KOMUNIKASI SERAT OPTIK

8.1 PENDAHULUAN

Gelombang cahaya merupakan salah satu gelombang elektromagnit, sehingga

pengembangan sistem telekomunikasi dari gelombang elektromagnit ratusan Gigahertz ( 109 Hz )

ke ratusan Terahertz ( 1012 Hz ) merupakan perkembangan yang logis dalam bidang

telekomunikasi.

Gambar 1. Spektrum frekuensi di atas 300 MHz

Contoh gambar hal 164 [1]

Semakin tinggi frekuensi gelombang pembawa, semakin tinggi kapasitasnya dimana

semakin banyak pula kanal telepon yang dapat ditumpangkan. Sehingga cukup menarik sistem

komunikasi dengan mempergunakan gelombang cahaya kita dapat memiliki jumlah kanal yang

lebih banyak. Misalkan dengan frekuensi sekitar 1014 Hz kita memperoleh jumlah kanal telepon

yang dapat dikirim adalah sekitar 100.000 kanal.

Diagram kotak sistem komunikasi dengan serat optik sesuai gambar berikut :

Gambar 2. Link komunikasi sistem serat optik

Contoh gambar hal 165 [1]

Sinyal masuk masih merupakan sinyal listrik dimana melalui penguat (driver,

memodulasi (intensity modulation)) sumber cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber

cahaya (LED ( Light Emitting Diode ) atau ILD ( Injection Laser Diode) ). Kemudian

gelombang cahaya disalurkan melalui serat optik. Pada penerima, biasanya berupa photo diode

( PIN diode atau APD- Avalanche Photo Diode). Output dari detektor berupa sinyal listrik

kemudian diteruskan ke rangkaian berikutnya.

Pada saat sekarang, gelombang cahaya yang digunakan berada pada frekuensi 3.10 14 Hz

= 300 THz. Secara umum dinyatakan dalam bentuk panjang gelombang pada rentang 0,8 – 0,9

µm. [1]

8.2 KARAKTERISTIK DAN STRUKTUR SERAT OPTIK

Serat optik merupakan salah satu media transmisi komunikasi optik yang cukup handal.

Sesudah tahun 1970, ketika mulai terdapat serat optik dengan susutan yang lebih kecil dari 20

dB/km, perkembangannya semakin dipacu. Dengan bahan-bahan dasar yang semakin murni dan

teknik pembuatan yang semakin teliti, koefisian susutan dapat mencapai kurang dari 5 dB/km.

Beberapa kelebihan dari serat optik antara lain sebagai berikut :

a). Mempunyai lebar bidang (bandwidth) yang sangat lebar.

Dalam sistem digital dapat mentransmisikan sinyal digital dengan kecepatan data yang sangat

tinggi (dari orde Mbit/s sampai dengan Gbit/s), sehingga mampu membawa informasi yang

sangat besar.

b). Rugi transmisi (transmission loss) yang rendah.

Sifat ini dapat memperkecil jumlah sambungan dan jumlah pengulang (repeater) yang pada

gilirannya akan mengurangi kerumitan dan biaya sistem.

c). Ukuran sangat kecil dan sangat ringan.

Serat optik memiliki diameter sangat kecil sehingga mudah dalam penanganan dan instalasi.

d). Kebal terhadap interferensi.

Serat optik terbebas dari gangguan (noise) elektrik maupun medan magnetik karena

menyediakan pemandu gelombang (waveguide) yang kebal terhadap interferensi

elektromagnetik (Electromagnetic Interference, EMI), menjamin terbebas dari efek pulsa

elektromagnetik (Electromagnetic Pulse, EMP), dan interferensi frekuensi radio

(Radiofrequency Interference, RFI).

e). Terisolasi dari efek elektrik.

Serat optik terbuat dari kaca silika atau polimer plastik yang bersifat sebagai bahan isolator

(insulator) sehingga tidak terdapat tenaga listrik maka tidak akan terjadi ledakan maupun

percikan api.

f). Keamanan isyarat terlindungi.

Isyarat optik diikat atau ditahan secara baik dalam pemandu gelombang dengan keluaran

cahaya yang dapat diserap oleh jaket yang tidak dapat ditembus oleh cahaya di sekitar serat

sehingga tidak dapat disadap.

g). Harganya dapat lebih murah di masa yang akan datang.

