Sejarah Perkembangan Teknologi Serat Optik

Beranda

...

The Lounge
Sejarah Perkembangan Teknologi Serat Optik

AddictorKing.JR

04-07-2011 15:31

Sejarah Perkembangan Teknologi Serat Optik

Jika Masih Repost
Maafkan Daku
emoticon-Malu

No Repsol

Spoiler for Repost:

Gak Percaya ?

Spoiler for Check:

GAK PERCAYA ?CEK DISINI

CENDOL KALAU BOLEH

emoticon-Toast

RATE 5 DULU GAN

emoticon-Rate 5 Star

Sejarah Perkembangan Teknologi Serat Optik

Quote:

A.Sejarah Perkembangan Teknologi Serat Optik

Quote:

Pada tahun 1880 Alexander Graham Bell menciptakan sebuah sistem komunikasi cahaya yang disebut photo-phone dengan menggunakan cahaya matahari yang dipantulkan dari sebuah cermin suara-termodulasi tipis untuk membawa percakapan. Photo-phone tidak pernah mencapai sukses komersial, walaupun sistem tersebut bekerja cukup baik. Berikut adalah beberapa tahap sejarah perkembangan teknologi serat optik :

1.Generasi Petama ( mulai tahun 1970)
Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya terdiri dari :
Encoding : Mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik.
Transmitter : Mengubah sinyal listrik menjadi gelombang cahaya termodulasi, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 µm. Serat Silika : Sebagai pengantar gelombang cahaya.
Repeater : Sebagai penguat gelombang cahaya yang melemah di jalan
Receiver : Mengubah gelombang cahaya termodulasi menjadi sinyal listrik, berupa foto-detektor
Decoding : Mengubah sinyal listrik menjadi ouput (misal suara).
Repeater bekerja dengan merubah gelombang cahaya menjadi sinyal listrik kemudian diperkuat secara elektronik dan diubah kembali menjadi gelombang cahaya.
Pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi 10 Gb.km/s.

2.Generasi Ke- Dua ( mulai tahun 1981)
Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran inti serat diperkecil.
Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias inti.
Menggunakan diode laser, panjang gelombang yang dipancarkan 1,3 µm.
Kapasitas transmisi menjadi 100 Gb.km/s.

3.Generasi Ke- Tiga ( mulai tahun 1982)
Penyempurnaan pembuatan serat silika.
Pembuatan chip diode laser berpanjang gelombang 1,55 µm.
Kemurniaan bahan silika ditingkatkan sehingga transparansinya dapat dibuat untuk panjang gelombang sekitar 1,2 µm sampai 1,6 µm
Kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.

4.Generasi Ke- Empat ( mulai tahun 1984)
Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya bukan modulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi.
Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai kapasitas sistem deteksi langsung (modulasi intensitas).
Terhambat perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi masih jauh tertinggal.

5.Generasi Ke- Lima ( mulai tahun 1989)
Dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater pada generasi-generasi sebelumnya.
Pada awal pengembangannya kapasitas transmisi hanya dicapai 400 Gb.km/s tetapi setahun kemudian kapasitas transmisinya sudah menembus 50.000 Gb.km/s !

6.Generasi Ke- Enam ?
Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer mempelopori sistem komunikasi optik soliton. Soliton adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit dan juga bervariasi dalam intensitasnya.
Panjang soliton hanya 10 -12 detik dan dapat dibagi menjadi beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa soliton merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength division multiplexing).
Eksprimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5 saluran yang masing-masing membawa informasi dengan laju 5 Gb/s. Kapasitas transmisi yang telah diuji mencapai 35.000 Gb.km/s.
Cara kerja sistem soliton ini adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang gelombangnya sama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika intensitasnya melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir efek dispersi, sehingga soliton tidak melebar pada waktu sampai di receiver. Hal ini sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan dapat diabaikan.

