Apa itu Fiber Optik dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Saat ini terutama di negara maju, infrastruktur komunikasi yang dibangun sebagian besar sudah menggunakan media fiber optik. Infrastruktur komunikasi sangatlah penting, maka dari itu fiber optik yang memang benar-benar andal banyak sekali digunakan. Meskipun tidak semurah kabel tembaga, namun media ini jauh lebih powerful daripada media kabel tembaga.

Sebenarnya Apa Fiber Optik Itu?
Fiber optik secara harafiah memiliki arti serat optik atau bisa juga disebut serat kaca. Fiber optik memang berupa sebuah serat yang terbuat dari kaca, namun jangan Anda samakan dengan kaca yang biasa Anda lihat. Serat kaca ini merupakan serat yang dibuat secara khusus dengan proses yang cukup rumit yang kemudian dapat digunakan untuk melewati data yang ingin Anda kirim atau terima.

Jadi media fiber optik itu sendiri merupakan sebuah serat seukuran rambut manusia yang terbuat dari bahan kaca murni, yang kemudian dibuat bergulung-gulung panjangnya sehingga menjadi sebentuk gulungan kabel. Setelah terjadi bentuk seperti ini, maka jadilah media fiber optik yang biasa Anda gunakan sehari-hari.

Pada 1983Corning memperkenalkan Optical Fiber atau serat optik yaitu helai kaca yang dapat mengirimkan sinyal telekomunikasi dengan sempurna pada kecepatan cahaya. Saat ini, Corning merupakan satu-satunya produsen serat optik di Amerika Serikat.

Bagaimana Fiber Optik Ini Dapat Melewati Data Anda?
Mungkin Anda sudah menangkap maksud dari fiber optik secara garis besar, yaitu media komunikasi data yang terbuat dari kaca. Pertanyaan selanjutnya adalah bagaimana sepotong kaca dapat memiliki kemampuan melewatkan data Anda? Apakah sepotong kaca dapat melewati pulsa-pulsa listrik? Atau dalam bentuk apa data Anda dibawa melalui sepotong kaca ini?

Jika berhubungan dengan alat-alat optik, maka alat-alat tersebut akan erat sekali hubungannya dengan cahaya dan sistem pencahayaan. Jika serat optik yang digunakan sebagai media, maka yang akan lalu-lalang di dalamnya tidak lain dan tidak bukan adalah cahaya.

Seberkas cahaya akan digunakan sebagai pembawa informasi yang ingin Anda kirimkan. Cahaya informasi tersebut kemudian ditembakkan ke dalam media fiber optik dari tempat asalnya. Kemudian cahaya akan merambat sepanjang media kaca tersebut hingga akhirnya cahaya tadi tiba di lokasi tujuannya. Ketika cahaya tiba di lokasi tujuan, maka pengiriman informasi dan data secara teori telah berhasil dikirimkan dengan baik. Dengan demikian, maka terjadilah proses komunikasi di mana kedua ujung media dapat mengirim dan menerima informasi yang ingin disampaikan.

Apa Saja Komponen Sistem Komunikasi Fiber Optik?
Sebuah sistem komunikasi tentu tidak hanya didukung oleh satu dua komponen atau perangkat saja. Di dalamnya pasti terdapat banyak sekali paduan komponen yang saling bekerja sama satu dengan yang lainnya. Perpaduan dan kerja sama tersebut akan menghasilkan banyak sekali manfaat bagi berlangsungnya transfer informasi. Dengan demikian, jadilah sebuah sistem komunikasi.

Sistem komunikasi biasanya terdiri dari lima komponen utama, transmitter, receiver, medianya itu sendiri, bentuk informasi yang dibawa melalui media, dan penguat sinyal. Baik di media kabel, media wireless, media optik semuanya menerapkan sistem yang sama. Misalnya di media wireless, yang menangani pekerjaan transmitter dan receiver adalah perangkat Access Point atau perangkat wireless client biasa. Yang menjadi medianya adalah udara bebas yang dapat membawa informasi sinyal-sinyal frekuensi radio.

Di dalamnya terdapat proses modulasi agar sinyal-sinyal informasi yang sebenarnya dapat dimungkinkan dibawa melalui udara. Dan setibanya di lokasi tujuan, proses demodulasi akan terjadi untuk membuka informasi aslinya kembali. Jika berjalan dalam jarak yang jauh maka penguat sinyal pasti dibutuhkan.