Banyaknya bahan material pembuat serat optik di muka bumi (gelas silika atau dioksida

silikon) sehingga harganya di masa datang dapat lebih murah.

Beberapa kelemahan serat optik antara lain :

a). Sukar membuat terminal pada kabel serat.

b).Tidak seperti pada kawat logam, penyambungan serat harus menggunakan teknik serta

ketelitian yang tinggi.

c). Serat optik tidak dapat menyalurkan energi elektrik, pengulang harus dicatu secara lokal atau

dicatu secara remote menggunakan kabel elekrik terpisah.

d). Intensitas energi cahaya yang dipancarkan oleh pemancar optik dapat merusak retina mata

secara permanen jika pada saat instalasi tidak dilakukan hati-hati.

Struktur Serat Optik

Struktur serat optik dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu sebagai berikut :

a). Inti (core).

Inti terbuat dari bahan kuarsa berkualitas sangat tinggi dan tidak mengalami korosi. Inti

memiliki diameter 5 μm – 200 μm.

b). Selubung kulit (cladding).

Selubung kulit terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias lebih kecil dari inti sehingga

hubungan indeks bias antara inti dan selubung kulit akan mempengaruhi perambatan cahaya

pada inti.

c). Jaket/pembungkus (coating).

Sekeliling inti dan selubung kulit dibalut dengan plastik yang berfungsi untuk melindungi

serat optik dari kerusakan, seperti goresan, kotoran dan lainnya.[2]

Gambar 3. Struktur Serat Optik

Contoh gambar hal 138 [2]

8.3 PENYALURAN GELOMBANG CAHAYA MELALUI SERAT OPTIK

Penyaluraan gelombang cahaya melalui serat optik pada jarak jauh menggunakan prinsip

hukum snellius untuk cahaya. Gelombang cahaya yang menjalar dalam suatu medium dengan

indeks bias n1 dan masuk pada bahan lain dengan indeks n2 , maka cahaya akan mengalami

pembelokan dalam lintasannya (refraksi).

Jika n1 > n2, gelombang dalam bahan n2 akan terefraksi menjauhi garis normal terhadap

perbatasan (a), seperti diperlihatkan gambar berikut :

Gambar 4. Lintasan sinar

Contoh gambar hal 166 [1]

Jika sudut datang β1 > sudut kritis akan terjadi pemantulan sempurna (b). Pada sistem

serat optik, gelombang cahaya menjalar dengan mengalami pemantulan-pemantulan sempurna

dari dinding seratnya (cladding) yang indeks refraksinya lebih kecil daripada indeks refraksi inti

seratnya (core).

Gambar 5. ncore > ncladding

Contoh gambar hal. 166 [1]

Tanpa adanya cladding (artinya n1 = 1) juga akan terjadi pemantulan-pemantulan yang

sempurna. Tetapi hal ini dihindarkan karena harga n1 dan n2 harus memiliki perbedaan yang

sedikit agar pengiriman dapat terlaksana pada band yang lebar dan jarak yang jauh tanpa terjadi

distorsi.

Karakteristik serat optik ditunjukkan dalam rumus untuk normalized frequency, V

dimana :

V=2 ∏aλ √n1

2−n22

Dari perhitungan untuk penjalaran gelombang cahaya melalui serat, agar hanya satu

mode yang menjalar dalam serat, V = 2,405. Jika V > 2,405 mode yang dapat menjalar lebih dari

satu, sesuai rumus N=12

V 2 ( N = jumlah mode). Sedang faktor √n1

2−n22 disebut “ nemerical

aperture “, menunjukkan kesanggupan serat untuk “mengumpulkan “ cahaya. Sudut masuk

maksimum yang masih dapat disalurkan adalah :

(sin θ)maks=√n12−n2

2

Sehingga jumlah mode dapat dibatasi dengan memperbesar harga a dan membuat n1/n2

sekecil mungkin. Biasanya sebesar 1,01 atau bahkan kurang.

(a) Single mode fiber (b) multi mode fiber

Gambar 6. (a) Single mode dan (b) Multi mode

Contoh gambar hal. 168 [1]

Banyaknya mode akan mengakibatkan berbeda pula kecepatan fasa atau kecepatan

groupnya, sehingga tibanya didetektor akan berbeda (modal dispersion). Dispersi juga terjadi

karena perbedaan kecepatan penjalaran antara gelombang dengan frekuensi yang berbeda

(material dispersion). Salah satu akibat dari dispersi adalah bentuk pulsa menjadi lebih besar.

Efek ini membatasi lebar band dan jarak tempuh, karena dispersi dapat mengaburkan

jarak antar pulsa. Salah satu kelebihan ILD sebagai sumber cahaya dibanding dengan LED

adalah material dispersion sangat kecil karena laser hanya menghasilkan cahaya dalam spektrum

yang sangat sempit. [1]

Serat optik dikarakteristikan oleh strukturnya dan sifat transmisinya. Serat optik

diklasifikasikan menjadi dua:

1. Serat optik mode tunggal.

2. Serat optik multi mode.

1. Serat Optik Mode Tunggal (Single mode)

Single-mode fibers mengantarkan data digital yang berupa sinar Transmisi data melalui

single mode dalam jarak yang sangat jauh. Hanya menggunakan satu lintasan cahaya yang

merambat melalui serat. Metode semacam ini dapat menghindarkan ketidak akuratan yang dapat

terjadi dalam penyaluran data. Mempunyai inti yang kecil (berdiameter 0.00035 inch atau 9

micron) dan berfungsi mengirimkan sinar laser inframerah (panjang gelombang 1300-1550

nanometer). Serat mode tunggal hanya merambatakan satu mode karena ukuran inti mendekati

ukuran panjang gelombang.

Gambar 7. Serat mode tunggal

Contoh gambar hal. 168 [1]

2. Serat Optik Multi Mode

Serat optik multi mode merambatkan lebih dari satu mode, dapat merambatkan lebih dari

100 mode. Jumlah mode yang merambat bergantung pada ukuran inti dan numerical aperture

(NA). Jika ukuran inti dan NA bertambah maka jumlah mode bertambah. Ukuran inti dan NA

biasanya sekitar 50 – 100 μm dan 0,20 – 0,229. Ukuran inti dan NA yang lebih besar

memberikan beberapa keuntungan, cahaya yang diumpankan ke serat optik multi mode menjadi

lebih mudah, koneksi antara serat juga lebih mudah. Penjalaran cahaya dari satu ujung ke ujung

lainnya terjadi melalui beberapa lintasan cahaya. Diameter inti (core) sesuai dengan rekomendasi

dari CCITT G.651 sebesar 50 m m dan diameter cladding-nya sebesar 125 mm. Gambar 2.2

menunjukan transmisi multi mode.

Gambar 8. Serat mode majemuk

Contoh gambar hal. 168 [1]

Berdasarkan susunan indeks biasnya serat optik multimode memiliki dua profil yaitu:

1. Graded index.

Serat optik mempunyai index bias cahaya yang merupakan fungsi dari jarak terhadap

sumbu/poros serat optik, sehingga cahaya yang menjalar melalui beberapa lintasan pada

akhirnya akan sampai pada ujung lainnya pada waktu yang bersamaan.

2. Step index.

Serat optik 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,

sehingga terjadi pelebaran pulsa atau dengan kata lain mengurangi lebar bidang frekuensi.

Oleh karena hak ini, maka yang sering dipergunakan sebagai transmisi serat optic multimode

adalah graded index. [3]

8.3 JENIS KABEL YANG DIGUNAKAN

Ada dua macam kabel yaitu :

1. Single mode

2. Multi mode

Single mode hanya satu mode yang disalurkan. Efek dispersi sangat kecil, tetapi

diperlukan ketelitian untuk membuatnya. Karena untuk V = 2,405 dengan n1 = 1,48 dan n2 = 1,46

, λ = 820 nm dan diameter inti 2,6 µm.

Multi mode terdiri dari dua macam yaitu:

Step index, dimana terjadi perubahan yang mendadak dari indeks refraksi anatara core

dan cladding.

Graded index terjadi perubahan yang bersambung antara core dan clading (gambar 8-7).

