Bagaimana Cara Kerja Serat Optik? Panduan Lengkap

Teknologi serat optik merupakan salah satu kemajuan paling signifikan dalam bidang telekomunikasi yang telah membuat koneksi dan komunikasi di dunia saat ini menjadi jauh lebih mudah, lebih cepat, dan lebih andal dari sebelumnya. Tidak seperti kabel biasa, serat optik memanfaatkan cahaya sebagai media untuk mentransmisikan data, yang memungkinkan koneksi dibuat jauh lebih efisien, bahkan dari jarak yang jauh. 

Jadi, mengetahui bagaimana kabel serat optik Fungsi ini penting, baik saat Anda membangun jaringan rumah atau meningkatkan arsitektur TI suatu perusahaan. Oleh karena itu, dalam blog ini, kami akan membahas secara rinci proses kerja teknologi serat optik dan masih banyak lagi. Jadi, bergabunglah dengan kami!

Gambar no 1 Panduan Kerja Fiber Optik

1) Prinsip Transmisi Cahaya dalam Serat Optik

Untuk memahami bagaimana sebuah serat optik melakukan, pertama-tama kita perlu melihat prinsip refleksi internal total. Inilah yang menjaga sinyal cahaya tetap tersuspensi dalam serat tanpa pelemahan sinyal. Misalkan Anda sedang menyorotkan senter ke salah satu ujung tabung kaca yang sangat panjang dan bayangkan jika cahaya itu mengenai dinding pada sudut yang tepat; maka cahaya itu pasti akan memantul dan bergerak maju. Jadi, data akan dikirim melalui serat optik dengan kecepatan tinggi dalam jarak yang jauh.

• Indeks Bias dan Peranannya  

Alasan mengapa cahaya optik tetap berada di dalam serat adalah karena indeks bias. Indeks bias adalah sifat material yang mengukur kemampuannya untuk membelokkan sinar cahaya yang mengenainya. Selain itu, serat optik terbuat dari dua lapisan konsentris dasar:

• Inti, yang merupakan bagian tengah yang transparan, menahan sinyal cahaya.

• Pelapis memiliki indeks bias lebih rendah dan mengelilingi inti.  

Karena indeks bias inti lebih tinggi, maka cahaya akan membelok kembali ke inti alih-alih keluar ke selubung. Perbedaan indeks bias sangat penting agar refleksi internal dapat terjadi.

Gambar no 2 Proses transmisi cahaya pada serat optik

• Hukum Snell dan Sudut Datang

Hukum Snellius adalah salah satu hukum fisika yang membahas tentang bagaimana cahaya dibiaskan saat bergerak dari satu material ke material lain dengan indeks bias yang berbeda. Sudut datang adalah ukuran bagaimana cahaya mendekati permukaan tertentu, apakah akan melewati atau memantul. Jika sudutnya dianggap curam, maka cahaya akan terpantul bebas. Namun, jika berada dalam kisaran tertentu, cahaya akan memantul tanpa kehilangan sinyal.

Singkatnya, prinsip-prinsip ini menunjukkan alasan di balik efisiensi serat optik dan menjamurnya penggunaannya dalam sistem komunikasi masa kini.

2) Bagaimana cara kerja kabel serat optik?

A kabel serat optik menyalurkan sinyal cahaya melalui beberapa helai tipis plastik atau kaca. Hal ini membuatnya berbeda dari kabel tembaga, yang menggunakan sinyal listrik. Jadi, mari kita lihat bagaimana kabel serat kecil ini bekerja!

Gambar no 3 Lembar alur kerja Fiber Optik

i) Menghasilkan Sinyal Cahaya

Pertama-tama, sinyal cahaya dibuat dengan pemancar, yang bisa berupa LED atau laser. Komponen ini mengubah data elektronik seperti sinyal telepon atau internet menjadi pulsa cahaya. LED atau laser menciptakan aliran data biner dengan cara menyala dan mati secara cepat.

ii) Masuknya Cahaya ke Inti Serat

Cahaya diarahkan ke inti kabel serat optik. Inti kabel ini terbuat dari kaca atau plastik bermutu tinggi dan dilindungi oleh lapisan kaca yang disebut pelapis.

iii) Menjaga Cahaya di Dalam Menggunakan Refleksi Internal Total

Sekarang, perlu diingat bahwa cahaya tidak hanya mengalir; cahaya memantul dari dinding bagian dalam inti karena refleksi internal total. Hal ini dimungkinkan karena:

• Inti memiliki indeks bias lebih tinggi daripada selubungnya, sehingga tidak dapat membiarkan cahaya keluar.

• Cahaya, saat mengenai batas inti-selubung pada sudut tertentu, dipantulkan ke dalam alih-alih melewatinya. 

Jadi, karena pemantulan ini, cahaya dapat menempuh jarak yang jauh dengan kerugian yang minimal.

