Fiber Optik: Fungsi, Komponen, Kelebihan dan Kekurangan

Pengertian Fiber Optik

Fiber optik merupakan jenis kabel yang terbuat dari bahan plastik ataupun kaca yang lebi kecil dari sehelai rambut dan sangat halus. Fiber optik juga merupakan media transmisi atau gelombang cahaya yang berbentuk silinder.

Fiber optik dapat digunakan untuk mengirimkan sinyal cahaya dari satu tempat ke tempat lainnya. Laser merupakan sumber cahaya yang biasanya paling sering digunakan. Di dalam sistem komunikasi fiber optik terdapat komponen aktif yang berperan penting yang disebut dengan sumber cahaya.

Komponen tersebut berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi cahaya sehingga dapat diterima oleh serat optik. Kemudian sinyal optik yang telah dihasilkan akan membawa informasi sampai ke receiver.

Kabel fiber optik tidak seperti kabel lainnya yang menggunakan kabel tembaga, dalam kabel fiber optik tidak membawa sinyal elektrik. Maka sebagai gantinya kabel fiber optik ini membawa sinyal yang telah diubah menjadi bentuk cahaya. Sehingga kabel fiber optik tidak terpengaruh oleh radiasi ataupun induk listrik.

Jenis Fiber Optik

Fiber optik terdiri dari dua jenis, sebagai berikut:

1. Single Mode

Fiber optik single mode cocok untuk kapasitas besar dan komunikasi fiber optik jarak jauh. Hal tersebut dikarenakan jenis ini memiliki ukuran diameter cladding sebesar sekitar 125 μm serta memiliki ukuran diameter core yang sangat kecil sekitar 4 – 10 μm.

Single mode hanya mentransmisikan sinyal pada mode utama sehingga berguna untuk mencegah terjadinya dispersi kromatik. Kabel jenis ini dapat menjangkau jarak yang lebih jauh dan hanya dapat mengirim sinyal pada satu waktu.

2. Multi Mode

Fiber optik multi mode memiliki kapasitas transmisi yang kecil dan performansi transmisi yang kurang bagus, serta bandwidth yang sempit. Jenis ini biasanya memiliki diameter cladding sekitar 100 – 200 μm dan memiliki diameter 50-70 μm.

Biasanya fiber optik jenis multi mode digunakan untuk mengirimkan data atau informasi jarak yang relatif lebih dekat dibandingkan dengan fiber optik jenis single mode. Kabel fiber optik multi mode secara fisik lebih tebal jika dibandingkan pula dengan kabel single mode, hal ini disebabkan karena kabel multi mode terdiri dari banyak serat.

Fungsi Fiber Optik

Fungsi fiber optik sebagai penghubung antar komputer satu dengan komputer lainnya dalam suatu jaringan. Dengan kecepatan akses yang tinggi dalam mentransfer data dan tahan terhadap gangguan elektromagnetik dapat menjadikan fiber optik stabil dalam penggunaannya.

Fiber optik biasanya sering dipilih oleh perusahaan-perusahaan besar seperti operator telekomunikasi karena beberapa kelebihan yang dimiliki. Perusahaan tersebut seperti perusahan pengembang WI-Fi.

Komponen Fiber Optik

Fiber optik terdiri dari empat komponen, sebagai berikut:

1. Strength Member & Outer Jacket

Komponen ini merupakan bagian yang paling penting sebab komponen ini menjadi pelindung utama dari sebuah kabel fiber optik. Komponen ini melindungi bagian inti kabel dari segala macam bentuk gangguan fisik secara langsung. Maka dari itu strength member & outer jacket letaknya berada di bagian paling luar.

2. Coating atau Buffer

Komponen ini merupakan bagian mantel dari fiber optik. Lapisan coating terbuat dari bahan plastik yang elastis yang berfungsi sebagai lapisan pelindung dari gangguan fisik seperti lekukan pada kabel dan kelembaban udara dalam kabel.