Cahaya pembawa informasi
Inilah sumber asal-muasal terjadinya sistem komunikasi fiber optik. Cahaya, komponen alam yang memiliki banyak kelebihan ini dimanfaatkan dengan begitu pintarnya untuk membawa data dengan kecepatan dan bandwidth yang sangat tinggi. Semua kelebihan dari cahaya seakanakan dimanfaatkan di sini. Cahaya yang berkecepatan tinggi, cahaya yang kebal terhadap gangguan-angguan, cahaya yang mampu berjalan jauh, semuanya akan Anda rasakan dengan menggunakan media fiber optik ini.

-Optical Transmitter
Optical transmitter merupakan sebuah komponen yang bertugas untuk mengirimkan sinyal-sinyal cahaya ke dalam media pembawanya. Di dalam komponen ini terjadi proses mengubah sinyal-sinyal elektronik analog maupun digital menjadi sebuah bentuk sinyal-sinyal cahaya. Sinyal inilah yang kemudian bertugas sebagai sinyal korespondensi untuk data Anda. Optical transmitter secara fisik sangat dekat dengan media fiber optic pada penggunaannya. Dan bahkan optical transmitter dilengkapi dengan sebuah lensa yang akan memfokuskan cahaya ke dalam media fiber optik tersebut. Sumber cahaya dari komponen ini bisa bermacam-macam.

Sumber cahaya yang biasanya digunakan adalah Light Emitting Dioda (LED) atau solid state laser dioda. Sumber cahaya yang menggunakan LED lebih sedikit mengonsumsi daya daripada laser. Namun sebagai konsekuensinya, sinar yang dipancarkan oleh LED tidak dapat menempuh jarak sejauh laser.

- Fiber optic cable
Komponen inilah yang merupakan pemeran utama dalam sistem ini. Kabel fiber optik biasanya terdiri dari satu atau lebih serat fiber yang akan bertugas untuk memandu cahaya-cahaya tadi dari lokasi asalnya hingga sampai ke tujuan. Kabel fiber optic secara konstruksi hampir menyerupai kabel listrik, hanya saja ada sedikit tambahan proteksi untuk melindungi transmisi cahaya. Biasanya kabel fiber optic juga bisa disambung, namun dengan proses yang sangat rumit. Proses penyambungan kabel ini sering disebut
dengan istilah splicing.

- Optical receiver
Optical receiver memiliki tugas untuk menangkap semua cahaya yang dikirimkan oleh optical transmitter. Setelah cahaya ditangkap dari media fiber optic, maka sinyal ini akan didecode menjadi sinyal-sinyal digital yang tidak lain adalah informasi yang dikirimkan. Setelah di-decode, sinyal listrik digital tadi dikirimkan ke sistem pemrosesnya seperti misalnya ke televisi, ke perangkat komputer, ke telepon, dan banyak lagi perangkat digital lainnya. Biasanya optical receiver ini adalah berupa sensor cahaya seperti photocell atau photodiode yang sangat peka dan sensitif terhadap perubahan cahaya.

- Optical regenerator
Optical regenerator atau dalam bahasa Indonesianya penguat sinyal cahaya, sebenarnya merupakan komponen yang tidak perlu ada ketika Anda menggunakan media fiber optik
dalam jarak dekat saja. Sinyal cahaya yang Anda kirimkan baru akan mengalami degradasi dalam jarak kurang lebih 1 km. Maka dari itu, jika Anda memang bermain dalam jarak jauh, komponen ini menjadi komponen utama juga. Biasanya optical generator disambungkan di tengah-tengah media fiber optik untuk lebih menguatkan sinyal-sinyal yang lemah.

Optical generator terdiri dari serat optic yang dilapisi dengan bahan khusus yang dapat menguatkan cahaya laser. Ketika sinyal yang lemah datang menghampiri bagian yang dilapisi khusus tersebut, energi dari laser lemah tersebut akan membuat molekul dari bahan tadi berubah menjadi sinar-sinar juga. Molekul tambahan tadi kemudian akan memancarkan sinar-sinar yang baru, yang lebih kuat dengan karakteristik yang hampir sama dengan sinar lemah yang sebelumnya datang. Secara garis besar, regenerator ini merupakan penguat dari sinyal yang diumpankan ke dalamnya.

