SERAT OPTIK
SERAT OPTIK
NAMA : Michella yessica
NAMA : Michella yessica
NIM : 0810633062
1.
1.
PENGERTIAN PENGERTIAN SERASERAT OPTIKT OPTIK Fiber Optik (Serat optic) adalahFiber Optik (Serat optic) adalah saluran transmisisaluran transmisi yang terbuat dariyang terbuat dari kacakaca atau
atau plastikplastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyalyang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahayacahaya daridari suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada
suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalamdi dalam seratserat optik sulitoptik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih
keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks biasbesar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah
dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser laser karena laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi
komunikasi. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehinggasehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.
1.
1.
PENGERTIAN PENGERTIAN SERASERAT OPTIKT OPTIK Fiber Optik (Serat optic) adalahFiber Optik (Serat optic) adalah saluran transmisisaluran transmisi yang terbuat dariyang terbuat dari kacakaca atau
atau plastikplastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyalyang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahayacahaya daridari suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada
suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalamdi dalam seratserat optik sulitoptik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih
keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks biasbesar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah
dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser laser karena laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi
komunikasi. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehinggasehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.
2. STRUKTUR DASAR SERAT OPTIK
2. STRUKTUR DASAR SERAT OPTIK
Core (inti)
Core (inti) : memiliki jari-jari sebesar 8 - 200µm, indeks bias: memiliki jari-jari sebesar 8 - 200µm, indeks bias n1,besarnya sekitar 1,5
n1,besarnya sekitar 1,5
Cladding (kulit)
Cladding (kulit) : memiliki jari-jari sebesar 125 - 400µm, indeks bias `: memiliki jari-jari sebesar 125 - 400µm, indeks bias ` n2,besarnya sedikit lebih rendah dari n1 (
n2,besarnya sedikit lebih rendah dari n1 ( n1>n2).n1>n2).
Coating (mantel)
Kelebihan :
Jika diameter mendekati panjang gelombang (diameter semakin kecil) maka cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke
dinding cladding .Hal ini menyebakan bandwith tidak berkurang Jarak jangkau jauh
Core yang digunakan lebih kecil dengan demikian gangguan-gangguan di dalamnya akibat distorsi dan overlapping pulsa sinar menjadi
berkurang. Kekurangan :
Hamburan cahaya sangat besar.
Membutuhkan sumber cahaya dengan lebar spektral yang sangat kecil pula dan ini berarti sebuah sistem yang mahal.
Diameter core besar
Kelebihan :
Koneksi antar serat lebih mudah, Sehingga lebih mudah digunakan untuk komunikasi optik
Ukuran yang membuat para penggunanya mudah dalam melakukan penyambungan core-core tersebut jika perlu disambung. Di dalam penyambungan atau yang lebih dikenal dengan istilah splicing, keakuratan dan ketepatan posisi antara kedua core yang ingin
disambung menjadi hal yang tidak begitu kritis terhadap lajunya cahaya data.
Diameter core yang besar digunakan untuk menaikkan effisiensi
coupling pada sumber cahaya yang tidak koheren seperti LED. Kekurangan :
Kualitas sinyal keluaran mengalami pelemahan(atenuasi) yang signifikan
Jika diameter core besar yang membuat laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth .
Hanya baik digunakan untuk menyalurkan data/informasi dengan kecepatan rendah dan jarak relatif dekatCladding
3. JENIS-JENIS SERAT OPTIK
Berdasarkan ukuran dari inti (core) serat optik dapat
dibedakan menjadi dua,yaitu :
Serat optik single mode : diameter core 8
–
10 µm
Serat optik multi mode : diameter core 50
–
100 µm
a. Single Mode Fiber
Pada single mode fiber, terlihat pada gambar bahwa index bias akan berubah dengan segera pada batas antara core dan cladding (step index ). Bahannya terbuat dari silica glass baik untuk cladding maupuncorenya . Diameter core jauh lebih kecil 10 mm ) dibandingkan dengan diameter cladding , konstruksi demikian dibuat untuk mengurangi rugi-rugi transmisi akibat adanya fading. Single mode fiber sangat baik digunakan untuk menyalurkan informasi jarak jauh karena di samping rugi-rugi transmisi yang kecil juga mempunyai
b. Multimode Step Index Fiber
Serat optik ini pada dasarnya mempunyai diameter core yang besar (50 – 400 um ) dibandingkan dengan diameter cladding (125 – 500 um ). Sama halnya dengan single mode fiber, pada serat optik ini terjadi perubahan index bias dengan segera (step index ) pada batas antara core dan cladding . Diameter core yang besar (50 – 400 um ) digunakan untuk menaikkan
effisiensi coupling pada sumber cahaya yang tidak koheren seperti LED. Karakteristik penampilan serat optik ini sangat bergantung pada macam material/bahan yang digunakan. Berdasarkan hasil penelitian, penambahan prosentase bahan silica pada serat optik ini akan meningkatkan penampilan (performance ). Tetapi jenis serat optik ini tidak populer karena meskipun kadar silica nya ditingkatkan, rugi-rugi dispersi sewaktu transmit tetap besar, sehingga hanya baik digunakan untuk menyalurkan data/informasi dengan kecepatan rendah dan jarak relatif dekat
c. Multimode Graded index
Multimode graded index dibuat dengan menggunakan bahan multi component glass atau dapat juga dengan silica glass baik
untuk core maupun cladding nya. Pada serat optik tipe ini, indeks bias berubah secara perlahan-lahan (graded index multimode ). Indeks bias inti berubah
mengecil perlahan mulai dari pusat core sampai batas
antara core dengan cladding . Makin mengecilnya indeks bias ini menyebabkan kecepatan rambat cahaya akan semakin tinggi dan akan berakibat dispersi waktu antara berbagai mode cahaya yang merambat akan berkurang dan pada akhirnya semua mode cahaya akan tiba pada waktu yang bersamaan di penerima (ujung serat optik). Diameter core jenis serat optik ini lebih kecil dibandingkan dengan diameter core jenis serat optic Multimode Step Index , yaitu 30 – 60 um untuk core dan 100 – 150 um untuk cladding nya.
Biaya pembuatan jenis serat optik ini sangat tinggi bila
dibandingkan dengan jenis
Single mode
. Rugi-rugi
transmisi minimum adalah sebesar 0,70 dB/km pada
panjang gelombang 1,18 um dan lebar
band
frekwensi 150
MHz sampai dengan 2 GHz. Oleh karenanya jenis serat
optik ini sangat ideal untuk menyalurkan informasi pada
jarak menengah dengan menggunakan sumber cahaya
LED maupun LASER, di samping juga penyambungannya
yang relatif mudah.
4. APLIKASI SERAT OPTIK
1. Serat Optik pada LAN, MAN dan WAN
Suatu jaringan, khususnya jaringan lokal, umumnya dibangun dengan menggunakan kabel koaksial (tembaga), namun seiring dengan cepatnya perkembangan teknologi, kabel-kabel tersebut mulai ditinggalkan, dan kabel serat optik mulai dipakai. Teknologi 1 Gbps dan 10 Gbps Ethernet atau biasa disebut 1000Base-T bukan tidak mungkin diterapkan saat ini pada LAN, MAN ataupun WAN dengan adanya serat optik.
Ada beberapa keuntungan yang bisa diperoleh dengan menggunakan LAN kecepatan tinggi ini, misalnya :
Interkoneksi server untuk cluster server. Switch pada server.
Aggregasi beberapa 1000BASE-T menjadi 10GbE (Gbit Ethernet). Sambungan antar gedung.
2. Sistem Komunikasi Kabel Laut
Gambar di atas menunjukkan Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) yang sudah terinstalasi di berbagai belahan dunia. Selain SEA-ME-WE, yang
menghubungkan negara-negara dia atasmasih banyak lagi Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) yang mengaplikasikan serat optik sebagai medianya, di antaranya Black Sea Fibre Optic Cable Systems (BSFOCS), Trans Atlantic Cables, Trans Pacific Cables, Fiber Optic Link Around The Globe (FLAG), LEV-Med1 dan lain sebagainya
Contoh penggunaan jaringan serat optik di
Indonesia antara lain pada jaringan JUITA (Jaringan
Universitas
Indonesia
Terpadu),
INHERENT
(Indonesia Higher Education Network), Palapa Ring,
dan kabel bawah laut yang menghubungkan Jakarta
dengan Batam.
Sambungan antara universitas-universitas lain dengan simpul lokal pada jaringan INHERENT dapat dilakukan dengan menggunakan
topologi star atau bus , tergantung dari lokasi univeristas, dan peralatan yang tersedia. Jenis kabel serat optik yang digunakan adalah serat
optik single mode. Serat optik single mode dipilih karena memiliki jarak maksimum tanpa pengulang yang lebih jauh, dan juga karena serat optik single mode sudah mencukupi dari segi kapasitas kanal untuk sambungan antar universitas.