3. Core

Komponen ini merupakan bagian inti dari fiber optik yang terbuat dari bahan kaca dengan diameter yang sangat kecil. Jika diameter serat optik yang lebih besar akan membuat performa yang lebih baik dan stabil.

4. Cladding

Cladding merupakan komponen yang menjadi pelindung langsung yang menyelimuti serat optik. Cladding ini biasanya terbuat dari bahan silikon dan dengan bahan yang berbeda dengan bagian core. Selain itu komponen ini juga dapat berfungsi sebagai pemandu gelombang cahaya yang akan tembus pada bagian core.

Prinsip Kerja Sensor Fiber Optik

Fiber optik memiliki prinsip kerja sensor yang terdiri dari tiga klasifikasi, sebagai berikut:

1. Intensitas

Sensor fiber optik berdasarkan modulasi intensitas merupakan sensor yang paling mudah direalisasikan dan sederhana. Secara konsep, sensor ini didasari dari perubahan amplitudo atau intensitas cahaya. Salah satu contohnya seperti sensor gelomang evanescent.

2. Panjang Gelombang

Sensor fiber optik berdasarkan modulasi panjang gelombang ini menggunakan perubahan panjang gelombang atau cahaya untuk diidentifikasi. Contohnya seperti sensor modulasi fluorescens, sensor benda hitam, dan sensor brag gratting.

3. Phase

Sensor fiber optik berdasarkan modulasi phase ini menggunakan fase yang berubah sebagai cara untuk mendeteksi cahaya. Metode yang digunakan untuk mendeteksi secara interferometer yakni mach-zehnder, michelson, fabry-perot, sagnac, dan grating interferometers.

Kelebihan Fiber Optik

Fiber optik memiliki beberapa kelebihan, sebagai berikut:

1. Tidak berkarat
2. Tidak ada tenaga listrik ataupun percikan api.
3. Ukuran kecil dan ringan sehingga dapat menghemat penggunaan ruang simpan.
4. Memiliki ketahanan terhadap gangguan gelombang elektromagnetik dan radiasi.
5. Biaya operasional dan pemasangan lebih terjangkau dan sudah memiliki tingkat keamanan yang tinggi.
6. Memiliki kemampuan dalam membawa data dengan jumlah yang besar, memuat kapasitas informasi yang besar dengan kecepatan transmisi mencapai gigahit per detik dengan jarak yang jauh tanpa pengulangan.

Kekurangan Fiber Optik

Selain memiliki kelebihan, fiber optik juga memiliki kekurangan, sebagai berikut:

1. Perangkat dan alat operasional pendukung harganya masih cukup mahal dan tidak semua orang dapat melakukan pengoperasiaan dan pemeliharaan jaringan.
2. Terkadang memerlukan waktu untuk restorasi dan perbaikan penyambungan yang memakan waktu namun tergantung medan.
3. Perlu perawatan yang teliti dan hati-hati sebab kabel optik terbuat dari bahan dasar kaca, serta mudah patah. Hal ini jika terjadi maka akan terkena gangguan transmisi sehingga terjadi pembengkokan atau bending.

Cara Kerja Fiber Optik

Dalam fiber optik terdapat sinar yang berjalan melalui inti atau core dengan cara memantul dari cladding. Sistem kerja yang seperti ini disebut dengan total internal refleksi sebab cladding sama sekali tidak menyerap sinar dari inti atau core.

Sinyal cahaya tersebut akan terdegradasi karena bersifat tidak murni, sehingga ketahanan sinyal tergantung pada kemurnian kaca dan panjang gelombang sinyal. Semakin murni bahannya maka penyerapan cahaya juga semakin sedikit.

Dengan penyerapan cahaya yang sedikit maka pantulan cahaya yang didapatkan akan tinggi, sehingga transmisi berjalan dengan stabil dan berkecepatan tinggi pula.