Gambar no 4 Proses kerja fiber optik

iv) Mempertahankan Kekuatan Sinyal

Terlepas dari seberapa efisien perjalanan cahaya, sejumlah kehilangan energi terjadi pada jarak yang jauh. Jadi, untuk mempertahankan sinyal, penguat optik dipasang di sepanjang jalur kabel. Perangkat ini memperkuat sinyal cahaya dan tidak perlu mengubahnya kembali menjadi listrik. 

v) Menerima dan Mengubah Cahaya Kembali Menjadi Data

Terakhir, foto-detektor (penerima) di titik akhir mengumpulkan pulsa cahaya yang masuk dan mengubahnya kembali menjadi sinyal listrik. Pulsa tersebut kemudian diproses oleh komputer, telepon, atau router internet sehingga data dapat dikirimkan dalam bentuk yang dapat ditindaklanjuti. 

Dengan demikian, semua proses di atas diselesaikan dengan kecepatan luar biasa, memungkinkan Internet cepat, panggilan telepon jernih, dan transfer data waktu nyata dalam jarak yang sangat jauh.

3) Apakah Kabel Serat Optik Berbahaya?

Tentu saja, kabel serat optik aman, tetapi penanganan yang salah dapat menimbulkan bahaya. Misalnya, tidak seperti kabel tembaga, kabel serat optik tidak mengalirkan listrik, jadi tidak ada risiko sengatan listrik, kebakaran, atau korsleting. Namun, ada beberapa bahaya yang memerlukan kehati-hatian.

! Paparan Cahaya Laser: Transmisi data pada serat optik dilakukan dengan menggunakan laser berintensitas tinggi. Cahaya tersebut biasanya inframerah, yang membuatnya tidak dapat dilihat oleh siapa pun, tetapi menatap langsung ke kabel serat yang aktif dapat membakar retina Anda. Karena kerusakan mata tidak menimbulkan rasa sakit dan permanen, selalu pastikan kabel telah dilepas sebelum pemeriksaan.

! Partikel Kaca Mikroskopis: Kabel pada serat optik terdiri dari untaian kaca tipis. Jadi, saat kabel disambung, dipotong, atau rusak, potongan-potongan kaca kecil dapat beterbangan di udara. Partikel-partikel ini tidak terlihat dan dapat menyebabkan iritasi dengan menusuk kulit Anda. Selain itu, partikel-partikel ini juga dapat menyebabkan cedera parah jika masuk ke mata Anda. Selain itu, partikel-partikel ini dapat terhirup, yang dapat menyebabkan cedera pada paru-paru Anda.

Jadi, selalu kenakan sarung tangan pelindung dan pelindung mata untuk menghilangkan risiko saat menangani serat optik dan pastikan pembuangan limbah kaca dilakukan dengan benar.

Gambar no 5 Aturan keselamatan kabel serat optik

! Pelapis Kimia dan Lapisan Pelindung: Kabel serat optik tertentu memiliki lapisan kimia untuk meningkatkan kekuatan. Lapisan tersebut sangat beracun jika terkena kulit atau terhirup. Itulah sebabnya mencuci tangan diperlukan setelah menangani kabel serat optik untuk mencegah kemungkinan tertelan.  

! Keamanan Terhadap Kebocoran dan Gangguan Data: Dibandingkan dengan kabel tembaga, serat optik jauh lebih sulit disadap karena tidak mengirimkan sinyal listrik, sehingga menyulitkan penyadapan data. Optik juga tidak memancarkan interferensi elektromagnetik, sehingga memastikan perlindungan bagi perangkat elektronik lain di sekitarnya.  

Jadi, jika dirawat dengan benar, kabel serat optik menawarkan keamanan yang luar biasa dibandingkan dengan teknologi lain dalam komunikasi dan jaringan.

4) Apakah kabel serat optik menghantarkan listrik?

Tidak, tidak ada konduksi listrik pada kabel serat optik. Sifat non-konduktif ini membuat serat optik aman dari bahaya listrik. 

• Mengapa Serat Optik Tidak Menghantarkan Listrik  

• Komposisi Bahan: Konduktivitas listrik tidak mungkin terjadi pada bahan non-logam seperti kaca dan plastik, yang merupakan bahan penyusun kabel serat optik.  

• Metode Transmisi Data: Selain itu, tidak ada aliran listrik karena serat optik mengirimkan pulsa cahaya yang dihasilkan oleh laser atau LED.  

Gambar no 6 Sifat serat optik non konduktif

• Manfaat Praktis Non-Konduktivitas  

+ Instalasi yang Lebih Aman: Pertama, area dengan air, struktur logam, atau tegangan tinggi juga aman untuk instalasi menggunakan kabel serat optik karena tidak adanya bahaya kelistrikan.  

+ Tidak Ada Gangguan Elektromagnetik (EMI): Selain itu, serat optik dapat digunakan di tempat-tempat yang terdapat peralatan listrik besar karena tidak terganggu oleh medan elektromagnetik seperti halnya kabel logam.  

+ Proteksi Petir yang Lebih Baik: Kabel logam konvensional rentan terhadap sambaran petir, tetapi jaringan serat optik tidak terpengaruh karena tidak menghantarkan arus listrik.

