Fiber Optic

1 Pendahuluan

Sistem komunikasi Fiber optik adalah suatu sistem komunikasi yang menggunakan media transmisi phisik berupa fiber optik yang merupakan salah satu sistem komunikasi yang saat ini mampu mengatasi / memenuhi tantangan-tantangan di atas dan dapat terus dikembangkan untuk berbagai macam komunikasi.

Dalam sistem komunikasi saat ini, fiber optik sebagai media transmisi makin banyak digunakan menggantikan saluran transmisi kawat. Hal ini disebabkan banyaknya keuntungan yang didapat dibandingkan dengan saluran kawat. Dengan teknologi yang sudah dikuasai pada saat ini, sistem komunikasi fiber optik masih sedikit lebih mahal dari sistem transmisi kawat atau sistem transmisi radio yang setara, tetapi dengan pertumbuhan teknologi yang sangat cepat sekarang ini, sistem fiber optik dengan cepat akan mampu bersaing dengan sistem-sistem lain dalam harga, dan dengan kelebihan-kelebihan yang lain yang dimiliki oleh fiber optik, makin lama makin banyak sistem lain yang digantikannya.

1.      Isi

Fiber optic atau serat kaca 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.

Fiber optic mempunyai 3 jenis yaitu :

-          Step index singlemode

-          Step index multimode

-          Graded index multimode

Singlemode.

Serat optik single mode/monomode mempunyai diameter inti (core) yang sangat kecil 3 – 10 m m, sehingga hanya satu berkas cahaya saja yang dapat melaluinya. Oleh karena hanya satu berkas cahaya maka tidak ada pengaruh index bias terhadap perjalanan cahaya atau pengaruh perbedaan waktu sampainya cahaya dari ujung satu sampai ke ujung yang lainnya (tidak terjadi dispersi). Dengan demikian serat optik singlemode sering dipergunakan pada sistem transmisi serat optik jarak jauh atau luar kota (long haul transmission system). Sedangkan graded index dipergunakan untuk jaringan telekomunikasi lokal (local network).

Bit rate ( Mbit/dt )	Jarak repeater multimode	Jarak repeater singlemode
140 280 420 565	30 20 15 10	50 35 33 31

Step index

Pada jenis serat optik ini penjalaran cahaya dari satu ujung ke ujung lainnya terjadi dengan melalui beberapa lintasan cahaya, karena itu disebut multimode. Diameter inti (core) sesuai dengan rekomendasi dari CCITT G.651 sebesar 50 m m dan dilapisi oleh jaket selubung (cladding) dengan diameter 125 m m.

Sedangkan berdasarkan susunan index biasnya serat optik multimode memiliki dua profil yaitu graded index dan step index. Pada serat graded index, serat optik mempunyai index bias cahaya yang merupakan fungsi dari jarak terhadap sumbu/poros serat optik. Dengan demikian cahaya yang menjalar melalui beberapa lintasan pada akhirnya akan sampai pada ujung lainnya pada waktu yang bersamaan. Berlainan dengan graded index, maka pada serat optik step index (mempunyai index bias cahaya sama) sinar yang menjalar pada sumbu akan sampai pada ujung lainnya dahulu (dispersi) Hal ini dapat terjadi karena lintasan yang melalui poros lebih pendek dibandingkan sinar yang mengalami pemantulan pada dinding serat optik. Sebagai hasilnya terjadi pelebaran pulsa atau dengan kata lain mengurangi lebar bidang frekuensi.

Oleh karena itu secara praktis hanya serat optik graded index sajalah yang dipergunakan sebagai saluran transmisi serat optik multimode.

            Graded index multimode

iber ini disebut ”Grade indeks” karena terdapat perubahan dalam indeks bias, dimana besarnya indeks bias inti mengecil ke arah perbatasan inti dengan selubungnya. Dengan menurunya indeks bias inti ke arah batas inti dengan selubung menyebabkan terjadinya pembiasan pada inti sehingga perambatan berkas cahayanya akan melengkung sedangkan kecepatan propagasi antara berkas cahaya yang datang dengan sudut datang yang lebih besar akan lebih cepat dibandingkan dengan berkas cahaya yang datang dengan sudut datang yang lebih kecil.

Jadi walaupun lintasan yang ditempuh mempunyai jarak yang berlainan maka berkas-berkas cahaya yang merambat pada jenis serat optik ini akan mencapai output dalam waktu yang relatif sama sehingga pulsa dioutput hanya mengalami pelebaran pulsa (dispersi) yang lebih kecil bila dibandingkan dengan pelebaran pulsa output yang terjadi pada serat optik jenis multi mode step indeks.

Ada empat macam type yang sering digunakan berdasarkan ITU-T (International telekommunication Union – Telecommunication Standardization sector) yang dahulu dikenal dengan CCITT yaitu :

1) G.652 - Standar Single Mode Fiber

2) G.653 – Dispersion-shifted single mode fiber

3) G.653 – Characteristics of cut-off shifted mode fiber cable

4) G.655 – Dispertion-shifted non zero Dispertion fiber.

Tipe fibre G.652 adalah type fiber yang sering digunakan saat ini dan semua type dari type fiber yang ada sekarang ini menyesuaikan dengan type G.652.

            Keuntungan

(1) Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar).

Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar 1013 Hz sampai dengan 1016 Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi banyak.

(2) Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga, terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1300 nm yaitu 0,2 dB/km.

(3) Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet.

Fiber optik terbuat dari kaca atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet, frekuensi radio dan gangguan listrik.

(4) Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi. Kemampuan fiber optik dalam menyalurkan sinyal frekuensi tinggi, sangat cocok untuk pengiriman sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan beberapa Mbit/s hingga Gbit/s.

(5) Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan.

Diameter inti fiber optik berukuruan micro sehingga pemakaian ruangan lebih ekonomis.

(6) Tidak mengalirkan arus listrik

Terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek)

(7) Sistem dapat diandalkan (20 – 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya.

(8) Low Cost

(9) Fleksible atau kaku

            Kekurangan

(1) Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi.

(2) Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan

(3) Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater.

Berikut bagian dari fiber optic

Fiber optic connector

a) Bagian yang paling utama dinamakan inti (core)

Gelombang cahaya yang dikirim akan merambat dan mempunyai indeks bias lebih besar dari lapisan kedua, dan terbuat dari kaca. Inti (core) mempunyai diameter yang bervariasi antara 5 – 50 micro meter tergantung jenis serat optiknya.

b) Bagian kedua dinamakan lapisan selimut / selubung (cladding )

Bagian ini mengelilingi bagian inti dan mempunyai indeks bias lebih kecil dibanding dengan bagian inti, dan terbuat dari kaca.

c) Bagian ketiga dinamakan jacket (coating)

Bagian ini merupakan pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan plastik elastik.

Pada bagian core terdapat beberapa core yang mempunyai kode warna sebagai berikut.

Biru	Orange	Hijau	Coklat	Abu	Putih
1	2	3	4	5	6
Merah	Hitam	Kuning	Ungu	Pink	Turqoise
7	8	9	10	11	12

Jenis-jenis jaringan berdasarkan skala

 Local Area Network (LAN)

     LAN menggambarkan suatu jaringan yang menjangkau area yang terbatas dengan menggunakan media komunikasi tertentu (kabel, wireless, dll). Dengan jarak yang dapat mencapai 1 km.

LAN didesain untuk kebutuhan dan kondisi berikut :

 - Beroperasi dalam area geografis terbatas (kecil)

 - Memberi akses user-user melalui media dengan bandwidth tinggi

 - Menyediakan konektivitas full-time untuk servis-servis local

 - Melakukan koneksi secara fisik antar perangkat yang berdekatan

 - Menyajikan control jaringan secara privat di bawah kendali administrator lokal (Network

    Administrator).

 Metropolitan Area Network (MAN)

 

     MAN merupakan jenis jaringan komputer yang lebih luas dan lebih canggih dari jenis jaringan komputer LAN. Disebut Metropolitan Area Network karena jenis jaringan komputer MAN ini mencakup luas satu kota dengan kapasitas data dan performa hardware yang tinggi. Dengan jarak yang dapat mencapai 10 km.

 Wide Area Network (WAN)

     WAN merupakan jaringan komputer yang mencakup area besar seperti antar negara bahkan antar benua. Dapat didefinisikan juga sebagai jaringan komputer yang membutuhkan router dan saluran komunikasi publik. Dengan jarak yang dapat mencapai 100 - 1000 km.
Beberapa teknologi WAN yang umum digunakan:
  - Modem
  - ISDN (Integrated Services Digital Network)
  - DSL (Digital Subscriber Line)
  - Frame Relay
  - ATM (Asynchronous Transfer Mode)
  - SONET (Synchronous Optical Network)
WAN didesain untuk kebutuhan dan kondisi berikut:
  - Beroperasi pada area geografi luas
  - Mengijinkan akses melalui interface serial dengan kecepatan medium
  - Menyajikan konektifitas full time / part time
  - Mengkoneksikan perangkat yang terpisahkan jarak global

Storage Area Network (SAN) merupakan koneksi-koneksi perangkat penyimpanan melalui teknologi seperti Fibre chanel

System Area Network merupakan koneksi-koneksi berperforma hardware tinggi dan kecepatan koneksi tinggi dalam sebuah konfiurasi cluster.

Small Area Network adalah sebuah sistem telekomunikasi yang menghubungkan satu atau lebih perangkat utama sehingga mereka dapat berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat budak atas papan sirkuit cetak, dalam kotak, atau dalam suatu sistem. Small Area Network(SAN) biasanya biaya rendah dan kompak untuk memberikan kontrol perangkat, media keamanan, dan kesehatan konektivitas pemantauan produk elektronik seperti ponsel, komputer, dan sistem komputer server.

Personal Area Network (PAN) 

adalah jaringan komputer yang digunakan untuk komunikasi antara komputer perangkat (termasuk telepon dan asisten pribadi digital) dekat dari satu orang. Perangkat mungkin atau tidak milik orang tersebut. Jangkauan dari PAN biasanya beberapa meter. PANs dapat digunakan untuk komunikasi antara perangkat pribadi mereka sendiri (intrapersonal komunikasi), atau untuk menghubungkan ke tingkat yang lebih tinggi dan jaringan Internet (an uplink).

Personal area jaringan kabel mungkin dengan komputer bus seperti USB dan FireWire. A wireless personal area network (WPAN) juga dapat dimungkinkan dengan teknologi jaringan seperti IrDA, Bluetooth, UWB, Z-Wave dan ZigBee.

Teknologi

J Bluetooth PAN juga disebut piconet, dan terdiri dari 8 sampai perangkat aktif dalam hubungan tuan-budak (yang sangat besar jumlah perangkat yang dapat dihubungkan pada “parkir” mode). Perangkat Bluetooth pertama di piconet adalah master, dan semua perangkat yang berkomunikasi dengan slave master. J piconet biasanya memiliki jarak 10 meter, walaupun berkisar hingga 100 meter dapat dijangkau di bawah keadaan ideal.

Inovasi baru dalam Bluetooth antena ada diizinkan untuk perangkat ini sangat melebihi jangkauan untuk mereka yang pada awalnya dirancang. Pada DEF CON 12, sekelompok hacker yang dikenal sebagai “Flexilis” berhasil tersambung dua perangkat Bluetooth lebih dari setengah mil (800 m) itu. Mereka menggunakan antena dengan lingkup dan antena Yagi, semua terpasang ke senapan saham. J terpasang kabel antena ke Bluetooth kartu di komputer. Mereka kemudian dinamakan antena “The BlueSniper.”

Skinplex, PAN teknologi lain, transmit melalui capacitive dekat bidang kulit manusia. Skinplex dapat mendeteksi dan berkomunikasi hingga satu meter dari tubuh manusia. Sudah digunakan untuk kontrol akses untuk mengunci pintu dan kemacetan perlindungan mobil di atap mobil.

Desk Area Network (DAN) adalah sebuah workstation multimedia berbasis disekitar suatu interkoneksi ATM (seperti yang ditunjukkan dalam diagram di bawah). Semuakomunikasi antara peripheral dan bahkan antara CPU dan memory utama dicapai denganmengirimkan Sinyal ATM melalui sebuah Switch Fabric. Sebuah implementasi prototipe berdasarkanFairisleswitch fabric telah dibangun dan digunakan untuk menyelidikiarsitektur.

Cluster Area Network (CAN) adalah Adalah pranala kinerja tinggi komputer dengankoneksi berkecepatan tinggi dalam sebuah konfigurasi cluster

Controller Area Network (CAN) adalah sebuah protokol komunikasi serial, yang secara efektif membantu mendistribusikan real-time control dengan keamanan tingkat tinggi. Pengalamatan yang dipergunakan berdasarkan pesan dengan menggunakan metode pengambilan acak disertai dengan pendeteksian kolisi dan bit to bit arbitrasi. Pesan yang mempunyai prioritas tertinggi akan mendapatkan akses ke jaringan terlebih dahulu.

Pada mulanya dikembangkan untuk aplikasi pada kendaraan bermotor oleh Robert Bosch. Standar yang dipergunakan untuk data link layer dan physical layer mengacu pada model OSI (Open System Interconnection).

CAN merupakan sistem serial bus dengan kemampuan multi-master, yang berarti setiap simpul dapat mengirimkan data dan beberapa simpul dapat mengakses ke bus secara bersamaan.