BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penulisan

Dasar utama penyusunan Makalah yang dibuat ini adalahsebagai berikut :

a. Penulis memperoleh tambahan ilmu pengetahuan baiksecara teori maupun praktek, yang selama inibelum didapatkan di perkuliahan.

b. Penulis dapat mengetahui sesungguhnya bagaimanacara pemasangan kabel serat optic dan carapengkoneksiannya.

c. Penulis menerapkan dan memberi ilmu pengetahuanyang didapatkan selama pembuatan makalah.

d. Penulis juga ingin menambah wawasan sertapengalaman tentang situasi dan kondisi lapangandunia kerja yang sesungguhnya, yang intinyamudah- mudahan dapat dijadikan sebagai referensi.

1.2 Batasan Masalah

Dalam penyusunan dan pembatasan masalah padamakalah ini terlebih dahulu penulis menyusun materi-materiapa saja yang akan menjadi pokok pembahasan nanti dalamprakteknya. Maksudnya adalah agar proses penyusunan sesuaidengan judul yang telah ditentukan .Adapun penyusunan dan pembatasan masalah yang diambil adalahsebagai berikut:

1) Langkah – langkah untuk pemasangan kabel fiber optic.2) Pengujian jalur transmisi fiber optic.

1.3 Maksud dan Tujuan

Dalam makalah yang dibuat bertujuan untuk menambahwawasan, menerapkan teori ilmu pengetahuan yang didapatdi perkuliahan serta mengaplikasikannya dilapangan.Sebagai tujuan akhir dari pelaksanaan Peraktek KerjaLapangan yang penulis laksanakan adalah agar penulis

1

dapat memahami, menerapkan serta mengembangkanketerampilan dan keahlian di dunia kerja sesuai denganjurusan yang penulis ambil atau denga kata lain :

1) Dapat menerapkan teori-teori ilmu pengetahuan yangdidapat pada saat menerapkan perkuliahan.

2) Sebagai dasar bahan perbandingan antara teoripraktek yang saling mendukung.

3) Sebagai salah satu syarat yang wajib diambil olehsetiap mahasiswa yang akan melaksanakan Tugas Akhirpada Jurusan Teknik Elektro.

4) Dapat mengembangkan kepribadian, melatih disiplindari dalam melaksanakan pekerjaan.

5) Melatih penulis agar dapat mengembangkan daya pikiryang inovatif dan kreatif dalam penyusunan ataupenulisan.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Fiber Optik

Yang dimaksud dengan Fiber Optik (Fiber Optic) adalah sebuahkabel terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untukmentransmisikan sinyal cahaya dari sumber ke tempat tujuan.Cahaya yang terdapat dalam fiber optik sulit keluar karenaindeks bias kaca lebih besar  dibandingkan indeks bias udara.Sumber cahaya yang digunakan adalah laser, karena lasermempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisifiber optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakansebagai media komunikasi.

2

Fiber optik umumnya digunakan dalam sistem telekomunikasiserta dalam pencahayaan, sensor, dan optik pencitraan. Fiberoptik terdiri dari 2 bagian,yaitu cladding dan core. Cladding adalah selubung dari core.Cladding mempunyai indeks bias lebih rendah dari pada coreakan memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar dari corekembali kedalam core lagi. Efisiensi dari fiber optikditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas. Semakinmurni bahan gelas tersebut maka akan semakin sedikit cahayayang diserap oleh fiber optik. Fiber optik sangat halussehingga jika tertusuk olehnya akan sampai ke pembuluh darah.Hal ini tentunya akan mengganggu peradaran darah di tubuhkita. Oleh karena itu, perlu berhati-hati agar jangan sampaifiber optik melukai anggota tubuh kita.

Fiber optik terbagi menjadi 3 tipe:

1. Single mode : yaitu fiber optik dengan core yang sangat kecil,diameternya mendekati panjang gelombang sehingga cahayayang masuk ke dalamnya tidak dipantul-pantulkan kedinding cladding.

2. Graded-index mutlimode: yaitu fiber optik dengan diametercore yang besar dan mempunyai cladding yang bertingkatindeks biasnya sehingga dapat menambah bandwidth jikadibandingkan dengan Step-index multimode.

3. Step-index multimode: yaitu fiber optik berdiameter core agak besar yang membuat laser di dalamnya akan dipaantul-pantulkan ke dinding cladding yang dapat menyebabkanberkurangnya bandwidth dari fiber optik jenis ini.

Pemanfaatan fiber optik pada sistem komunikasi data akanmemberikan nilai plus dari suatu teknologi handal yangberkapasitas kanal besar, kecepatan tinggi, penerimaan datayang lebih akurat, dapat dipercaya dan terjaminkerahasiaannya.

