Bagaimana prinsip kerja kabel Fiber optik

Cara Kerja Kabel Jaringan Fiber Optic – Kabel Fiber Optik merupakan jenis kabel yang memiliki fungsi mengubah sinyal listrik menjadi cahaya serta mengalirkannya dari satu ke titik yang lain. Bahan utama dari kabel jenis Fiber Optik ini yaitu dari serat kaca dan plastik yang sangat halus, bahkan lebih halus dari sehelai rambut manusia. Beda halnya dari kabel lain yang menggunakan bahan tembaga.

Cara kerja kabel jaringan Fiber Optic

Sebelumnya sudah dijelaskan apabila kabel Fiber Optik tidak mengalirkan listrik namun cahaya. Listrik yang dihasilkan dikonversikan menjadi sinyal cahaya kemudian dialirkan antar komputer yang terhubung dalam suatu jaringan skala besar. Hal ini menjadikan kabel Fiber Optik sangat cocok dimanfaatkan pada wilayah dengan banyaknya gangguan elektromagnetik. Lalu, Bagaimana Cara kerja kabel jaringan Fiber Optic?

1. Cara Pembuatan Kabel Jaringan Fiber Optik

Pabrikasi kabel jaringan fiber optik tergolong sangat rumit, karena dilakukan dengan cara menarik bahan dasar berupa kaca yang sudah dicairkan sampai kental, hingga akhirnya diperoleh serabut atau serat kaca dengan penampang tertentu.
Modified chemical vapor deposition (MCVD) merupakan proses pembuatan kabel fiber optik, dimana silikon serta germanium bereaksi dengan oksigen membentuk SiO2 dan GeO2 yang kemudian menyatu serta membentuk kaca. Perlu waktu hingga beberapa jam untuk melakukan proses ini, namun semuanya dilakukan secara otomatis dengan menggunakan alat berteknologi canggih.

Setelah proses pertama selesai, kaca yang dihasilkan kemudian dimasukkan kedalam sebuah alat yang disebut fiber drawing tower, guna dipanaskan hingga mencapai 1900 sampai 2200 derajat celcius hingga akhirnya kaca tersebut meleleh. Berikutnya lelehan tersebut jatuh melewati laser mikrometer hingga akhirnya akan berbentuk serabut atau serat kaca.

Yang harus dipastikan dalam proses pembuatan kabel fiber optik ini yaitu pengerjaannya yang harus dilakukan dengan bahan baku (kaca) yang sedang dalam keadaan sangat panas, lalu dibutuhkan beberapa perhitungan ketat demi menjaga agar perbandingan pasti antara bermacam lapisan tidak berubah dalam proses ‘penarikan’.

2. Cara Kabel Fiber Optik Mentransmisikan Data

Kabel jaringan fiber optik memiliki cara kerja yang sangat berbeda dengan kabel jaringan lainnya seperti kabel Coaxial maupun kabel Twisted Pair. Sebab kabel jaringan fiber optik bukan mentransmisikan sinyal listrik seperti kabel-kabel jaringan lainnya, melainkan mentransmisikan cahaya dengan cara mengkonversi sinyal listrik menjadi gelombang cahaya. Dengan begitu maka kabel jaringan yang satu ini memiliki keunggulan dalam hal mengurangi masalah gangguan gelombang frekuensi bahan elektrik, sehingga sangat tepat untuk digunakan pada kawasan yang dikelilingi gelombang frekuensi cukup tinggi.

Prinsip menggunakan gelombang cahaya pada kabel jaringan fiber optik membuatnya dapat membawa informasi lebih banyak serta menghantarkannya ke jarak yang jauh dibanding kabel jaringan lainnya yang masih menggunakan prinsip sinyal listrik. Hal ini dapat terjadi karena bahan baku yang digunakannya merupakan serat kaca murni yang dapat terus memancarkan cahaya tidak peduli berapa panjang kabel yang ada.

Dalam prosesnya, cara kerja kabel fiber optik yaitu dengan memanfaatkan cermin yang menghasilkan total internal reflection (refleksi total pada bagian dalam serat kaca). Analogi sederhana tentang cara kerja kabel fiber optik dalam mentransmisikan gelombang cahaya kira-kira seperti ini :

“Apabila kalian sedang berada di sebuah ruangan yang gelap dengan sebuah jendela kaca, kemudian kalian mengarahkan cahaya senter dengan posisi 90 derajat tegak lurus dengan kaca, maka cahaya senter akan menembus ke luar ruangan. Akan tetapi kondisinya akan berbeda bila cahaya senter tersebut diarahkan (ke jendela berkaca) dengan sudut yang rendah (hampir paralel dengan cahaya aslinya), maka kaca tersebut akan memiliki fungsi menjadi cermin yg akan merefleksikan cahaya senter ke dalam ruangan. Seperti itulah yang terjadi pada serat optik, dimana cahaya berjalan melalui serat kaca pada sudut yang rendah.”

Rasanya kata fiber optik atau serat optik sudah sangat familiar di telinga masyarakat saat ini. Kabel berbahan kaca tipis ini dipilih menjadi media transmisi data utama untuk jaringan internet. Namun, tahukah kamu cara kerja kabel fiber optik ini?

Jika belum, tulisan ini akan menjelaskannya. Sebelum masuk ke cara kerjanya, mari kenali dulu komponen kabel fiber optik agar kamu lebih mudah memahami prinsip kerjanya nanti.

