Mengenal Lebih Jauh Teknologi Fiber Optik dan Aplikasinya

Fiber Optik adalah salah satu media transmisi yang berfungsi untuk mengirimkan data atau informasi melalui serat kaca dengan kecepatan dan bandwith yang besar di banding teknologi kabel tembaga.

Pengertian Fiber Optik 

Kabel Fiber optik adalah sebuah teknologi yang digunakan untuk mengirimkan informasi dalam bentuk sinyal cahaya melalui serat optik yang sangat tipis dan transparan. Serat optik terdiri dari sebuah inti yang sangat kecil dan dikelilingi oleh lapisan pelindung yang disebut mantel. Serat ini biasanya terbuat dari kaca atau plastik khusus yang memiliki indeks bias yang tinggi, sehingga memungkinkan cahaya untuk terus terperangkap di dalamnya dan terus berpropagasi melalui serat. 

Fiber Optik adalah

Pada dasarnya Cara Kerja Fiber Optik adalah dengan memanfaatkan hukum fisika yang disebut dengan “pemantulan total dalam”. Ketika cahaya memasuki serat optik dengan sudut tertentu, ia akan memantul di dalam serat dengan sudut yang sama atau lebih kecil, sehingga cahaya dapat terus bergerak maju tanpa terjadi banyak kehilangan energi. 

Sinyal data dikodekan menjadi bentuk pulsa cahaya atau variasi intensitas cahaya, yang kemudian dikirimkan melalui serat optik. Cahaya ini dapat bergerak dengan sangat cepat dan membawa data dalam jumlah besar, sehingga fiber optik sering digunakan dalam komunikasi telekomunikasi jarak jauh, seperti jaringan telepon, internet, televisi kabel, dan jaringan komputer.

Gambar Kabel Fiber Optik

gambar kabel fiber optik

Perhatikan gambar kebel fiber optik berikut, secara umum terdiri dari 3 lapisan utama yaitu Core, Cladding dan Coating

Inti (Core)

Core Fiber Optik adalah bagian terdalam dari kabel fiber optik, yang dilindungi oleh Cladding dan Coating. Core Fiber Optik adalah tempat di mana cahaya berpropagasi dan mengalami pantulan. Inti sering kali terbuat dari kaca atau plastik khusus dengan indeks bias yang tinggi. Pada kabel single-mode, inti memiliki diameter yang sangat kecil, sementara pada kabel multi-mode, inti memiliki diameter yang lebih besar. Indeks Bias Inti (Core) >Indeks Bias Mantel (Cladding) hal ini berfungsi untuk memastikan bahwa cahaya yang melalui inti akan terus dipantulkan sehingga akan terhindar dari kemungkinan kehilangan sinyal data saat dalam perjalanan pengiriman informasi.

Mantel (Cladding)

Cladding adalah lapisan tengah kabel fiber optik yang melapisi inti atau core. Fungsinya adalah untuk memantulkan cahaya kembali ke dalam inti dengan prinsip pemantulan total dalam, sehingga cahaya tetap terkonsentrasi di dalam inti dan tidak tersebar. Cladding memiliki nilai indeks bias yang berbeda dari inti.

Pelindung (Coating)

Coating adalah lapisan terluar yang melindungi inti dan mantel dari kerusakan fisik dan lingkungan eksternal. Pelindung ini terbuat dari bahan yang kuat dan tahan terhadap tekanan, kelembaban, serta kerusakan mekanis. Pelindung sering kali berupa lapisan luar yang terbuat dari bahan plastik atau serat kevlar yang memberikan kekuatan tambahan.

Apa saja Fungsi Fiber Optik 

Berikut ini merupakan beberapa Fungsi Fiber optik dalam berbagai industri anatara lain :

Komunikasi Telekomunikasi

Fungsi utama fiber optik adalah sebagai media transmisi untuk komunikasi telekomunikasi. Fiber optik digunakan dalam jaringan telepon, jaringan internet, jaringan televisi kabel, dan jaringan komunikasi data lainnya. Fiber optik memungkinkan pengiriman data dalam jumlah besar dengan kecepatan tinggi melalui serat optik, memungkinkan komunikasi jarak jauh yang efisien dan andal. 

