serat optik

Media transmisi adalah media yang menghubungkan antara pengirim dan penerima informasi (data), karena jarak yang jauh, maka data terlebih dahulu diubah menjadi kode/isyarat, dan isyarat inilah yang akan dimanipulasi dengan berbagai macam cara untuk diubah kembali menjadi data.Media transmisi digunakan pada beberapa peralatan elektronika untuk menghubungkan antara pengirim dan penerima supaya dapat melakukan pertukaran data. Beberapa alat elektronika, seperti telepon, komputer, televisi, dan radio membutuhkan media transmisi untuk dapat menerima data. Seperti pada pesawat telepon, media transmisi yang digunakan untuk menghubungkan dua buah telepon adalah kabel. Setiap peralatan elektronika memiliki media transmisi yang berbeda-beda dalam pengiriman datanya.
Dalam pembahasan kali ini, saya akan membahas mengenai media transmisi berupa kabel,yaitu kabel coaxial & fiber optic.

KABEL COAXIAL

Kabel Koaksial adalah media penyalur atau transmitor yang bertugas menyalurkan setiap informasi yang telah diubah menjadi sinyal – sinyal listrik. Kabel ini memiliki kemampuan yang besar dalam menyalurkan bidang frekuensi yang lebar, sehingga sanggup mentransmisi kelompok kanal frekuensi percakapan atau program televisi. Kabel koaksial biasanya digunakan untuk saluran interlokal yang berjarak relatif dekat yakni dengan jarak maksimum 2.000 km.
 *KONSTRUKSI

• Konduktor utama

Konduktor kabel harus terbuat dari bahan tembaga padat berbentuk silindris tanpa cacat berkonduktivitas tinggi. Untuk diameter dari kabel tidak diperbolehkan melebihi 0,02 mm dan 1,53 mm. Sedangkan untuk tahanan dari konduktor yang letaknya di dalam ( inner conductor) adalah 1/58 per 1 meter.

• Isolasi

Isolasi kabel terbuat dari bahan polietilena homogen dan melingkari pada konduktor utama. Untuk diameter nominalnya yakni 0,97 mm dan juga tidak diperbolehkan melebihi 0,05 mm.

• Konduktor bagian luar

Konduktor terbuat dari pita tembaga yang memiliki tebal 0,25 mm dengan maksimum toleransi 0,2 mm pada posisi memanjang dan sedikit tumpang tindih. Untuk tahanannya adalah sebesar 1/52 per meter. Pada bagian atas pita tembaga ini dibalut secara helikod dengan dua lapis pita baja yang memiliki tebal 0,15 mm yang digunakan sebagai pelindung elektromagnetik.

• Penggantung

Penggantung di sini terdiri dari tujuh bual lilit kawat baja dengan ukuran 2 mm dan dengan daya kuat tarik sebesar 3,010 kgf.

• Pembungkus luar

Pembungkus luar kabel terbuat dari polietilena yang dicampur dengan karbon hitam sebanyak 2%. Untuk tebal rata – rata pembungkus tidak diperbolehkan melebihi dari 2 mm dan juga tidak boleh kurang dari 1,6 mm. Sementara untuk tebal dari bagian antara penggantung dengan kabel adalah 3,4 mm dan dengan tinggi 3 – 4,5 mm.

 

GAMBAR 1 konfigurasi kabel coaxial

Dalam penyambungan kabel koaksial, beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah :

• Kontinuitas konduktor utama kabel dalam kondisi yang terpelihara oleh keberadaan selongsong ( cincin berulir )
• Semua dielektrik polietilena terbentuk dengan adanya sistem injeksi ( mencetak )
• Konduktor luar pada kabel digantikan oleh sebuah jalinan tembaga
• Pembungkus bagian luar polietilena digantikan oleh lapisan yang mudah mengerut akibat kondisi yang panas
• Kontinuitas dari kabel penggantung tetap terpelihara oleh keberadaan konektor – konektor khusus
• Sambungan daripada kabel harus sedemikian rupa sehingga kabel tetap bersifat homogen seperti pada kondisi yang semula
• Redaman sedapat mungkin tetap pada angka nol atau sekecil – kecilnya
• Hasil dari pekerjaan sambungan kabel tersebut haruslah rapi 

