FIBER OPTIK

Pelayanan telepon konvensional menyediakan komunikasi audio dua arah melalui band frekuensi terbatas dari 300 Hz s/d 3,4 KHz. Banyak permintaan yang diajukan untuk pemasangan hubungan telepon video. Akan tetapi permintaan ini sulit untuk diwujudkan karena hubungan telepon video membutuhkan lebar band 1000 kali bila dibandingkan dengan sinyal audio. Kabel telepon konvensional tidak sesuai sama sekali untuk mentransmisi sinyal dengan karakteristik tersebut.

Para peneliti telah melakukan riset untuk mengembangkan kabel telepon agar dapat mentransmisi sinyal dengan jangkauan frekuensi yang cukup lebar. Hasil penelitian didapat bahwa fiber optik memberikan hasil yang cukup menggembirakan.

Fiber optik yang digunakan untuk sistem telekomunikasi harus mempunyai faktor redaman yagn relatif rendah atau sejumalh besar alat repeater akan dipergunakan di sepanjang saluran. Fiber optik tipikal yang terdapta sekarang memiliki faktor redaman dari kira-kira beberapa dB per Km. Untuk dapat memperkecil redaman sampai serendah-rendahnya maka bahan baku yang digunakan dalam pembuatan gelas fiber untuk fiber optik harus dari tingkat kemurniah yang paling tinggi. Bentuk yang tidak homogen dalam bahan gelas harus pula diperkecil agar dapat menekan nilai redaman.

Kabel dengan faktor redaman serendah sampai 3 dB/km bisa diperoleh untuk penggunaan pada gelombang yang mendekati infra-merah ( panjang gelombang 820 nM ) yaitu gelombang yang diemisi oleh laser injeksi semikonduktor arsenide gallium. Peredaman dibatasi sampai tidak lebih dari 1,5 - 2 dB / KM pada gelombang 820 nm oleh penghamburan Raleigh ( Raleigh scattering). Oleh karena penghamburan ini berbanding terbalik dengan pangkat empat dari panjang gelombang maka penggunaan cahaya yang dapat dilihat pada ujung birud ari spektrum akan membawa ke peredaman yang berlebihan.

Pada saat ini para ahli sedang meneliti penggunaan panjang gelombang 1200-1400 nm pada fiber optik. Redaman sampai 0,5 dB dapat dicapai dengan menggunakan panjang gelombang ini .

Fiber optik komersial mempunyai faktor redaman yang cukup rendah sehingga alat repeater dapat ditempatkan pada interval jarak 10 Km dengan batas transmisi data sebesar 140 M bit/detik. Apabila kaber dengan redaman ultra rendah telah didapat maka repeater dapat ditempatkan untuk interval jarak sekitar 50 Km.

FIBER BERMUTU

Fiber yang bermutu diperlukan untuk menghasilkan kecepatan rambatan gelombang yang sama sepanjang fiber. Hal ini untuk mengurangi distorsi pulsa yang akan terjadi. Fiber yang digunakan harus memiliki ukuran yang cukup panjang. Fiber yang panjang akan mengurangi jumlah sambungan yang dipasang pada instalasi fiber optik. Tiap sambungan yang ada akan menambah faktor redaman kira-kira 0,3 dB. Semakin sedikit jumlah sambungan maka faktor redaman akibat sambungan dapat diminimalisir.

Fiber dapat dibuat dengan menggunakan tungku peleburan ganda dari platina murni. Bahan gelas yang merupakan inti fiber dimasukkan ke dalam tungku tengah yang bisa terdiri dari gelas alkali silikat germanium berisikan konsentrasi ion potassium sehingga memiliki indeks refraksi tinggi. Suatu bahan gelas yang agak sama dimasukan ke dalam tungku yang diluar. Gelas fiber ditarik dari titik konsentrik pada dasar tungkudan pertukaran ios sodium dan potasium dalam daerah pada dasar tungku ini menghasilkan profil dengan peningkatan mutu indeks refraksi yang diinginkan.

Dapat dipahami bahwa akan terdapat variasi mutu fiber yang dibuat dengan teknik produksi yang sedemikian sulitnya. Variasi yang kecil dalam cara berubahnya indeks refraksi akan menghasilkan perubahan yang besar dalam penerapannya. Walaupun lebar band frekuensi secara teoritis dapat mencapai 1 GHz akan tetapi pada implementasinya hanya sebesar 260 MHz yang digunakan.

Fiber yang bisa diperoleh tersedia dengan lebar ban yang dijamin tidak kurang dari 400MHz/Km. Dengan semakin meningkatnya teknologi maka diharapkan fiber optik dengan lebar band lebih dari 1 GHz akan didapat.

Kabel fiber optik bermutu memiliki diameter sekitar 0,1 mm. Akan tetapi pada implementasi lapangan kabel fiber optik memiliki diameter jauh diatas 0,1 mm. Hal ini dikarenakan pada fiber optik diberi beberapa materi untuk melindungi serat fiber yang rapuh. Kabel fiber optik yang lengkap akan terdiri dari serat fiber dan struktur penguat serat fiber optik yang terdiri dari bahan logam.

EMITER RADIASI

Satu-satunya sumber radiasi gelombang yang dapat dipertimbangkan untuk telekomunikasi fiber optik pada waktu ini adalah LED ( Light Emitting Diode) dan "injection laser Diodes". Sumber radiasi lain seperti lampu pijar dan lampu emisi muatan gas terlalu besar ukurannya dan tidak cukup terang untuk dapat menyuntikkan readiasinya ke dalam fiber optik yang halus sekali pada intensitas yang cukup tinggi. Laser "neodymium solid-state" telah dipertimbangkan pada waktu yang lampau, tetapi tidak dapat dimodulasi pada frekuensi di atas kira-kira 1 MHz.

LED dapat dengan mudah dimodulasi dengan teknik switching arus on dan off. Spektrum radiasi sebuah dioda LED relatif lebar ( 50 nM s/d 820 nm ), sedangkan dalam fiber optik bermutu, waktu transmisi untuk berbagai panjang gelombang cukup berbeda dalam jumlah yang layak dari peleberan pulsa yang akan terjadi. Radiasi sebuah diode laser gallium arsenide mempunyai lebar spektral dari kira-kira 2 nm, sehingga pelebaran waktu pulsa termasuk dalam ukuran 0,1 nanodetik per km. Hal ini jauh berbeda bila menggunakan sebuah dioda non-lasing dengan hasil 2,5 nanodetik per km.

Sebuah dioda laser gallium arsenide sebesar sebutir pasir mempunyai dimensi yang sebanding dengan ukuran fiber optik.Efisiensi komponen ini cukup tinggi.
Terdapat suatu delay sekitar 10 nano detik sebelum radiasi diemisikan setelah diberikannya arus. Waktu delay ini terlalu lama bila data yang ditransmisikan memiliki kecepatan 140 M bit/detik. Oleh karena itu suatu arus daya-panjar(bias) dialirkan ke dioda laser pada setiap waktu sehingga aksi lasing dapat dimulai dengan sangat cepat sekali.

PESAWAT PENERIMA

Radiasi yang keluar pada ujung penerima fiber optik difokuskan oleh sebuah lensa penggandeng kepada sebuah fotodioda "avalanche" yang dapat memberikan efisiensi "quantum" tinggi. Suatu daya panjar sekitar 200 v diberikan pada junction photodioda. Sinyal output photodioda diumpankan ke sebuah amplifier mutu bising-rendah sekali. Kontrol penguatan otomatik disertakan dalam sirkuit.