Jaringan Komputer

Fiber optik juga digunakan dalam jaringan komputer untuk menghubungkan perangkat-perangkat jaringan seperti switch, router, dan server. Kabel serat optik digunakan untuk mentransmisikan data antara perangkat-perangkat tersebut dengan kecepatan tinggi dan keandalan yang tinggi. 

Industri Penyiaran

Dalam industri penyiaran, fiber optik digunakan untuk mentransmisikan sinyal audio, video, dan data antara pusat produksi dan stasiun televisi atau radio. Fiber optik memberikan kualitas yang tinggi dan keandalan yang tinggi dalam mentransmisikan sinyal-sinyal ini, serta memungkinkan penyiaran dalam resolusi tinggi (HD) dan ultra-high definition (UHD). 

Sensorik

Fiber optik digunakan dalam berbagai aplikasi sensorik, seperti sensor tekanan, sensor suhu, sensor kecepatan, dan sebagainya. Serat optik berfungsi sebagai elemen sensitif dalam sensor-sensor ini, dengan perubahan cahaya yang terjadi di dalam serat digunakan untuk mendeteksi dan mengukur parameter-parameter fisik. 

Penerangan

Fiber optik digunakan dalam pencahayaan dekoratif dan penerangan arsitektur. Serat optik yang disebut serat optik berkas digunakan untuk menghantarkan cahaya dari sumber cahaya pusat ke tempat yang ingin diterangi, seperti taman, gedung, atau objek-objek lainnya. Penerangan dengan serat optik dapat memberikan efek-efek cahaya yang menarik dan fleksibilitas dalam desain pencahayaan. 

Bidang Medis

Fiber optik digunakan dalam bidang medis untuk aplikasi seperti endoskopi dan pembedahan minimal invasif. Serat optik fleksibel digunakan untuk mengirimkan cahaya ke dalam tubuh pasien, memungkinkan dokter untuk melihat dan melakukan prosedur-prosedur medis dengan akurasi dan presisi tinggi. 

Selain itu, fiber optik juga memiliki berbagai aplikasi dalam bidang keamanan, sistem kontrol industri, pengukuran dan instrumen, pengeboran minyak dan gas, serta dalam pembuatan sensor dan perangkat optik lainnya. Fungsi dan aplikasi fiber optik terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi dan meningkatnya kebutuhan akan transmisi data yang cepat dan andal. 

Kelebihan dan Kekurangan Fiber Optik 

Berikut merupakan beberapa Kelebihan dan Kekurangan pada kabel Fiber Optik antara lain

Kelebihan

Kecepatan Tinggi

Fiber optik mampu mentransmisikan data dengan kecepatan yang sangat tinggi. Serat optik memiliki kapasitas bandwidth yang besar, sehingga dapat mengirimkan data dalam jumlah besar dengan kecepatan gigabit atau terabit per detik. Kecepatan ini memungkinkan transfer data yang cepat dan responsif dalam komunikasi telekomunikasi, jaringan komputer, dan aplikasi lainnya. 

Kapasitas Tinggi

Serat optik memiliki kapasitas yang jauh lebih besar daripada kabel tembaga konvensional. Satu serat optik tunggal dapat mengakomodasi banyak saluran komunikasi secara bersamaan. Hal ini memungkinkan transmisi data yang lebih padat dan meminimalkan penggunaan infrastruktur fisik. 

Jarak Transmisi Jauh

Fiber optik memiliki kemampuan transmisi jarak jauh yang sangat baik. Sinyal cahaya dalam serat optik mengalami kehilangan energi yang lebih sedikit dibandingkan dengan sinyal listrik dalam kabel tembaga. Oleh karena itu, fiber optik dapat mentransmisikan sinyal hingga ribuan kilometer tanpa kehilangan kualitas dan kecepatan. Ini membuatnya ideal untuk penggunaan dalam jaringan telekomunikasi jarak jauh, termasuk jalur bawah laut. 

Kekurangan 

Biaya Instalasi Awal yang Tinggi

Biaya instalasi fiber optik lebih tinggi daripada kabel tembaga konvensional. Fiber optik membutuhkan peralatan khusus dan keterampilan teknis yang tinggi untuk pemasangan dan pengelasan serat optik. Ini dapat menyebabkan biaya awal yang lebih tinggi, terutama jika instalasi dilakukan dalam skala besar. 