Gambar 9. Konstruksi dan index refraksi.

(a) Untuk step-index fiber (b) Untuk graded-index fiber

Contoh gambar hal. 169 [1]

Pada prakteknya kabel optik memiliki ukuran luar kira-kira 1 cm dengan beberapa serat

optik yang digabung.

Gambar 10. Gambar serat optik direct-burial

Contoh gambar hal. 170 [1]

Satu gulungan kabel (haspel atau drum) memiliki panjang sekitar 1 km. Sehingga untuk

rute yang panjang perlu membuat sambungan. Dalam sambungan diperlukan ketelitian untuk

menjaga agar jangan terjadi kehilangan dan distrorsi yang besar dengan menjaga agar seratnya

secara fisik terdapat dalam satu garis lurus (no lateral displacement of fiber axes), serta bahan

inti dan cladding bersambung. Sehingga diperlukan alat khusus agar losses hanya sekitar 0,2 db.

Penyambungan secara langsung lebih banyak digunakan daripada penyambungan menggunakan

konektor karena dengan teknologi sekarang lossnya masih cukup tinggi sekitar 3 db.

Persyaratan dari karakteristik kabel seperti :

- Jari-jari lekukan minimum sekitar 10x diameter kabel kira-kira 10 cm.

- Tegangan tarik maksimum, misalnya 200 kg pada 20 0C

- Dan lain-lain [1]

8.4 PENYAMBUNGAN

Ada dua teknik penyambungan serat optik yang digunakan saat ini, yaitu :

1. penyambungan fusi (fusion splicing).

2. penyambungan mekanik (mechanical splicing).

Kedua metode ini memerlukan persiapan pada ujung-ujung serat, penjajaran, dan menjaga serat

supaya tetap dalam keadaan lurus.

1. Penyambungan Fusi

Kedua ujung serat optik yang akan disambung dipotong, dan dibersihkan dengan

pembersih ultrasonik. Ujung-ujung serat didekatkan satu sama lain, tetapi tidak bersinggungan.

Kemudian busur listrik diaktifkan untuk melelehkan salah satu ujung serat, untuk memperoleh

ujung yang halus dan bulat. Ujung serat yang lain mengalami perlakuan yang sama. Untuk

melihat dengan jelas proses ini digunakan mikroskop, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 5.

Kedua ujung serat kemudian ditempelkan satu sama lain, dan busur listrik tetap

digunakan selama beberapa detik untuk melelehkan kedua ujung tersebut, dan menyebabkan

terjadinya fusi. Mesin penyambung fusi yang lama dan lebih murah, memerlukan pelurusan serat

dan pengaturan busur secara manual. Pada mesin-mesin yang lebih modern, sinar dimasukkan ke

dalam salah satu serat dan menggunakan suatu umpan balik optik untuk meluruskan kedua serat

secara otomatis sehingga transmisi cahayanya maksimum dengan meminimalkan rugi-rugi

sambungan.

Kecermatan yang diperlukan dalam penjajaran ujung-ujung serat optik mode tunggal

lebih tinggi daripada penyambungan serat optik mode jamak, karena diameter inti seratnya jauh

lebih kecil (sekitar 8 μm sampai 10 μm, sedangkan untuk serat optik mode jamak sekitar 50 μm).

Berdasarkan salah satu metode, kedua serat yang akan disambung didekatkan sampai berjarak

beberapa mikrometer pada posisi lurus. Kemudian cahaya dimasukkan ke dalam salah satu serat

dengan membengkokkan dan memasukkan sinyal optik dengan daya sekitar –35 dBm ke dalam

inti serat. Daya ini diukur lagi dengan membengkokkan serat yang lain, dengan menggunakan

foto detektor (photodetector).

Serat digeser-geser satu dengan yang lain sampai diperoleh posisi dimana sinyal optik

yang diterima paling besar. Kelemahan utama metode ini adalah serat harus dibengkokkan

dengan jari-jari yang sangat kecil (kurang dari 10 mm), agar cahaya dapat dimasukkan dan dapat

keluar dari serat.

Gambar 11. Langkah-langkah penyambungan serat.

(a) Posisi serat sebelum proses fusi awal.

