fiber optik adalah salah satu jenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus (berdiameter 120 mikrometer, lebih kecil dari rambut manusia), yang digunakan sebagai media transmisi. Kabel ini bisa mentransmisikan sinyal cahaya dari lokasi satu ke lokasi lainnya dengan kecepatan yang optimal. Transmisi bisa dilakukan dengan kecepatan tinggi karena sistem kerjanya menggunakan pembiasan cahaya. Sedangkan cahaya yang digunakan untuk proses transmisi adalah LED atau laser. Karena memiliki kecepatan yang tinggi, fiber optik banyak digunakan sebagai saluran komunikasi, sehingga pengguna bisa menjangkau orang lain dengan kecepatan yang optimal pula.

Jenis-jenis Kabel Fiber Optik

Berdasarkan mode transmisinya, teknologi fiber optik menggunakan dua jenis kabel, yaitu:

1. Fiber Optik Mode Tunggal (Single Mode)Sesuai namanya, jenis kabel fiber optik ini memiliki transmisi tunggal, jadi hanya bisa mentransmisikan cahaya melalui satu inti dalam satu waktu. Fiber optik mode tunggal ini memiliki kabel berukuran sangat kecil, yaitu sekitar 9 mikrometer. Biasanya kabel ini digunakan untuk menyebarkan cahaya dari sinar inframerah, yang memiliki gelombang cahaya sepanjang 1300 hingga 1500 nanometer.
2. Fiber Optik Mode Multi (Multi Mode)Fiber optik mode multi adalah kebalikan dari fiber optik mode tunggal, yaitu memiliki inti yang lebih besar, dengan ukuran kurang lebih 625 mikrometer. Ukurannya yang lebih besar membuat fiber optik mode multi bisa mentransmisikan banyak cahaya dalam satu waktu / secara bersamaan. Karena kapasitasnya yang besar, jenis kabel ini sering digunakan untuk tujuan komersil, untuk mengakomodasi pengguna yang jumlahnya juga banyak. Berbeda dengan fiber optik mode tunggal, jenis kabel ini bisa mengirimkan sinar infrared dengan panjang gelombang 850 hingga 1300 nanometer.

Tipe Kabel Fiber Optik

Tipe Kabel Fiber Optik yang jamak digunakan adalah sebagai berikut:

• Armored Cable
• Simplex Cable
• Zipcord Cable
• Low Smoke Zero Halogen
• Hybrid & Composite Cable
• Aerial Cable/Self-Supporting
• Breakout Cable
• Tight Buffer

Komponen-komponen Fiber Optik

Berikut beberapa komponen utama yang membentuk kabel fiber optik:

• Bagian Inti (Core), terbuat dari bahan kaca dengan ukuran yang sangat kecil, yaitu berdiameter 2µm hingga 50 µm, Semakin besar diameter fiber optik, maka semakin baik pula performanya.
• Bagian Cladding, adalah pelindung yang menyelimuti bagian inti, yang biasanya berukuran mulai dari 5µm hingga 250 µm. Komponen yang terbuat dari silikon ini berfungsi untuk melindungi core dan pemandu gelombang cahaya.
• Bagian Coating, adalah mantel yang terbuat dari serat optik berbeda dari cladding dan core. Coating terbuat dari plastik dan berfungsi sebagai lapisan pelindung, yang melindungi inti dan cladding dari lengkungan dan kelembaban udara pada kabel.
• Bagian Strength Member & Outer Jacket, adalah bagian terluar dari Fiber Optik, yang berfungsi untuk melindungi 3 lapisan terdalam dari gangguan fisik secara langsung.

Cara Kerja Fiber Optik

Jika kabel biasa menggunakan arus listrik untuk menyebarkan data, maka fiber optik menggunakan aliran cahaya. Aliran cahaya yang digunakan tersebut adalah hasil konversi dari aliran listrik, jadi tidak akan terganggu oleh gangguan elektromagnetik sama sekali. Selanjutnya, fiber optik memanfaatkan serat kaca demi mendapatkan refleksi cahaya yang tinggi sehingga semua data bisa disebarkan/ditransmisikan dengan kecepatan optimal. Refleksi tersebut berasal dari cahaya yang berada pada serat kaca dengan sudut rendah.

Pada prosesnya, efisiensi fiber optik dipengaruhi oleh kemurnian bahannya, semakin murni gelasnya maka penyerapan cahaya juga semakin sedikit. Karena sedikit, maka pantulan/refleksi cahaya yang didapatkan akan tinggi, sehingga transmisi data juga akan berkecepatan tinggi.

Kelebihan Fiber Optik

Berikut beberapa kelebihan dari fiber optik sehingga banyak perusahaan telekomunikasi yang menggunakannya:

• Memiliki kecepatan transmisi data yang super cepat, yang mencapai 1 GB/detik.
• Bisa mentransmisikan data dalam radius yang jauh tanpa membutuhkan penguat sinyal.
• Tahan terhadap cuaca.
• Tahan terhadap karat karena terbuat dari kaca dan plastik.
• Berukuran kecil dan fleksibel.
• Tidak terganggu gelombang elektromagenetik (seperti gelombang radio) karena menggunakan cahaya sebagai media transmisi.
• Tidak ada risiko konsleting listrik karena kabel tidak mengandung listrik.
• Tingkat keamanan tinggi karena tidak ada distorsi (jikapun ada, cuma sedikit).

Selain kelebihan di atas, ada beberapa kekurangan dari fiber optik, yang sebenarnya tidak bisa disebut sebagai kekurangan, yaitu:

• Biaya instalasi dan maintenance mahal.
• Membutuhkan sumber cahaya yang kuat.
• Kabel harus dipasang di jalur berkelok demi memaksimalkan kecepatan dan kelancaran penyebaran cahaya.

Ilmuwan Kembangkan Teknologi Cahaya Pengganti Serat Optik

Kabel serat optik mampu menyalurkan bandwidth besar, tapi jangkauannya terbatas. Sebaliknya, metode wireless lebih fleksibel karena bisa dipancarkan ke berbagai arah tanpa butuh kabel, tapi transfer datanya tak sekencang serat optik. Tak lama lagi kecepatan transfer data kabel serat optik dan fleksibilitas wireless mungkin bisa digabungkan. Indikasinya, belakangan Asosiasi ilmuwan asal Skotlandia, Jerman, New Zealand dan Kanada menemukan terobosan dalam pengembangan free space optics, yakni metode transfer data luar ruangan dengan memakai gelombang cahaya yang “dipelintir”. “Free space optics adalah solusi yang bisa memberikan bandwith serat optik, tapi tidak membutuhkan kabel fisik,” ujar Dr. Martin Lavery, kepala Photonics Research Group University of Glasgow sekaligus pimpinan tim riset gabungan yang melibatkan ilmuwan dari beberapa negara tersebut. Tepatnya, terobosan dimaksud adalah identifikasi problem yang bisa muncul dari penggunaan gelombang cahaya untuk transfer data di luar ruangan dan kemungkinan cara mengatasinya. Free space optics mentransfer data lewat gelombang cahaya yang “diplintir” dengan teknik “optical angular momentum” (OAM). Caranya adalah dengan meneruskan foton (partikel cahaya) lewat hologram khusus, mirip yang terdapat di kartu kredit. Selain informasi digital dalam bentuk angka “0” dan “1”, gelombang cahaya yang diplintir (twisted) bisa turut menghantarkan data tambahan di sela-sela deretan data tersebut. Inilah yang membuat kecepatan transfer datanya tinggi. Masalahnya, tak seperti serat optik yang terlindung kabel, free space optics rawan terganggu kondisi di luar, seperti misalnya perbedaan tekanan atmosfir yang bisa membuyarkan cahaya dan menghilangkan data. Problem transfer data luar ruangan macam inilah yang coba diidentifikasi dan dicarikan solusinya oleh tim peneliti. Mereka menguji OAM dalam kondisi urban yang sesuai keadaan sebenarnya di Jerman, menggunakan jarak 1,6 km yang melintasi aneka obyek seperti lapangan, jalanan, dan gedung-gedung tinggi. Memang, hal tersebut tak serta merta berarti free space optics sudah siap dipakai. Namun bagaimanapun juga tim peneliti telah melakukan pengembangan berarti sehingga free space optics makin dekat dengan realisasi. “Studi ini menghasilkan langkah-langkah vital dalam perjalanan menuju free space optics dimensional yang bisa menjadi alternatif lebih murah dan lebih mudah diakses dibanding kabel serat optik yang terkubur di tanah,” imbuh Lavery, sebagaimana dirangkum KompasTekno dari website Universitas Glasgow, Kamis (2/11/2017). Kalau nanti benar-benar terwujud, Lavery mengatakan sistem transfer data nirkabel berkecepatan tinggi ini bisa menggantikan peranan serat optik dalam menghantarkan data internet, setidaknya untuk last mile alias koneksi akhir ke pelanggan. Negara-negara berkembang dan kota-kota besar di seluruh dunia pun tak lagi harus merogoh kocek dalam-dalam atau terhubung ke kabel untuk mendapatkan internet kencang.

 

Selain untuk Internet, Teknologi Fiber Optik digunakan dalam pengembangan Teknologi Sensor

1. Fiber Optik sebagai Sensor Alternatif

Fiber optik menjadi teknologi alternatif yang dapat menggantikan fungsi kabel konvensional sebagai pengalir sinyal listrik. Perkembangan fiber optik saat ini tidak hanya terfokus pada jaringan telekomunikasi, melainkan juga berpengaruh pada bidang optik, yakni teknologi sensor. Sensor merupakan piranti yang mengubah besaran-besaran fisika seperti magnetik, radiasi, mekanik, dan termal; atau kimia menjadi besaran listrik.

Dalam teknologi sensor, saat ini dibutuhkan sensor yang memiliki sensitivitas dan juga ketahanan yang tinggi. Ketahanan fiber terhadap pengaruh medan elektromagnetik dan sifatnya yang non-konduktif menjadi alasan diminatinya fiber optik untuk dijadikan sensor. Sistem sensing atau penginderaan menggunakan fiber optik telah merambah bidang telekomunikasi, medis, perangkat listrik, dan sebagainya.

2. Deteksi Ketebalan Plat melalui Pantulan dan Transmisi

Dosen Fakultas Sains dan Teknologi (FST) Universitas Airlangga (UNAIR), Prof. Dr. Moh. Yasin, M.Si. mengatakan beberapa dekade terakhir, pengukuran ketebalan telah menjadi semakin penting dalam berbagai bidang yang berkaitan dengan pengembangan teknologi skala mikro hingga nano. Aplikasi itu sangat penting untuk memiliki metode non-kontak dengan sistem penginderaan dan pengukuran yang akurat dan tepat. Sensor berbasis fiber optik dinilai sangat cocok dengan kebutuhan aplikasi tersebut.

“Deteksi ketebalan dengan fiber optik berbasis pantulan dan transmisi ini dianggap sebagai alternatif yang menarik dibandingkan dengan sistem sensor konvensional, seperti sensor berbasis mekanik dan listrik karena keunggulan yang melekat dalam fiber,” jelasnya.

Di dalam metode optik ini, lanjutnya, tidak diperlukan sinyal listrik pada titik penginderaan. Oleh sebab itu sistem sensor tersebut serbaguna dan memungkinkan pengoperasian dalam kondisi lingkungan yang secara kimia berbahaya atau mudah meledak.

Selama ini sebagian besar pengukuran ketebalan dengan metode optik biasanya berputar di sekitar teknik interferometri (alat untuk mengukur frekuensi, panjang, dan kelenturan gelombang). Metode interferometri koherensi rendah dan interferometri pemindaian panjang gelombang dengan mikroskop confocal memerlukan indeks bias untuk menentukan pengukuran ketebalan. Meskipun menawarkan akurasi pengukuran yang tinggi, metode ini membutuhkan penyelarasan optik yang kritis dan rumit sehingga melibatkan pengaturan yang rumit, sistem yang besar, dan biaya tinggi.

“Pengukuran ketebalan plat transparan juga dilaporkan dengan menggunakan interferometri pemindaian panjang gelombang lateral-shear dan sinar laser yang tidak diekspansi. Namun, pada kenyataannya teknik ini tidak praktis dan kurang akurat,” paparnya.

Penelitian yang dilakukan Prof. Yasin pada 2014 menemukan bahwa hasil eksperimen pengukuran ketebalan terbaik diperoleh dengan metode transmisi dengan resolusi 18 mm. Dirinya berharap, ke depan akan dikembangkan metode pengukuran yang lebih optimum sehingga diperoleh resolusi pengukuran ketebalan yang lebih kecil (baik) sampai orde skala sub-mikron atau nanometer. (*)

 

 

sumber :
1. https://uma.ac.id
2. https://tekno.kompas.com/read/2017/11/02/12060057/ilmuwan-kembangkan-teknologi-cahaya-pengganti-serat-optik
3. https://indihome.co.id/blog/apa-itu-teknologi-fiber-optik-ini-ulasan-lengkapnya
4. http://news.unair.ac.id/2019/07/12/pemanfaatan-fiber-optik-sebagai-alternatif-sensor-ketebalan-plat-transparan/
5. https://www.researchgate.net/publication/285170002_Fiber_optic_displacement_sensor_for_thickness_measurement_based_on_transmission_and_reflection_of_transparent_plate