Pada tahun 1880 Alexander Graham Bell menciptakan sebuah sistem komunikasi cahaya yang disebut photo-phone dengan menggunakan cahaya matahari yang dipantulkan dari sebuah cermin suara-termodulasi tipis untuk membawa percakapan, pada penerima cahaya matahari termodulasi mengenai sebuah foto-kondukting sel-selenium, yang merubahnya menjadi arus listrik, sebuah penerima telepon melengkapi sistem. Photophone tidak pernah mencapai sukses komersial, walaupun sistem tersebut bekerja cukup baik.
Penerobosan besar yang membawa pada teknologi komunikasi serat optik dengan kapasitas tinggi adalah penemuan Laser pada tahun 1960, namun pada tahun tersebut kunci utama di dalam sistem serat praktis belum ditemukan yaitu serat yang efisien. Baru pada tahun 1970 serat dengan loss yang rendah dikembangkan dan komunikasi serat optik menjadi praktis (Serat optik yang digunakan berbentuk silinder seperti kawat pada umumnya, terdiri dari inti serat (core) yang dibungkus oleh kulit (cladding) dan keduanya dilindungi oleh jaket pelindung (buffer coating)). Ini terjadi hanya 100 tahun setelah John Tyndall, seorang fisikawan Inggris, mendemonstrasikan kepada Royal Society bahwa cahaya dapat dipandu sepanjang kurva aliran air. Dipandunya cahaya oleh sebuah serat optik dan oleh aliran air adalah peristiwa dari fenomena yang sama yaitu total internal reflection. Teknologi serat optik selalu berhadapan dengan masalah bagaimana caranya agar lebih banyak informasi yang dapat dibawa, lebih cepat dan lebih jauh penyampaiannya dengan tingkat kesalahan yang sekecil-kecilnya. Informasi yang dibawa berupa sinyal digital, digunakan besaran kapasitas transmisi diukur dalam 1 Gb.km/s yang artinya 1 milyar bit dapat disampaikan tiap detik melalui jarak 1 km. Berikut adalah beberapa tahap sejarah perkembangan teknologi serat optik :
• Generasi Pertama ( mulai tahun 1970)
-Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya terdiri dari :
• Encoding : Mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik.
• Transmitter : Mengubah sinyal listrik menjadi gelombang cahaya termodulasi, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 μm.
• Serat Silika : Sebagai pengantar gelombang cahaya.
• Repeater : Sebagai penguat gelombang cahaya yang melemah di jalan
• Receiver : Mengubah gelombang cahaya termodulasi menjadi sinyal listrik, berupa foto-detektor
• Decoding : Mengubah sinyal listrik menjadi ouput (misal suara)
Repeater bekerja dengan merubah gelombang cahaya menjadi sinyal listrik kemudian diperkuat secara elektronik dan diubah kembali menjadi gelombang cahaya.
-Pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi 10 Gb.km/s.
• Generasi Ke- Dua ( mulai tahun 1981)
-Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran inti serat diperkecil.
-Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias inti.
-Menggunakan diode laser, panjang gelombang yang dipancarkan 1,3 μm.
-Kapasitas transmisi menjadi 100 Gb.km/s.
• Generasi Ke- Tiga ( mulai tahun 1982)
-Penyempurnaan pembuatan serat silika.
-Pembuatan chip diode laser berpanjang gelombang 1,55 μm.
-Kemurniaan bahan silika ditingkatkan sehingga transparansinya dapat dibuat untuk panjang gelombang sekitar 1,2 μm sampai 1,6 μm
-Kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.
• Generasi Ke- Empat ( mulai tahun 1984)
-Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya bukan modulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemah intensitasnya masih dapat dideteksi, maka jarak yang dapat ditempuh, juga kapasitas transmisinya, ikut membesar.
-Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai kapasitas sistem deteksi langsung (modulasi intensitas).
-Terhambat perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi masih jauh tertinggal.
• Generasi Ke- Lima ( mulai tahun 1989)
-Dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater pada generasi-generasi sebelumnya.
-Pada awal pengembangannya kapasitas transmisi hanya dicapai 400 Gb.km/s tetapi setahun kemudian kapasitas transmisinya sudah menembus 50.000 Gb.km/s
• Generasi Ke- Enam
-Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer mempelopori sistem komunikasi optik soliton. Soliton adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit dan juga bervariasi dalam intensitasnya.
-Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi menjadi beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa soliton merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength division multiplexing).
-Eksprimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5 saluran yang masing-masing membawa informasi dengan laju 5 Gb/s. Kapasitas transmisi yang telah diuji mencapai 35.000 Gb.km/s.