5) Terbuat dari apakah kabel serat optik?

Dua bahan utama yang menyusun kabel serat optik adalah kaca dan plastik. Bahan-bahan ini dipilih karena kemampuannya untuk mentransmisikan cahaya pada jarak yang jauh dengan sedikit kehilangan kualitas. Berikut adalah rinciannya bagaimana kabel serat optik dibuat: 

i) Inti

Cahaya bergerak melalui inti, yang merupakan bagian tengah kabel. Inti biasanya terbuat dari kaca atau plastik: 

• Kaca: Hampir semua kabel serat optik dibuat dari kaca silika dengan kemurnian tinggi karena memungkinkan cahaya ditransmisikan melalui jarak yang sangat jauh dengan degradasi sinyal yang sangat sedikit. Selain itu, kaca sangat kuat dan tahan banting, ideal untuk digunakan dalam infrastruktur telekomunikasi dan internet. 

• Plastik: Beberapa kabel jarak pendek atau kabel murah mengganti kaca dengan inti plastik. Meskipun lebih murah, kabel ini memiliki kelemahan yang signifikan dalam bentuk pelemahan sinyal. Ini berarti kabel ini kehilangan lebih banyak cahaya dalam jarak jauh daripada serat kaca. 

ii) Pelapis 

Lapisan pelapis membungkus inti. Lapisan ini biasanya terbuat dari kaca atau plastik tetapi memiliki indeks bias yang lebih rendah daripada inti. Pelapis memiliki tujuan yang sama pentingnya dengan memastikan bahwa cahaya akan tetap berada di dalam inti dengan memantulkannya sehingga sinyal cahaya dapat ditransmisikan dalam jarak jauh melalui refleksi internal total.

Gambar no 7 Komposisi bahan serat optik

iii) Pelapisan

Lapisan pelindung sering kali diaplikasikan pada inti dan pelapis untuk menghindari kerusakan dan dampak lingkungan pada serat. Lapisan pelindung tersebut biasanya terbuat dari polimer (komponen plastik).

Lapisan tersebut juga melindungi serat dan memberikan kekuatan serta fleksibilitas yang diperlukan agar tidak mudah putus atau rusak.

iv) Anggota Kekuatan

Elemen penguat juga disertakan untuk memberi kabel dukungan struktural dan mencegahnya meregang. Elemen penguat ini terbuat dari baja atau serat Kevlar. Kevlar, bahan ringan dan tahan lama yang umum digunakan dalam rompi antipeluru, menambah kekuatan dan ketahanan pada kabel.

v) Jaket Luar

Selubung luar melindungi kabel dari kelembapan, kerusakan fisik, dan kondisi lingkungan, sekaligus menyediakan faktor perlindungan lainnya. Selubung luar terbuat dari plastik seperti PVC dan Teflon yang dikenal kuat terhadap bahan kimia, sinar UV, dan perubahan suhu.

Singkatnya, komponen utama pelapis luar dan dalam kabel serat optik adalah kaca dan plastik, sedangkan lapisan pelindung dan anggota kekuatan digunakan untuk keandalan tambahan dalam berbagai aplikasi.

6) Apakah kabel serat optik memancarkan radiasi?

Kabel serat optik tidak memancarkan radiasi seperti sinar-X atau gelombang mikro. Sebaliknya, kabel tersebut membawa sinyal cahaya, yang merupakan bentuk energi elektromagnetik, yaitu cahaya inframerah. Cahaya inframerah tidak berbahaya dan memiliki panjang gelombang lebih panjang daripada radiasi ultraviolet atau sinar-X. 

Selain itu, laser dan LED digunakan sebagai sumber cahaya dalam serat optik, dan meskipun keduanya sangat kuat, cahaya hanya dikirim sepanjang serat dan tidak terpancar keluar dari sistem. Selain itu, berbeda dengan kabel listrik, serat optik kebal terhadap gangguan elektromagnetik (EMI). Ini berarti serat optik tidak mengganggu perangkat elektronik yang diletakkan di dekatnya. 

Ketiadaan radiasi tersebut menjadi salah satu alasan mengapa serat optik lebih disukai di tempat-tempat yang gangguan sinyal elektroniknya dapat menimbulkan masalah sulit, seperti rumah sakit dan fasilitas militer.

7) Kata Penutup

Singkatnya, teknologi serat optik adalah metode tercepat, paling tepercaya, dan teraman untuk mentransmisikan data dalam sinyal cahaya. Teknologi ini jauh lebih unggul daripada kabel tembaga tradisional dalam hampir semua hal, terutama jarak dan kecepatan tinggi. Jika Anda ingin membeli kabel serat optik berkualitas, Dekam Fiber adalah pilihan yang sangat baik. Produk kami andal dan tahan lama, menjamin nilai luar biasa yang disesuaikan dengan kebutuhan jaringan Anda. Jadi, Hubungi kami Hari ini!