Bagaimana cara kerja Kabel Komunikasi Fiber Optic?
Pada saat yang paling mendasar, kabel serat optik komunikasi terdiri dari untaian kaca, seperti benang, tentang diameter rambut manusia, yang masing -masing dapat mengirimkan pesan yang dimodulasi ke gelombang cahaya dengan kecepatan cahaya. Mereka menawarkan bandwidth yang lebih besar daripada kabel kawat tembaga dan telah menjadi opsi untuk memenuhi tuntutan usia Internet di mana sejumlah besar data (misalnya, aplikasi streaming) harus didistribusikan kepada ribuan pelanggan, bermil-mil jauhnya dan instan. Kabel serat optik tidak hanya ditemukan dalam sistem komunikasi, mereka juga digunakan dalam jaringan industri, penginderaan, dan aplikasi avionik.
Langkah pertama untuk memahami cara kerja serat optik untuk memahami apa yang terjadi ketika Anda mengirim cahaya melalui udara atau air. Cahaya bergerak sebagai gelombang. Ketika melewati udara, gelombang kehilangan beberapa energi dan menjadi lebih menyebar. Hasilnya adalah sinar cahaya menjadi lebih luas dan kurang intens. Kehilangan intensitas ini disebut atenuasi.
Namun, ketika cahaya memasuki air, ia tidak kehilangan energi. Sebaliknya, ia membungkuk di sekitar molekul air, membuatnya lebih mudah untuk dilewati cahaya. Air juga memperlambat kecepatan cahaya dengan faktor 1/v2 di mana V adalah kecepatan cahaya dalam air. Ini berarti bahwa perjalanan cahaya melalui air akan melakukan perjalanan lebih jauh daripada jika berjalan melalui udara. Serat optik menggunakan prinsip -prinsip ini untuk membawa data dari satu titik ke titik lainnya.
Sebagian besar serat optik yang digunakan saat ini terdiri dari untaian kaca (inti) yang terbuat dari silika murni yang dikelilingi oleh bahan kelongsong yang terbuat dari silika yang didoping. Inti sangat kecil sehingga hanya satu sinar cahaya pada panjang gelombang tertentu yang dapat melakukan perjalanan sampai akhir. Ini disebut serat mode tunggal. Dalam desain ini, lapisan kelongsong memiliki indeks bias yang lebih rendah dan bertindak seperti cermin untuk menjaga mode di dalam inti. Fenomena ini dikenal sebagai refleksi internal total.
Kinerja serat optik tergantung pada seberapa baik mereka dapat mentransmisikan cahaya. Salah satu cara untuk mengukur ini adalah dengan mengukur kehilangan pengembalian (juga disebut kehilangan penyisipan) dari serat. Kehilangan pengembalian didefinisikan sebagai rasio antara daya dalam arah maju dan daya dalam arah sebaliknya. Jika kehilangan kembali tinggi, lebih banyak cahaya akan hilang saat bepergian melalui serat daripada jika kehilangan kembali rendah.
Keuntungan kabel serat optik
Serat optik memiliki banyak keunggulan dibandingkan kabel tembaga tradisional:
1.ultra Kinerja Transmisi Berkecepatan Tinggi
Media serat optik mentransmisikan sinyal melalui pulsa foton, dan laju transmisinya dapat mencapai seribu kali kabel tembaga (biasanya 100+ Gbps), yang sangat cocok untuk skenario aplikasi dengan persyaratan waktu nyata yang ketat seperti transmisi media streaming 4K/8K dan layanan komputasi awan. Serat optik mode tunggal telah mencapai laju transmisi terobosan 1 petabit/s di lingkungan laboratorium.
2. Kapasitas bandwidth besar-besar
Berkat aplikasi matang dari teknologi multiplexing divisi panjang gelombang (WDM), serat optik tunggal dapat secara simultan membawa sinyal optik dari panjang gelombang yang berbeda seperti c-band (1530-1565 nm) dan L-band (1565-1625 nm). Melalui teknologi gelombang panjang gelombang multiplexing (DWDM), lebih dari 96 saluran transmisi paralel serat tunggal dapat dicapai, secara teoritis mencapai ratusan kapasitas bandwidth tingkat TBPS.
3.ultra Karakteristik Transmisi Kehilangan Rendah
Kuarsa Optical Fiber memiliki koefisien atenuasi 0. 2dB/km di jendela 1550nm. Dengan teknologi ERBIUM-Doped Fiber Amplifier (EDFA), ia dapat mencapai jarak transmisi bebas relai lebih dari 100 km. Sebagai perbandingan, hilangnya kabel tembaga Cat6a adalah 21,3db per 100 meter pada 100MHz.
4. Karakteristik kekebalan elektromagnetik
Serat optik menggunakan struktur waveguide dielektrik SiO₂ untuk mentransmisikan sinyal, yang secara fundamental menghindari masalah interferensi elektromagnetik (EMI) dan interferensi frekuensi radio (RFI) yang dihadapi oleh kabel tembaga. Fitur ini membuatnya tak tergantikan untuk kabel di lingkungan elektromagnetik yang kuat seperti gardu tegangan tinggi (lebih dari atau sama dengan 500kV) dan kamar peralatan MRI medis.
5. Mekanisme keamanan transmisi
Risiko kebocoran informasi dari sistem serat optik terutama ada dalam peralatan terminasi. Tidak ada radiasi elektromagnetik selama transmisi. Teknologi OTDR dapat memantau anomali kerugian optik pada tingkat 0. 01dB dalam waktu nyata. Menurut standar NIST SP 800-53, keamanan lapisan fisik saluran serat optik mencapai tingkat perlindungan Kelas III, yang jauh melebihi tingkat kabel tembaga kelas I.
Jenis Kabel Serat Optik Komunikasi
Ada 2 jenis dasar serat, mode tunggal dan multimode. Serat optik mode tunggal lebih kecil dalam diameter inti (8. {3-10 mikron) dan memiliki keuntungan dalam hal bandwidth dan jangkauan jarak yang lebih jauh, sementara serat optik multimode memiliki diameter inti yang lebih besar (50 mikron atau lebih besar) dan dengan mudah mendukung sebagian besar jarak yang diperlukan dalam jaringan pusat perusahaan dan data, dengan biaya yang lebih rendah dari biaya.
Teknologi serat optik digunakan dalam banyak hal saat ini. Ini digunakan untuk mengirimkan sinyal suara dan video, membawa data komputer, dan untuk mengirim informasi di jarak jauh.
Serat optik digunakan untuk memproduksi endoskop yang memungkinkan dokter untuk melihat di dalam tubuh manusia dan melakukan operasi tanpa perlu prosedur pisau bedah invasif. Serat inti yang besar dapat membawa energi laser untuk memfasilitasi penghapusan tato, pembersihan monumen sejarah, dan daya dari sistem pertahanan yang diarahkan laser.
Sensing serat optik terdistribusi (DFOS) memungkinkan seluruh panjang serat optik digunakan sebagai perangkat penginderaan. Struktur seperti pipa bahan bakar, jembatan, dan sayap pesawat dapat memiliki serat optik yang tertanam ke dalamnya untuk mendeteksi parameter seperti ketegangan, suhu atau suara dan membantu memastikan integritas struktural mereka.