Kerentanan terhadap Kerusakan Mekanis

Meskipun serat optik cukup tahan terhadap tekanan dan tarikan, namun serat optik dapat rusak jika ditekuk atau ditarik dengan keras. Pekerjaan konstruksi atau kecelakaan seperti penggalian tanpa izin dapat menyebabkan kerusakan pada serat optik. Hal ini dapat mengakibatkan kegagalan transmisi data dan memerlukan waktu dan biaya tambahan untuk perbaikan. 

Pemeliharaan yang Sulit

Jika ada kerusakan pada serat optik, pemeliharaan dan perbaikan biasanya memerlukan keahlian teknis yang khusus. Proses pengelasan dan pengujiannya membutuhkan peralatan khusus dan pelatihan khusus. Ini dapat memperlambat waktu perbaikan dan meningkatkan biaya pemeliharaan. 

Jenis Jenis Fiber Optik 

Terdapat beberapa jenis fiber optik yang umum digunakan dalam berbagai aplikasi. Berikut adalah beberapa jenis utama dari fiber optik: 

Single-mode (SM) Fiber Optik

Jenis fiber optik ini dirancang untuk mentransmisikan cahaya dalam satu mode atau jalur cahaya tunggal. Inti serat optik pada single-mode fiber sangat kecil, biasanya sekitar 9 mikron, yang memungkinkan penyebaran cahaya yang lebih terarah. Single-mode fiber digunakan untuk mentransmisikan sinyal dengan jarak jauh dan kecepatan tinggi, seperti dalam jaringan telekomunikasi jarak jauh dan aplikasi backbone jaringan. 

Multi-mode (MM) Fiber Optik

Jenis fiber optik ini dirancang untuk mentransmisikan cahaya dalam beberapa mode atau jalur cahaya yang berbeda. Inti serat optik pada multi-mode fiber lebih besar dibandingkan dengan single-mode fiber, biasanya berkisar antara 50 hingga 62,5 mikron. Multi-mode fiber digunakan dalam jarak pendek hingga menengah, seperti dalam jaringan Local Area Network (LAN), instalasi gedung, dan sistem penyiaran. 

Step-Index Fiber Optik

Jenis fiber optik ini memiliki perbedaan indeks bias yang tajam antara inti serat dan mantel. Cahaya merambat dalam serat optik ini dengan memantul pada batas antara inti dan mantel. Step-index fiber digunakan dalam jarak pendek hingga menengah dan dapat digunakan baik untuk single-mode maupun multi-mode. 

Graded-Index Fiber Optik

Jenis fiber optik ini memiliki indeks bias yang bervariasi secara gradasi dari pusat inti ke mantel. Ini menghasilkan perubahan yang lebih lembut dalam kecepatan cahaya saat merambat melalui serat. Graded-index fiber memungkinkan penyebaran mode yang lebih baik, yang mengurangi distorsi sinyal. Fiber optik ini umumnya digunakan dalam jarak pendek hingga menengah dalam aplikasi komunikasi data dan sistem komputer. 

Plastic Optical Fiber (POF)

POF menggunakan serat optik yang terbuat dari plastik khusus sebagai pengganti kaca pada serat optik konvensional. POF memiliki inti yang lebih besar dan menggunakan cahaya merah inframerah sebagai sumber cahaya. POF umumnya digunakan dalam aplikasi jarak pendek seperti dalam jaringan lokal (LAN), sistem otomotif, perangkat audio, dan pencahayaan dekoratif. 

Selain itu, terdapat pula variasi dan modifikasi lain dari fiber optik, seperti Polarization-Maintaining Fiber (PMF) yang mempertahankan orientasi polarisasi cahaya, Double-Clad Fiber yang digunakan dalam aplikasi laser, dan Hollow-Core Fiber yang menggunakan inti berongga untuk mentransmisikan cahaya melalui udara atau gas. Setiap jenis fiber optik memiliki karakteristik dan kegunaannya sendiri tergantung pada kebutuhan aplikasi spesifik.

Mengenal Alat-Alat Fiber Optik

Dalam melakukan pemasangan dan pengukuran jaringan fiber optik kita memerlukan berbagai Alat-alat fiber optik guna mendukung terciptanya komunikasi data yang cepat. Berikut ini merupakan beberapa alat-alat fiber optik yang sering digunakan

Fusion Splicer

Referensi

https://www.techtarget.com/searchnetworking/definition/fiber-optics-optical-fiber

Penulis : Hassan Rizky Putra S, Meilina Eka Ayuningtyas