DASAR DASAR FIBER OPTIK
Pendahuluan
Fiber Optik merupakan kabel yang modern. Banyak orang yang sudah menggunakan teknologi kabel fiber optik. Maka dari itu kita sebagai manusia yang mengikuti perkembangan zaman sudah sepatutnya belajar tentang fiber optik.
Berikut penjelasan tentang dasar dasar fiber optik yang kami ambil dari beberapa referensi :
Isi
Bagian Bagian Fiber Optik
Kabel Fiber optik adalah jenis kabel
yang terbuat dari serat plastik dan kaca yang sangat kecil, berfungsi untuk
menghubungkan antar perangkat maupun pengguna dalam lingkup wilayah tertentu.
Bandwidth serat optik jauh lebih
besar dari pada jenis kabel yang lainya karena mampu mencapai kecepatan gigabyte
per second (Gbps). Sehingga, proses transfer data yang terjadi bisa jauh
lebih cepat.
Serat optik cenderung stabil dalam
penggunaannya dan jarang sekali mengalami gangguan, sebab tidak membawa arus
listrik.
Berikut adalah bagian – bagian dari
fiber optik beserta penjelasanya :
1. Inti kabel (Core)
Inti (core) pada serat optik adalah bagian tengah dari struktur
serat yang berfungsi sebagai jalur transmisi untuk cahaya atau sinyal optik.
Inti ini umumnya terbuat dari bahan kaca atau plastik yang memiliki indeks bias
yang lebih tinggi daripada mantelnya.
Fungsi utama inti serat optik adalah untuk memandu cahaya yang
dipancarkan atau diterima melalui serat optik, memastikan bahwa cahaya tetap
terfokus dan terjaga selama perjalanan melalui serat. Inti serat optik dapat
memiliki diameter yang bervariasi, tergantung pada jenis serat optiknya,
misalnya, serat optik multimode memiliki inti dengan diameter lebih besar
daripada serat optik mode tunggal.
Jenis – jenis core
( https://images.app.goo.gl/LeBJHK1YfetMH73E7 )
Multimode dibagi menjadi 2 jenis yaitu
:
Multimode Step Index
Inti (core) multimode step-index pada serat optik adalah jenis serat optik
yang memiliki inti dengan diameter yang relatif besar, yang memungkinkan
beberapa mode atau jalur cahaya untuk merambat secara bersamaan.
Karakteristik Utama:
1. Struktur:
- Inti
(Core): Inti
dengan diameter besar, biasanya sekitar 50 hingga 100 mikrometer.
- Cladding: Lapisan luar yang
mengelilingi inti, dengan indeks bias yang lebih rendah, biasanya
berdiameter 125 mikrometer.
2. Pantulan
Cahaya:
- Cahaya merambat melalui
beberapa jalur atau mode berbeda karena ukuran inti yang besar. Setiap
mode memiliki sudut pantul yang berbeda di dalam inti.
Kelebihan dan Kekurangan:
Kelebihan:
- Sederhana
dan Mudah Diproduksi:
Struktur step-index yang sederhana membuatnya lebih mudah dan murah untuk
diproduksi.
- Kapasitas Tinggi untuk Jarak Pendek:
Dapat mentransmisikan banyak data secara bersamaan dalam jarak pendek,
cocok untuk penggunaan dalam jaringan lokal (LAN).
Kekurangan:
- Dispersi
Modal:
Mode-mode yang berbeda memiliki waktu tempuh yang berbeda, menyebabkan
sinyal cahaya menyebar dan melebar seiring dengan jarak. Ini mengurangi
kecepatan dan jarak.
Aplikasi:
- Jaringan Komunikasi Jarak Pendek:
Seperti jaringan lokal (LAN) di kantor atau kampus.
- Sistem
Audio-Visual:
Menghubungkan peralatan audio dan video dalam ruangan atau studio.
Multimode Graded Index
Inti (core) multimode graded-index pada serat optik adalah jenis serat optik
di mana indeks bias inti berubah secara bertahap dari pusat inti ke cladding.