(b) Keadaan serat sesudah fusi awal.

(c) Posisi serat sebelum fusi.

2. Penyambungan Mekanik

Teknik penyambungan mekanik pada awalnya menggunakan cara pemotongan serat

score-and-break untuk memperoleh ujung yang bersudut 900. Gambar 6 menunjukkan

penyambungan mekanik pita, yaitu 24 ujung serat dari dua pita 12 serat yang telah dikikis dan

dihaluskan secara serempak. Sebagian pita dibuang, dan serat-serat telanjang itu ditempatkan

dalam bahan penahan yang bertakik. Suatu cairan (gel) ditempatkan di mana

serat-serat itu saling bersambungan. Sambungan jenis ini dapat dilakukan dalam waktu 20 menit

sampai 30 menit, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk sepasang sambungan serat oleh teknik fusi.

Penyambungan pita dapat dilakukan baik pada serat optik mode tunggal maupun serat optik

mode jamak.

Gambar 12. Penyambungan mekanik pita

Permasalahan yang timbul dalam mencapai toleransi penyambungan yang sangat kecil

agar dihasilkan kualitas sambungan yang baik, yaitu:

a). Rugi-rugi sambungan besar yang dapat diperoleh dari sambungan dua serat optik yang

memiliki karakteristik pembuatan yang berbeda, dan

b). Rugi-rugi tambahan dalam proses penyambungan terjadi jika pergeseran antara kedua serat

sehingga inti dari kedua serat tidak benar-benar lurus atau sejajar.

Rugi sambungan idealnya harus dijaga sampai 0,1 dB atau lebih kecil.[2]

8.5 SUMBER-SUMBER CAHAYA

Sumber cahaya berguna untuk mengubah energi listrik menjadi energi cahaya serta

menjalarkannya ke dalam serat optik. Modulasi intentitas dari cahaya harus selinier mungkin “

mengikuti” perubahan sinyal listriknya.[1]

Sumber cahaya yang umum digunakan ada dua macam, yaitu:

1. Dioda pancaran cahaya (Light Emitting Diode, LED).

2. Dioda laser (Laser Diode, LD).

1. Dioda Pancaran Cahaya (LED)

LED adalah suatu semikonduktor sambungan pn yang memancarkan cahaya jika diberi

prasikap maju. Semikonduktor LED dapat digunakan dalam mode emisi pancaran muka

(surface-emitting mode) atau mode emisi pancaran samping (edge-emitting mode), tergantung

pada spesifikasi pabrik pembuatnya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7. Jenis pancaran

muka mempunyai stabilitas suhu yang baik dan harganya murah. Efisiensi gandengan (coupling

efficiency) ke dalam serat dibatasi oleh daerah aktif yang lebar (wide active area). Daya cahaya

yang tersambung ke dalam serat biasanya lebih kecil dari 100 μW untuk serat optik mode jamak

dan beberapa mikrowatt untuk serat optik mode tunggal. Daya keluaran cahaya adalah

inkoheren, yaitu melebihi lebar spectrum kira-kira 40 nm. Pesat atau laju bit operasional terbatas

sampai beberapa ratus megabit per detik oleh kapasitansi parasitik yang ditimbulkan pada LED.

LED pancaran samping memiliki unjuk kerja yang lebih baik dibandingkan dengan LED

pancaran muka. Strukturnya dapat mencapai efisiensi gandengan yang tinggi ke dalam serat

optik mode tunggal dan lapisan aktif yang lebih sempit dibandingkan dengan LED pancaran

muka yang memiliki kapasitansi kecil, yang memperbolehkan pesat operasi bit lebih tinggi.

Biaya rendah dan karakteristik temperatur yang dapat diperbaiki pada LED pancaran samping

jika dibandingkan dengan LD, mendorong banyak penelitian untuk memperbaiki LED pancaran

samping, sehingga dapat digunakan untuk jalur antar sambungan (interjunction).

Gambar 13. Struktur dan mode emisi pancaran diode.

(a) Jenis Pancaran Muka. (b) Jenis Pancaran Samping.

