Analisis Rugi-Rugi Serat Optik Di Pt.Icon+ Regional Sumbagut
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Umum
Teknologi telekomunikasi yang berkembang begitu pesat, memberikan dampak yang
besar pada perkembangan teknologi informasi di era masyarakat modern ini. Salah satu solusi
untuk mengatasi perkembangan teknologi informasi ini adalah dengan menggunakan
teknologi serat optik. Teknologi serat optik adalah suatu teknologi komunikasi yang
menggunakan media cahaya sebagai penyalur informasi. Pada teknologi ini terjadi perubahan
informasi yang biasanya berbentuk sinyal listrik menjadi sinyal cahaya yang kemudian
disalurkan melalui kabel serat optik dan diterima pada sisi penerima untuk diubah kembali
menjadi sinyal listrik. Akan tetapi pada saat serat optik dipilih sebagai media transmisi, maka
perlu dilakukan suatu perhitungan dan analisis power budget (anggaran daya) sebelum serat
optik digunakan dalam sebuah jaringan telekomunikasi agar suatu sistem komunikasi optik
dapat berjalan dengan baik dan lancar, seperti adanya rugi-rugi transmisi (loss) pada kabel
serat optik yang dapat menurunkan kualitas transmisi. Analisis ini sangat penting dilakukan
untuk mengetahui kelayakan suatu jaringan dalam mengirim informasi.
2.2 Serat Optik
Serat optik merupakan helaian optik murni yang sangat tipis terbuat dari kaca atau
plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut dan dapat membawa data
informasi untuk jarak jauh. Helain tipis ini tersusun dalam suatu bundelan yang dinamakan
kabel serat optik dan berfungsi mengirim (men-tranmisikan) sinyal cahaya dari satu tempat
ke tempat yang lain.
Universitas Sumatera Utara
Bagian-bagian dari serat optik biasanya terdiri dari inti (core) yaitu kaca tipis yang
berada di tengah serat yang digunakan sebagai jalan cahaya, bagian ini terbuat dari bahan
kaca dengan kualiitas yang sangat tinggi. Pembungkus (cladding) yaitu bagian optikal terluar
yang mengelilingi inti yang berfungsi untuk memantulkan cahaya kembali ke inti dan terbuat
dari gelas. Jaket penyangga (coating) yang berfungsi melindungi serat dari temperatur dan
kerusakan, bagian ini merupakan pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan
plastik seperti yang terlihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Bagian-bagian Serat Optik
Di dalam serat optik ini energi cahaya dibangkitkan oleh sumber cahaya disalurkan
sehingga dapat diterima di ujung unit penerima (receiver) [1]. Sumber cahaya yang paling
umum digunakan adalah Light Emitting Diode (LED) dan Light Amplication by Stimulated
Emission of Radition (LASER). LED umunya digunakan untuk transmisi jarak pendek
sampai menengah karena lebih ekonomis, sedangkan LASER digunakan untuk jarak jauh
karena dapat menghasilkan cahaya dengan intensitas tinggi [2].
Universitas Sumatera Utara
2.2.1 Jenis Serat Optik
Untuk keperluan yang berbeda-beda, serat optik dibuat dalam dua jenis utama yang
berbeda, yaitu single-mode fibers dan multi-mode fibers [2].
1. Single-mode fibers
Jenis serat optik ini mempunyai inti sangat kecil (berdiameter sekitar antara 8-10 mikron)
dan berfungsi mengirimkan sinar laser infamerah (panjang gelombang 1300-1550
nanometer). Karena dimensinya yang sangat kecil maka hanya satu sinyal yang merambat
dalam setiap serat, perambatan sinyal ini terjadi di bagin inti (core) dari serat optik sehingga
membuat terjadinya sedikit dispersi pulsa dan jenis serat ini cocok untuk komunikasi serat
optik jarak jauh[2].
Gambar 2.2 Kabel serat optik single-mode
2. Multi-mode fibers
Jenis serat optik ini mempunyai ukuran inti yang lebih besar (berdiameter 6,35x10-5
meter atau 63,5 mikron) dan berfungsi mentransmisikan cahaya inframerah (panjang
gelombang 850-1300 nm). Serat ini digunakan untuk mentransmisikan banyak sinyal dalam
setiap serat. Namun hanya baik digunakan untuk data atau informasi dengan kecepatan
rendah dan untuk jarak yang relatif dekat [2].
