Pelajari Tentang Kehilangan dan Redaman Sinyal Serat Optik

Saat ini, transfer data berkecepatan tinggi di seluruh dunia bergantung pada serat optik, tetapi kehilangan dan pelemahan sinyal dapat menyebabkan masalah. Jika kehilangan sinyal ini tidak ditangani, jaringan Anda mungkin mengalami kecepatan lambat dan kinerja berkurang. Namun, tetaplah tenang! Ada kabar baik bahwa kehilangan sinyal dapat diminimalkan.

Oleh karena itu, tujuan penulisan blog ini adalah untuk membuat Anda memahami masalah kehilangan sinyal serat optik dan penyebabnya. Jadi, dalam artikel ini, Anda akan menemukan apa itu kehilangan sinyal serat optik, jenisnya, pengukurannya, dan juga kiat-kiat untuk meminimalkan kehilangan sinyal tersebut. Jadi, bergabunglah dengan kami!

Gambar no 1 Kehilangan dan redaman sinyal serat optik

1) Apa itu Kehilangan Serat Optik?

“Kehilangan serat optik terjadi ketika sebagian cahaya yang saat ini bergerak melalui kabel menjadi lebih lemah sebelum mencapai ujung terminal.” 

Bayangkan pula skenario di mana seseorang berteriak di dalam terowongan; awalnya, suaranya terdengar jelas, tetapi seiring perjalanannya, volumenya mengecil. Peredupan ini disebut redaman dalam serat optik, yang diukur dalam desibel per kilometer (dB/km). 

• Kehilangan serat optik vs Redaman

Sekarang, Anda mungkin bertanya apa perbedaan antara loss dan attenuation. Nah! Loss menggambarkan setiap penurunan daya sinyal. Di sisi lain, attenuation mengacu pada jenis loss tertentu yang terjadi pada serat karena penyerapan dan hamburan cahaya. Selain itu, perlu diingat bahwa hal ini sangat penting saat menggunakan internet jarak jauh atau jaringan berkecepatan tinggi. 

Namun, jika tidak ada solusi, panggilan video akan melambat, streaming akan mengalami buffering berulang kali, dan unduhan akan melambat secara signifikan. Inilah mengapa meminimalkan kehilangan serat optik sangatlah penting.

2) Jenis-jenis Kehilangan Serat Optik dan Penyebabnya

Kehilangan serat optik (db/km) dikategorikan menjadi dua kelompok: Intrinsik dan ekstrinsik. Kedua kelompok ini selanjutnya dikategorikan ke dalam berbagai jenis, masing-masing memiliki penyebab yang berbeda. Jadi, mari kita uraikan!

i) Kerugian Intrinsik

Jenis kehilangan ini mengacu pada kehilangan yang disebabkan oleh bahan serat itu sendiri. Sayangnya, kehilangan ini tidak dapat dihilangkan sepenuhnya dari serat, tetapi sebagian dapat dikurangi dengan menggunakan bahan berkualitas tinggi.

a. Kehilangan Penyerapan 

Misalnya, Anda menyorotkan cahaya melalui jendela yang kotor, tetapi sebagian cahaya tidak dapat melewatinya. Demikian pula pada kabel serat optik, saat cahaya memasuki inti kaca, cahaya akan menyerap energi karena pengotoran kecil pada kaca yang mengubahnya menjadi panas yang dikenal sebagai kehilangan penyerapan.

• Penyebab utama: 

• Alasan utama hilangnya penyerapan adalah konsentrasi kecil ion OH- (molekul air) yang ada dalam serat Anda. Ion-ion ini menangkap energi yang melemahkan sinyal sekitar 1383 nm. Perlu diingat bahwa sebagian besar kaca, meskipun kemurniannya optimal, akan menyerap energi. Namun, beberapa bahan yang lebih cocok untuk serat dapat meminimalkan masalah ini.