Komponen Fiber Optik

Berikut komponen penting pada kabel fiber optik yang utama beserta fungsinya masing-masing:

1. Bagian Inti (Core)

Bagian inti fiber optik (core) adalah area cahaya ditransmisikan, bagian ini terbuat dari kaca yang halus dengan diameter hingga mikro meter, bahkan lebih kecil dari sehelai rambut manusia. Tergantung dari jenis serat optiknya, core memiliki diameter sekitar 2 µm-50 µm.

Ukuran core cukup berpengaruh pada kualitas dan kemampuan kabel fiber optik dalam mentransmisikan data melalui gelombang cahaya. Fungsi utama dari bagian inti ini adalah sebagai tempat perambatan cahaya, sehingga proses pengiriman cahaya dapat dilakukan.

2. Bagian Cladding

Bagian cladding ini melapisi inti secara langsung untuk melindungi inti tersebut. Biasanya, cladding terbuat dari silikon dengan ukuran diameter 5 µm sampai 250 µm. Namun tak hanya melindungi, bagian ini juga punya peranan dalam proses mentransmisikan gelombang cahaya.

Indeks bias yang dihasilkan oleh cladding lebih kecil dari core, sehingga perpaduan indeks bias core dan cladding akan memengaruhi sudut pantulan dalam perambatan cahaya pada core. Alhasil karena fungsinya untuk melindungi dan mempengaruhi arah gelombang cahaya membuat bagian ini punya peran penting dalam cara kerja fiber optik.

See also  Dioda Bridge: Dioda Penyearah Dengan Sistem Jembatan

3. Bagian Coating/Buffer

Coating adalah mantel elastis yang melindungi bagian cladding dan core. Bahannya terbuat dari plastik elastis sehingga dapat mencegah serat kaca halus pada bagian core pecah saat ditekuk. Selain itu bagian ini cukup berperan dalam pengaruh kelembapan udara dalam kabel. Coating dibuat dengan warna yang bervariasi untuk mempermudah penyusunan urutan core.

4. Bagian Outer Jacket

Bagian ini adalah lapisan terluar dari kabel fiber optik. Fungsinya sebagai pelindung utama dari sebuah kabel fiber optik. Lapisan outer jacket ini dibutuhkan untuk melindungi kabel serat optik dari berbagai gangguan fisik secara langsung.

Baca juga: Apa Itu Kabel Fiber Optik dan Fungsinya?

Cara Kerja Kabel Fiber Optik

Dulu, pengiriman data dilakukan dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik yang diubah menjadi sinyal digital yang ditransmisikan melalui kabel tembaga.  Walaupun elektron dikatakan memiliki cepat rambat yang mendekati kecepatan cahaya, namun dalam proses pengirimannya media tembaga dan pengaruh sinyal elektromagnetik lain membuat kuat gelombangnya melemah.

Sesuai dengan teori Einstein yang mengatakan gelombang yang paling cepat perambatannya adalah gelombang cahaya atau photon, maka para peneliti berusaha mengembangkan transmisi menggunakan gelombang photon ini. Akhirnya ditemukanlah serat optik yang dapat dijadikan media rambat cahaya.

Jadi proses transmisi data pada kabel fiber optik adalah dengan mengubah terlebih dulu data yang dikirimkan ke dalam bentuk partikel cahaya lalu dikirimkan melalui core.  Seperti sudah dibahas di atas, Core dan cladding memiliki indeks bias yang berbeda, sehingga keduanya membelokkan cahaya yang masuk dengan sudut berbeda.

Sinyal cahaya yang dikirimkan melalui kabel fiber optik akan dipantul-pantulkan oleh kedua bagian tersebut dengan sudut tertentu dalam serangkaian pantulan zig-zag, proses ini disebut refleksi internal total. Proses tersebut terus berlangsung hingga akhirnya sinyal cahaya sampai ke titik tujuan.

See also  7 Manfaat Mesin Cuci yang Harus Kalian Tahu, No.7 Bisa Cuan!

Namun, media berupa kaca yang padat membuat sinyal cahaya bergerak dengan kecepatan sekitar 30% lebih lambat dari kecepatan cahaya. Untuk transmisi data yang jauh, sinyal cahaya ini juga bisa melemah karena redaman di sepanjang perjalanan maka dibutuhkan proses pembaharuan foton agar data tetap tersampaikan dengan baik.

Oleh sebab itu untuk transmisi jarak jauh dibutuhkan repeater di beberapa titik. Repeater ini bekerja dengan mengubah sinyal cahaya ke sinyal listrik, ini akan mengekstrak data yang menunggangi cahaya yang mulai melemah tadi. Kemudian sinyal listrik yang berisi data yang akan dikirim tersebut diubah kembali jadi sinyal cahaya yang baru dan lebih kuat kemudian ditransmisikan lagi melalui kabel fiber optik.

Cahaya yang digunakan biasanya adalah cahaya LED atau laser. Meski terpengaruh oleh redaman medianya, namun pengiriman dengan kabel fiber optik masih lebih baik dari kabel tembaga. Hal ini karena lebar bandwidth dan latency fiber optic masih lebih tinggi daripada kabel tembaga. Sinar laser yang ditransmisikan dapat menempuh 80-100 Km tanpa menggunakan amplifier, sedangkan kabel tembaga membutuhkan amplifier setiap 30-300 meter.

Nah itulah penjelasan kami tentang cara kerja fiber optik. Prinsip dari transmisi menggunakan gelombang cahaya yang membuat kecepatan transmisi lebih cepat membuat kabel fiber optik lebih dipilih untuk media transmisi data saat ini.

Passionate with engineering, equipped with problem solving skills and would like to give value to others