3

2.2. Teknologi Fiber Optik

Sistem komunikasi data fiber optik menggunakan laser LED(Light-Emitting Diode)  sebagai sumber pembawa gelombang optikdan Fiber Optic Multimode Graded Index sebagai media transmisi.Sedangkan untuk modem (modulasi dan demodulasi) digunakanmodem ZAT-16 dengan interface RS-232-C  V.24 / V.28 danprotokol asinkronous sebagai penghubung antara komputer danpiranti-pirantinya.

2.2.1. Perambatan cahaya pada fiber optik

Penemuan fiber optik sebagai media transmisi pada suatusistem komunikasi didasarkan pada hukum Snellius untukperambatan cahaya pada media transparan seperti pada kaca yangterbuat dari kuartz berkualitas tinggi dan dibentuk dari dualapisan utama yaitu lapisan  inti yang biasanyadisebut core terletak pada lapisan yang paling dalam denganindeks bias  n1 dan dilapisi oleh cladding dengan indeks biasn2 yang lebih kecil dari n1.

Jika seberkas sinar masuk pada suatu ujung fiber optik(media yang transparan) dengan sudut kritis dan sinar itudatang darimedium yang mempunyai indeks bias lebih kecil dariudara menuju inti fiber optik (kuartz murni) yang mempunyaiindeks bias yang lebih besar maka seluruh sinar akan merambatsepanjang inti (core) fiber optik menuju ujung yangsatu (Hukum Snellius).

 

2.2.2. Transmitter (Pengirim)

Transmitter terdiri dari 2 bagian yaitu :

Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi dari sinyaldigital menjadi sinyal analog, selanjutnya data tersebutdisisipkan ke dalam sinyal gelombang optik yang telahtermodulasi

4

Sumber gelombang optik berupa sinar Laser Diode (LD) dan LED(light emmiting diode) yang pemakaiannya disesuaikandengan sistem komunikasi yang diperlukan.

Laser Diode (LD) dapat digunakan untuk sistem komunikasioptik yang sangat jauh seperti Sistem Komunikasi KabelLaut (SKKL) dan Sistem Komunikasi Fiber Optik (SKSO),oleh karena laser LD memiliki karakteristik yang handal,dimana dapat memancarkan daya dengan intensitas yangtinggi, stabil, hampir monokromatis, terfokus, danmerambat dengan kecepatan sangat tinggi sehingga dapatmenempuh jarak sangat jauh. Pembuatannya sangat sulitkarena memerlukan spesifikasi tertentu sehinggaharganyapun mahal. Jadi LD tidak ekonomis dan tidakefisien jika digunakan untuk sistem komunikasi jarakdekat dan pada trafik kurang padat.

Light Emmiting Diode (LED)   digunakan  untuk sistem komunikasijarak sedang dan dekat agar sistem dapat ekonomis dan efektif,karena Light Emmiting Diode lebih mudah pembuatannya, sehinggaharganya pun lebih murah.

Ilustrasi komunikasi data menggunakan fiber optik.

2.2.3. Receiver (Penerima)

Receiver terdiri dari 2 bagian yaitu detektor penerima dan rangakaian elektrik.

1. Detektor penerima berfungsi untuk menangkap cahaya yang berupa gelombang optik pembawa informasi, yang dapat berupa PIN diode atau APD (Avalance Photo Diode), pemilihannya tergantung keperluan sistem komunikasinya.

Untuk melakukan komunikasi jarak jauh digunakan detektor APD yang mampu bekerja pada panjang gelombang 1300 nano

5

meter, 1500 nano meter serta 1550 nano meter dengan  kualitas yang baik.

Untuk melakukan komunikasi jarak pendek akan lebih efisien jika menggunakan detektor PIN diode, karena PIN diode sangat baik digunakan untuk bit rate rendah dan sensitivitasnya tinggi untuk LED.

2. Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi cahaya pembawainformasi informasi yang dibawa dengan melakukan regenerasi timing, regenerasi pulse serta konversi sinyalelektrik ke sinyal digital dan sebaliknya dalam interfaceV.28.

2.2.4. Atenuasi

Atenuasi adalah besaran pelemahan energi sinyal informasi darifiber optik yangdinyatakan dalam dB. Atenuasi disebabkan oleh3 faktor utama yaitu absorpsi, hamburan (scattering) dan mikro-bending. Gelas merupakan bahan pembuat fiber optik yangumumnya terbentuk dari silikon-dioksida ( SiO2). Variasiindeks bias diperoleh dengan cara menambahkan bahan lainseperti titanium, thallium, germanium atau boron. Dengansusunan bahan yang tepat maka akan diperoleh atenuasi sekecilmungkin. Atenuasi menyebabkan pelemahan energi sehinggaamplitudo gelombang yang sampai pada penerima menjadi lebihkecil dibandingkan dengan amplitudo yang dikirimkan olehpemancar.

1.Absorpsi.Pada daerah-daerah tertentu gelas dapat mengabsorpsi sebagianbesar cahaya, seperti pada daerah ultraviolet. Hal inidisebabkan oleh adanya gerakan elektron yang kuat. Demikianjuga untuk daerah inframerah, terjadi absorpsi yang besar. Hal

6

ini disebabkan adanya getaran ikatan kimia. Oleh karena itusebaiknya penggunaan fiber optik harus menjauhi daerahultraviolet dan inframerah. Penyebab absorpsi lain adanyatransmisi ion-ion logam dan ion OH. Ion OH ini ternyatamemberikan sumbangan absorpsi yang cukup besar. Semakin lamausia suatu fiber maka bisa diduga akan semakin banyak ion OHdi dalamnya yang menyebabkan kualitas fiber menurun.

2.Hamburan Seberkas cahaya yang melewati suatu gelas dengan variasiindeks bias disepanjang gelas tersebut, maka sebagianenerginya akan hilang dihamburkan oleh benda-benda kecil yangterdapat dalam gelas. Munculnya hamburan disebabkan olehtumbukan cahaya dengan partikel tersebut, dinamakan hamburanRayleigh. Hamburan  Rayleigh memberikan loss akibat hamburansangat kecil dibandingkan dengan loss fiber optik multimode.Karena itu fiber optiksinglemode lebih baik mutunya sebagaimedia transmisi dibandingkan dengan fiber optik multimode.

3.Mikro-bending Mikro-bending adalah pembengkokan fiber optik untukmemenuhi persyaratan ruangan. Namun pembengkokan dapat pulaterjadi secara tidak sengaja, misalnya fiber optik yangmendapat tekanan cukup keras sehingga cahaya yang merambat didalamnya akan berbelok dari arah transmisi dan hilang. Hal iniakan menyebabkan adanya atenuasi.

2.2.5. Karakteristik Transmisi

Sifat transmisi dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Informasi yang akan ditransmisikan berupa data dalambentuk digital, sedangkan sinyal pembawa carrier yang akanmelewati media transmisi fiber optik berupa sinyalanalog.

2. Untuk itu diperlukan proses modulasi dan demodulasi yaituproses yang mengubah data digital menjadi analog dansebaliknya menggunakan sebuah Modem dengan pirantinya.

3. Fiber optik yang digunakan sebagai media transmisi adalahfiber optik multimode graded index.

7

2.3. Tipe-tipe Fiber Optik

Seperti telah dijelaskan pada bagian sebelumnya, ada tigatipe fiber optik yang umumnya digunakan untuk komunikasi datayaitu: Single-mode,  mutimode graded-index, dan multimodestep-index. 

2.3.1. Single mode

Jenis fiber optik yang memiliki fiber tunggal dengandiamater antara 8.3  - 10 mikron yang mempunyai transmisi satumode. Singlemode dengan garis tengah (diameter) sempit hanyadapat menyebarkan antara 1310 – 1550 nano meter. Singlemodedapat mentransmisikan di atas rata-rata dan 50 kali lipatjarak dibandingkan multimode.  Fiber singlemodememiliki core lebih kecil dibandingkan multimode.  Core keciltersebut dan gelombang cahaya tunggal  dapat mengurangidistorsi  yang diakibatkan overlap  cahaya, penyediaan sedikitsinyal atenuasi  dan kecepatan transmisi yang tinggi.

Secara garis besar tipe fiber optik ini memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

Diameter core lebih kecil dibandingkan diameter cladding. Digunakan untuk transmisi jarak jauh, bisa mencapi 120

km, band frekuensi lebar, dan penyusutan transmisi sangatkecil.

2.3.2. Grade-index multimode

Berisi sebuah core dimana refraksi indeks mengurangi secaraperlahan -lahan  dari poros pusat ke luar cladding. Refraksiindeks tertinggi pada pusat membuat cahaya bergerak lebihperlahan pada porosnya dibandingkan  cahaya yang lebih dekatdengan cladding.  Alur yang dipendekkan dan kecepatan yangtinggi mengijinkan cahaya di bagian luar untuk sampai kepenerima pada waktu yang sama secara perlahan tetapi cahaya

8

lurus langsung melalui inti core. Hasilnya sinyal digitalmengalami distorsi yang sedikit.