• Contoh:

Pada 1550 nm, serat berkualitas baik memiliki kehilangan penyerapan sekitar 0,2 dB/km. Jika serat memiliki lebih banyak pengotor, kehilangannya akan semakin meningkat. 

Gambar no 2 Jenis-jenis Kehilangan serat

b. Kehilangan Hamburan 

Pernahkah Anda melihat kabut menyebarkan sinar matahari? Itulah yang terjadi pada kabel serat optik Anda. Misalnya, ketika perubahan mikroskopis pada bahan serat menyebabkan cahaya menyebar ke berbagai arah, ini dikenal sebagai hamburan Rayleigh.

• Penyebab utama: 

• Kepadatan serat yang kecil berubah selama proses pembuatan. Ketidaksempurnaan kecil ini mengubah penyebaran energi.

• Contoh:

• Kerugian akibat hamburan Rayleigh adalah 0,18 dB/km pada 1550 nm dan meningkat menjadi 2,5 dB/km pada 850 nm. Itulah sebabnya kami lebih memilih panjang gelombang yang lebih panjang untuk komunikasi jarak jauh.

ii) Kerugian Ekstrinsik 

Kehilangan ekstrinsik adalah kebalikan dari kehilangan intrinsik; hal ini terjadi karena tindakan yang dilakukan pada serat, seperti pembengkokan yang berlebihan, sambungan yang buruk, dan penambahan elemen jaringan yang lebih banyak dari yang dibutuhkan. Jangan khawatir, hampir semua masalah ini dapat diperbaiki atau berada dalam kendali Anda.

c. Kerugian Tekuk

Jika Anda membengkokkan sedotan melebihi sudut tertentu, cairan tidak akan dapat mengalir dengan bebas. Demikian pula, jika Anda membengkokkannya terlalu dalam, kabel serat optik, hal yang sama terjadi. Alih-alih terkurung sempurna di inti, sebagian cahaya bocor keluar, yang merugikan nilai sinyal. Mari kita lihat jenis-jenisnya!

• Pembengkokan Makro: Lengkungan besar pada kabel serat optik, seperti saat dililitkan terlalu kencang atau diinjak, juga memiliki konsekuensi. Misalnya, kehilangan banyak sinyal dapat terjadi saat serat optik mengalami lengkungan lebih dari radius 30 mm.

• Pembengkokan mikro: Jenis kehilangan tekukan ini adalah akibat tekanan eksternal dan pemasangan serat yang buruk. Misalnya, Anda tahu penyok pada serat dapat menyebabkan peningkatan kehilangan sebesar 0,5 dB atau bahkan lebih.

D. Konektor Serat dan Kehilangan Sambungan

Setiap kali Anda menyambung dua kabel serat optik, sejumlah kehilangan cahaya mungkin terjadi karena kurangnya penyelarasan yang tepat. Hal ini terjadi pada konektor dan sambungan sambatan, dan dapat berdampak negatif pada jaringan Anda. Mari kita bahas jenis-jenisnya!

• Penyambungan fusi: Teknik ini menyambung serat melalui panas, dan memberikan sambungan dengan kehilangan rendah (kehilangan sekitar 0,1 dB).

• Penyambungan mekanis: Serat-serat tersebut direkatkan menggunakan lem dan akan kehilangan sekitar 0,5 dB atau lebih jika dilakukan dengan tidak tepat.

Lebih jauh lagi, perlu diingat bahwa jika ujung keluaran serat Anda hanya disejajarkan, celah kecil sekalipun dapat menyebabkan hilangnya sinyal secara signifikan.

e. Kerugian Penyisipan 

Selain itu, jaringan fiber kehilangan kualitas karena penambahan elemen seperti konektor, splitter, dan coupler yang menurunkan jumlah sinyal bagus dalam sistem.

Misalnya, konektor standar meningkatkan kerugian menjadi sekitar 0,2 dB. Selain itu, tergantung pada jenis splitter, kerugian tambahan ditetapkan hingga 3 dB dan lebih besar, yang berarti sinyal akan dibagi dua.