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Kabel serat optik multi-mode
2.2.2 Perambatan Cahaya
Perambatan cahaya di sepanjang serat optik terjadi karena pemantulan internal sinar
optik yang terjadi pada perbatasan inti (core) dan pembungkus (cladding). Pemantulan ini
disebabkan oleh adanya perbedaan indeks bias antara inti (core) dan pembungkus (cladding).
Jika seberkas cahaya memasuki suatu medium dengan indeks bias yang berbeda, proses
pembiasan atau pemantulan cahaya yang terjadi dapat dijelaskan menggunakan hukum
Snellius seperti pada Persamaan (2.1) [4] :
n1 sin Φ1 = n2 sin Φ2
(2.1)
Di mana: n1 dan n2 secara berturut-turut adalah nilai indeks bias dari bahan pertama dan
dari bahan kedua, sedangkan Φ1 dan Φ2 secara berturut-turut adalah sudut datang dan sudut
bias. Maka jika sudut datang Φ1 diperbesar (didalam bahan pertama), maka sinar bias akan
semakin menjauhi normal. Bila sinar bias mencapai bidang batas kedua medium (besarnya
sudut Φ2 mencapai 90o), maka sudut datang yang menyebabkan terjadinya hal ini disebut
sudut kritis. Sudut kritis adalah sudut antara sinar datang terhadap garis normal dimana sinar
tersebut akan dibiaskan dengan sudut Φ2 = 900, sehingga kita dapat menghitung nilai sudut
kritis dengan mengambil nilai sudut bias sebesar 900 dan memasukkanya kedalam Persamaan
(2.1) diperoleh Persamaan (2.2) [4] [5] :
n1 sin Φc = n2 sin 900 sehingga sin Φc =
(2.2)
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 (a) menunjukkan sinar datang dari medium pertama menuju medium kedua
dengan sudut datang i1. Pada bidang batas sinar datang sebagian dipantulkan dengan sudut
pantul i1 dan sebagian lain dibiaskan dengan sudut bias i2.
Apabila sinar datang dengan sudut i1 yang melewati bidang batas dua medium dengan
n2
DASAR TEORI
2.1 Umum
Teknologi telekomunikasi yang berkembang begitu pesat, memberikan dampak yang
besar pada perkembangan teknologi informasi di era masyarakat modern ini. Salah satu solusi
untuk mengatasi perkembangan teknologi informasi ini adalah dengan menggunakan
teknologi serat optik. Teknologi serat optik adalah suatu teknologi komunikasi yang
menggunakan media cahaya sebagai penyalur informasi. Pada teknologi ini terjadi perubahan
informasi yang biasanya berbentuk sinyal listrik menjadi sinyal cahaya yang kemudian
disalurkan melalui kabel serat optik dan diterima pada sisi penerima untuk diubah kembali
menjadi sinyal listrik. Akan tetapi pada saat serat optik dipilih sebagai media transmisi, maka
perlu dilakukan suatu perhitungan dan analisis power budget (anggaran daya) sebelum serat
optik digunakan dalam sebuah jaringan telekomunikasi agar suatu sistem komunikasi optik
dapat berjalan dengan baik dan lancar, seperti adanya rugi-rugi transmisi (loss) pada kabel
serat optik yang dapat menurunkan kualitas transmisi. Analisis ini sangat penting dilakukan
untuk mengetahui kelayakan suatu jaringan dalam mengirim informasi.
2.2 Serat Optik
Serat optik merupakan helaian optik murni yang sangat tipis terbuat dari kaca atau
plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut dan dapat membawa data
informasi untuk jarak jauh. Helain tipis ini tersusun dalam suatu bundelan yang dinamakan
kabel serat optik dan berfungsi mengirim (men-tranmisikan) sinyal cahaya dari satu tempat
ke tempat yang lain.