Ciri-ciri tipe fiber optik jenis ini adalah:

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

2.3.3. Step-index multimode

Berisi sebuah core besar dengan diameter lebih dari 100mikron. Hasilnya, beberapa cahaya membuat sinyal digitalmelewati rute utama (direct route), sedangkan  yang lainnyaberliku-liku (zig zag) ketika sinar tersebut memantulcladding. Alternatif jalan kecil ini menyebabkan pengelompokancahaya yang berbeda yang dikenal sebagai sebuah mode, tibasecara terpisah pada sebuah titik penerima. Kebutuhan untukmeninggalkan jarak antar sinyal untuk mencegah overlap batasbandwith adalah jumlah informasi yang dapat dikirim ke titikpenerima. Sebagai konsekuensinya, fiber optik tipe ini lebihcocok untuk jarak yang pendek/singkat.

Ciri-ciri tipe fiber optik jenis ini adalah:

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.

 

2.4. Konektor dan Piranti Pendukung Fiber Optik

2.4.1. Jenis-jenis Kabel

Desain kabel fiber optik cukup banyak tersedia untuk

9

berbagai keperluan. Dua desain kabel yang paling umum digunakan adalah:

Loose tube cable: Kabel jenis ini umumnya dirancang dalambentuk modular, di mana satu buah kabel terdapat 12buah core fiber bahkan bisa mencapai lebih dari 200 core.Setiap core dilapisi oleh lapisan plastik yang diberiwarna-warna berbeda. Pemberian warna tersebut berfungsisebagai penanda core-core di dalamnya agar mudah dikenalidan diatur. Selain itu, lapisan plastik tersebut jugaberfungsi sebagai pelindung core fiber-nya. Yang menjadiciri khas dari kabel ini adalah terdapatnya lapisan gelpada setiap lapisan kabelnya. Gel ini bertujuan untukmenahan rembesan air ke dalam core.

Tight-buffered cable: Kabel jenis ini tidak memilikilapisan pelindung sebanyak kabel loose tube. Dalam desainkabel ini, material penyangga seperti plastik, besi,baja, dan banyak lagi, secara fisik berhubungan langsungdengan serat optiknya. Dengan kata lain, tidak banyakpernak-pernik pelindung yang merepotkan penggunanyamemasang. Desain kabel seperti ini sangat cocok untukdigunakan sebagai “jumper cable” yang menghubungkan antarakabel outdoor dengan terminasi-terminasi di dalam ruanganatau langsung ke perangkat jaringan penggunanya. Selainitu, kabel ini juga banyak digunakan untuk cabling di dalamruangan seperti menghubungkan antar perangkat jaringan,menghubungkan antar ruangan pada satu gedung, dan lainsebagainya

2.4.2.Konektor

Konektor adalah sebuah alat mekanik yang menjulang padaujung sebuah fiber optik, sumber cahaya, dan penerima sinyal.Hal itu juga mengijinkan untuk menggabungkan dengan alat yangserupa. Pemancar (transmitter) mengirimkan informasi secarajelas dari fiber optik melalui sebuah konektor. Konektor harusmenyalakan dan mengumpulkan cahaya, mudah dipasang maupundilepaskan dari peralatan. Konektor juga berfungsi untukmenyambung atau memutuskan koneksi.

Ada beberapa jenis konektor yang sering digunakan dalam teknologi fiber optik 

10

Biconic: Salah satu konektor yang kali pertama munculdalam komunikasi fiber optik. Saat ini sangat jarangdigunakan.

D4: Konektor ini hampir mirip dengan FC hanya berbedaukurannya saja. Perbedaannya sekitar 2 mm padabagianferrule-nya.

FC: Digunakan untuk kabel single mode dengan akurasi yangsangat tinggi dalam menghubungkan kabel dengantransmitter maupun receiver. Konektor ini menggunakansistem drat ulir dengan posisi yang bisa diatur, sehinggaketika dipasangkan ke perangkat, akurasinya tidak akanmudah berubah.

SC: Digunakan untuk kabel single mode dan bisa dicopotpasang. Konektor ini tidak terlalu mahal, simpel, dandapat diatur secara manual akurasinya dengan perangkat.

SMA: Konektor ini merupakan pendahulu dari konektor STyang sama-sama  menggunakan penutup dan pelindung. Namunseiring dengan berkembangnya ST konektor, maka konektorini sudah tidak berkembang lagi penggunaannya.

ST: Bentuknya seperti bayonet berkunci hampir miripdengan konektor BNC. Sangat umum digunakan baik untukmulti mode maupun single mode kabel. Sangat mudahdigunakan baik dipasang maupun dicabut.

2.4.3. OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)

11

Alat ini berfungsi untuk mengetahui pada jarak berapa darisebuah sistem jaringan fiber optik darat yang mengalami putuskabel optik, untuk pemeriksaan menggunakan OTDR ini dilakukandi beberapa Manhole yang terletak dipinggir jalan yang menjadijalur fiber optik darat. Sedangkan alat monitoring fiber optikyang membentang dilaut berupa NMS (Network Management System)disebut X-Terminal berupa Personal Computer yang terhubung keRouter dan sistem STM (Syncronous Transfer Mode) pada perangkatfiber optik sehingga pemutusan kabel fiber optik di laut bisadipantau, sedangkan untuk perbaikan putusnya kabel fiber optiklaut menggunakan robot.

2.4.4. Modem (Modulasi/Demodulasi)

Piranti yang berfungsi sebagai Modem adalah Modem ZAT-16berfungsi sebagai multiplexer untuk data sampai 16 kanaldengan menggunakan interface RS-232-C  V.24 / V.28 padainputnya dan sepasang fiber optik pada ouputnya. Penggunaanmodem  ZAT  16 ini akan mampu menghasilkan menghasilkanjangkauan transmisi hingga 16 km dan dengan menggunakanprotokol asinkronisasi mampu mengirimkan data dengan kecepatantransmisi dar 300 bps sampai 24kbps. Jika menggunakan protokolsinkronisasi akan mampu menghasilkan data dengan kecepatantransmisi dari 300 bps sampai dengan 57600 bps. Kemampuan initelah direkomendasi oleh CCITT (Commite Consultatif Telegraphique etTelephonique).

12

2.5. Karakteristik Keuntungan dan Kelemahan MediaTransmisi Fiber Optik

Serat optik merupakan salah satu media transmisikomunikasi optic yang cukup handal. Sesudah tahun 1970, ketikamulai terdapat serat optic dengan susutan yang lebih kecildari 20 dB/km, perkembangannya semakin dipacu. Dengan bahan-bahan dasar yang semakin murni dan teknik pembuatan yangsemakin teliti, koefisian susutan dapat mencapai kurang dari 5dB/km.

Serat optik mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan denganmedia transmisi yang lain, antara lain sebagai berikut:

1. Mempunyai lebar bidang (bandwidth) yang sangat lebar : Dalamsistem digital dapat mentransmisikan sinyal digital dengankecepatan data yang sangat tinggi (dari orde Mbit/s sampaidengan Gbit/s), sehingga mampu membawa informasi yang sangatbesar.

2. Rugi transmisi (transmission loss) yang rendah : Sifat inidapat memperkecil jumlah sambungan dan jumlah pengulang(repeater) yang pada gilirannya akan mengurangi kerumitan danbiaya sistem.

3. Ukuran sangat kecil dan sangat ringan : Serat optik memilikidiameter sangat kecil sehingga mudah dalam penanganan daninstalasi.

4. Kebal terhadap interferensi : Serat optik terbebas dariderau (noise) elektrik maupun medan magnetic karenamenyediakan pemandu gelombang (waveguide) yang kebal terhadapinterferensi elektromagnetik (Electromagnetic Interference, EMI),

13

menjamin terbebas dari efek pulsa elektromagnetik(Electromagnetic Pulse, EMP), dan interferensi frekuensiradio (Radiofrequency Interference, RFI).

5. Terisolasi dari efek elektrik : Serat optik terbuat darikaca silika atau polimer plastik yang bersifat sebagai bahanisolator (insulator) sehingga tidak terdapat tenaga listrikmaka tidak akan terjadi ledakan maupun percikan api.

6. Keamanan isyarat terlindungi : Isyarat optik diikat atauditahan secara baik dalam pemandu gelombang dengan keluarancahaya yang dapat diserap oleh jaket yang tidak dapatditembus oleh cahaya di sekitar serat sehingga tidak dapatdisadap.

7. Harganya dapat lebih murah di masa yang akan datang :Banyaknya bahan material pembuat serat optik di muka bumi(gelas silika atau dioksida silikon) sehingga harganya dimasa datang dapat lebih murah.

Selain itu, serat optik juga memiliki beberapa kelemahanantara lain:

1. Sukar membuat terminal pada kabel serat.

2. tidak seperti pada kawat logam, penyambungan serat harusmenggunakan teknik serta ketelitian yang tinggi,

3. Serat optik tidak dapat menyalurkan energi elektrik,pengulang harus dicatu secara lokal atau dicatu secararemote menggunakan kabel elekrik terpisah.