B.Struktur Serat Optik dan Perambatan Cahaya pada Serat Optik

Quote:

1.Struktur Dasar Sebuah Serat Optik
Gambar (1) di bawah merupakan struktur dasar dari sebuah serat optik yang terdiri dari 3 bagian : core (inti), cladding (kulit), dan coating (mantel) atau buffer (pelindung). Inti adalah sebuah batang silinder terbuat dari bahan dielektrik (bahan silika (SiO2). Inti di selubungi oleh lapisan material, disebut kulit, yang terbuat dari bahan dielektrik (silika tanpa atau sedikit doping), kulit memiliki jari-jari sekitar 125 400 µm indeks bias-nya n2, besarnya sedikit lebih rendah dari n1.

Walaupun cahaya merambat sepanjang inti serat tanpa lapisan material kulit, namun kulit memiliki beberapa fungsi :
- Mengurangi cahaya yang loss dari inti ke udara sekitar.
- Mengurangi loss hamburan pada permukaan inti.
- Melindungi serat dari kontaminasi penyerapan permukaan.
- Menambah kekuatan mekanis.
Jika perbedaan indeks bias inti dan kulit dibuat drastis disebut serat optik Step Indeks (SI), selisih antara indek bias kulit dan inti disimbolkan dengan Δ , dimana :

Untuk pelindungan tambahan, kulit dibungkus oleh lapisan tambahan (terbuat dari plastik jenis tertentu) yaitu mantel atau buffer untuk melindungi serat optik dari kerusakan fisik. Buffer bersifat elastis, mencegah abrasi dan mencegah loss hamburan akibat microbends.

2.Perambatan Cahaya Di Dalam Serat Optik

Quote:

Konsep perambatan cahaya di dalam serat optik, dapat ditinjau dengan dua pendekatan/teori yaitu optik geometrik dimana cahaya dipandang sebagai sinar yang memenuhi hukum-hukum geometrik cahaya (pemantulan dan pembiasan) dan optik fisis dimana cahaya dipandang sebagai gelombang elektro-magnetik (teori mode).
Tinjauan Optik Geometrik
Memberikan gambaran yang jelas dari perambatan cahaya sepanjang serat optik.
Dua tipe sinar dapat merambat sepanjang serat optik yaitu sinar meridian dimana sinar merambat memotong sumbu serat optik dan skew ray dimana sinar merambat tidak melalui sumbu serat optik.
Sinar-sinar Meridian dapat diklasifikasikan menjadi bound dan unbound rays.
Bound rays di dalam serat optik disebabkan oleh pemantulan sempurna, dimana agar peristiwa ini terjadi maka sinar yang memasuki serat harus memotong perbatasan inti kulit dengan sudut lebih besar dari sudut kritis, èc, sehingga sinar dapat merambat sepanjang serat.
Tinjauan Optik Fisis
Pendekatan cahaya sebagai sinar hanya menerangkan bagaimana arah dari sebuah gelombang datar merambat di dalam sebuah serat namun tidak meninjau sifat lain dari gelombang datar yaitu interferensi, dimana gelombang datar saling berinterferensi sepanjang perambatan, sehingga hanya tipe-tipe gelombang datar tertentu saja yang dapat merambat sepanjang serat. Maka diperlukan tinjauan optik fisis yaitu memandang cahaya sebagai gelombang elektromagnetik yang disebut teori moda.
Teori mode selain digunakan untuk menerangkan tipe-tipe gelombang datar yang dapat merambat sepanjang serat, juga untuk menerangkan sifat-sifat serat optik seperti absorpsi, attenuasi dan dispersi.
Mode adalah konfigurasi perambatan cahaya di dalam serat optik yang memberikan distribusi medan listrik dalam transverse yang stabil (tidak berubah sepanjang perambatan cahaya dalam arah sumbu) sehingga cahaya dapat dipandu di dalam serat optik ( Introduction To Optical Fiber Communication, Yasuharu Suematsu, Ken Ichi Iga). Kumpulan gelombang-gelombang elektromagnetik yang terpandu di dalam serat optik disebut mode-mode.
Teori mode memandang cahaya sebagai sebuah gelombang datar yang dinyatakan dalam arah, amplitudo dan panjang gelombang dari perambatannya. Gelombang datar adalah sebuah gelombang yang permukaannya (dimana pada permukaan ini fase-nya konstan, disebut muka gelombang) adalah bidang datar tak berhingga tegak lurus dengan arah perambatan. Hubungan panjang gelombang, kecepatan rambat dan frekuensi gelombang dalam suatu medium :

Quote: