Komponen dasar okomunikasi serat optiksistem ditunjukkan pada Gambar 1-1. Ini terutama terdiri dari tiga bagian: transmisi, penerimaan, dan sistem transmisi serat optik dasar yang berfungsi sebagai saluran umum.
(Gambar 1-1 Komponen dasar sistem komunikasi serat optik)
Komponen Dasar Sistem Komunikasi Serat Optik
△Klasifikasi sistem komunikasi serat optik
(1) Bagian Transmisi: Pada bagian ini, sumber informasi mengubah informasi pengguna menjadi sinyal listrik mentah, yang disebut sinyal baseband. Pemancar optik mengubah sinyal baseband menjadi sinyal yang sesuai untuk transmisi saluran. Jika modulasi diperlukan, sinyal keluaran disebut sinyal termodulasi. Untuk meningkatkan kualitas transmisi, sinyal pita dasar analog ini biasanya diubah menjadi sinyal termodulasi frekuensi (FM), termodulasi frekuensi pulsa (PFM), atau termodulasi lebar pulsa (PWM), dan terakhir, sinyal termodulasi ini dimasukkan ke pemancar optik.
Baik itu sistem digital atau analog, sinyal listrik yang membawa masukan informasi ke pemancar optik diubah menjadi sinyal optik melalui modulasi.
(2) Gelombang pembawa optik ditransmisikan ke ujung penerima melalui jalur serat optik, dimana penerima optik mengubah sinyal optik menjadi sinyal listrik. Penerima listrik berfungsi berbanding terbalik dengan pemancar listrik; itu mengubah sinyal listrik yang diterima menjadi sinyal baseband, yang kemudian digunakan oleh wastafel informasi untuk memulihkan informasi pengguna.
Pada keseluruhan sistem komunikasi, teknologi dan peralatan yang digunakan pada komunikasi serat optik sama dengan komunikasi kabel untuk segmen sinyal listrik sebelum pemancar optik dan setelah penerima optik. Satu-satunya perbedaan adalah sistem transmisi serat optik dasar, yang terdiri dari pemancar optik, jalur serat optik, dan penerima optik, menggantikan transmisi kabel.
(3) Sistem Transmisi Serat Optik Dasar Menurut Gambar 1-1, sistem transmisi serat optik dasar dapat dibagi lagi menjadi tiga bagian: pemancar optik, jalur serat optik, dan penerima optik. Fungsi pemancar optik adalah untuk mengubah masukan sinyal listrik dari bagian transmisi menjadi sinyal optik dan menggunakan teknologi penggabungan untuk menyuntikkan sinyal optik ke dalam jalur serat optik secara maksimal. Peralatan inti pemancar optik adalah sumber cahaya, beserta driver dan modulator. Kinerja pemancar optik pada dasarnya bergantung pada karakteristik sumber cahaya. Persyaratan untuk sumber cahaya adalah: daya optik keluaran yang cukup tinggi, frekuensi modulasi yang cukup tinggi, lebar garis spektral dan sudut divergensi sinar sekecil mungkin, daya keluaran dan panjang gelombang yang stabil, dan masa pakai perangkat yang lama. Saat ini, sumber cahaya yang banyak digunakan mencakup dioda pemancar cahaya (LED) semikonduktor dan dioda laser semikonduktor (atau laser, LD), serta laser umpan balik terdistribusi mode tunggal (DFB) dinamis dengan lebar garis spektral yang sangat kecil. Laser solid-juga digunakan dalam beberapa kasus. Fungsi jalur serat optik adalah untuk mengirimkan sinyal optik dari pemancar optik ke penerima optik dengan distorsi dan redaman seminimal mungkin. Jalur serat optik terdiri dari serat optik, konektor serat optik, dan colokan serat optik. Serat optik adalah bagian utama dari jalur serat optik, dan konektor serta colokan merupakan komponen yang sangat diperlukan. Dalam teknik praktis, kabel optik yang menampung banyak serat optik digunakan. Sistem komunikasi serat optik beroperasi pada panjang gelombang inframerah dekat, dan media transmisi untuk komunikasi serat optik adalah kuarsa, yang merupakan jenis pandu gelombang dielektrik, berbentuk silinder, dengan indeks bias inti dan kelongsong sebesar n₁ dan indeks bias kelongsong sebesar n₂, dan n₁ > n₂. Ketika kondisi refleksi penuh terpenuhi, cahaya dapat dibatasi dan ditransmisikan di dalam inti. Karakteristik utama serat optik adalah redaman dan dispersi warna. Redaman dinyatakan dalam satuan dB/km, dan serat optik memiliki tiga jendela kerugian rendah, dengan panjang gelombang:
λ₀=0.85 μm (pita panjang gelombang pendek) λ₀=1.31 μm (pita panjang gelombang panjang)
λ₀=1.55 μm (pita panjang gelombang panjang)
Dispersi warna pada serat optik disebabkan oleh fakta bahwa komponen dengan frekuensi berbeda dalam serat optik tidak merambat pada kecepatan yang sama, sehingga terjadi pelebaran pulsa selama transmisi. Dispersi warna dinyatakan dalam satuan ps/(km · nm). Kebalikan dari nomor sinyal, yaitu, kecepatan bit maksimum-perkalian jarak yang dapat ditoleransi oleh dispersi warna.
Fungsi penerima optik adalah mengubah sinyal serat optik menjadi sinyal listrik dengan rasio sinyal-terhadap-noise yang cukup tinggi. Komponen utama penerima adalah fotodetektor, dan ada juga amplifier, filter, dan rangkaian terkait. Inti dari fotodetektor adalah elemen-penerima cahaya. Persyaratan untuk fotodetektor adalah tingkat respons yang tinggi, arus gelap yang rendah, dan kecepatan respons yang tinggi. Saat ini, fotodetektor yang umum digunakan dalam komunikasi serat optik adalah fotodioda PIN berbasis persimpangan PN semikonduktor (PIN-PD) dan fotodioda longsoran (APD).
Parameter karakteristik terpenting dari penerima optik adalah sensitivitasnya. Sensitivitas adalah indikator komprehensif kualitas penerima optik; ini mencerminkan kemampuan penerima untuk menerima sinyal optik yang lemah bila disesuaikan dengan keadaan optimalnya. Sensitivitas terutama bergantung pada kebisingan fotodioda dan amplifier yang membentuk penerima optik, dan juga dipengaruhi oleh laju transmisi, parameter pemancar optik, dan dispersi jalur serat optik. Hal ini juga berkaitan erat dengan laju kesalahan bit atau rasio sinyal-terhadap-noise yang diperlukan sistem. Oleh karena itu, sensitivitas juga merupakan indikator penting kualitas suatu sistem komunikasi serat optik.
