PROPAGASI CAHAYA

Komunikasi fiber optik telah memberikan dampak yang besar terhadap berbagai segi pengiriman data informasi, mulai dari lingkup ‘local area networks’(LAN) sampai telekomunikasi antar benua. Fiber optik adalah suatu media transmisi yang pemakaiannya sedang berkembang pesat. Hal ini karena media fiber optik memiliki keunggulan yang signifikan dibanding media transmisi kawat konvensional.

Keunggulan-keunggulan fiber optik dibandingkan kabel koaksial adalah :

· Mempunyai kapasitas yang besar hanya memerlikan sedikit fiber

· Ukuran kecil dan ringan sehingga biaya instalasi kabel murah

· Rugi transmisi rendah

· Tahan gangguan elektromagnetik dan elektrik

Secara umum komunikasi fiber optik dapat dijelaskan sebagai berikut :

Data yang akan dikirimkan dapat berupa analog atau digital. Dalam sistem pengiriman data dalam system fiber optic maka data berasal dari elektrik akan diubah dahulu ke optic oleh sumber cahaya berupa LED, Laser Dioda (LD). Kemudian disambungkan dengan splices atau konektor dari fiber satu ke yang lain dan diterima oleh photodetektor bisa berupa PIN, APD (Avalance Photodioda) yang akan mengubah dari optik ke elektrik selanjutnya akan diubah ke data semula.

Gambar 1.1. Sistem Komunikasi Fiber Optik

1.1. Gelombang Elektromagnetik

Cahaya bukan saja hanya merupakan sinyal cahaya tampak saja, tetapi juga sebagai gelombang elektromagnetika lain yang tak tampak tetapi mempunyai sifat cahaya. Yaitu infra merah clan ultra ungu dengan rentang panjang gelombang antara 10-3 samapi 6x 10-10 m. Secara lebih rinci rentang panjang gelombang dan pembagian jenis gelombang elektromagnetik ini dapat dilihat pada Gambar (1.2).

Gambar 1.2. Spektrum Elektromagnetik untuk Telekomunikasi

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik dimana dalam penggambaran sederhana dapat dilukiskan sebagai gelombang datar monokromatis. Suatu gelombang elektromagnetik yang yang terdiri dari medan listrik (E) dan medan magnet (B) dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

… 1.1

… 1.2

dengan Eo adalah amplitudo medan listrik (volt/meter), Bo adalah amplitudo medan magnet (weber/m²).

Hubungan antara Eo dan Bo dapat dilihat di persamaan (1.3)

E₀ = Bo x C … 1.3

dengan c adalah laju cahaya dalam ruang hampa yang memiliki nilai

C = 3 x 10⁸ meter … 1.4

Cahaya sebagai gelombang datar mempunyai beberapa sifat penting yang berguna dalam mempelajari optoelektronika, yaitu: refleksi (pantulan) dan refraksi (pembiasan). Sifat ini terutama dipakai dalam pemanduan gelombang dalam fiber optik dan resonator laser. Peristiwa refleksi dan refraksi dapat dilihat pada gambar 1.3.

Menurut hukum Snellius jika seberkas sinar masuk pada suatu ujung fiber optik (media yang transparan ) dengan sudut kritis dan sinar itu datang dari medium yang mempunyai indeks bias lebih kecil dari udara menuju inti fiber optik ( kuartz murni ) yang mempunyai indeks bias yang lebih besar maka seluruh sinar akan merambat sepanjang inti (core) fiber optik menuju ujung yang satu.

Gambar 1.3. Pemantulan dana pimbiasa cahaya yang terjadi di bidang

batas antar dua media yang berbeda indeks bias.

Jika berkas cahaya melewat dua media yang memiliki indek bias berbeda nl dan n2, maka berkas sinar akan terpantul dengan sudut θi = θr dan terbias yang memenuhi persamaan:

… 1.5

Jika nilai θt pada persamaan (1.5) bernilai 90°, maka sudut θi = θc yang disebut dengan sudut kritis, dan berlaku:

… 1.6

Jika nilai

, maka semua berkas sinar akan terpantul kembali. Hal ini disebut dengan pantulan sempuma (total internal reflection) dan prinsip ini yang digunakan dalam sistem komunikasi fiber optik.

1.2. Fiber Optik

1.2.1. Tipe Fiber Optik

Fiber optik dapat diklasifikasikan berdasarkan struktur fiber optik yaitu:

· Multimode Step index

Step index fiber optik adalah fiber optik yang mempunyai indek bias inti dan indek bias cladding yang seragam (uniform) tetapi indek bias lapisan lebih rendah dari indek bias inti sehingga pada batas antara inti dan lapisan terdapat penurunan indek bias yang berbentuk undak (step). Ilustrasi step indek multimode fiber seperti pada gambar 1.4.