-Cara kerja sistem soliton ini adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang gelombangnya sama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika intensitasnya melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir efek dispersi, sehingga soliton tidak melebar pada waktu sampai di receiver. Hal ini sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan dapat diabaikan.
2. Definisi Fiber Optik
Dewasa ini dengan perkembangan teknologi komputer yang semakin pesat maka perkembangan jaringan komputer pun dituntut juga untuk mengikuti perkembangan teknologi tersebut, dan dalam membangun sebuah link atau hubungan sebuah workstation atau server tidak akan dapat berfungsi apabila peralatan tersebut tidak terhubung secara fisik, hubungan tersebut dalam Lan dikenal sebagai media transmisi yang umunya berupa kabel dan yang akan kami bahas adalah salah satu media transmisi yaitu kabel fiber optik.
Dalam jaringan dikenal 3 jenis kabel yaitu:
1. Kabel Twisted Pair
•Kabel ini terbagi dua, yaitu Shielded Twisted Pair dan Unshielded Twisted
Pair(UTP)
•Lebih banyak dikenal karena merupakan kabel telpon
•Relatif murah
•Jarak yang pendek
•Mudah terpengaruh oleh gangguan
•Kecepatan data yang dapat didukung terbatas, 10-16 Mbps
2. Kabel Coaxial
•Umumnya digunakan pada televisi
•Jarak yang relatif lebih jauh
•Kecepatan pengiriman data lebih tinggi di banding Twisted Pair, 30 Mbps
•Harga yang relatif tidak mahal
•Ukurannya lebih besar dari Twisted Pair
(www.y3dips.echo.or.id/artikel/ez-jaringan_bag1.txt)
3 .Kabel Fiber Optic
•Jarak yang jauh
•Kecepatan data yang tinggi, 100 Mbps
•Ukuran yang relatif kecil
•Sulit dipengaruhi gangguan
•Harga yang relatif masih mahal
•Instalasi yang relatif sulit
Fiber optik itu sendiri adalah kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain.Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Saat ini koneksi telepon internasional dan nasional telah menggunakan fiber optik. Tak lama lagi FO akan merubah cara kita menonton TV, menerima dan menggunakan informasi.
Fiber optik dapat dibagi menjadi 3:
1. Single mode: serat optik dengan core yang sangat kecil, diameter mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding cladding.
2. Multi mode step index: 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.
3. Multimode grade index: serat optik dengan diameter core yang besar dan mempunyai cladding yang bertingkat indeks biasnya sehingga dapat menambah bandwidth jika dibandingkan dengan Multimode step indek.
3. Struktur dan Cara Kerja Fiber Optik
Kira-kira lebih dari 20 tahun yang lalu, kabel serat optik (Fiber Optic) telah memngambil alih dan mengubah wajah teknologi industri telepon jarak jauh maupun industri automasi dengan pengontrolan jarak jauh. Serat optik juga memberikan peranan besar membuat Internet dapat digunakan di seluruh dunia.
Ketika serat optik menggantikan tembaga (copper) sebagai long distance calls maupun internet traffic yang secara tidak langsung berdampak pd penurunan biaya produksi. Untuk memahami bagaimana sebuah kabel serat optik bekerja, sebagai contoh coba bayangkan sebuah sedotan plastik atau pipa plastik panjang fleksible berukuran besar. Bayangkan pipa tersebut mempunyai panjang seratus meter dan anda melihat kedalam dari salah satu sisi pipa. Seratus meter di sebelah sana seorang teman menghidupkan lampu senter dan diarahkan kedalam pipa.
Dikarenakan bagian dalam pipa terbuat dari bahan kaca sempurna, maka cahaya senter akan di refleksikan pada sisi yang lain meskipun bentuk pipa bengkok atau terpilin masih dapat terlihatpantulan cahaya tersebut pada sisi ujungnya. Jika misalnya seorang teman anda menyalakan cahaya senter hidup dan mati seperti kode morse, maka anda dan teman anda dapat berkomunikasi melalui pipa tersebut. Seperti itulah prinsip dasar dari serat optik atau yang biasa dikenal dengan nama fiber optic cable.
Sebuah kabel fiber optik terbuat dari serat kaca murni, sehingga meskipun kabel mempunyai panjang sampai beratus2 meter, cahaya masih dapat dipancarkan dari ujung ke ujung lainnya. Helai serat kaca tersebut didesain sangat halus,ketebalannya kira-kira sama dengan tebal rambut manusia. Helai serat kaca dilapisi oleh 2 lapisan plastik (2 layers plastic coating) dengan melapisi serat kaca dengan plastik, akan didapatkan equivalen sebuah cermin disekitar serat kaca.
