Fiber Optik (Optical Fiber) : Pengertian dan Jenis-jenisnya

Kabel fiber optik banyak digunakan oleh para penyedia layanan internet dan telekomunikasi untuk mengirimkan data, gambar dan pesan suara. Pada dasarnya, komunikasi menggunakan kabel fiber optik ini merupakan teknik transmisi data dari satu lokasi ke lokasi lainnya dengan pulsa cahaya. Kabel yang terbuat dari plastik atau pun kaca ini bisa mentransmisikan data secara cepat dan efektif jika dibandingkan dengan kabel tembaga pada umumnya. Kabel-kabel fiber optik atau serat optik ini telah memainkan peranan penting dalam industri telekomunikasi terutama dalam hal transmisi data dan diprediksikan akan menggantikan kabel tembaga sebagai media transmisi utama di kemudian hari.

 

Fiber optik atau dalam bahasa Inggris disebut dengan optical fiber atau Fiber optik adalah jenis kabel yang terbuat dari serat kaca atau plastik halus yang bisa mentransmisikan sinyal cahaya dari satu tempat ke tempat lainnya. Diameter kabel fiber optik pada umumnya berukuran sekitar 120 mikrometer. Sedangkan Sumber cahayanya bisa berupa sinar Laser atau pun sinar LED. Keuntungan-keuntungan menggunakan Kabel Fiber optik sebagai media transmisi diantaranya adalah tingginya bandwidth yang dimilikinya, tidak rentan terhadap gangguan (interference) jika dibandingkan dengan kabel tembaga, lebih tipis dan ringan serta bisa mentransmisikan data dalam bentuk digital.

 

Bagian - bagian Kabel Fiber Optik

 

Kabel fiber optik pada dasarnya terdiri dari beberapa bagian utama yaitu :

 

• Core (inti) – Core adalah bagian yang mentransmisikan cahaya yang terbuat dari kaca atau pun plastik. Semakin besar Core atau intinya ini, semakin banyak cahaya yang bisa ditransmisikan ke dalam fiber.

 

• Cladding – Bagian optik luar yang mengelilingi core (inti) yang memantulkan gelombang cahaya kembali ke inti.

 

• Coating (Pelapisan) – Pelapisan biasanya berlapis-lapis plastik yang diaplikasikan untuk menjaga kekuatan serat, menyerap goncangan dan memberikan perlindungan ekstra terhadap fiber. Lapisan penyangga ini tersedia dari 250 mikron hingga 900 mikron yang berfungsi untuk melindungi fiber dari kerusakan dan kelembaban.

 

 

• Outer Jacket (Jaket Luar) – Ratusan hingga ribuan serat/fiber optik yang disusun dan di bundle dalam sebuah kabel fiber optik dilindungi oleh pembungkus luar kabel yang biasanya disebut dengan outer jacket.

 

 

Jenis - jenis Kabel Fiber Optik

 

Kabel fiber optik atau optical fiber ini pada umumnya terdiri dari dua jenis yaitu single-mode fibers dan multi-mode fibers.

 

1. Single-mode Fiber (SMF)

 

Single-mode fibers (Fiber Mode Tunggal) adalah jenis serat optik yang umumnya digunakan untuk mentransmisikan jarak yang lebih jauh. Fiber Mode Tunggal ini memiliki inti kecil yang berdiameter sekitar 9 mikron dan mengirimkan sinar laser inframerah  yang memiliki panjang gelombang dari 1.300 nanometer hingga 1.550 nanometer. Karena memiliki diameter yang lebih kecil yang memungkinkan hanya satu mode cahaya untuk merambat, jumlah pantulan cahaya yang dibuat ketika cahaya melewati inti akan  berkurang dan dapat menurunkan pelemahan (attenuation) sehingga menghasilkan kemampuan bagi sinyal untuk bergerak lebih jauh.

 

2. Multi-mode Fiber (MMF)

 

Multi-mode Fiber atau Fiber multi-mode adalah jenis serat optik yang dirancang khusus untuk mentransmisikan lebih banyak sinar cahaya dalam waktu yang bersamaan dengan masing-masing pada sudut pantulan yang sedikit berbeda di dalam inti serat optic tersebut. Multi-mode Fiber ini pada umumnya digunakan untuk mentransmisikan data pada jangkauan jarak yang relatif dekat. Multi-mode Fiber memiliki inti yang lebih besar dengan ukuran diameter sekitar 62,5 mikron dan mentransmisikan cahaya inframerah yang panjang gelombangnya sekitar 850nm hingga 1.300 nm dari LED.Karena memiliki diameter yang lebih besar, jumlah pantulan cahaya yang dibuat ketika cahaya melewati inti menjadi meningkat sehingga menciptakan kemampuan untuk mentransmisikan lebih banyak data dalam waktu yang bersamaan.

 

Cara Kerja Fiber Optik

 

Prinsip kerja fiber optik adalah mentransmisikan informasi dalam bentuk gelombang cahaya atau photon (foton). Berbeda dengan kabel yang terbuat dari bahan tembaga yang mentransmisikan data dengan menggunakan aliran listrik, fiber atau serat optik menggunakan sinyal cahaya yang telah dikonversikan dari aliran listrik untuk mentransmisikan datanya.

 

Serat optik mengirimkan data dalam bentuk partikel cahaya atau foton yang berbentuk denyutan pulsa digital melalui kabel serat optik. Core dan cladding pada fiber optik masing-masing memiliki indeks bias yang berbeda yang membelokkan cahaya yang masuk pada sudut tertentu. Ketika sinyal cahaya dikirim melalui kabel serat optik, mereka memantul core dan cladding dalam serangkaian bouncing zig-zag, mengikuti proses yang disebut refleksi internal total.

 

Perlu diketahui bahwasinyal cahaya pada fiber optik tidak bisa bergerak sesuai dengan kecepatan cahayanya, hal ini dikarenakan lapisan kaca pada fiber optik yang lebih padat. Sinyal cahaya pada fiber optik ini hanya bisa bergerak sekitar 30% lebih lambat dari kecepatan cahaya. Untuk memperbarui dan meningkatkan sinyal sepanjang perjalanannya, transmisi fiber optik kadang-kadang membutuhkan repeater pada interval jarak tertentu. Repeater ini digunakan untuk mengubah sinyal optic yang berbentuk cahaya menjadi sinyal listrik dan kemudian memproses sinyal listrik tersebut dan mentransmisikannya kembali sinyal optik.

 

Kelebihan dan Kekurangan Kabel Fiber Optik

 

Kabel fiber optik memiliki banyak kelebihan dan telah banyak digunakan untuk keperluan transmisi data yang berkecepatan tinggi. Namun, kabel yang berserat optik ini juga memiliki kelemahan. Berikut ini adalah beberapa kelebihan dan kelemahan kabel fiber optik.

 

Kelebihan Kabel Fiber Optik

 

• Bandwidth – Sistem komunikasi serat optik dapat digunakan untuk mengirimkan lebih banyak informasi daripada kabel tembaga dan sangat cocok untuk digunakan dengan komunikasi digital. Serat dapat membawa data dalam jumlah besar karena kapasitas bandwidth yang lebih besar. Data dapat ditransmisikan dengan kecepatan sangat tinggi biasanya 1,6 TB/detik di lapangan. Karena kenyataan ini, internet generasi berikutnya akan didasarkan pada cahaya atau dikenal sebagai LiFi (Light Fidelity).

 

• Kehilangan daya yang sangat rendah – Serat optik menawarkan kehilangan daya yang sangat rendah. Sinyal bisa ditransmisikan ke jarak yang lebih jauh. Kabel serat optik ini hanya kehilangan sinyal yang rendah sekitar 0,3dB/Km. Oleh karena itu, pengulang optik atau repeater tidak diperlukan untuk jarak yang relatif jauh. Jika dibandingkan dengan kabel tembaga, kabel serat optik kebal terhadap interferensi elektromagnetik dan tidak menghasilkan interferensi saat beroperasi.

 

• Keamanan – Fiber optik memiliki kualitas tinggi dalam kinerja kerahasiaan dan komunikasi. Fiber optik sulit untuk disadap. Hal ini dikarenakan serat optik atau optical fiber ini tidak memancarkan energi elektromagnetik. Serat pada dasarnya adalah media paling aman yang tersedia untuk membawa data sensitif.

 

• Fleksibilitas – Karena kabel serat optik jauh lebih ringan dan diameternya lebih kecil dari kabel tembaga, mereka juga menempati ruang lebih sedikit dengan kabel dengan kapasitas informasi yang sama dan dapat lebih mudah diproduksi dan dipasang.

 

• Biaya Bahan – Kabel serat optik lebih murah daripada kabel tembaga, yang secara drastis dapat mengurangi biaya pemasangan kabel baru atau pada saat merawat kabel lama.

 

Kekurangan Kabel Fiber Optik

 

Meskipun banyak kelebihan, fiber optik juga terdapat kelemahan yang perlu dipertimbangkan dalam pemakaiannya. Berikut di bawah ini adalah kelemahan kabel fiber atau serat optik ini.

 

• Tidak bisa dilipat dalam radius kecil – Fiber optik bisa dengan mudah dipatahkan atau kehilangan transmisi apabila dililitkan dalam radius kecil (beberapa sentimeter). Namun hal ini biasanya diatasi dengan membungkus serat optk dalam sarung atau jacket plastic sehingga mempersulit penekukan kabel serat ini ke dalam radius kecil.

 

• Sangat tentan terhadap kerusakan – Fiber atau serat optik membutuhkan perlindungan lebih banyak di sekitar kabel dibandingkan dengan tembaga. Ukuran kabel serat optik sangat kabel kecil dan padat sehingga sangat rentan terpotong atau rusak selama instalasi atau kegiatan konstruksi. Jadi, apabila memilih kabel serat optik sebagai media transmisi, maka diperlukan kegiatan khusus untuk mengatasi pemulihan dan pencadangannya.

 

• Biaya tnstalasi yang tinggi – Fiber atau serat optik lebih mahal untuk dipasang dan harus dipasang oleh spesialis yang telah dilatih dengan terampil. Fiber Optik pada dasarnya tidak sekuat kabel tembaga sehingga pemasangannya harus sangat hati-hati dan teliti. Di samping itu, diperlukan alat uji khusus untuk instalasi serat optik.