Serat optikkomunikasi, komunikasi satelit, dan komunikasi radio adalah tiga pilar jaringan komunikasi modern, dengan serat optik
komunikasi menjadi andalan karena banyak keuntungannya yang signifikan
Sejarah Komunikasi Serat Optik
Penggunaan cahaya untuk komunikasi bukanlah konsep yang sepenuhnya baru. Penggunaan menara suar sebagai alarm di negara saya pada zaman dahulu adalah contoh utama komunikasi optik visual, dan penggunaan sinyal bendera oleh orang Eropa untuk mengirimkan informasi dapat dilihat sebagai bentuk komunikasi optik yang primitif.
Bentuk komunikasi optik modern dapat ditelusuri kembali ke telepon optik yang ditemukan oleh Alexander Graham Bell pada tahun 1880. Dia menggunakan sinar matahari sebagai sumber cahaya, memfokuskan sinar ke cermin bergetar di depan pemancar, menyebabkan intensitas cahaya berubah seiring dengan suara, sehingga memodulasi intensitas cahaya. Di sisi penerima, cermin parabola memantulkan berkas cahaya dari atmosfer ke baterai, dan kristal selenium bertindak sebagai penerima optik, mengubah sinyal cahaya menjadi arus listrik, sehingga berhasil mentransmisikan sinyal suara melalui atmosfer. Karena kurangnya sumber cahaya dan media transmisi yang ideal pada saat itu, telepon optik ini memiliki jarak transmisi yang sangat pendek dan tidak ada penerapan praktisnya, sehingga perkembangannya lambat. Namun, telepon optik masih merupakan penemuan besar, membuktikan kelayakan menggunakan gelombang cahaya sebagai gelombang pembawa untuk mengirimkan informasi. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa telepon optik Bell merupakan prototipe komunikasi optik modern.
Penemuan lampu memungkinkan untuk membangun sistem komunikasi optik sederhana dan menggunakannya sebagai sumber cahaya, seperti komunikasi antar kapal dan antara kapal dan darat, sinyal belok mobil, dan lampu lalu lintas. Faktanya, semua jenis lampu indikator adalah sistem komunikasi optik dasar. Dalam banyak kasus, dioda pemancar cahaya neon broadband (LED) dapat digunakan sebagai sumber cahaya. Pada tahun 1960, Robert Maiman dari Amerika menemukan laser rubi pertama, yang, dalam arti tertentu, memecahkan masalah sumber cahaya dan membawa harapan baru pada komunikasi optik. Dibandingkan dengan cahaya biasa, laser memiliki lebar spektral yang sempit, arah yang sangat baik, kecerahan yang sangat tinggi, dan karakteristik frekuensi dan fase yang relatif konsisten. Laser adalah cahaya yang sangat koheren, dan karakteristiknya mirip dengan gelombang radio, menjadikannya pembawa optik yang ideal. Mengikuti laser rubi, laser nitrogen-hidrogen (He-Ne) dan laser karbon dioksida (CO2) muncul dan diterapkan dalam aplikasi praktis. Penemuan dan penerapan laser mengantarkan era baru komunikasi optik, yang telah terbengkalai selama 80 tahun.
Sejak Kao Kuen mengusulkan konsep serat optik sebagai media transmisi pada tahun 1966, komunikasi serat optik telah berkembang pesat dari penelitian hingga penerapan, dengan peningkatan teknologi yang berkelanjutan, kemampuan komunikasi yang terus meningkat (kecepatan transmisi dan jarak relai), dan memperluas cakupan aplikasi.
Lima tahap komunikasi serat optik
Tahap pertama adalah masa pengembangan dari penelitian dasar hingga penerapan komersial. Dimulai pada tahun 1976, mengikuti laju penelitian dan pengembangan, dan setelah banyak uji lapangan, sistem gelombang optik generasi-pertama yang beroperasi pada panjang gelombang 0,8μm secara resmi diterapkan secara komersial pada tahun 1978.
Tahap kedua adalah periode penerapan praktis, dengan tujuan penelitian untuk meningkatkan laju penularan dan meningkatkan jarak penularan, serta gencar mempromosikan penerapannya.
Tahap ketiga berfokus pada kapasitas ultra-tinggi dan jarak-sangat jauh, dengan penelitian yang komprehensif dan-mendalam mengenai teknologi baru. Selama periode ini, komunikasi serat optik mode tunggal-dispersi 1,55μm telah tercapai. Sistem komunikasi serat optik ini menggunakan teknologi modulasi eksternal, mencapai kecepatan transmisi 2,5–10 Gbit/s dan jarak transmisi tanpa repeater 100–150 km. Tingkat yang lebih tinggi lagi dapat dicapai di laboratorium.
Tahap keempat dari sistem komunikasi serat optik ditandai dengan penggunaan amplifier optik untuk meningkatkan jarak repeater dan menggunakan teknologi panjang gelombang divisi multiplexing (WDM) untuk meningkatkan bit rate dan jarak repeater. Karena sistem ini terkadang menggunakan skema null-perbedaan atau heterodyne, sistem ini juga disebut sistem komunikasi optik koheren.
Tahap kelima dari sistem komunikasi serat optik didasarkan pada kompresi nonlinier untuk membatalkan perluasan dispersi serat, mencapai transmisi sinyal pulsa optik yang konformal, juga dikenal sebagai komunikasi soliton optik. Tahap ini telah berlangsung selama lebih dari 20 tahun dan telah mencapai kemajuan yang luar biasa.
Penerapan komunikasi serat optik modern
Serat optik dapat mengirimkan sinyal digital dan analog. Saat ini, 90% layanan komunikasi global mengandalkan transmisi serat optik. Dengan berkembangnya teknologi komunikasi serat optik, banyak negara di seluruh dunia telah memasukkan sistem komunikasi serat optik ke dalam jaringan telekomunikasi publik, jaringan relai, dan jaringan akses mereka.
Jaringan transmisi tulang punggung broadband serat optik dan jaringan akses berkembang pesat dan saat ini menjadi fokus utama penelitian, pengembangan, dan penerapan. Berbagai penerapan komunikasi serat optik dapat diringkas sebagai berikut:
(1) Jaringan Komunikasi:Komunikasi serat optik banyak digunakan dalam jaringan komunikasi dan telah menjadi metode utama komunikasi modern.
(2) Jaringan area lokal komputer (LAN) dan jaringan area luas (WAN) merupakan Internet.
(3) Jaringan induk dan distribusi jaringan televisi kabel, stasiun bumi satelit dari sistem televisi industri, saluran gelombang mikro, penerima antena, dll.
(4) Jaringan akses serat optik untuk pelayanan terpadu.
(5) Sensor serat optik. Sebenarnya, sensor serat optik bukan milik bidang komunikasi. Namun, sensor serat optik adalah area penerapan serat optik yang sangat penting.