4. Intensitas energi cahaya yang dipancarkan oleh pemancaroptik dapat merusak retina mata secara permanen jika padasaat instalasi tidak dilakukan hati-hati.

2.6. Perambatan Cahaya Di Dalam Serat Optik

Konsep perambatan cahaya di dalam serat optik, dapatditinjau dengan dua pendekatan/teori yaitu optik geometrik

14

dimana cahaya dipandang sebagai sinar yang memenuhi hukum-hukum geometrik cahaya (pemantulan dan pembiasan) dan optikfisis dimana cahaya dipandang sebagai gelombang elektro-magnetik (teori mode).

2.6.1. Tinjauan Optik Geometrik

- Memberikan gambaran yang jelas dari perambatan cahayasepanjang serat optik.

- Dua tipe sinar dapat merambat sepanjang serat optik yaitusinar meridian dimana sinar merambat memotong sumbu seratoptik dan skew ray dimana sinar merambat tidak melalui sumbuserat optik.

- Sinar-sinar Meridian dapat diklasifikasikan menjadi bounddan unbound rays, lihat gambar (3).

Pada gambar (3), serat optik adalah jenis step indeks,dimana indeks bias, n1, lebih besar dari indek bias kulit, n2,Unbound rays dibiaskan keluar dari inti, sedangkan bound raysakan terus menerus dipantulkan dan merambat sepanjang inti,dianggap permukaan batas antara inti dan kulit sempurna/ideal(namun akibat ketidak-sempurnaan ketidak-sempurnaan permukaanbatas antara inti dan 4kulit maka akhirnya sinar akan keluardari serat). Secara umum sinar-sinar meridian (mengikuti hukumpemantulan dan pembiasan).

15

- Bound rays di dalam serat optik disebabkan oleh pemantulansempurna, dimana agar peristiwa ini terjadi maka sinar yangmemasuki serat harus memotong perbatasan inti - kulit dengansudut lebih besar dari sudut kritis, θc, sehingga sinar dapatmerambat sepanjang serat.

- Lihat gambar (4) di bawah ini:

Sudut θa adalah sudut maksimum sinar yang memasuki seratagar sinar dapat tetap merambat sepanjang serat (dipandu),sudut ini disebut sudut tangkap (acceptance angle). Lihatgambar (5) di bawah ini:

Numerical aperture (NA) adalah ukuran kemampuan sebuah seratuntuk menangkap cahaya, juga dipakai untuk mendefenisikanacceptance cone dari sebuah serat optik. Dengan menggunakanhukum Snellius NA dari serat adalah:

16

Karena medium dimana tempat cahaya memasuki serat umumnyaadalah udara maka n0 = 1 sehingga NA = sin θa. NA digunakanuntuk mengukur source-to-fiber power-coupling efficiencies, NAyang besar menyatakan source-to-fiber power-couplingefficiencies yang tinggi. Nilai NA biasanya sekitar 0, 20sampai 0, 29 untuk serat gelas, serat plastik memiliki NA yanglebih tinggi dapat melebihi 0, 5.

2.6.2. Tinjauan Optik Fisis

- Pendekatan cahaya sebagai sinar hanya menerangkan bagaimanaarah dari sebuah gelombang datar merambat di dalam sebuahserat namun tidak meninjau sifat lain dari gelombang dataryaitu interferensi, dimana gelombang datar salingberinterferensi sepanjang perambatan, sehingga hanya tipe-tipegelombang datar tertentu saja yang dapat merambat sepanjangserat. Maka diperlukan tinjauan optik fisis yaitu memandangcahaya sebagai gelombang elektromagnetik yang disebut teorimoda.

- Teori mode selain digunakan untuk menerangkan tipe-tipegelombang datar yang dapat merambat sepanjang serat, jugauntuk menerangkan sifat-sifat serat optik seperti absorpsi,attenuasi dan dispersi.

- Mode adalah “konfigurasi perambatan cahaya di dalam seratoptik yang memberikan distribusi medan listrik dalamtransverse yang stabil (tidak berubah sepanjang perambatancahaya dalam arah sumbu) sehingga cahaya dapat dipandu didalam serat optik” (Introduction To Optical FiberCommunication, Yasuharu Suematsu, Ken – Ichi Iga). Kumpulangelombang-gelombang elektromagnetik yang terpandu di dalamserat optik disebut mode-mode.

