Sinyal dan Noise pada Serat Optik

Sinyal dan Noise pada Serat Optik - Kabel serat optik tidak dipengaruhi oleh sumber noise dari luar yang menyebabkan problem seperti kabel tembaga karena cahaya luar tidak dapat masuk pada serat optik kecuali pada transmitter. Buffer dan outer jacket dapat mencegah sinar masuk atau keluar dari kabel. Lebih lanjut, transmisi cahaya dari satu serat tidak akan menciptakan interferensi ke serat lainnya. Artinya serat optik tidak memiliki masalah crosstalk seperti halnya kabel tembaga. Meskipun serat optik merupakan media transmisi terbaik untuk membawa data berukuran besar dengan jarak yang jauh, bukan berarti tidak memiliki masalah. Ketika cahaya melalui serat, ada beberapa energi cahaya yang hilang. Pengurangan sinyal terjadi karena beberapa faktor yang melibatkan sifat alami serat optik. Faktor utama yaitu scattering (penghamburan). Scattering cahaya dalam serat optik disebabkan microscopic nonuniformity (distorsi) pada serat yang memantulkan dan menghamburkan beberapa energi cahaya.

scattering (penghamburan)

Absorption adalah faktor lain hilangnya energi. Ketika sinar cahaya menghantam beberapa bahan kimia yang tidak murni dalam serat, bahan tersebut menyerap sebagian energi. Energi cahaya tersebut dirubah ke sejumlah kecil energi panas. Faktor lain yang menyebabkan attenuation (pengurangan) dari sinyal cahaya adalah pembuatan batas core dan cladding yang tidak baik. Energi hilang karena kurang sempurnanya pemantulan yang disebabkan kasarnya pembuatan kabel tersebut. Setiap ketidaksempurnaan walaupun berukuran kecil akan mengurangi energi cahaya tersebut. Penghamburan (dispersion) cahaya juga membatasi jarak dari sebuah cahaya. Dispersion adalah istilah teknik untuk pelebaran pulsa sinyal ketika menempuh perjalanan didalam serat optik.

Penghamburan (dispersion)

Chromatic dispersion terjadi ketika beberapa panjang gelombang suatu cahaya melakukan perjalanan pada kecepatan yang sedikit berbeda melalui sebuah gelas dan melakukan seperti panjang gelombang lainnya. Idealnya, sumber cahaya LED atau laser mengeluarkan cahaya dalam satu frekuensi. Sayangnya laser, apalagi LED mengeluarkan sekumpulan cahaya dengan panjang gelombang berdekatan yang menyebabkan chromatic dispersion. Hal ini membatasi panjang dari serat optik. Jika sinyal dikirim terlalu jauh akan menyebabkan sinyal melebar, terpisah dan gelap ketika mencapai penerima. Penerima tidak akan mampu membedakan bit 1 dengan 0 Penyebab utama attenuation pada kabel serat optik adalah instalasi yang tidak sesuai. Jika serat optik ditarik atau dilengkungkan terlalu ketat, akan menyebabkan patah yang kecil pada core serat optik dan membuat sinar menjadi menghambur. Menekuk serat optik terlalu kuat juga merubah sudut datang dari sinar. Kemudian sinar datang akan menjadi kurang dari sudut kritis untuk pemantulan sempurna. Hal ini menyebabkan beberapa sinar akan membias ke cladding dan hilang.

attenuation (pengurangan)

Untuk mencegah serat optik tertekuk terlalu tajam, biasanya serat optikdimasukkan kedalam pipa yang disebut interducting. Interducting jauh lebih kaku dari serat optik dan tidak dapat ditekuk terlalu tajam. Interducting melindungi serat optik, membuat lebih mudah menarik serat optik dan memastikan batas pelengkungan serat optik tidak dilalui. Ketika serat optik telah dipasang, ujung dari serat optik harus dipotong dan dihaluskan untuk memastikan ujungnya menjadi lebih halus. Mikroskop atau instrumen test lainnya digunakan untuk memastikan ujungnya lebih tajam dan halus. Kemudian konektor dipasang secara hati-hati. Pemasangan konektor yang tidak sesuai, penyambungan yang tidak sesuai atau menyambungkan dua serat yang berbeda ukuran corenya dapat mengurangi kekuatan sinyal.