Cermin ini menghasilkan total internal reflection (refleksi total pada bagian dalam serat kaca). Sama seperti jika kita berada pada ruangan gelap dengan sebuah jendela kaca, kemudian anda mengarahkan cahaya senter 90 derajat tegak lurus dengan kaca , maka cahaya senter akan tembus ke luar ruangan. Akan tetapi jika cahaya senter tersebut diarahkan (ke jendela berkaca) dengan sudut yang rendah (hampir paralel dengan cahaya aslinya), maka kaca tersebut akan berfungsi menjadi cermin yg akan memantulkan cahaya senter ke dalam ruangan. demikian pada serat optik, cahaya berjalan melalui serat kaca pada sudut yang rendah.
Untuk mengirimkan percakapan2 telepon melalui serat optik, suara analog di rubah menjadi sinyal digital. Sebuah laser transmitter pada salah satu ujung kabel on/off untuk mengirimkan setiap bit sinyal. System fiber optik Modern dengan single laser bisa mentransmitkan jutaan bit/second. Atau bisa dikatakan laser transmitter on dan off jutaan kali /second.
System terbaru laser transmitter dapat mentransmitkan warna2 yang berbeda untuk mengirimkan beragam sinyal digital dalam fiber optik yang sama.
Kabel fiber optik modern dapat membawa sinyal digital dengan jarak kurang lebih 60 mil (sekitar 100 Km). Pada jalur distribusi jarak jauh biasanya terdapat peralatan tambahan (equipment hut) setiap 40-60 mil,yang berfungsi pick-up equipment yang akan menampung, menguatkan sinyal, dan kemudian me- retransmit-kan sinyal ke equipment selanjutnya.
4. Kelebihan dan Kekurangan dari Fiber Optik
Sebagai sebuah penemuan tekbologi, fiber optik mempunyai keuntungan dan kerugian. Berikut adalah keuntungan dari fiber optik:
- Dibandingkan dengan sistem komunikasi jenis lain, cahaya yang merupakan pembawa informasi dalam sistem fiber optik, dapat mengakomodasi banyak volum informasi. Transmisi dalam kisaran giga-plus (billion bits per second). Satu kabel 0,75 inchi dapat menggantikan 20 kabelcoaxial 3.5 inchi konvensional.
- Kabel fiber optik kebal terhadap elektromagnet dan interferensi radio. Karena cahaya digunakan untuk menyampaikan informasi, saluran komunikasi yang berdekatan tidak akan dapat mempengaruhi transmisi
- Saluran FO rnenawarkan tingkat keamanan data yang lebih tinggi daripada sistem konvensional. Hal ini membuat saluran FO sulit untuk disadap dan saluran ini tidak mengeluarkan radiasi.
- Informasi dapat disiarkan ulang dengan jangkauan jarak yang jauh tanpa pengulangan. Generasi baru dari LD dan fiber komplemen, sama halnya dengan penangkap yang sensitif,dapat me-relaydengan jarak jauh tanpa pengulangan.
- Sebuah saluran FO adalah bernilai saat aset dalam keadaan premium, contohnya saluran pipa dalam gedung dapat digunakan sebagai tempat pembawa kabel. Karena kabel FO kecil maka biasanya mudah untuk ditempatkan dibandingkan dengan kabel konvensional.
Kerugian fiber optik tidak sebanyak keuntungannya. Beberapa faktor membatasi efektivitas kabel FO. Seperti jenis sistem komunikasi lainnya, sistem ini mungkin sinyalnya kurang kuat, hal ini disebabkan karena faktor fisik ataupun material. Dispersi dapat mempengaruhi volum informasi yang dapat diakomodasi. Tidak seperti halnya dengan kawat atau plastik, fiber juga lebih sulit untuk disambung. Dan sambungan akhir dari kabel fiber harus benar-benar akurat untuk menghindari transmisi yang tidak jelas. Komponen FO mahal dan membutuhkan biaya ekstra dalam pengaplikasian yang lebih spesifik.
5. Aplikasi Fiber Optik
FO adalah medium yang atraktif untuk industri produksi radio. Desain yang ringan dan karakterisitik transmisinya dapat membuat fiber optik sebagai alat yang bernilia dalam dunia produksi. Kapasiitas informasi fiber membuatnya kandidat yang ideal untuk studio televisi all-digital. Sistem FO dapat menangani digitalisasi kualitas sinyal broadcast yang menghasilkan miliaran bits persecond.