Universitas Sumatera Utara
Bagian-bagian dari serat optik biasanya terdiri dari inti (core) yaitu kaca tipis yang
berada di tengah serat yang digunakan sebagai jalan cahaya, bagian ini terbuat dari bahan
kaca dengan kualiitas yang sangat tinggi. Pembungkus (cladding) yaitu bagian optikal terluar
yang mengelilingi inti yang berfungsi untuk memantulkan cahaya kembali ke inti dan terbuat
dari gelas. Jaket penyangga (coating) yang berfungsi melindungi serat dari temperatur dan
kerusakan, bagian ini merupakan pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan
plastik seperti yang terlihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Bagian-bagian Serat Optik
Di dalam serat optik ini energi cahaya dibangkitkan oleh sumber cahaya disalurkan
sehingga dapat diterima di ujung unit penerima (receiver) [1]. Sumber cahaya yang paling
umum digunakan adalah Light Emitting Diode (LED) dan Light Amplication by Stimulated
Emission of Radition (LASER). LED umunya digunakan untuk transmisi jarak pendek
sampai menengah karena lebih ekonomis, sedangkan LASER digunakan untuk jarak jauh
karena dapat menghasilkan cahaya dengan intensitas tinggi [2].
Universitas Sumatera Utara
2.2.1 Jenis Serat Optik
Untuk keperluan yang berbeda-beda, serat optik dibuat dalam dua jenis utama yang
berbeda, yaitu single-mode fibers dan multi-mode fibers [2].
1. Single-mode fibers
Jenis serat optik ini mempunyai inti sangat kecil (berdiameter sekitar antara 8-10 mikron)
dan berfungsi mengirimkan sinar laser infamerah (panjang gelombang 1300-1550
nanometer). Karena dimensinya yang sangat kecil maka hanya satu sinyal yang merambat
dalam setiap serat, perambatan sinyal ini terjadi di bagin inti (core) dari serat optik sehingga
membuat terjadinya sedikit dispersi pulsa dan jenis serat ini cocok untuk komunikasi serat
optik jarak jauh[2].
Gambar 2.2 Kabel serat optik single-mode
2. Multi-mode fibers
Jenis serat optik ini mempunyai ukuran inti yang lebih besar (berdiameter 6,35x10-5
meter atau 63,5 mikron) dan berfungsi mentransmisikan cahaya inframerah (panjang
gelombang 850-1300 nm). Serat ini digunakan untuk mentransmisikan banyak sinyal dalam
setiap serat. Namun hanya baik digunakan untuk data atau informasi dengan kecepatan
rendah dan untuk jarak yang relatif dekat [2].
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Kabel serat optik multi-mode
2.2.2 Perambatan Cahaya
Perambatan cahaya di sepanjang serat optik terjadi karena pemantulan internal sinar
optik yang terjadi pada perbatasan inti (core) dan pembungkus (cladding). Pemantulan ini
disebabkan oleh adanya perbedaan indeks bias antara inti (core) dan pembungkus (cladding).
Jika seberkas cahaya memasuki suatu medium dengan indeks bias yang berbeda, proses
pembiasan atau pemantulan cahaya yang terjadi dapat dijelaskan menggunakan hukum
Snellius seperti pada Persamaan (2.1) [4] :
n1 sin Φ1 = n2 sin Φ2
(2.1)
Di mana: n1 dan n2 secara berturut-turut adalah nilai indeks bias dari bahan pertama dan
dari bahan kedua, sedangkan Φ1 dan Φ2 secara berturut-turut adalah sudut datang dan sudut
bias. Maka jika sudut datang Φ1 diperbesar (didalam bahan pertama), maka sinar bias akan
semakin menjauhi normal. Bila sinar bias mencapai bidang batas kedua medium (besarnya
sudut Φ2 mencapai 90o), maka sudut datang yang menyebabkan terjadinya hal ini disebut
sudut kritis. Sudut kritis adalah sudut antara sinar datang terhadap garis normal dimana sinar
tersebut akan dibiaskan dengan sudut Φ2 = 900, sehingga kita dapat menghitung nilai sudut
kritis dengan mengambil nilai sudut bias sebesar 900 dan memasukkanya kedalam Persamaan
(2.1) diperoleh Persamaan (2.2) [4] [5] :
n1 sin Φc = n2 sin 900 sehingga sin Φc =
(2.2)
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 (a) menunjukkan sinar datang dari medium pertama menuju medium kedua
dengan sudut datang i1. Pada bidang batas sinar datang sebagian dipantulkan dengan sudut
pantul i1 dan sebagian lain dibiaskan dengan sudut bias i2.
Apabila sinar datang dengan sudut i1 yang melewati bidang batas dua medium dengan
n2