Pendahuluan Gelombang Elektromagnetik SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

BAB II SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

2.1 Pendahuluan

Sistem komunikasi pada serat optik didasarkan pada sebuah pemahaman atau prinsip bahwa cahaya pada medium kaca dapat menghantarkan informasi untuk jarak yang lebih jauh dibandingkan dengan sinyal elektrik yang dihantarkan oleh medium transmisi yang berupa kabel tembaga ataupun medium transmisi yang berupa gelombang radio pada sistem komunikasi wireless nirkabel. Bahkan pada saat sekarang ini, serat optik digabungkan atau dikombinasikan dengan perangkat elektronik yang canggih dapat membuat kabel serat optik mengirimkan sinyal gelombang cahaya yang sudah didigitalisasi sejauh ratusan kilometer tanpa harus mengalami proses penguatan, dan dengan beberapa loss transmisi, interferensi yang kecil dan potensibel bandwidth yang lebar, serat optik hampir merupakan sebuah media transmisi ideal. Standar rugi-rugi yang diperbolehkan dalam penyambungan adalah 1,5 dB [1].

2.2 Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan magnet dan medan listrik secara berurutan, dimana arah getaran vektor medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus. Terjadinya gelombang eletromagnetik yaitu pertama, arus listrik dapat menghasilkan menginduksi medan magnet ini dikenal sebagai gejala induksi magnet. Peletak dasar konsep ini adalah Oersted yang telah menemukan gejala ini secara eksperimen dan dirumuskan secara lengkap oleh Ampere. Gejala induksi magnet dikenal sebagai hukum Ampere. Kedua medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan meginduksi medan listrik dalam bentuk arus listrik. Gejala ini dikenal sebagai gejala induksi elektromagnetik. Konsep induksi elektromagnet ditemukan secara eksperimen oleh Michael Faraday dan dirumuskan secara lengkap oleh Joseph Hendry. Hukum induksi elektromagnet sendiri kemudian dikenal sebagai hukum faraday Hendry [2]. Dari kedua prinsip dasar magnet tersebut, dengan mempertimbangkan konsep simetri yang berlaku dalam hukum alam, James Clerk Maxwell mengajukan suatu usulan yaitu bahwa jika medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat Universitas Sumatera Utara menghasilkan medan listrik maka hal sebaliknya boleh jadi dapat terjadi. Dengan demikian Maxwell mengusahakan bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga adalah medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga ini yang dikemukankan oleh Maxwell pada dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere-Maxwell [2]. Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan kemagnetan tersebut, Maxweell melihat adanya suatu pola dasar. Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik yang juga berubah-ubah terhadap waktu, medan listrik yang berubah terhadap waktu juga dapat menghasilkan medan magnet. Jika proses ini berlangsung secara kontinu maka akan dihasilkan medan magnet dan medan listrik secara kontinu. Jika medan magnet dan medan listrik ini secara serempak merambat menyebar di dalam ruang ke segala arah maka ini merupakan gejala gelombang. Gelombang semacam ini disebut gelombang elektomagnetik karena terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang merambat dalam ruang [2]. Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik . Radiasi elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan kecepatan cahaya, panjang gelombang, dan frekuensi. Propagasi gelombang elektromagnetik biasanya terdiri dari frekuensi, panjang gelombang dan cepat rambat gelombang [2]. Secara teori, Hertz menyadari bahwa gelombang elektomagnetik yang dinyatakan Maxwell merupakan gabungan dari gelombang listrik dan gelombang magnetik secara saling tegak lurus. Begitu pula dengan arah geraknya, karena gelombang tersebut menggantungkan gelombang listrik, maka Hertz mencoba membuktikan keberadaan gelombang elektormagnetik tersebut melalui keberadaan gelombang listriknya yang diradiasikan oleh rangkaian pemancar [2]. Hertz mencoba membuat rangkaian pemancar sederhana dengan bantuan trafo untuk memperkuat tegangan dan kapasitor sebagai penampung muantannya. Karena ada arus pergeseran pada gap pemancar, diharapkan ada radiasi gelombang elektromagnetik yang akan dipancarkan. Karena secara teori dari percikan yang muncul akan dihasilkan gelombang elektromagnetik, tetapi pada rangkaian loop Universitas Sumatera Utara penerima yang hanya berupa kawat berbentuk lingkaran yang tanpa diberikan sumber tegangan apapun, ternyata muncul percikan listrik pada gapnya. Ini membukt ikan bahwa ada listrik yang mengalir melalui radiasi suatu benda yang akhirnya terhantarkan ke loop. Karena merasa belum puas Hertz mencoba untuk menghitung frekuensi pada loop. Frekuensi yang dihasilkan sama dengan frekuensi pancar. Ini artinya lisrtik pada loop berasal dari pemancar itu sendiri. Dengan demikian terbuktilah adanya radiasi grlombang elektromagnetik Maxwell. Percobaan Hertz ini juga memicu penemu telegram kabel dan radio oleh Marconi. Rangkaian ini ada dalam kaca quartz untuk menghindari sinar UV [3].

2.3 Spektrum Gelombang Elektromagnetik