17

- Teori mode memandang cahaya sebagai sebuah gelombang dataryang dinyatakan dalam arah, amplitudo dan panjang gelombangdari perambatannya. Gelombang datar adalah sebuah gelombangyang permukaannya (dimana pada permukaan ini fase-nya konstan,disebut muka gelombang) adalah bidang datar tak berhinggategak lurus dengan arah perambatan

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 DASAR SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

18

Pada transmitter informasi dihasilkan dan mengolahnya

menjadi bentuk yang sesuai untuk di kirimkan sepanjang

information channel, informasi ini berjalan dari transmitter

ke receiver melalui information channel ini. Information

channels dapat dibagi menjadi 2 kategori: Unguided channel dan

Guided channel. Atmosphere adalah sebuah contoh Unguided

channel, sistem yang menggunakan atmospheric channel adalah

radio, televisi dan microwave relay links. Guided channels

mencakup berbagai variasi struktur tranmisi konduksi, seperti

two-wire line, coaxial cable, and twisted–pair.

Gambar setiap bagian adalah sebagai berikut: (10): merupakan

blok diagaram sistem komunikasi serat optik secara umum,

dimana fungsi-fungsi dari

1. Message Origin

- Message origin bisa berupa besaran fisik non-listrik (suara

atau gambar), sehingga diperlukan transduser (sensor) yang

merubah message dari bentuk non-listrik ke bentuk listrik.

- Contoh yang umum adalah microphone merubah gelombang suara

menjadi arus listrik dan Video cameras (CCD) merubah gambar

menjadi arus listrik.

19

2. Modulator dan Carrier Source

- Memiliki 2 fungsi utama, pertama merubah message elektrik ke

dalam bentuk yang sesuai, kedua menumpangkan sinyal ini pada

gelombang yang dibangkitkan oleh carrier source.

- Format modulasi dapat dibedakan menjadi modulasi analog dan

digital.

- Pada modulasi digital untuk menumpangkan sinyal data digital

pada gelombang carrier, modulator cukup hanya meng-on kan atau

meng-off kan carrier source sesuai dengan sinyal data-nya.

- Carrier source membangkitkan gelombang cahaya dimana padanya

informasi ditransmisikan, yang umum digunakan Laser Diode (LD)

atau Light Emitting Diode (LED).

20

21

3. Channel Coupler

- Untuk menyalurkan power gelombang cahaya yang telah

termodulasi dari carrier source ke information channel (serat

optik).

- Merupakan bagian penting dari desain sistem komunikasi serat

optik sebab kemungkinan loss yang tinggi.

4. Information Channel (Serat Optik)

- Karakteristik yang diinginkan dari serat optik adalah

atenuasi yang rendah dan sudut light-acceptance-cone yang

besar.

- Amplifier dibutuhkan pada sambungan yang sangat panjang

(ratusan atau ribuan kilometer) agar didapatkan power yang

cukup pada receiver.

- Repeater hanya dapat digunakan untuk sistem digital, dimana

berfungsi merubah sinyal optik yang lemah ke bentuk listrik

kemudian dikuatkan dan dikembalikan ke bentuk sinyal optik

untuk transmisi berikutnya.

- Waktu perambatan cahaya di dalam serat optik bergantung pada

frekuensi cahaya dan pada lintasan yang dilalui, sinyal cahaya

yang merambat di dalam serat optik memilki frekuensi berbeda-

beda dalam rentang tertentu (lebar spektrum frekuensi) dan

powernya terbagi-bagi sepanjang lintasan yang berbeda-berbeda,

hal ini menyebabkan distorsi pada sinyal.

- Pada sistem digital distorsi ini berupa pelebaran (dispersi)

pulsa digital yang merambat di dalam serat optik, pelebaran

ini makin bertambah dengan bertambahnya jarak yang ditempuh

dan pelebaran ini akan tumpang tindih dengan pulsa-pulsa yang22

lainnya, hal ini akan menyebabkan kesalahan pada deteksi

sinyal. Adanya dispersi membatasi kecepatan informasi (pada

sistem digital kecepatan informasi disebut data rate diukur

dalam satuan bit per second (bps) yang dapat dikirimkan.

- Pada fenomena optical soliton, efek dispersi ini diimbangi

dengan efek non-linier dari serat optik sehingga pulsa sinyal

dapat merambat tanpa mengalami perubahan bentuk (tidak

melebar).

5. Detector dan Amplifier

- Digunakan foto-detektor (photo-diode, photo transistor dsb)

yang berfungsi merubah sinyal optik yang diterima menjadi

sinyal listrik.

6. Signal Processor

- Untuk transmisi analog, sinyal prosesor terdiri dari

penguatan dan filtering sinyal. Filtering bertujuan untuk

memaksimalkan rasio dari daya sinyal terhadap power sinyal

yang tidak diinginakan. Fluktuasi acak yang ada pada sinyal

yang diterima disebut sebagai noise. Bagaimana pengaruh noise

ini terhadap sistem komunikasi ditentukan oleh besaran SNR

(Signal to Noise Ratio), yaitu perbandingan daya sinyal dengan

daya noise, biasanya dinyatakan dalam desibell (dB), makin

besar SNR maka makin baik kualitas sistem komunikasi tersebut

terhadap gangguan noise.