Apa Keuntungan Fiber Optik Dibanding Media Lain?
Media fiber optik memang telah lama ada dalam dunia komunikasi. Aplikasinya pun sudah cukup banyak meskipun belum seberkembang dan seluas kabel UTP atau kabel tembaga. Mengapa demikian? Karena media ini cukup mahal untuk dimiliki. Tidak semua orang mampu menggunakan media ini karena harganya yang tidak murah. Namun di balik semua itu, sebenarnya media fiber optik memiliki segudang kelebihan dibanding media lain. Kelebihan tersebut bahkan bisa membuat tonggak sejarah baru dalam kehidupan manusia. Media ini tidaklah menjadi mahal jika Anda bisa memanfaatkan semua kelebihannya. Berikut ini adalah kelebihan-kelebihan media fiber optik dibandingkan dengan media lain:

- Lebih ekonomis untuk komunikasi jarak jauh
Untuk keperluan media komunikasi dengan jarak yang sangat jauh, dengan kecepatan yang sangat tinggi dan dengan bandwidth yang cukup lebar, maka fiber optik dapat dikategorikan sebagai media yang murah dibandingkan dengan media kabel tembaga atau bahkan wireless. Memang biaya kepemilikannya jauh lebih mahal pada saat kali pertama, namun semua itu akan terbayar dengan kenyamanan menggunakannya, reliabilitasnya, kecepatannya, kapasitasnya, jarak tempuhnya, dan banyak lagi kelebihan lain yang bisa Anda rasakan.

Media kabel tembaga memiliki keterbatasan jarak yang cukup signifikan dibandingkan dengan media fiber optic. Maka dari itu, jika Anda bermaksud membangun jaringan komunikasi yang berskala metropolitan dan bahkan berskala internasional, media fiber optik menjadi sebuah opsi yang sangat murah, dibandingkan dengan media tembaga.

- Lebih kecil ukurannya
Dari namanya saja, fiber optik atau serat optik, mungkin Anda sudah bisa menduga kalau media fiber optik ini adalah media yang sangat kecil. Hanya berupa serat yang terbuat dari bahan optik atau kaca. Ternyata memang benar dugaan Anda. Dalam wujud aslinya media yang mampu membawa informasi dengan kapasitas “tak terhingga” secara teori ini tidak jauh lebih besar dari sehelai rambut. Jika Anda pernah memancing, mungkin Anda tahu ciri dari benang pancing, yaitu bening dan tipis. Seperti itulah wujud serat optik yang hebat itu.

Banyak sekali keuntungan yang bisa didapat dari wujudnya yang kecil ini. Dengan penampangnya yang kecil, maka ukuran fisik dari media ini secara keseluruhan juga tidak terlalu besar. Jika dibundel, maka dalam ukuran bundel yang tidak begitu besar, Anda bisa mendapatkan cukup banyak helaian serat optik di dalamnya. Tentu keuntungan ini akan sangat berguna bagi Anda karena tidak perlu repot-repot menyediakan jalur bentangan kabel yang besar, Anda juga tidak perlu menarik berkali-kali utasan-utasan kabel untuk berbagai keperluan karena didalam satu kabel saja sudah tersedia banyak sekali media pembawa data. Berbagai keperluan transmisi seperti misalnya sinyal-sinyal TV dan teleponya dapat sekaligus dibawa juga.

Selain itu, dengan ukuran yang kecil Anda bisa membuat pembungkusnya menjadi lebih tebal, sehingga lebih tahan terhadap gangguan dari luar. Dengan ukurannya yang kecil pula Anda tidak akan kesulitan untuk mengaturnya ketika digunakan. Semua itu mungkin tidak bisa Anda dapatkan di media manapun kecuali menggunakan media fiber optic.

- Penurunan kualitas sinyal lebih sedikit
Jika menggunakan media kabel tembaga, maka Anda akan mengenal lebih banyak apa yang disebut dengan degradasi sinyal transmisi. Menurunnya kualitas sinyal-sinyal yang ditransmisikan akan mengganggu kelancaran proses komunikasi data. Hal ini akan sering ditemui jika Anda menggunakan media kabel tembaga untuk keperluan transmisi data baik jarak jauh maupun jarak dekat. Sinyal-sinyal yang dibawa melalui jalur ini tentu tidak pernah dapat dipastikan keutuhannya. Pengirim tidak akan pernah tahu apa yang terjadi di tengah perjalanannya. Yang pasti banyak sekali faktor pengganggu yang dapat menyebabkan kualitas sinyal menurun.