  *KELEBIHAN
Kabel jenis ini mempunyai kemampuan dalam menyalurkan sinyal – sinyal listrik yang lebih besar dibandingkan saluran transmisi dari kawat biasa. Selain itu kabel koaksial memiliki ketahanan arus yang semakin kecil pada frekuensi yang lebih tinggi. Perambatan energi elektromagnetiknya dibatasi dalam pipa dan juga sekat dari pengaruh interfensi atau gangguan percakapan silang luar karena bentuknya yang sedemikan rupa. Pada perkembangannya, pemakaian pesawat telepon yang semakin meningkat menyebabkan adanya keterbatasan penampungan spektrum yang tersedia pada mikrowave. Hal ini berdampak pada peningkatan penggunaan kabel koaksial sebagai penunjang jalur mikrowave pada jarak yang pendek.
   *KEKURANGAN
Walaupun kabel koaksial pada dasarnya memiliki tingkat keandalan yang tinggi dalam proses transmisi, dari sisi ekonomi, sistem penyaluran informasi menggunakan kabel ini memiliki kelemahan yakni dalam hal investasi dan biaya pemeliharaan yang mahal. Lebar bidang frekuensi dalam kabel koaksial hanya terbatas oleh gain ( pengerasan ) yang dikehendaki, yang diperlukan untuk mempertahankan mutu sinyal yang baik. Dalam suatu jarak tertentu, transmisi sinyal – sinyal elektromagnetik harus diangkat dengan serangkaian repeater yang terbuat dari tabung elektron pada jalur tersebut agar penyampaian komunikasi terjalin lebih baik. Satu kelemahan yang juga melanda kabel koaksial yakni adanya pengaruh yang besar dari variasi temperatur. Hal ini dapat berpengaruh pada mutu dan kualitas dari sistem koaksial tersebut. Masalah kemudian ini ditanggulangi dengan adanya penanaman kabel di dalam tanah dan juga mengandalkan bantuan repeater yang bertugas sebagai penyeimbang tambahan terhadap perubahan variasi temperatur yang terjadi dalam kabel.

FIBER OPTIC

Serat optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Berdasarkan mode transmisi yang digunakan serat optik terdiri atas Multimode Step Index, Multimode Graded Index, dan Singlemode Step Index. Keuntungan serat optik adalah lebih murah, bentuknya lebih ramping, kapasitas transmisi yang lebih besar, sedikit sinyal yang hilang, data diubah menjadi sinyal cahaya sehingga lebih cepat, tenaga yang dibutuhkan sedikit, dan tidak mudah terbakar. Kelemahan serat optik antara lain biaya yang mahal untuk peralatannya, memerlukan konversi data listrik ke cahaya dan sebaliknya yang rumit, memerlukan peralatan khusus dalam prosedur pemakaian dan pemasangannya, serta untuk perbaikan yang kompleks membutuhkan tenaga yang ahli di bidang ini. Selain merupakan keuntungan, sifatnya yang tidak menghantarkan listrik juga merupakan kelemahannya karena memerlukan alat pembangkit listrik eksternal.

    *KOSTRUKSI

Komposisi kabel serat  optik terdiri dari tiga elemen dasar yaitu :

1.      Elemen pertama dari fiber optik  adalah merupakan konduktor yang sebenarnya disebut inti ( core) dimana gelombang cahaya  yang dikirim akan merambat dan mempunyai indeks bias yang lebih besar  dari indeks bias lainya, bahan nya kristal kelas tinggi yang bebas air terbuat dari kaca , gelas , siliko yang berdiameter 2 – 200 um tergantung dari jenis serat optiknya. Ketebalannya  dari inti merupakan hal yang penting, karena menentukan karakteristik dari kabel.

2.      Glading dilapiskan pada core (inti), glading ini juga terbuat dari gelas yang berdiameter antara 2-250 um, tetapi indeks biasnya berbeda dengan indeks bias dari core, yaitu lebih kecil.

hubunganya anatar kedua indeks bias, refraksi tersebut dibuat kritis. Hal itu          memungkinkan sumber cahaya terjadi pemamtulan total, dari berkas cahaya yang merambat berada di bawah sudut kritis sewaktu dilewatkan informasi sepanjang serat optik.

3.      coating (pembungkus atau jaket)

sekeliling core dan gladding dibalut dengan plastik coating yang berfungsi untuk melindungi fiber optik dari tekanan luar. Dalam kenyataannya ada tiga jenis coating yang digunakan yaitu : primer, sekunder dan coating pelindung. Serat optik biasanya terletak bebas di dalam coating sekunder yang berbentuk tabung

Gambar 2 struktur serat optik

 keuntungan dan kelemahan sistem komunikasi optik

1.      Redaman kecil dan konstan

Perkembangan kabel serat optik  semakin hari semakin meningkat dengan berbagai penelitian sehingga menghasilkan redaman yang sangat kecil dengan ferekuensi yang sangat tinggi dengan panjang gelombang 500- 1500 nm denga redaman 0.2 – 0.5 dB/km.

2.      Lebar pita frekuensi sinyak besar

Frekuensi pembawa optik tergantung dari panjang gelombang dari suatu material berkisar 10¹² – 10¹⁷ Hz atau berada  sekitar infra merah, sehingga informasi yang disalurkan lebih banyak.

3.      Dimensi kecil, ringan dan fleksibel

Kabel serat optik mempunyai diameter inti sangat kecil sekitar mikro meter, nano meter, sehingga aman dipakai dimana saja dan dalam satu kaber banyak sekali urat serat optik.

4.      tidak konduktif, sebagai isolator

terbuat dari bahan plastik, kaca,dan silika, sehingga tidak dapat dialiri arus listrik sehingga terhindar dari hubung singkat. 

5.      Kebal terhadap ganguaan EMP dan EMI

Bebas dari interferensi medan magnet dan medan listrik, frekwensi radio dan noise listrik

6.      dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan yang tinggi.

Kemampuan serat optik menyalurkan  signal frekuensi tinggi, sangat cocok dengan pengiriman sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan mega bit per seken hingga gega bit perseken.

7.      Penyadapan informasi sukar

Penyadapan informasi denan induksi tidak mungkin terjadi

8. Kapasitas transmissi sinyal besar

9.      jarak transmissi jauh

jarak transmissi bisa mencapai 25 – 50 km dengan frekuensi 10¹¹- 10¹⁷ Hz, baru digunakan repeter kembali dengan redaman yang standarisasi atau yang diperbolehkan.

10.  tidak berkarat dan sistem pemeliharaannya mudah

11.   crosstalk rendah

kemungkinan terjadi kebocoran cahaya antara serat optik sangat kecil.

12.  tahan terhadap temperatur tinggi

bahan silika mempunyai titik leleh 1900 derajat Celcius dan sangat jauh dari titik leleh tembaga dan besi sehingga sangat cocok dipergunakan rawan atau daerah yang mempunyai temperatu tinggi.

Kerugian

Dalam menginstalasi jaringan fiber optik sangat sukar dalam hal penyambungan, harus mempunyai keahlian khusus dan ketelitian, bila hal itu tidak diindahkan kemungkinan redamannya bisa besar.

Redaman cukup besar bila pembengkokan kabel serat optik sesuaikan standar sudut berapa yang diijinkan.

Konstruksi serat optik cukup lemah, maka dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai pelindung (proteksi).