Perubahan indeks bias ini dirancang untuk meningkatkan kinerja transmisi
dibandingkan dengan serat multimode step-index.
Karakteristik Utama:
1. Struktur:
- Inti
(Core): Inti
dengan diameter besar, biasanya sekitar 50 hingga 62,5 mikrometer.
- Cladding: Lapisan luar yang
mengelilingi inti, dengan indeks bias yang lebih rendah, biasanya
berdiameter 125 mikrometer.
2. Indeks
Bias:
- Graded-Index: Indeks bias tertinggi berada
di pusat inti dan menurun secara bertahap menuju cladding.
3. Pantulan
Cahaya:
- Cahaya merambat melalui
beberapa jalur atau mode berbeda, tetapi perubahan indeks bias yang
bertahap membantu mengurangi perbedaan waktu tempuh antar mode.
Kelebihan dan Kekurangan:
Kelebihan:
- Index Bias: Mengurangi
penyebaran sinyal dan meningkatkan bandwidth.
- Jarak
Transmisi Lebih Panjang:
Dapat mentransmisikan data lebih jauh dibandingkan dengan serat multimode step-index.
Kekurangan:
- Biaya Lebih Tinggi:
Lebih kompleks dan mahal untuk diproduksi dibandingkan dengan serat
step-index.
- Masih Terbatas pada Jarak Menengah:
Meskipun memiliki kinerja lebih baik daripada step-index, serat
graded-index masih tidak seefektif serat singlemode untuk transmisi jarak
sangat jauh.
Aplikasi:
- Jaringan Komunikasi Jarak Menengah:
Seperti jaringan lokal (LAN) dan metropolitan area networks (MAN).
- Sistem
Data Center:
Untuk menghubungkan peralatan dalam pusat data yang memerlukan transmisi
data dengan kecepatan tinggi dan jarak menengah.
- Sistem
Audio-Visual:
Dalam aplikasi yang memerlukan transmisi data berkualitas tinggi dalam
jarak menengah.
Single mode
Inti (core) dari serat optik mode tunggal (single-mode) adalah bagian
tengah dari serat optik di mana cahaya terutama merambat. Karakteristik inti
ini adalah:
- Diameter yang
Kecil: Inti serat optik mode tunggal memiliki diameter yang sangat kecil,
sekitar 9 mikrometer (µm). Ukuran yang kecil ini memungkinkan cahaya untuk
merambat dalam satu mode atau satu jalur tunggal,
- Indeks Bias
yang Lebih Tinggi: Inti serat optik mode tunggal
memiliki indeks bias yang lebih tinggi daripada lapisan mantelnya. Ini
membantu cahaya yang masuk untuk tetap berada dalam inti serat optic, dan
mempertahankan kualitas sinyal.
- Aplikasi Jarak
Jauh: Serat optik mode tunggal umumnya digunakan untuk aplikasi jarak
jauh di mana diperlukan transmisi yang stabil, dengan kecepatan tinggi.
2. Clading
Cladding dalam konteks serat
optik (fiber optic) adalah lapisan luar dari serat optik yang mengelilingi inti
(core) serat.
Fungsi utama dari cladding ini
adalah untuk menjaga cahaya tetap berada dalam inti serat optik melalui
fenomena yang dikenal sebagai "total internal reflection" (refleksi
internal total).
Cladding biasanya terbuat dari
kaca atau plastik dengan indeks bias yang lebih rendah daripada inti, sehingga
cahaya yang dipandu di dalam inti akan memantul kembali ke dalam inti saat
mencapai batas antara inti dan cladding.
Cladding pada serat optik biasanya terbuat dari
bahan yang sama dengan inti serat, yaitu kaca atau plastik, namun dengan indeks
bias yang sedikit lebih rendah. Bahan yang umum digunakan untuk
cladding adalah:
- Silika (Kaca
Silika): Ini adalah bahan yang paling umum digunakan untuk serat optik, baik
untuk inti maupun cladding. Silika memiliki sifat optik dan mekanik yang
sangat baik.
- Plastik: Plastik sering
digunakan dalam serat optik plastik (Plastic Optical Fiber atau POF).
3. Coating
Coating dalam serat optik adalah lapisan pelindung yang melapisi cladding
serat optik.
Berikut adalah beberapa karakteristik coating dalam
serat optik:
- Bahan Coating: Biasanya
terbuat dari bahan polimer seperti akrilat atau poliamida. Bahan-bahan ini
dipilih karena sifatnya yang elastis, tahan lama, dan mampu melindungi
serat dari kerusakan.
- Lapisan Ganda: Pada umumnya,
serat optik memiliki dua lapisan coating. Lapisan pertama (primary
coating) memberikan perlindungan dasar dan sifat elastis untuk menyerap
tegangan. Lapisan kedua (secondary coating) memberikan perlindungan
tambahan terhadap kerusakan mekanis dan lingkungan.
- Fungsi Utama:
- Perlindungan Mekanis: Melindungi serat optik dari
tekanan, gesekan, dan kerusakan fisik lainnya.
- Perlindungan Lingkungan: Melindungi serat dari
kelembaban, suhu ekstrem, dan bahan kimia.
- Fleksibilitas: Memungkinkan
serat untuk ditekuk dan digulung tanpa merusak inti atau cladding.
4. Streght Member
Strength member pada serat optik adalah komponen
yang memberikan kekuatan mekanis tambahan dan melindungi serat optik dari
kerusakan fisik, seperti tarikan, tekanan, dan tekukan yang berlebihan.
Strength member biasanya terletak di dalam kabel
serat optik bersama dengan inti, cladding, dan coating.
Berikut adalah beberapa jenis bahan yang digunakan
sebagai strength member dalam kabel serat optik:
- Kevlar (Aramid
Yarn): Kevlar adalah bahan yang sangat kuat dan ringan yang sering
digunakan sebagai strength member. Kevlar dapat
menahan tarikan yang sangat kuat, melindungi serat optik dari kerusakan
selama instalasi dan pemakaian.
- Kawat Baja: Kawat baja digunakan dalam beberapa jenis kabel serat optik untuk
memberikan kekuatan tambahan, terutama dalam aplikasi di lingkungan yang
keras atau untuk penggunaan luar ruangan.
- Fiberglass: Fiberglass sering digunakan karena ringan dan kuat. Ini juga
memberikan perlindungan tambahan terhadap kerusakan mekanis.
Fungsi utama strength member adalah:
- Mengurangi Tarikan: Melindungi serat optik dari tarikan yang dapat menyebabkan kerusakan
atau pemutusan serat.
- Menambah kekuatan: Memastikan bahwa kabel serat optik tetap utuh dan tidak terpengaruh
oleh tekanan fisik.
- Fleksibilitas
dan Stabilitas: Memberikan stabilitas tambahan saat kabel serat optik ditekuk atau
digulung, serta menjaga fleksibilitas kabel.
5. Outer jacket
Outer jacket pada kabel serat optik adalah lapisan pelindung terluar yang
melindungi seluruh komponen internal kabel, termasuk inti, cladding, coating,
dan strength member.
Berikut adalah beberapa karakteristik outer jacket
dalam kabel serat optik:
- Bahan Outer
Jacket:
- Polietilena
(PE): Bahan ini tahan terhadap abrasi, kelembaban, dan
bahan kimia, serta sering digunakan untuk kabel yang dipasang di luar
ruangan.
- Polivinil
klorida (PVC): Bahan ini sering digunakan untuk kabel dalam ruangan
karena fleksibilitasnya dan ketahanan terhadap api.
- Polyurethane
(PU): Bahan ini memiliki ketahanan yang sangat baik
terhadap abrasi dan sering digunakan dalam aplikasi industri.
- Fungsi Utama:
- Perlindungan Mekanis: Melindungi kabel dari tekanan
fisik, benturan, dan kerusakan lainnya.
- Perlindungan Lingkungan: Melindungi kabel dari kondisi
cuaca ekstrem, kelembaban, bahan kimia, dan sinar UV.
- Identifikasi: Outer jacket seringkali
berwarna atau memiliki tanda khusus untuk memudahkan identifikasi jenis
kabel dan aplikasinya.
- Aplikasi:
- Indoor: Outer jacket
untuk aplikasi dalam ruangan biasanya lebih fleksibel dan tahan api.
- Outdoor: Outer jacket untuk aplikasi
luar ruangan lebih tahan terhadap kondisi cuaca dan kerusakan mekanis.
Penerapan Jaringan FTTx
Jaringan FTTx (Fiber-to-the-X) adalah istilah yang
digunakan untuk menggambarkan berbagai jenis jaringan infrastruktur serat optik
yang membawa koneksi broadband hingga ke berbagai titik atau lokasi.
Huruf "X" dalam FTTx dapat
mewakili berbagai destinasi, seperti rumah (Home), gedung (Building), pinggir
jalan (Curb), kabinet (Cabinet), atau node (Node).
Jaringan FTTx memanfaatkan keunggulan serat optik dalam
mentransmisikan data dengan kecepatan tinggi, keandalan yang tinggi, dan
kapasitas besar. Berikut
adalah beberapa konsep utama dalam jaringan FTTx:
1. FTTH ( Fiber-to-the-Home )
Konsep FTTH merujuk pada pendekatan di mana serat optik ditarik langsung
dari pusat data atau titik distribusi utama penyedia layanan ke rumah atau
bangunan residensial. Dengan kata
lain, FTTH membawa serat optik langsung ke pelanggan akhir.
Karakteristik Utama FTTH:
1.
Serat Optik Langsung ke Rumah: FTTH menghubungkan pelanggan langsung dengan
serat optik.
2.
Kecepatan Tinggi: Koneksi FTTH mampu memberikan kecepatan internet yang sangat tinggi,
biasanya mencapai ratusan Mbps hingga Gbps, tergantung pada infrastruktur dan
layanan yang disediakan.
3.
Kapasitas Besar:
Serat optik memiliki kapasitas transmisi yang jauh lebih besar daripada kabel
tembaga, memungkinkan untuk mentransfer data dalam jumlah besar dengan sangat
cepat dan efisien.
4.
Kualitas Sinyal yang Tinggi: FTTH memiliki rendaman sinyal yang rendah dan minim distorsi,
menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk aplikasi yang memerlukan kualitas
transmisi yang tinggi, seperti video berkualitas tinggi dan telepon VoIP.
5. Layanan
Multimedia: FTTH tidak hanya menyediakan akses internet cepat, tetapi
juga mendukung layanan multimedia seperti IPTV (Internet Protocol Television)
dan layanan telepon VoIP (Voice over IP).
Manfaat FTTH:
- Akses
Internet Cepat:
Membawa internet super cepat langsung ke rumah-rumah dan bangunan-bangunan
residensial.
- Peningkatan
Pengalaman Pengguna:
Memberikan penggunaan internet yang lancar dan berkualitas tinggi untuk
aktivitas seperti streaming video, gaming online, dan bekerja dari rumah.
- Masa
Depan-Proof:
Infrastruktur FTTH memiliki kapasitas yang cukup untuk mendukung
perkembangan teknologi dan kebutuhan data yang terus meningkat di masa
mendatang.
2. FTTB ( Fiber-to-the-Building )
Konsep FTTB mengacu pada pendekatan di mana serat optik ditarik hingga ke
dalam gedung atau bangunan, dan dari sana koneksi dilanjutkan menggunakan kabel
tembaga atau nirkabel di dalam gedung untuk menghubungkan pengguna akhir.
Karakteristik Utama FTTB:
1. Serat
Optik Sampai ke Bangunan: FTTB membawa serat optik langsung ke dalam
gedung atau bangunan, biasanya terhubung ke sebuah ruang distribusi atau pusat
komunikasi di dalam gedung.
2. Pemanfaatan
Kabel Tembaga atau Nirkabel: Setelah serat optik mencapai bangunan,
koneksi ke pengguna akhir (seperti apartemen atau unit bisnis) biasanya
dilakukan melalui kabel tembaga (seperti Ethernet) atau nirkabel (seperti
WiFi).
3. Kapasitas
dan Kecepatan: Meskipun menggunakan kabel tembaga di dalam gedung,
FTTB masih memberikan keuntungan dari kapasitas besar dan kecepatan tinggi yang
ditawarkan oleh serat optik pada titik pertama (di dalam gedung).
4. Aplikasi
dan Penggunaan: FTTB biasanya diterapkan di gedung-gedung tinggi,
kompleks apartemen, pusat perbelanjaan, atau kantor-kantor besar di mana
menghubungkan setiap unit atau pengguna secara langsung dengan serat optik
mungkin tidak praktis atau ekonomis.
Manfaat FTTB:
- Penyediaan
Layanan Berkualitas:
Menyediakan akses internet dan layanan komunikasi berkualitas tinggi ke
penghuni atau pengguna dalam sebuah bangunan atau kompleks.
- Fleksibilitas
dalam Pemeliharaan:
Menggunakan infrastruktur serat optik hingga bangunan mengurangi risiko
gangguan elektromagnetik dan memungkinkan pemeliharaan yang lebih efisien.
3. FTTC ( Fiber-to-the-Curb/Fiber-to-the-Cabinet )
Konsepnya adalah serat optik ditarik hingga dekat dengan pinggir jalan atau
ke kabinet distribusi (cabinet), dan dari situ koneksi dilanjutkan menggunakan
kabel tembaga ke rumah-rumah atau bangunan.
Karakteristik Utama FTTC:
1. Serat
Optik Hingga ke Curb atau Cabinet: FTTC membawa serat optik dari pusat
data atau titik distribusi utama penyedia layanan hingga ke sebuah kotak
distribusi atau kabinet yang terletak di dekat pelanggan akhir, biasanya dekat
dengan pinggir jalan.
2. Koneksi
dengan Kabel Tembaga: Dari kabinet atau kotak distribusi tersebut,
koneksi ke rumah-rumah atau bangunan dilakukan menggunakan kabel tembaga. Ini
bisa berupa kabel tembaga biasa (seperti DSL) atau kabel tembaga yang lebih
canggih (seperti VDSL).
3. Penyediaan
Layanan: FTTC memungkinkan penyedia layanan untuk menyediakan akses
internet cepat dan layanan komunikasi lainnya dengan memanfaatkan keunggulan
serat optik dalam transmisi cepat dan kapasitas besar, sementara masih
memanfaatkan infrastruktur kabel tembaga yang ada untuk menghubungkan secara
langsung ke pelanggan.
4. Manfaat
dan Keunggulan: FTTC memberikan keseimbangan antara biaya dan
kecepatan, karena tidak memerlukan penarikan serat optik hingga setiap rumah
tetapi tetap dapat memberikan peningkatan signifikan dalam kecepatan internet
dan kualitas layanan.
Aplikasi FTTC:
- Di
Lingkungan Kurang Mendukung:
Biasanya diterapkan di area perkotaan atau pinggiran kota di mana biaya
menarik serat optik hingga ke setiap rumah mungkin terlalu mahal atau
tidak praktis.
- Peningkatan
Infrastruktur:
Digunakan untuk meningkatkan kapasitas dan kecepatan jaringan tanpa perlu
melakukan perubahan besar pada infrastruktur kabel tembaga yang sudah ada.
4. FTTN ( Fiber-to-the-Node )
Konsep FTTN melibatkan penarikan serat optik hingga ke suatu titik
distribusi yang disebut sebagai node, yang terletak lebih dekat dengan
pelanggan akhir dibandingkan dengan model FTTB (Fiber-to-the-Building) atau
FTTC (Fiber-to-the-Curb/Cabinet).
Karakteristik Utama FTTN:
1. Serat
Optik Hingga ke Node: FTTN membawa serat optik dari pusat data atau
titik distribusi utama penyedia layanan hingga ke suatu titik distribusi yang
lebih dekat dengan pelanggan, yang disebut sebagai node. Node ini bisa berada
di tiang listrik atau di kabinet jaringan yang strategis.
2. Koneksi
dengan Kabel Tembaga: Dari node tersebut, koneksi ke rumah-rumah atau
bangunan dilakukan menggunakan kabel tembaga, seperti kabel DSL (Digital
Subscriber Line) yang menggunakan teknologi seperti ADSL (Asymmetric DSL) atau
VDSL (Very-high-bit-rate DSL).
3. Kecepatan
dan Kapasitas: Meskipun menggunakan kabel tembaga di sepanjang jalur
terakhir menuju pelanggan, FTTN masih memungkinkan penyedia layanan untuk
memberikan kecepatan internet yang lebih tinggi daripada teknologi DSL
tradisional, berkat pendekatan serat optik hingga ke node.
4. Manfaat
dan Penerapan: FTTN sering digunakan di lingkungan yang kurang mendukung
di mana jarak antara rumah-rumah cukup besar untuk membuat penarikan serat
optik langsung ke setiap rumah menjadi tidak ekonomis.
Aplikasi FTTN:
- Peningkatan Kecepatan Internet:
Memberikan peningkatan signifikan dalam kecepatan dan kualitas layanan
internet dibandingkan dengan teknologi DSL tradisional.
- Biaya dan Efisiensi:
Menawarkan solusi yang lebih ekonomis, sambil tetap memberikan peningkatan
kinerja yang baik.
5. FTTP ( Fiber-to-the-Premises )
Konsep FTTP mengacu pada pendekatan di mana serat optik ditarik langsung
hingga ke lokasi pelanggan akhir, baik itu rumah (home), gedung (building),
atau premis lainnya.
Karakteristik Utama FTTP:
1. Serat
Optik Langsung ke Premis: FTTP membawa serat optik langsung dari pusat
data atau titik distribusi utama penyedia layanan hingga ke lokasi pelanggan
akhir. Ini bisa berupa rumah-rumah, apartemen, kantor, atau bangunan komersial
lainnya.
2. Kecepatan
Tinggi dan Kapasitas Besar: FTTP memungkinkan penyedia layanan untuk
menyediakan akses internet dengan kecepatan tinggi dan kapasitas besar, berkat
keunggulan serat optik dalam mentransmisikan data dengan cepat dan efisien.
3. Kualitas
Sinyal yang Tinggi: Serat optik memiliki rendaman sinyal yang rendah
dan minim distorsi, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk aplikasi yang
memerlukan kualitas transmisi yang tinggi, seperti video berkualitas tinggi dan
layanan telepon VoIP.
4. Layanan
Multimedia: Selain internet super cepat, FTTP juga mendukung layanan
multimedia seperti IPTV (Internet Protocol Television) dan telepon VoIP (Voice
over IP).
5. Fleksibilitas
dan Masa Depan-Proof: Infrastruktur FTTP memiliki kapasitas yang cukup
besar untuk mendukung perkembangan teknologi dan kebutuhan data yang terus
meningkat di masa mendatang.
Manfaat FTTP:
- Koneksi Internet Cepat dan Stabil:
Memberikan pengalaman internet yang lancar dan berkualitas tinggi untuk
aktivitas seperti streaming video, gaming online, dan bekerja dari rumah.
- Peningkatan Nilai Properti:
Penerapan FTTP dapat meningkatkan nilai properti karena menawarkan akses
internet super cepat dan layanan digital yang canggih.
- Kepuasan Pelanggan:
Memenuhi tuntutan pelanggan akan koneksi internet yang cepat dan andal di
era digital saat ini.