serat optik dan konektor

Setelah kabel serat optik dan konektor terpasang, konektor dan ujung serat optik harus dijaga untuk selalu bersih. Ujung dari serat optikharus ditutup pelindung untuk mencegah kerusakan pada ujungnya. Ketika penutupnya dilepas untuk memasang kabel tersebut maka ujung serat optik harus dijaga kebersihannya. Bersihkan ujung kabel dengan kain tissu pembersih lensa yang diberi alkohol isopropyl murni. Port serat optik pada switch atau router juga harus dibersihkan. Ujung yang kotor dapat menyebabkan hilangnya sinyal yang menuju penerima. Sebelum menggunakan kabel serat optik, ujilah kabel tersebut untuk memastikan sinyal dapat diterima dengan baik. Ketika merencanakan jalur serat optik, hitunglah kehilangan energi yang masih dapat ditoleransi. Hal tersebut disebut optical link loss budget. Alat ukur yang digunakan untuk menguji serat optik adalah Optical Loss Meter dan Optical Time Domain Reflectometers (OTDR). OTDR memiliki kelebihan untuk menguji serat optik lebih lanjut dan dapat digunakan untuk mengatasi masalah pada serat optik.

Perangkat transmisi serat optik

Kebanyakan data yang dikirimkan melalui LAN dalam bentuk sinyal elektronik. Oleh karena itu dibutuhkan perangkat yang merubah sinyal elektrik ke dalam bentuk cahaya dan sebaliknya. Hal ini berarti dibutuhkan trasmitter dan receiver.

trasmitter dan receiver

Transmitter menerima data untuk dikirimkan dari router atau switch. Data ini dalam bentuk sinyal elektronik. Transmitter merubah sinyal elektronik kedalam bentuk gelombang cahaya. Ada dua sumber cahaya yang digunakan yaitu :

LED (Light Emitting Diode) yang menghasilkan sinar infra merah dengan panjang gelombang 850 nm atau 1310 nm. Lensa digunakan untuk mengfokuskan sinar infra merah pada ujung penerima.
LASER (Light Amplification by Stimulated Emission Radiation) yang akan menghasilkan sinar tipis dengan panjang gelombang 1310 nm atau 1550 nm.

Setiap sumber cahaya tersebut dapat mati dan hidup dengan sangat cepat untuk mengirim data (0 atau 1) pada jumlah bit yang banyak setiap detik.Pada ujung lainnya dari serat optik dipasang alat yang disebut receiver. Ketika cahaya mengenai receiver, akan menimbulkan energi listrik. Tugas pertama dari receiver adalah mendeteksi cahaya yang datang dari serat optik. Kemudian receiver merubah cahaya tersebut menjadi sinyal elektronik sehingga dapat dikirimkan kembali ke jaringan. Perangkat semikonduktor yang digunakan sebagai receiver adalah pintrinsic-n diode (PIN photodiodes). PIN photodiode didesain agar sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 850, 1310 atau 1510 nm. Konektor dibutuhkan agar kabel serat optik dapat terpasang pada port yang tersedia. Tipe konektor yang banyak digunakan untuk kabel seratoptik multimode adalah Subscriber Connector (SC Connector). Pada single mode menggunakan konektor Straigh Tip (ST Connector).

Konektor kabel serat optik

Perangkat lainnya adalah repeater. Repeater digunakan untuk menguatkan sinyal optik supaya menempuh jarak yang lebih jauh dengan mengembalikan sinyal tersebut ke dalam bentuk, kekuatan dan timing yang sama dengan aslinya. Dengan adanya repeater maka jarak yang lebih jauh dari spesifikasi serat optik dapat dilalui.

Location: Indonesia