Sistem Komunikasi Fiber Optik

commit to user 9 BAB II DASAR TEORI

A. Sistem Komunikasi Fiber Optik

Dalam sistem komunikasi fiber optik, sebagaimana ditunjukkan Gambar 2.1, dalam proses tranmisi data diubah menjadi sumber cahaya mengunakan Light Emitting Diode LED. Kemudian ditranmisikan melalui fiber optik, fiber optik ini terdiri dari teras core yang membawa cahaya dan jaket cladding yang memandu cahaya agar melalui teras. Kemudian data diubah kembali menjadi digital ataupun analog dengan demodulator. Gambar 2.1. Skema Sistem Komunikasi Optik Heru Kuswanto, 2011 Fiber Optik commit to user 10 Dalam proses tranmisi tersebut tentunya cahaya mengalami pelemahan lost , pelemahan cahaya tersebut dapat dikuatkan kembali dengan repeater. Fiber optik terdadah erbium EDFA, Erbium Doped Fiber Amplifier mengurangi keperluan terhadap piranti canggih yang dinamakan repeater tersebut. Keunggulan EDFA yang lain yaitu memiliki karakteristik penguatan gain yang tidak sensitif terhadap polarisasi, kemudahan dalam penyambungan dengan jaringan fiber optik dengan rugi susut rendah serta karakteristik derau noise yang rendah Giles, 1991 dalam Heru Kuswanto, 2011. Sistem kerja penguat optic seperti pada Gambar 2.2, pada gambar tersebut menunjukan bagian terpenting dari optical amplifier adalah medium aktif EDFA. Medium aktif ini merupakan potongan fiber yang telah didadah dengan unsur-unsur tanah jarang seperti Erbium Er dan Ytterbium Yb yang bekerja pada panjang gelombang 1550 nm, sedangkan untuk panjang gelombang 1300 nm digunakan unsur Neodymium Nd dan Prasedymium Pr. Sumber pemompa berfungsi untuk menaikkan elektron dari energi dasar ke energi yang lebih tinggi dengan cara memberikan panjang gelombang tertentu pada medium aktif tersebut. commit to user 11 Gambar 2.2.Diagram Blok Penguat OptikSunarto, 2005 Sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa medium aktif EDFA adalah sebuah kaca yang sudah didadah oleh Erbium. Erbium merupakan salah satu ion tanah jarang, secara umum ion tanah jarang dibagi menjadi dua grup yaitu Lantanida dengan nomer atom 57 sampai 71 dan Aktinida dengan nomer atom 89 dampai 103 Becker, 1999. Elemen Lantanida berada pada kulif 4f dan Aktanida berapa pada kulit 5f yang berada pada satu tingkat dibawah Lantanida dalam Tabel Periodik Unsur. Dari kedua deret ini, Lantanida memiliki manfaat penting dalam pembuatan piranti optik seperti laser dan optical amplifier . Letak group Lantanida pada Sistem Periodik Unsur ditunjukkan Gambar 2.3. Berapa sifat penting ion tanah jarang yang membedakan mereka dengan unsur lainnya Digonnet,2001: 1. Memancarkan dan menyerap pada rentang panjang gelombang yang lebih lebar Medium Aktif EDFA Keluaran sinyal optik yang dikuatkan Masukan sinyal optik Sumber pemompa kopler commit to user 12 2. Panjang gelombang emisi dan transisi absorpsi sesuai dengan daerah kerja penguat optik 3. Keadaan metastabil mempunyai waktu hidup life time yang panjang Gambar 2.3 Letak Group Lantanida Dalam Sistem Periodik Unsur Sebuah atom terdiri dari inti yang dikelilingi oleh kulit K, L, M, N dan subkulit s,p, d, f yang diisi secara bertahap dengan elektron sesuai dengan letaknya didalam tabel periodik unsur Nomer Atom-nya. Maksimal jumlah elektron yang dapat ditambahkan ke kulit dan subkulit dari suatu atom adalah tetap dan ditunjukkan pada Tabel 2.1. Unsur Erbium memiliki konfigurasi elektron sebagai berikut 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 4f 12 6s 2 atau [Xe] 4f 12 6s 2 . commit to user 13 Tabel 2.1 Maksimal Jumlah Elektron Pada Kulit Dan Subkulit Dari Suatu Atom. n Kulit subkulit l=0 s 1 p 2 d 3 f 1 K 2 2 L 2 6 3 M 2 6 10 4 N 2 6 10 16 Pemisahan energi pada konfigurasi 4f n secara skematis diperlihatkan pada Gambar 2.4, pemisahan tersebut disebabkan karena gaya coulomb, spin orbit dan kristal bidang. Penamaan tingkat energi menggunakan penjumlahan vektor. Penjumlah vektor tersebut dari keseluruhan momentum sudut orbital L = Σl i dan momentum sudut spin S=Σs i memberikan momentum sudut total J dalam bentuk sederhana dapat dituliskan J= L+ S . Dengan mengacu nilai J penamaan pada sebuah tingkat energi adalah bentuk penjumlahan, yang sama dengan 2 J +1 dan jumlah konfigurasi spin 2 S+ 1. Aturan penjumlahan dapat menggunakan notasi Russel-Sounders 2s+1 L j , dimana nilai L dapat diasumsikan dengan L= 0,1,2,3,4,5 … yang berkaitan dengan s,p,d,f . Misalnya, keadaan dasar dari Er 3+ memiliki notasi 4 I 152 dengan nilai J, L, S sebagai 152, 6, 32. Bentuk penjumlahan tingkat energi ini adalah 2 J +1 = 16 dan banyaknya spin orbital 2 S +1 = 4. commit to user 14 Gambar 2.4. Skema Ilustrasi Pemisahan Energi Dalam Ion Tanah Jarang Soundararajan, 2009.

B. Interaksi Gelombang Elektromagnetik dengan Materi