Selain itu sistem FO, juga digunakan untuk menciptakan Local Area Network (LAN) yang efesien dan mempunyai kapasitas tinggi. Saluran FO tidak hanya dapat mengakomodasi audio dan video tetapi juga data komputer. Fiber juga menyediakan saluran data dengan kecepatan tinggi.
Selain konfigurasi saluran darat, AT&T, mengawali konsorsium international yang mengembangkan fiber optik bawah laut transatlantik pertama yang menghubungkan Amerika Serikat dan Eropa. Panjang sistem, yang disebut TAT-8 ini lebih dari 3000 nautical mil. TAT-8 didesain untuk membawa informasi yang beragam. Seperti aplikasi baru lainnya, TAT-8 juga tidak luput dari masalah. Baru-baru ini pengguna TAT-8 mengalami gangguan akibat kerusakan kabel yang disebabkan penangkapan ikan.
Sekilas kabel bawah laut dan dan saluran darat jarak jauh terlihat usang dalam cahaya satelit komunikasi. Jika transmisi satelit bergantung pada kondisi atmosfer, dan tidak dapat dipisahkan dari jalur lalu lintas satelit itu sendiri. Maka, sambungan FO tidak bergantung pada hal-hal demikian. Fiber sebagai material yang sensitif dapat menjadi saluran yang lebih aman. Faktanya, fiber oprik dan satelit adalah sebuah suplemen dan komplemen. Masing-masing mempunyai kekuataannya sendiri dan yang terpenting keduanya akan terus mendukung sistem komunikasi.
Teknologi fiber optik juga telah diadopsi untuk aplikasi lain. Dalam dunia kedokteran, kabel fiber optik dapat digunakan dalam beberapa jenis operasi laser. Fiber dapat bertindak sebagai alat yang pembawa cahaya. Fiber dapat membentuk ’fiberscope’, alat ini terdiri dari dua fiber optikal. Satu sebagai pembawa cahaya ke jaringan dan lainya mentransmit gambar ke pengamat. Dokter menggunakan alat tersebut untuk melihat bagian dalam tubuh manusia.
Industri komunikasi mengalami perubahan yang cepat. Satu di antara tujuan industi tersebut adalah menyediakan para penggunanya kontrol lebih terhadap pilihan program. Istilah yang diasosiasikan dengan pekembangan ini adalah Video-on-demand (VOD). Singkatnya, di VOD kita dapat memilih program apa yang akan kita tonton, mulai dari sport sampai film. Tetapi kita harus membayar apa yang kita tonton, istilahnya pay-per-view (PPV). Fungsi VOD seperti tempat penyewaan video, yang menyediakan beragam tayangan dan kita hanya menonton yang kita suka. VOD merefleksikan perkembangan teknologi komunikasi, khususnya televisi yang tidak lagi melayani kebutuhan secara massa tetapi sudah pada tingkat individu.
Fiber optik (FO) dapat digunakan sebagai elemen penting (backbone) dalam sistem informasi dan hiburan yang berbasis digital ini. Penggunaan FO didukung oleh perusahaan kabel dan telepon. Satelit juga berperan penting dalam penyediaan layanan untuk program yang demikian. Jadi, tiga pemain yang terlibat dalam penyampaian informasi ini adalah kabel, satelit dan perusahaan telepon. Mereka saling melengkapi sehingga bisa menampilkan tayangan yang berbasis VOD.
6. Kesimpulan
Teknologi jaringan fiber-optik (FO) telah menunjukkan pengaruh besar terhadap sistem komunikasi di dunia. Seperti yang telah dibuktikan produk-produk teknologi pendukungnya, sistem ini berhasil membuat perkembangan luar biasa dalam bidang koneksi telepon, baik dalam cakupan nasional maupun internasional. Di masa yang akan datang, teknologi ini juga menjanjikan perubahan dalam hal ‘bagaimana kita menonton televisi’ dan ‘bagaimana kita menerima dan menggunakan informasi’. Secara keseluruhan, perkembangan teknologi ini lebih tepat dikatakan sebagai evolusi daripada revolusi. Hal ini karena pada dasarnya, pengembangan dan modernisasi aplikasi teknologi komunikasi dilakukan secara bertahap; berkelanjutan; dengan mengacu pada konsep digital yang telah ada sebelumnya, sehingga menghasilkan siklus teknologi yang rekonstruktif.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar