Nomor 30, Tahun VI, April
2000
|
||||
Sajian Utama |
Teknologi Serat Optik |
|||
Home
Halaman Muka
|
UmumKomunikasi
dapatlah diartikan pentransferan informasi dari satu pihak ke pihak yang
lain. Transfer informasi ini dilakukan dengan memodulasikan informasi pada
gelombang elektromagnetik yang bertindak sebagai pembawa (carrier)
sinyal informasi tersebut. Selanjutnya setelah tiba di tujuan, maka untuk
memperoleh informasi yang asli dilakukan demodulasi.
Suatu komunikasi dikatakan berhasil atau sukses apabila
dapat memuat informasi yang banyak dalam sekali pengiriman perdetiknya
dan jarak yang dapat ditempuh oleh sinyal tersebut sehingga sinyal dapat
diterima sesuai dengan terkirim.
Serat optik merupakan salah satu alternatif sebagai
media transmisi komunikasi yang cukup handal, karena ia memiliki keunggulan
dibanding media lainnya.
Sistem komunikasi serat optis memanfaatkan cahaya
sebagai gelombang pembawa informsi yang akan dikirimkan. Pada bagian pengirim
isyarat informasi diubah menjadi isyarat optis. Lalu diteruskan ke kanal
informasi yang juga terbuat dari serat optis bertugas sebagai pemandu gelombang.
Sesampainya di penerima berkas cahaya ditangkap oleh detektor cahaya, yang
berfungsi mengubah besaran optis menjadi besaran elektris. Di sini cahaya
mengalami pelebaran dan pelemahan, disebabkan karena ketakmurnian bahan
serat, yang menyerap serta menyebarkan cahaya.
Cahaya yang telah mengalami pelebaran dan pelemahan itu dapat dipulihkan kembali dengan memakai piranti pengulang elektronis, yang ditempatkan pada jarak tertentu. Prinsip kerja piranti ini adalah mengubah cahaya yang datang ke bentuk elektris kemudian diperkuat dan diubah kembali ke bentuk asal (cahaya). Akan tetapi hal ini dianggap kurang praktis, karena dapat menyebabkan kesalahan tambahan, membatasi pesat transmisi dan lebar bidang serta relatif mahal. Perkembangan teknologi yang begitu pesat telah memunculkan penguat serat terdadah erbium (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA). Penguat ini dapat mengurangi ketergantungan terhadap piranti pengulang yang biasa digunakan. Fungsi EDFA dalam sistem komunikasi optis adalah :
Dengan menggunakan EDFA akan diperoleh pembangkitan
sinyal dengan faktor yang lebih besar dan dapat membawa data dengan pesat
bit yang lebih tinggi dibanding pengulang elektronik.
Dasar Sistem Komunikasi OptikSistem komunikasi serat optik pada umumnya terdiri
dari pemancar, media transmisi dan penerima. Pada sisi pengirim, informsi
yang akan dikirimkan terlebih dahulu diubah ke bentuk isyarat listrik oleh
sebuah tranduser sebelum ditransmisikan. Oleh modulator informasi yang
terdapat dalam isyarat listrik tersebut diubah lagi ke format yang sesuai.
Sejumlah daya diberikan pengirim ke kanal informasi oleh pengkopel kanal
(masukan) agar isyarat termodulasi dapat diteima pada sisi penerima. Pengkopel
kanal (keluaran) memberi daya kanala informasi ke detektor. Isyarat termodulasi
diubah oleh fotodetektor menjadi isyarat listrik. Dan setelah dipisahkan
dari pembawanya, isyarat listrik diubah menjadi isyarat aslinya oleh suatu
transduser.
Keunggulan Serat OptikAda beberapa keunggulan serat optik di banding media
transmisi lainnya, yaitu :
Di samping kelebihan yang telah disebutkan di atas,
serat optik juga mempunyai beberapa kelemahan di antaranya, yaitu :
Proses Pembuatan SeratProses pembuatan serat berhubungan erat dengan pemilihan
bahan serat. Ada beberapa sifat yang harus diperhatikan dalam pemilihan
bahan ini yaitu :
Ada dua metode pembuatan serat terdadah erbium, yaitu
:
Teknik fase uap (Vapour Phase Technique)
Merupakan suatu teknik yang mendadahkan erbium fase
uap ke dalam inti serat. Erbium dipanaskan sampai titik tertentu agat diperoleh
tekanan uap kerja yang sesuai. Kemudian uap dialirkan ke dalam serat, dan
selanjutnya diendapkan.
Terdapat dua metode dalam teknik fase uap ini. Pertama
menggunakan ruang pendadah terisi erbium. Pengendapan selubung dilakukan
dengan cara biasa, tetapi selama pengendapan inti, SICl4, GeCl4,
dan O2 ditempatkan pada bagian bawah tabung. Ruang pendadah
dipanasi secara konstan untuk mengalirkan erbium. Konsentrasi erbium dapat
dikendalikan dengan pengaturan suhu ruang pendadah. Sedangkan metode kedua
menggunakan spon silika yang terisi erbium guna menggantikan ruang pendadah
serta memberikan kemampuan pendadahan erbium yang lebih baik.
Teknik fase cair (Liquid Phase Technique)
Penguat Serat Terdadah ErbiumSerat optik akan memiliki unjukkerja yang maksimum
bila bekerja pada daerah panjang gelombang 1500 nm - 1600 nm. Pada daerah
ini serat optik hanya mengalami rugi-rugi sebesar 0,2 dB/km. Penguat serat
optik terdadah erbium merupakan yang paling tepat untuk bekerja di daerah
panjang gelombang tersebut. Dan hal ini telah dibuktikan oleh Saito dan
kawan-kawan pada tahun 1992 dengan menggunakan EDFA telah memperoleh hasil
yang memuaskan, dengan cara mentransmisikan sinyal 2,5 GB/s sejauh 45000
km atau dapat dikatakan juga diperoleh kapasitas informasi sebesar 11 Tb.km/s.
Prinsip Dasar Penguatan Pada Penguat Serat Terdadah ErbiumPada dasarnya mirip dengan prinsip kerja laser, di
mana transisi elektron yang mula-mula menempati tingkat energi yang lebih
tinggi menuju ke tingkat yang lebih rendah. Dan tentu saja elektron di
tingkat yang lebih tinggi haruslah lebih banyak dibandingkan pada tingkat
rendah, atau lebih dikenal dengan inversi populasi. Dengan demikian perpindahan
itu akan memancarkan cahaya dengan intensitas yang tinggi.
Pemilihan Bidang PemompaanBidang pemompaan EDFA
terdiri atas 3 macam yaitu 800 nm, 980 nm, dan 1480 nm. Ketiganya berkaitan
erat dengan transisi serapan dari tingkat dasar ke tingkat pengeksitasian.
Apabila dipompa pada bidang
pemompa 800 nm akan menyebabkan turunnya efisiensi pemompaan. Hal ini disebabkan
karena bidang pemompa 800 nm berada pada daerah penyerapan spontan yang
diperkuat (Absortion Spontaneous Amplified, ESA)
Pada bidang 980 nm, EDFA
dipandang sebagai sistem laser 3 tingkat yaitu elektron-elektron Erbium
di tingkat dasar dieksitasi ke tingkat pengeksitasian, lalu meluruh secara
nonradioaktif dengan cepat ke tingkat atas.
Sedangkan pada bidang
pemompa 1480 nm, EDFA dapat dikatakan sebagai sistem laser 2 tingkat di
mana elektron-elektron Erbium dieksitasi secara langsung dari tingkat dasar
ke tingkat atas dan penguatan terjadi pada saat kembalinya elektron dari
tingkat atas ke tingkat dasar.
Komponen Penyusun Penguat Serat Terdadah ErbiumPada dasarnya komponen penyusun penguat serat terdadah
erbium adalah sebagai berikut:
a. Serat terdadah erbium
b. Sumber Cahaya Pemompa
c. Kopler jenis WDM
d. Isolator Optik
e. Tapis Pelewat Bidang Optik
Unjukkerja Penguat Optik Terdadah ErbiumSifat utama yang harus
dimiliki oleh penguat optik adalah perolehan bersihnya. Perolehan penguat
terdadah erbium adalah lebih besar dari 20 dB.
Penguat serat terdadah
erbium memerlukan laser pompa yang berdaya keluaran tinggi dan suplai arus
prasikap yang lebih tinggi ke piranti. Laser pompa dan spektrum perolehan
dari penguat serat harus berada di sekitar panjang gelombang tertentu.
Untuk penguat terdadah erbium memerlukan panjang gelombang 800 nm, 980
nm atau 1480 nm dan spektrum perolehannya dapat meluas dalam jangkauan
1525 - 1565 nm.
Daya keluaran yang dihasilkan
hanya beberapa miliwatt yang diperoleh dalam daerah jenuh, dan merupakan
ambang batas daya keluaran yang telah ditentukan oleh daya pompa optik.
Distorsi intermodulasi
dan cakap silang terinduksi keluaran jenuh dalam sistem WDM dapat terjadi
pada ketiga kelas penguat, akan tetapi hal ini terjadi pada skala waktu
yang berbeda. Kecepatan penguat serat terdadah erbium ditentukan oleh waktu
nyala (life time) 14 ms dan cakap silang antar kanal dapat diabaikan
untuk data kecepatan tinggi dengan pengkodean yang sesuai/benar.
Aplikasi Penguat Optik Terdadah ErbiumDengan sekian banyak keunggulan yang telah dipaparkan
di atas, maka penggunaan serta aplikasi dari penguat optik terdadah erbium
pun makin meluas, di antaranya seperti di bawah ini :
Transmisi optik jarak jauh
Penguatan kanal jamak
Referensi
Hubbul Walidainy
E-mail : Hubbul@mailcity.com
|
|||
| KOMUNIKASI | KOMPUTER
| ENERGI | ELEKTRONIKA
|
| Halaman Muka |
© 1996-2000 ELEKTRO
Online.
All Rights Reserved.