Apakah jalur komunikasi melewati jalur listrik tegangan tinggi, atau melalui kabel yang kurang baik instalasinya, atau melalui terminasi-terminasi yang lembap, atau melalui perangkat-perangkat penguat yang tidak baik kelistrikannya, semua itu bisa menjadi penyebab terganggunya sinyal data Anda.

Di dalam sistem komunikasi menggunakan fiber optik, sinyal informasi yang lalu-lalang di dalamnya adalah berwujud cahaya. Mengapa cahaya? Karena media ini relatif lebih kebal terhadap gangguan dari luar. Tidak banyak faktor yang dapat menimbuklan interferensi terhadap sinyal cahaya tersebut. Cahaya tidak akan terganggu oleh listrik bertegangan tinggi, tidak akan terganggu oleh suhu udara baik panas maupun dingin, dan
juga tidak terganggu oleh frekuensi radio di sekitarnya.

Dengan kondisi seperti ini, penurunan kualitas sinyal cahaya relatif lebih kecil dan sedikit dibandingkan dengan media komunikasi lainnya. Keuntungan yang didapat dari kelebihan ini adalah data yang dilewatkan di dalamnya lebih terjamin keutuhannya, suara yang dibawa di dalamnya untuk komunikasi telepon lebih bersih, sinyal-sinyal TV yang dilewatkan di dalamnya akan lebih jernih sampai di penerimanya.

- Daya listrik kecil
Untuk membawa informasi dalam bentuk sinyal cahaya, daya listrik yang dibutuhkan relatif tidak terlalu besar. Sinyal cahaya yang relatif lebih kebal terhadap gangguan dari luar tidak perlu ditransmisikan dengan daya listrik yang tinggi seperti yang terjadi pada media komunikasi kabel tembaga. Hanya butuh daya yang rendah saja, maka sinyal informasi bisa tiba di tujuan dengan selamat. Bahkan daya listrik tersebut sebenarnya tidak pernah melewati media serat optik tersebut, karena yang membawa informasi tersebut tidak membutuhkan bantuan pulsa-pulsa listrik. Dengan demikian, media ini akan menghemat banyak sekali daya listrik yang harus Anda bayar.

- Sinyal digital
Karena tidak ada sinyal listrik yang digunakan untuk membawa data, media fiber optik sangat cocok digunakan dalam sistem digital seperti misalnya komputer. Mengapa demikian? Karena komputerisasi beserta perangkat-perangkatnya banyak mengandalkan logika-logika digital. Media cahaya yang membawa informasipun bukanlah sebuah sinyal
analog yang harus melewati proses perubahan sinyal digital menjadi analog dan sebaliknya (ADC/DAC), melainkan adalah sinyal-sinyal digital yang terdiri dari informasi logika 0 dan 1.

Dengan demikian, informasi yang dibawanya tidak perlu melewati proses ADC/DAC lagi. Keuntungan dari fitur ini adalah data yang dikirimkan tidak akan banyak mengalami penurunan kualitas dan tidak banyak kesalahan yang terjadi akibat konversi ini.

- Tidak mudah termakan usia
Media fiber optik tidak digunakan untuk melewatkan sinyal-sinyal listrik. Bisa dipastikan didalam jalur komunikasi ini Anda tidak akan tersengat listrik sekecil apapun. Dengan demikian, media ini tidak akan mengalami kepanasan dan penipisan akibat tegangan listrik yang lewat di dalamnya. Ini menandakan media fiber optik akan jauh lebih berumur panjang dibandingkan dengan kabel tembaga biasa.

Seperti dijelaskan di atas, fiber optik terbuat dari serat kaca murni. Perlu Anda ketahui, bahan seperti kaca tidak akan mudah mengalami korosi seperti halnya tembaga. Jika bahan seperti tembaga bisa mengalami korosi jika ditempatkan pada daerah yang bersifat korosif, tidak demikian dengan fiber optik. Anda bebas meletakkannya di mana saja tanpa takut menjadi cepat rusak. Media fiber optik bisa ditanam di tanah jenis apapun atau digantung di daerah manapun dibutuhkan tanpa harus cemas. Dengan demikian, dapat disimpulkan media fiber optik jauh lebih lama usianya dibandingkan dengan media tembaga, jika tidak terjadi hal-hal di luar prediksi.

- Ringan dan fleksibel
Ukurannya yang sangat kecil, hampir seperti seutas rambut, membuat media komunikasi ini merupakan media fisik yang paling ringan, dibandingkan dengan kabel tembaga dan media lainnya. Dengan kelebihan seperti ini, aplikasi media fiber optik akan jauh lebih banyak dan lebih terbuka bebas dibandingkan dengan media kabel tembaga. Media ini dapat dibentang di tempat-tempat yang lebih tersembunyi, di tempat-tempat yang sulit dijangkau, dan banyak lagi.

Selain itu, media ini juga sangat fleksibel. Jika Anda pernah tahu bentuk dan karakteristik dari seutas benang pancing yang bening, seperti itulah fiber optik. Anda bebas melekuk-
lekukkannya, melilit-lilitkannya tanpa takut patah, asalkan tekukan tidak terlalu tajam sudutnya. Dengan bentuk yang fleksibel dan ringan seperti ini, media fiber optik akan menciptakan aplikasi-aplikasi baru yang sebelumnya tidak pernah terpikirkan oleh manusia.

Contoh aplikasi fiber optik yang paling umum saat ini adalah fiber optik digunakan sebagai kamera digital sederhana untuk menangkap gambar dari dalam tubuh manusia. Aplikasi di bidang medis ini menjadi tonggak sejarah baru bagi dunia pengobatan dan kesehatan karena sebelumnya semua pekerjaan “melihat-lihat” tersebut sangat sulit dilakukan tanpa operasi. Aplikasi fiber optik yang lain misalnya melakukan pemantauan dalam system mekanis roket, pesawat terbang, kereta api supercepat, dan banyak lagi. Kerusakan yang terjadi di dalam perangkat-perangkat tersebut tidak akan mudah ditemukan jika tidak ada alat bantu seperti fiber optik. Dengan keuntungan ini, fiber optik menjadi sangat populer hingga sekarang.

- Komunikasi lebih aman
Media fiber optik merupakan media yang sangat ideal jika Anda menginginkan media yang sangat aman. Mengapa demikian? Hal ini dikarenakan informasi yang lewat di dalam media fiber optik tidak mudah untuk disadap atau dikacaukan dari luar. Sinyal informasi yang berupa cahaya tidak akan mudah untuk ditransfer ke jalur lain untuk disadap. Sinyal cahaya pun tidak akan mudah dikacaukan dengan menggunakan frekuensi pengacau atau medan elektromagnetik. Maka dari itu, media ini cukup aman untuk Anda gunakan. Meskipun cukup aman, media ini tidak sulit untuk dimonitor. Jadi sangat ideal, bukan?

Jalan Tol untuk Data Anda
Informasi dibawa dengan seberkas cahaya. Mendengarnya saja rasanya sudah cukup canggih untuk kita. Tapi sebenarnya, teknologi ini memang sangat hebat dan juga bermanfaat sekali. Data Anda tidak lagi dibawa dengan menggunakan pulsa-pulsa listrik atau frekuensi radio, tetapi dengan media yang terbilang cukup reliabel yaitu cahaya. Cahaya relatif cukup kuat terhadap segala gangguan, baik gangguan medan elektromagnetik, gangguan cuaca, gangguan frekuensi radio, gangguan suhu, gangguan pulsa-pulsa listrik, dan banyak lagi. Selama medianya tidak terganggu secara fisik, maka
cahaya akan terus berjalan sampai ke tujuannya. Kecepatannya pun tidak perlu diragukan lagi karena secara teori, kecepatan media ini adalah TANPA BATAS.

Namun, yang masih menjadi kendala dalam penggunaan media fiber optik adalah tidak lain masalah biaya. Berapa budget yang harus Anda sediakan untuk membeli, instalasi, menggunakan, dan merawat media ini bukanlah persoalan sepele. Karena media ini cukup mahal baik kepemilikannya maupun perawatannya. Maka itu, media jenis ini hanya dipakai untuk tujuan dan kalangan tertentu saja yang memang benar-benar membutuhkan media komunikasi berskala besar.

(Sumber: IT Staf)