Index mempunyai karakteristik sebagai berikut :
• Cahaya merambat karena difraksi yang terjadi pada core sehingga rambatan cahaya sejajar dengan sumbu serat.
• Dispersi minimum sehingga baik jika digunakan untuk jarak menengah
• Ukuran diameter core antara 30 µm – 60 µm. lebih kecil dari multimode step Index dan dibuat dari bahan silica glass.
• Harganya lebih mahal dari serat optik Multimode Step Index karena proses pembuatannya lebih sulit.

3. Single mode Step Index

Pada jenis single mode step index. Baik core maupun claddingnya dibuat dari bahan silica glass. Ukuran core yang jauh lebih kecil dari cladding dibuat demikian agar rugi-rugi transmisi berkurang akibat fading. Seperti ditunjukan gambar berikut.


Perambatan Gelombang pada Singlemode Step Index

Pada single mode step index ini. Index biasnya berubah secara mendadak seperti pada multimode step index. Seperti ditunjukan gambar berikut.


Index bias untuk single mode step index

Singlemode Step Index mempunyai karakteristik sebagai berikut :
• Serat optik Singlemode Step Index memiliki diameter core yang sangat kecil dibandingkan ukuran claddingnya.
• Ukuran diameter core antara 2 µm – 10µm.
• Cahaya hanya merambat dalam satu mode saja yaitu sejajar dengan sumbu serat optik.
• Memiliki redaman yang sangat kecil.
• Memiliki bandwidth yang lebar.
• Digunakan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi.
• Dapat digunakan untuk transmisi jarak dekat, menengah dan jauh.
Untuk jenis single mode ini ada beberapa spesifikasi yang umum digunakan. Yaitu G652, G653, G665, G662.