Untuk mencapai jarak transmisi yang baik (lebih dari 10 km) pada pesat bit yang tinggi

(lebih dari 565 Mb/s), maka LED harus digunakan pada serat mode tunggal dan pada panjang

gelombang dengan dispersi nol. Pengoperasian serat optik mode jamak mengurangi hasil kali

pesat bit dengan jarak.

Beberapa keuntungan LED yaitu:

a). Reliabilitas yang lebih tinggi.

b). Rangkaian drive yang lebih sederhana.

c). Sensitivitas suhu yang lebih rendah.

d). Immunitas untuk memantulkan cahaya.

e). Harga yang murah.

Karakteristik ini membuat LED cocok untuk aplikasi jarak pendek sampai menengah.

Dan sangat menarik untuk LAN dan jaringan pelanggan, dimana segi ekonomis merupakan

faktor yang sangat penting.

2. Dioda Laser (LD)

Perkembangan LD saat ini dipusatkan untuk kemampuan telekomunikasi optik jarak

jauh. Saat rapat arus dari daerah aktif dioda mencapai tingkat tertentu, perolehan (gain) optik

melebihi rugi – rugi kanal dan emisi cahaya berubah dari spontan menjadi simultan (pemancaran

sinar laser). Arus ambang pada laser semikonduktor heterostruktur ganda cukup rendah, dari 50

mA sampai 150 mA.

Beberapa keuntungan LD yaitu:

a). Daya keluaran yang tinggi.

b). Efisiensi gandengan (coupling) yang tinggi.

c). Lebar bidang (bandwidth) yang lebar.

d). Spektrum yang sempit.[2]

Sistem serat optik pada saat sekarang bekerja pada kisaran 820 nm. Tetapi dalam gambar

terlihat bahwa losses seratnya masih cukup tinggi sekitar 800 nm.

Gambar 14. Kurva rugi-rugi jaringan spectral untuk inti gelas.

Contoh gambar hal. 172 [1]

Terdapat daerah redaman rendah di sekitar 1300 nm dan 1400 nm. Tetapi daerah ini

belum dapat dimanfaatkan karena belum adanya sumber cahaya maupun detektor yang kerjanya

cukup efisien di daerah panjang gelombang ini. Tetapi berbagai penelitian sedang gencar

diadakan di daerah ini. [1]

8.6 DETEKTOR

Cahaya yang timbul pada akhir saluran serat optik harus dideteksi dan diubah menjadi

pulsa-pulsa elektronik untuk pemrosesan lebih lanjut sehingga informasi yang dikirim dapat

diterima. Ada dua tipe pendeteksi (detector), yaitu :

1. Fotodioda PIN (Positive Intrinsic Negative, PIN).

2. Fotodioda guguran (Avalanche Photodiode, APD).

1. Fotodioda PIN

Fotodioda PIN merupakan jenis yang paling banyak digunakan dalam sistem komunikasi

serat optik. Silikon dan germanium digunakan pada awal pemakaian fotodioda PIN dan

kedudukannya digantikan oleh semikonduktor III-V. Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 8.

Perangkat tersebut secara dasar merupakan sambungan pn dengan daerah penggalang intrinsik

yang disebut lapisan penipisan. Ketika cahaya dari serat optik timbul pada daerah p diode yang

mendapat bias balik, pasangan lubang elektron dibangkitkan

pada daerah penipisan.

Medan elektrik menyebabkan elektron dan lubang (hole) bergerak pada arah yang

berlawanan dan menghasilkan arus yang kecil. Ukuran dan lapisan penipisan dapat dipilih

sehingga perangkat tersebut mempunyai sensitivitas yang tinggi dan waktu timbul yang pendek

(pada frekuensi tinggi). Jika ketebalan lapisan penipisan bertambah, sensitivitas bertambah

sehingga mempunyai kemampuan penyerapan foton yang lebih besar. Hal ini akan menyebabkan

waktu angkut pembawa pengisian bertambah sehingga mengurangi frekuensi kerja.

Gambar 8 Fotodioda PIN.

2. Fotodioda Guguran (APD)

Fotodioda guguran merupakan detektor sambungan semikonduktor yang memiliki

perolehan dalam (internal gain). Dengan adanya perolehan dalam tersebut membuat fotodioda

guguran memiliki ketanggapan yang lebih baik dari fotodioda PIN.