- Untuk sistem digital, sinyal prosesor terdiri dari penguatan

dan filtering sinyal serta rangkaian pengambil keputusan.

- Rangkaian pengambil keputusan ini memutuskan apakah sebuah

bilangan biner 0 atau 1 yang diterima selama slot waktu dari

setiap individual bit. Karena adanya noise yang tak dapat

23

dihilangkan maka selalu ada kemungkinan kesalahan dari proses

pengambilan keputusan ini, dinyatakan dalam besaran Bit Error

Rate (BER) yang nilai-nya harus kecil pada komunikasi.

- Jika data yang dikirim adalah analog (misalnya suara), namun

ditransmisikan melalui serat optik secara digital (pada

transmitter dibutuhkan Analog to Digital Converter (ADC)

sebelum sinyal masuk modulator) maka dibutuhkan juga Digital

to Analog Converter (DAC) pada sinyal prosesor, untuk merubah

data digital menjadi analog, sebelum dikeluarkan ke output

(misalnya speaker).

7. Message Output

- Jika output yang dihasilkan di presentasikan langsung ke

manusia, yang mendengar atau melihat informasi tersebut, maka

output yang masih dalam bentuk sinyal listrik harus dirubah

menjadi gelombang suara atau visual image. Transduser

(actuator) untuk hal ini adalah speaker untuk audio message

dan tabung sinar katoda (CRT) (atau yang lainnya seperti LCD,

OLED dsb) untuk visual image.

- Pada beberapa situasi misalnya pada sistem dimana komputer-

komputer atau mesin-mesin lainnya dihubungkan bersama-sama

melalui sebuah sistem serat optik, maka output dalam bentuk

sinyal listrik langsung dapat digunakan. Hal ini juga jika

sistem serat optik hanya bagian dari jaringan yang lebih

besar, seperti pada sebuah fiber link antara telephone

exchange atau sebuah fiber trunk line membawa sejumlah progam

televisi, pada kasus ini prosesing mencakup distribusi dari

sinyal listrik ke tujuan-tujuan tertentu yang diinginkan.

Peralatan pada message ouput secara sederhana hanya berupa

24

sebuah konektor elektrik dari prosesor sinyal ke sistem

berikutnya.

3.2 PRINSIP KERJA SERAT OPTIKSebagai sarana transmisi dalam jaringan digital, serat

optik berperan sebagai pemandu gelombang cahaya. Dalam sistem

komunikasi serat optik, informasi diubah menjadi sinyal optik

(cahaya) dengan menggunakan sumber cahaya LED atau Diode Laser.

Kemudian dengan dasar hukum pemantulan sempurna, sinyal optik yang

berisi informasi dilewatkan sepanjang serat sampai pada penerima,

selanjutnya detektor optik akan mengubah sinyal optik tersebut

menjadi sinyal listrik kembali. Perlu diperhatikan bahwa sumber

cahaya (sinyal) dari luar yang akan masuk ke core serat optik harus

diperhitungkan terlebih dahulu sudut datangnya. Ketika cahaya

dari core berpapasan dengan perbatasan cladding, cahaya akan

membentuk sudut yang lebih  besar dari sudut kritis, terjadi

refleksi internal total (TIR) yang menyebabkan cahaya membelok ke

bagian bawah, kemudian ketika  berpapasan dengan perbatasan

cladding di  bawah, cahaya tetap membentuk sudut kritis

sehingga membelok kembali ke atas, dan seterusnya hingga cahaya sampai

ke bagian  penerima. Berikut adalah gambaran prinsip kerja dari

Fiber Optik.

25

Gambar : Cara Kerja fiber optik.

DAFTAR PUSTAKA

26

1. Fiber Optic Communications, Joseph C. Palais

2. http://badien.wordpress.com/2008/08/16/dasar-sistem-

komunikasi-serat-optik/#respond

3. http://comes.umy.ac.id/file.php/1/moddata/forum.htm

4. http://eprints.ui.ac.id/73090/1/126812-R0308165-.htm

5. http://id.wikipedia.org/wiki/Serat_optik

6. http://www.howstuffworks.com

7. http://www.tpub.com

8. http://www.unsri.ac.id/upload/arsip/Serat%20Optik

9. http://zethcorner.wordpress.com/2008/07/22/sistem-

komunikasi-serat-fiber-optik/

27