Selain itu, seseorang di Qoura, Peter Brown yang merupakan Spesialis Operasional di Shanghai Baudcom Communication Device Co., Ltd juga telah menyampaikan alasan yang sama di atas tentang hilangnya serat optik. Jadi, kita harus mempertimbangkan hal ini dan mencari solusi untuk menikmati internet berkecepatan tinggi tanpa hambatan.

• Tabel Ringkasan

Jenis Kerugian	Menyebabkan	Memengaruhi	Kerugian Umum
Kehilangan penyerapan	Kotoran (ion OH-)	Cahaya berubah menjadi panas	0,2 dB/km
Kehilangan hamburan	Ketidaksempurnaan material	Cahaya salah arah	0,18 dB/km
Kerugian pembengkokan makro	Tekukan serat besar	Cahaya bocor keluar	Tinggi jika <30 mm
Kehilangan pembengkokan mikro	Deformasi serat kecil	Cahaya salah arah	0,2 dB/koneksi
Kehilangan Konektor	Keselarasan yang buruk	Cahaya yang masuk lebih sedikit	0,5 dB+
Kehilangan Penyambungan	Sambungan serat buruk	Melemahkan transmisi data	0,1 dB (fusi), 0,5 dB (mekanik)
Kehilangan Penyisipan	Komponen tambahan (pemisah)	Sinyal melemah	3 dB/pemisah

3) Pengukuran Redaman Optik

Satuan pengukuran untuk kehilangan dalam serat optik adalah desibel per kilometer (dB/km). Ini menunjukkan tingkat kekuatan sinyal yang hilang untuk setiap kilometer kabel serat optik yang dilalui cahaya. Selain itu, memiliki nilai yang lebih rendah dalam dB/km berarti serat lebih jernih dan menyimpan data dengan lebih baik.

• Metode untuk menilai kehilangan sinyal dalam serat:

i) Reflektometer Domain Waktu Optik (OTDR): Anda dapat menganggapnya sebagai radar untuk serat optik Anda. Ia mengirimkan gelombang cahaya melalui kabel dan memperkirakan berapa banyak yang dipantulkan kembali. Selain itu, OTDR juga dapat menentukan lokasi pasti untuk titik lemah, patah, atau bengkokan.

Gambar no 3 Optical Time-Domain Reflectometer (OTDR)

ii) Metode Pemotongan: Teknik ini melibatkan pengiriman cahaya melalui serat dan pengukuran cahaya sisa di port input dan output. Teknik seperti ini sangat andal, namun, karena perlunya pemotongan serat, sepotong kecil akan terbuang sia-sia.

Gambar no 4 Metode Cutback

iii) Pengukuran Power Meter: Metode ini melibatkan penggunaan sumber cahaya beserta meteran daya untuk mengukur cahaya yang ada di ujung terminal kabel. Pendekatan ini mudah dan karenanya lebih disukai selama pengaturan awal dan pemeliharaan rutin jaringan serat optik.

Gambar no 5 Optical Power Meter

Jadi, dengan memeriksa redaman secara berkala, Anda memastikan serat tetap dalam kondisi optimal dan terus memfasilitasi transfer data yang cepat.

4) Optik Perhitungan Kehilangan Serat 

Anda juga bisa menghitung kerugian serat optik dengan menggunakan rumus yang disebutkan di bawah ini;

Kerugian (dB) = 10 × log⁡10 (Pdi dalam  /Pkeluar ) 

Di mana: 

Pdi dalam  = Daya input, atau kekuatan sinyal di awal.

Pkeluar  = Daya keluaran, atau kekuatan sinyal pada akhir. 

Dalam kasus ini, satuan ukurnya adalah desibel (dB), yang berarti tingkat kehilangan sinyal.

