Kabel Fiber Optic Atau Serat Optik

 

Fiber Optik adalah sebuah teknologi transmisi sinyal kabel yang menggunakan benang (serat) kaca atau plastik. Kabel Fiber optic mampu mentransmisi pesan modulasi ke gelombang cahaya.

Serat kaca biasanya memiliki diameter sekitar 120 mikrometer 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-data komputer.

Fiber optik sendiri memiliki banyak jenis, ada yang berupa kabel untuk ditanam, digantung (outdoor) ada juga yang dalam ruangan (indoor) sering disebut tight buffer. Untuk jenis kabel fiber optic ada dua macam tipe yaitu singlemode dan multimode.

Fiber optik umumnya digunakan sebagai backbone pada jaringan komputer. Fiber optik dapat digunakan untuk menghubungkan jaringan antar gedung, antar kota bahkan antar pulau.

Bagian-Bagian Kabel Fiber Optik

a. Inti/Core

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

Diameter sekitar 2 um (mikro meter) - 50 um tergantung dari jenis serat optik nya, Di mana ukuran core ini sendiri berpengaruh besar terhadap kualitas dan kemampuan dari sebuah kabel fiber optik. 

b. Cladding/Jaket 

Adalah materi pelindung yang mengelilingi inti atau core yang berfungsi memantulkan Sinar kembali ke dalam.

Indeks bias yang dihasilkan cladding ini lebih kecil dari core, di mana hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut kritis). 

Diameter cladding berkisar antara  5 um -250 um serta berfungsi sebagai pelindung sekaligus menjadi cermin cahaya yang terpancar keluar kembali kedalam core. bisa dibilang trading merupakan bagian yang punya peran penting karena berkat trading inilah cahaya dapat merambat dalam core serat optik.

c. Buffer Coating/Mantel

adalah plastik pelapis yang melindungi fiber dari kerusakan terbuat dari bahan plastik yang elastis. Coating berfungsi sebagai lapisan pelindung dari semua gangguan fisik seperti kelembaban yang mungkin terjadi, coating memiliki warna yang beragam untuk mempermudah dalam penyusunan urutan core.

d. Strength Member / Outer Jacket

Merupakan lapisan terluar dari sebuah kabel fiber optik. Fungsi atau kegunaannya tentu saja sebagai pelindung ysng menjaga kabel dari gangguan luar yang menyebabkan kerusakan pada bagian core.

 

Sebagai kabel yang yang sarat akan teknologi canggih, fungsi kabel jaringan fiber optik diantaranya yaitu untuk kepentingan jaringan biasa seperti LAN, WAN, MAN, dll.  Biasanya kabel jaringan fiber optik lebih banyak ditemukan pada instalasi jaringan tingkat menengah ke atas seperti perusahaan-perusahaan besar atau instansi pemerintahan dan yang menuntut adanya struktur jaringan dengan kemampuan yang benar-benar cepat.

kabel jaringan fiber optik juga merupakan salah satu pilihan jika jaringan yang ingin dibangun menuntut instalasi yang harus bisa meladeni kebutuhan sebuah gedung dengan beberapa lantai atau bahkan kebutuhan jaringan ntar gedung. Bahkan kabel fiber optik telah banyak digunakan pada berbagai sistem komunikasi yang dibangun di dalam laut guna menghubungkan berbagai kota di berbagai negara.

Karakteristik Fiber Optik Secara Umum.

Karakteristik kabel fiber optik secara umum dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1.   Bagian dalam kabel jaringan fiber optik terdiri dari inti yang terbuat dari serat kaca dan diselubungi oleh beberapa lapisan yang bersifat sebagai pelindung.

2. Konektor yang umum digunakan untuk kabel jaringan fiber optik adalah konektor ST, namun baru-baru ini ada konektor lain yang diperkenalkan sebagai pasangan kabel jaringan fiber optik yakni konektor SC.

3. Kecepatan transfer data yang mampu dilakukan kabel fiber optic berada di angka 100 mbps ke atas (bahkan dapat mencapai 1000 mbps).

4. Biaya rata-rata per node (titik) cukup mahal.

5. Diameter kabel jaringan fiber optik dan ukuran konektor nya relatif kecil sehingga fleksibel dalam proses instalasi.

6. Panjang kabel jaringan fiber optik sangat panjang yakni mencapai 2 km (mengalahkan kabel jaringan lainnya seperti coaxial dan Twisted Pair).

Cara Kabel Fiber Optik Mentransmisikan Data.

Kabel jaringan fiber optik memiliki cara kerja yang sangat berbeda dengan kabel jaringan lainnya seperti kabel coaxial ataupun kabel twisted pair.

Pasalnya kabel jaringan fiber optic bukan mentransmisikan sinyal listrik seperti kabel kabel jaringan lainnya, melainkan mentransmisikan cahaya dengan cara mengkonversi sinyal listrik menjadi gelombang cahaya.

dengan begitu maka kabel jaringan yang satu ini punya keunggulan dalam hal mengurangi masalah gangguan gelombang frekuensi bahan elektrik, sehingga sangat ideal untuk digunakan pada kawasan yang dikelilingi gelombang frekuensi cukup tinggi.

Prinsip menggunakan gelombang cahaya pada kabel jaringan fiber optik membuatnya mampu membawa informasi lebih banyak dan menghantarkannya ke jarak yang jauh dibanding kabel jaringan lainnya yang masih menggunakan prinsip sinyal listrik. Hal ini dapat terjadi karena bahan baku yang digunakan merupakan serat kaca murni yang dapat terus memancarkan cahaya tak peduli berapa panjang kabel yang ada.

Dalam prosesnya, cara kerja kabel fiber optik adalah dengan memanfaatkan cermin yang menghasilkan total internal reflection (refleksi total pada bagian dalam serat kaca). gelombang cahaya kira-kira seperti berikut:

jika kamu sedang berada di sebuah ruangan yang gelap dengan sebuah jendela kaca, kemudian kamu mengarahkan cahaya senter dengan posisi 90 derajat tegak lurus dengan kaca, maka cahaya senter akan menembus keluar ruangan.

Namun kondisinya akan berbeda jika cahaya senter tersebut diarahkan ke jendela berkaca dengan sudut yang rendah (hampir paralel dengan cahaya aslinya, maka kaca tersebut akan berfungsi menjadi cermin yang akan memantulkan cahaya senter kedalam ruangan. Seperti itulah yang terjadi pada serat optik, di mana cahaya berjalan melalui serat kaca pada sudut yang rendah.

Tipe Kabel Fiber Optik Menurut Transmitter

a. Single mode

Kabel jaringan fiber optik Janice single mode memiliki inti (core) yang relatif kecil, dengan diameter sekitar 0,00035 inchi atau 9 micron. Jenis kabel fiber optik yang satu ini menggunakan transmitter laser semikonduktor yang mengirimkan sinar laser inframerah dengan panjang gelombang mencapai 1300-1550 nm. Disebut "single mode" karena penggunaan kabel fiber optik ini hanya memungkinkan terjadinya 1 modus cahaya saja yang dapat tersebar melalui inti pada suatu waktu.

Berikut ini karakteristik kabel jaringan fiber optik jenis single mode yaitu

1. Laju data: Tinggi 

2. Jarak pengiriman data: jauh

3. Masa pakai: Sebentar

4. Sensitifitas suhu: Substansial

5. Biaya: Mahal.

b. Multi mode

Jenis kabel fiber optik yang satu ini memiliki inti (core) yang lebih besar dibanding milik kabel fiber optik jenis single mode yakni berdiameter sekitar 0,0025 inch atau 62.5 micron.

Dengan ukuran yang lebih besar, maka penggunaan kabel fiber optik jenis ini memungkinkan ratusan modus cahaya tersebar melalui serat secara bersamaan. Kabel fiber optic multi mode ini menggunakan LED (Light Emiting Diode) sebagai media transmisinya, serta lebih ditujukan untuk kepentingan komersil.

berikut ini karakteristik kabel jaringan fiber optik jenis multimode :

1. Laju data :Rendah

2. Jarak pengiriman data : Pendek

3. Masa pakai : Lama

4. Sensitifitas suhu : Minor

5. Biaya : Rendah (Murah)

Tipe Kabel Fiber Optik Menurut Aplikasi Standar

jika diklasifikasikan menurut aplikasi standar, jenis-jenis kabel fiber optik dibedakan menjadi beberapa tipe berikut ini diantaranya:

1. Tight buffer (Indoor/Outdoor)
2. Breakout cable (Indoor/Outdoor)
3. Aerrial cable/Self supporting
4. Hybrid & Composite cable
5. Armored cable
6. Low Smoke Zero Halogen (LSZH)
7. Simplex cable
8. Zipcord cable

Tipe-Tipe Fiber Optik

a. Single mode

Jenis fiber optik yang memiliki fiber tunggal dengan diameter 8.3 - 10 mikron yang mempunyai transmisi satu mode. Single mode dengan garis tengah (diameter) sempit hanya dapat menyebarkan antara 1310 - 1550 nanometer. single mode dapat mentransmisikan di atas rata-rata dan 50 kali lipat jarak dibandingkan multimode.

Fiber single mode memiliki core 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 adalah:

1. Diameter core lebih kecil dibandingkan diameter cladding.
2. Digunakan untuk transmisi jarak jauh, bisa mencapai 120km, 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 inti core. Hasilnya sinyal digital mengalami distorsi yang sedikit. 

Ciri-cirinya adalah:

1. Diameter core nya  antara 30 mm sampai dengan 60mm sementara diameter cladding nya 100mm sampai dengan 150 mm.
2. Merupakan penggabungan fiber single mode dan fiber multimode  step index.
3. Biasanya untuk jarak transmisi 10 sampai denfan 20km 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 bandwidth adalah jumlah informasi yang dapat dikirim ke titik penerima.

Sebagai konsekuensinya, fiber optic tipe ini lebih cocok untuk jarak yang pendek/singkat. Ciri-cirinya adalah:

1. Ukuran intinya berkisar 50 mm sampai dengan 125 mm dengan diameter 125 mm sampai dengan 500 mm.
2. Diameter core yang besar digunakan agar penyambungan kabel lebih mudah.
3. hanya baik digunakan untuk data atau informasi dengan kecepatan rendah dan untuk jarak yang relatif dekat.

Kelebihan dan Kekurangan Kabel Jaringan Fiber Optik

A. Kelebihan Kabel Jaringan Fiber Optik

1. Kabel jaringan fiber optik dapat beroperasi dengan kecepatan yang sangat tinggi dalam membawa informasi atau data, bahkan lebih tinggi dibanding kabel jaringan koaksial ataupun kabel twisted pair. Kecepatan transfer datanya dapat mencapai hingga 1000 mbps.
2. Bandwidth kabel jaringan fiber optik tak perlu diragukan lagi karena mampu membawa paket-paket dengan kapasitas besar (bisa tembus 1 giga per detik).
3. Kabel jaringan fiber optic dapat mengirim sinyal lebih jauh dibanding kabel jaringan jenis lainnya, bahkan tanpa memerlukan perangkat penguat sinyal seperti repeater atau lainnya. kalaupun dibutuhkan penguat sinyal tidak perlu dipasang setiap 5 km seperti kabel kabel jaringan lainnya, melainkan cukup dipasang setiap 20 Km saja.
4. Meterial yang dipakai untuk membuat kabel jaringan fiber optik memiliki keunggulan untuk bisa bertahan pada banyak gangguan seperti kelembaban udara dan cahaya (panas). dengan begitu maka dapat disimpulkan bahwa kabel fiber optik relatif awet karena tidak mudah rusak.
5. Kemampuan kabel jaringan fiber optik yang tahan lama dan tidak gampang rusak membuatnya jadi lebih efisien dibanding kabel jaringan lainnya, karena biaya perawatan pun jadi Kian murah.
6. Tak berbeda jauh dengan kabel jaringan STP, kabel jaringan fiber optik juga kuat terhadap interferensi elektromagnetik yang berasal dari sekitar kabel.
7. kabel jaringan fiber optik terdiri dari berbagai macam jenis yang dapat menjadi opsi untuk menyesuaikan dengan lokasi instalasinya. Mulai dari instalasi di dalam gedung, di bawah tanah hingga Di dalam air, tambah semuanya tersedia dengan kriteria dan karakteristik yang berbeda-beda.
8. Karena bukan mengirim sinyal listrik melainkan gelombang cahaya, kabel jaringan fiber optic mampu mengatasi masalah gangguan gelombang frekuensi dan elektrik. Dengan begitu maka kabel jaringan jenis ini sangat ideal untuk digunakan pada kawasan yang yang dikelilingi gelombang frekuensi cukup tinggi.
9. Diameter kabel jaringan fiber optik yang relatif kecil dan tipis, ditambah lagi dengan bobotnya yang ringan membuat proses instalasi kabel fiber optik relatif mudah karena bersifat fleksibel.
10. Berbeda dengan kabel jaringan lainnya yang berpotensi menyebabkan terjadinya korsleting atau kebakaran, khusus pada kabel fiber optik hal itu tidak akan terjadi karena menggunakan bahan dasar serat kaca yang aman dan tidak mudah terbakar karena tidak mengalirkan listrik.
11. Berbeda dengan kabel jaringan UTP dan STP yang masih menimbulkan kemungkinan terjadinya penyadapan, hal ini tidak berlaku pada kabel jaringan fiber optik karena dapat meneruskan data tanpa ada distorsi atau gangguan.
12. kabel jaringan fiber optik dapat dengan mudah di upgrade bahkan tanpa perlu mengubah sistem kabel yang ada.

Kekurangan Kabel Jaringan Fiber Optik

1. Harga kabel jaringan fiber optik masih terlalu mahal, terutama jika dibandingkan dengan kabel jaringan lainnya seperti UTP yang terkenal murah meriah.
2. Dalam proses instalasi kabel jaringan fiber optik diperlukan beberapa alat khusus berupa perangkat elektronik yang untuk saat ini ini memang masih sangat mahal. alhasil tidak semua orang bisa ataupun mau menggunakan kabel ini sebagai media pendukung dalam instalasi sebuah jaringan komputer.
3. Dalam proses pengiriman sinyal, karena harus dilakukan perubahan sinyal listrik ke sinyal optik lebih dahulu maka kabel jaringan fiber optik menurut adanya sumber cahaya yang kuat untuk melakukan sinyalan seperti alat pembangkit listrik eksternal.
4. Jika rusak, perbaikan instalasi kabel jaringan fiber optik yang kompleks memerlukan tenaga yang ahli di bidang ini.
5. Kabel jaringan fiber optik dilakukan bisa menyerap hidrogen sehingga dapat menyebabkan loss data.
6. Mengingat kabel jaringan fiber optik menggunakan gelombang cahaya untuk mentransmisikan data, maka kabel jaringan jenis ini tidak dapat diinstal dalam jalur yang berbelok secara tajam atau menyudut. Jika terpaksa harus membelok maka dibuat belokan yang melengkung.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Performance Fiber Optik.

1. Loss, yang diakibatkan oleh panjang span fiber dan banyaknya splicing disepanjang span fiber tersebut.
2. Dispersi, seiring dengan bertambahnya usia fiber maka dispersi pada fiber optik 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 Rate). chromatic dispersion bisa diukur dengan menggunakan chromatic dispersion meter. Selain itu ada 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 sepul atau gulungan fiber optik untuk mengkompensasi cacatnya sinyal yang ditransmisikan.
• Polarization Mode Dispersion (PMD), PMD diakibatkan oleh berubahnya bentuk fiber optik yang diakibatkan suhu, kelembaban atau adanya tarikan fiber yang bengkok. dalam hal ini seharusnya fiber optik berbentuk bulat dan lurus tapi pada prakteknya akibat suhu, kelembaban dan pergeseran bumi bentuk fiber optik menjadi tidak bulat (misalnya lonjong) dan bengkok. Faktor lain yang yang menyebabkan PMD, 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 dilewatkan pada dua mode ini berjalan pada kecepatan yang sama, tetapi dalam kenyataannya, ketidak sempurnaan 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 di 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.
• Rusaknya Sealed dan Jacket Fiber, seiring bertambahnya usia fiber sealed dan Jacket Fiber akan semakin jelek, misalnya mengeras kemudian pecah, sehingga fiber optik tidak terlindungi dari suhu dan lembab.

Catatan:

Diskusikan dengan teman sebangku anda, faktor-faktor yang mempengaruhi performance fiber optik! buatlah pertanyaan dan lakukan tanya jawab dengan teman diskusi.