Chapter VIIIFiber Optic Communication

Nyoman Suryadipta, ST, CCNP

Nobel Fisika Jatuh ke Penemu Serat Optik

Charles Kuon Kao lahir di Shanghai (Cina) pada tahun 1933 dan meraih gelar Ph.D di bidang Teknik Elektro tahun 1965 dari Imperial College, London.

“Kao diberi penghargaan karena dinilai berjasa mengungkap rahasia bagaimana melewatkan cahaya ke jarak jauh melalui kabel serat optik. Penemuan ini

ia buat pada pertengahan tahun 1960-an”

Waktu itu banyak peneliti yang mengira bahwa ada banyak cacat pada serat gelas, seperti lubang atau retakan, yang membuat cahaya menyebar.

Bulan Januari 1966, Kao yang saat itu bekerja di Standard Telecommunication Laboratories, Inggris, memaparkan penemuannya.

Ia mengungkapkan bahwa yang salah bukan pembuatan serat, tetapi bahan baku serat tersebut, yakni kaca, yang tidak cukup murni. Kaca yang lebih murni, terbuat dari kuarsa yang dilebur, akan lebih transparan sehingga cahaya akan bisa lewat dengan lebih mudah.

“Serat optik telah mengubah jagat informasi demikian banyak dalam 40 tahun terakhir. Pasti hal itu disebabkan oleh jaringan serat optik yang memungkinkan berita bisa melaju dengan cepat,” kata Kao.

Menurut Akademi Nobel Swedia, jaringan kabel optik yang digunakan sekarang ini, bila diurai, akan memiliki panjang lebih dari 600 juta mil, atau hampir 1 miliar kilometer.

Rekor ini dicapai dengan spesifikasi sbb:

• 155 pancaran gelombang cahaya secara simultan melalui 1 fiber tunggal sejauh 7000 km

• Penguat sinyal optik/optical repeaters setiap 90 km • Setiap pancaran gelombang cahaya membawa bandwidth/trafik 100

gigabits per second untuk memberikan total beban bandwidth sebesar 15.5 terabits (trillion bits) per second.

• Analogi dari kapasitas ini adalah kita dapat mengirimkan sinyal Video definisi tinggi/HD Video sebesar 0,430 secara simultan

Introduction• What is fiber optics• Total Internal Reflection• How signals are transmitted and received in

optical fibers• Advantages of Fiber Optics• Disadvantages of fiber optics• Splicing

FO• Serat optik adalah saluran transmisi atau

sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED

www.wikipedia.com

Laser• Laser (singkatan dari bahasa Inggris

: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) merupakan mekanisme suatu alat yang memancarkan radiasi elektromagnetik, biasanya dalam bentuk cahaya yang tidak dapat dilihat maupun dapat lihat dengan mata normal, melalui proses pancaran terstimulasi. Pancaran

www.wikipedia.com

What is Fiber Optic wire?

• Optical fibers are long, thin strands of very pure glass about the diameter of a human hair.

• Optical fibers are arranged in optical bundles and are used to transmit light over long distances.

Optical Fiber

Applications of Fiber Optics

• Cable Companieso Nodeso Serve 200 to 2000 people.

• Local Area Networks (LAN)• Power Companies• Telephone Companies• Broadcasting

Total Internal Reflection

                                                                                                                                                                                                                                   

             

Electrical Signals Converted to Light Signals

Advantages of Fiber Optics

• Thinner• Less Expensive• Higher Carrying Capacity• Less Signal Degradation& Digital Signals• Light Signals• Non-Flammable• Light Weight

Disadvantages of Fiber Optics

• Incompatible with old copper wire• Splicing (very difficult)• Bottlenecks

Areas of Application

• Telecommunications• Local Area Networks• Cable TV• CCTV• Optical Fiber Sensors

Refraction (Pembiasan)

Reflection (Pemantulan)

Total Reflection

Single Mode• Single mode : serat optik dengan inti (core) yang

sangat kecil (biasanya sekitar 8,3 mikron), diameter intinya sangat sempit mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding selongsong (cladding). Bahagian inti serat optik single-mode terbuat dari bahan kaca silika (SiO2) dengan sejumlah kecil kaca Germania (GeO2) untuk meningkatkan indeks biasnya

Multi Mode• Multi mode  : serat optik dengan diameter core

yang agak besar yang membuat laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth dari serat optik jenis ini.

Pelemahan (Attenuation) cahaya

• Penyerapan (Absorption)Kehilangan cahaya yang disebabkan adanya kotoran dalam serat optik.

• Penyebaran (Scattering)• Kehilangan radiasi (radiative losses)

Ditentukan oleh BER

BER (Bit error rate/Bit error ratio)

• Maka BER pada kasus ini ada 3 kesalahan penafsiran bit (yang digaris bawah) kemudian sebagai nilai BER yang dihasilkan adalah nilai kesalahan ini dibagi dengan sejumlah bit yang kirim yaitu 10 bit, sehingga didapatkan 0.3 atau 30%.

Kode Warna

Terminasi• Ujung kabel serat optik berakhir di sebuah

terminasi, untuk hal tersebut dibutuhkan penyambungan kabel serat optik dengan pigtail serat optik di Optical Termination Board (OTB), bisa wallmount atau 1U rackmount. Dari OTB kabel serat optik tinggal disambung dengan patchcord serat optik ke perangkat multiplexer, switch atau bridge (converter to ethernet UTP)

Dense Wave-Division Multiplexing (DWDM)

---

1

2

3

N

---

Multiple colors (frequencies) sentthrough the fiber at the same time,more than 100

Each color carries a separate signal

Allows huge bandwidth