Palapa Ring merupakan kelanjutan dari proyek CSO-N (Cincin Serat Optik Nasional) yang bertujuan untuk membangun jaringan serat optik nasional yang menjangkau 33 propinsi, 440 kota/kabupaten di seluruh Indonesia dengan total panjang kabel laut mencapai 35.280 kilometer, dan kabel daratan sejauh 21.807 kilometer.
Jaringan Palapa Ring membentuk cincin terintegrasi yang
membentang dari Sumatera Utara hingga Papua bagian Barat dengan kapasistas sebesar 300 Gbps sampai 1000 Gbps. Aplikasi yang akan didukung oleh jaringan Palapa Ring sangat beragam, mulai dari
pembelajaran jarak jauh, pengobatan jarak jauh, dan siaran TV yang murah ke desa-desa.
ANALISIS PERHITUNGAN SERAT OPTIK
Indeks bias core
: 1.454
NA
: 0.47
Perhitungan Sudut Kritis dengan n
1
= 1.454
Berikut ini adalah grafik Sudut Datang Fungsi
n1=1.454;
n2=1.375;
n=n1/n2;
teta1=0:0.01:pi/2;
teta2=asin(n.*sin(teta1));
tetai=(teta1/pi)*180;
tetar=(teta2/pi)*180;
plot(tetai,tetar);
grid on
VARIASI INDEKS BIAS
Pengaruh perubahan indeks bias core :
Jika indeks bias core semakin kecil maka
sudut kritis akan semakin besar
Jika indeks bias core semakin besar maka
sudut kritis akan semakin kecil
Berikut ini adalah grafik Sudut Datang Fungsi
Indeks Bias :
n1 = 1.454;
n2 = 0.5:0.01:1.5;
teta_kritis = acos (n2/n1);
teta_kritis = (teta_kritis/pi).*180;
plot (n2, teta_kritis);
xlabel('indeks bias cladding');
ylabel('\theta_c (radian)');
title('Grafik Perbandingan nilai \theta_c terhadap
n_2','fontweight','bold');
DISPERSI
Pengertian dispersi:
Dispersi adalah pelebaran pulsa yang terjadi ketika sinyal
merambat melalui sepanjang serat optik. Dispersi akan membatasi lebar pita (bandwidth ) dari serat. Dispersi yang terjadi pada serat secara garis besar ada dua yaitu dispersi intermodal dan dispersi intramodal dikenal dengan nama lain dispersi kromatik disebabkan oleh dispersi
material dan dispersi wavegiude. akan menyebabkan terjadinya distorsi ( penyerapan ) pada bentuk sinyal.
Dispersi pada serat optik akan menyebabkan terjadinya pelebaran pulsa cahaya yang dikirim sepanjang serat dan jika diamati setiap pulsa, pulsa tersebut akan melebar dan menumpuk dengan yang lainnya
bahlan menjadikan tidak dapat dibedakan pada perangkat penerima. Pengaruh ini dikenal dengan interferensi intersimbol
JENIS JENIS DISPERSI
a.
Dispersi intermodal
Dispersi intermodal disebabkan oleh penggunaan serat
optik moda jamak yang dapat dihilangkan dengan
memakai serat optik moda tunggal, Pada serat optik moda
tunggal tidak terjadi lagi penurunan daya pulsa optik yang
diakibatkan oleh dispersi intermodal seperti pada serat
optik moda jamak, karena serat optik moda tunggal hanya
dapat memandu satu moda saja.
Waktu kedatangan yang berbeda dikarenakan kecepatan transmisi yang Berbeda antara satu moda dengan moda lainnya. Mode – mode yang
berbeda yang merupakan pulsa dalam serat multimode merambat sepanjang kanal pada sekumpulan kecepatan yang berbeda, sehingga lebar pulsa
output bergantung pada saat pengiriman dari mode – mode yang cepat dan yang lambat.menyebabkan intermodal dispersion
b. Dispersi Intermodal
dispersi intermodal disebabkan oleh dispersi material dan
dispersi waveguide
Dispersi Material
berasal dari fakta bahwa indeks bias fiber optik berubah sesuai dengan panjang gelombangnya Ketika indeks refraksi berbeda, kecepatan perambatan juga berbeda. Karena sebuahtransmitter tidak mungkin menghasilkan satu panjang gelombang saja (pasti memiliki lebar spektrum), maka sinyal optik pasti akan terdispersi ketika melewati fiber optik.
Dispersi Waveguide
Prinsipnya sama seperti material dispersion. Ada sinyal optik yang masuk ke cladding. Karena indeks bias claddingberbeda dengan indeks bias core, maka kecepatannya akan berbeda. Sehingga tidak sampai ke photodetector secara berbarengan. Dispersi ini hanya signifikan pada single mode fiber.