Prinsip kerja fotodioda guguran dapat dilihat secara sederhana pada Gambar 9, yang

menunjukkan bahwa fotodioda guguran merupakan struktur dioda semikonduktor yang

mempunyai daerah terdadah p+, diikuti daerah yang tidak terdadah dan yang terakhir diikuti

daerah yang terdadah n+.

Dioda dibias negatif dengan tegangan melebihi 100 V. Jika cahaya serat mengenai dioda,

pasangan-pasangan elektron dibangkitkan. Jika medan listrik yang timbul terlalu kuat, elektron –

elektron bebas membangkitkan pasangan – pasangan lubang elektron (electron-hole) yang baru,

proses penggandaan berikutnya menimbulkan efek guguran (avalanche). Untuk setiap foton yang

timbul, pasangan – pasangan lubang elektron dapat dibangkitkan. Jika faktor penggandaan

dipilih agar tidak terlalu tinggi. Nilai standar operasi faktor penggandaan untuk daerah rendah

adalah 10 sampai 20 (10 dB sampai 13 dB) menggunakan bias balik dengan tegangan antara 10

V sampai lebih dari 100 V.[2]

Rangkaian pengganti untuk suatu detektor gelombang cahaya:

Thermal noise=4 kT eff B

Req

Gambar 15. Rangkaian pengganti detektor

Contoh gambar hal. 173 [1]

Contoh responsivitas beberapa jenis photo diode

Gambar 16. Kurva responsivitas

Contoh gambar hal. 173 [1]

Contoh diagram sistem komunikasi serat optik.

Gambar 17. Diagram sistem komunikasi serat optik

Contoh gambar hal. 174 [1]

Sistem ini digunakan sebagai pilot project oleh Bell System di Amerika Serikat.

Prinsipnya mirip dengan sistem gelombang mikro biasa. Perbedaan hanya pada pihak pemancar

dan ditahap output dari repeater (disebut juga regenerator) ada tahap pengalihan dari gelombang

listrik ke gelombang cahaya (E/O). Sebaliknya, pada penerima dan tahap input dari repeater ada

tahap pengalihan dari gelombang cahaya ke gelombang listrik ( O/E ).

Contoh sistem FT3 di atas, digunakan untuk kecepatan transmisi pulsa 44,738 Mbps

dengan jarak antara repeater sebesar 6,8 km.[1]

KESIMPULAN

1. Teknologi serat optik menawarkan kecepatan data yang lebih besar sepanjang jarak yang lebih

jauh dengan harga yang lebih rendah daripada sistem konvensional menggunakan kawat

logam (tembaga)

2. Struktur dasar dari sebuah serat optik yang terdiri dari 3 bagian: core (inti), cladding (kulit),

dan coating (mantel) atau buffer (pelindung). Indeks bias kulit, n2 besarnya sedikit lebih

rendah dari indek bias inti, n1.

4. Serat optik terbagi menjadi dua tipe : single-mode dan multi-mode.

5. Sistem serat optik memberikan dibandingkan dengan sistem konvensional menggunakan kabel

logam (tembaga) memiliki keuntungan dalam hal less expensive, thinner, higher carrying

capacity, large-bandwidth, less signal degradation , ligtht signals, low power, non-flammable,

flexibile.

6. Sistem komunikasi optik secara umum terdiri dari Transmitter (Message origin, Modulator,

Carrier Source dan Channel Coupler), Information Channel (Serat Optik) dan Receiver

(Detector, Amplifier, Signal Processor dan Message Output). [4]

Daftar Pustaka

[1] Simanjuntak, Ir. Tiur LH. Dasar – Dasar Telekomunikasi. PT.Alumni, Bandung. 2002

[2] http://p3m.amikom.ac.id/p3m/dasi/sep07/08%20-%20AMIKOM_Yogyakarta_SISTEM

%20PENJAMAKAN%20PADA%20KOMUNIKASI%20SERAT%20OPTIK.pdf

[3] http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22322/4/Chapter%20II.pdf

[4] http:// comes.umy.ac.id/.../Pengenalan_Sistem_ Komunikasi _ Serat _ Optik .pdf