• Contoh Perhitungan

Mari kita asumsikan daya input Anda adalah 1mW dan daya output adalah 0,5mW. Kerugian yang terjadi dihitung sebagai berikut:

Kerugian = 10 × log10 ( 1/0.5 ) = 10 × log10 ( 2 ) = 3 dB Kerugian 

Oleh karena itu, terjadi hilangnya daya sinyal sebesar 3 dB.

• Kehilangan per Kilometer

Lebih jauh lagi, jika Anda ingin mencari redaman per Kilometer, Anda dapat menggunakan rumus yang disebutkan di bawah ini!

Redaman (db/km) = Total Kehilangan/Panjang Serat

5) Tips untuk Meminimalkan Kehilangan Serat

Di bagian ini, saya akan berbagi beberapa kiat bermanfaat yang dapat Anda manfaatkan untuk menikmati internet tanpa menghadapi masalah kehilangan sinyal. Jadi, mari kita mulai!

? Gunakan Serat Berkualitas: Seperti biasa, penting untuk memulai dengan material terbaik. Beberapa di antaranya memiliki cacat kecil yang akan menyerap cahaya dan melemahkan sinyal, seperti beberapa kabel serat optik. Jadi, pilih kaca silika ultra-murni, karena kaca ini dimurnikan dengan sangat hati-hati untuk mengurangi semua kotoran bahkan ion OH.

? Tangani dengan hati-hati: Lebih jauh, saya harus mengatakan bahwa tindakan Anda harus melengkapi desain sistem optik. Anggap kabel serat optik sebagai sedotan kaca yang sangat rapuh. Tahukah Anda bahwa membengkokkan sedotan terlalu banyak dapat menyebabkan kehilangan daya? Jadi, kami sarankan untuk menghindari sudut tajam dan ikatan ketat yang dapat menekan serat karena dapat menyebabkan pembengkokan pada sinyal dan akhirnya sinyal menjadi lebih lemah.

Gambar no 6 Pengujian kabel secara teratur

? Gunakan Konektor dan Penyambungan yang Baik: Lebih jauh, perlu diingat bahwa sinyal Anda akan turun jika konektor Anda kotor atau tidak sejajar. Pastikan Anda membersihkannya sebelum mencolokkannya. Jika menyangkut penyambungan serat, saya sarankan Anda melakukan penyambungan fusi (melebur ujung-ujungnya menjadi satu). Ini karena, dengan menggunakan ini Anda kehilangan lebih sedikit sekitar 0,1 dB dibandingkan dengan penyambungan mekanis, yang memiliki kerugian 0,2-0,75 dB.

Gambar no 7 Penyambungan fusi kabel serat

? Uji dan Rawat Secara Berkala: Akhirnya, lakukan pengujian meskipun serat optik Anda terpasang dengan sempurna. Pengujian dapat dilakukan dengan OTDR atau meteran daya untuk menemukan titik lemah. Selain itu, pembersihan dan pemeriksaan konektor secara teratur akan menghilangkan kehilangan yang tidak perlu, sehingga jaringan tetap berjalan.

6) Putusan Akhir

Sekarang Anda menyadari bahwa kehilangan dan pelemahan sinyal serat optik dapat menghambat kecepatan dan keandalan jaringan. Kabar baiknya adalah hal itu dapat diminimalkan. Anda hanya perlu menggunakan serat berkualitas, penanganan yang cermat, konektor yang baik, dan terlebih lagi pengujian rutin akan menjamin sinyal yang kuat. Meskipun serat optik menghadirkan kecepatan dan efisiensi, namun potensi sebenarnya dapat diaktifkan dengan perawatan yang tepat. Dengan demikian memastikan koneksi yang lancar selama bertahun-tahun ke depan. 
Selain itu, saya akan merekomendasikan Anda untuk beli kabel serat optik dari Dekam Fibres. Serat optik kami telah lulus sertifikasi CE, ROHS, dan sertifikasi profesional lainnya. Dengan demikian, kami memastikan bahwa produk kami berkualitas baik dan aman. Jadi, kunjungi situs web kami hari ini!