Teknologi Serat Optik
Umum
Cahaya yang telah mengalami pelebaran dan pelemahan itu dapat dipulihkan kembali dengan memakai piranti pengulang elektronis, yang ditempatkan pada jarak tertentu. Prinsip kerja piranti ini adalah mengubah cahaya yang datang ke bentuk elektris kemudian diperkuat dan diubah kembali ke bentuk asal (cahaya). Akan tetapi hal ini dianggap kurang praktis, karena dapat menyebabkan kesalahan tambahan, membatasi pesat transmisi dan lebar bidang serta relatif mahal.
Perkembangan teknologi yang begitu pesat telah memunculkan penguat serat terdadah erbium (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA). Penguat ini dapat mengurangi ketergantungan terhadap piranti pengulang yang biasa digunakan. Fungsi EDFA dalam sistem komunikasi optis adalah :
- Penguat daya, berfungsi meningkatkan daya terpancar dari pengirim.
- Pengulang, dipasang di tempat-tempat tertentu.
- Penguat awal, berfungsi meningkatkan sensitivitas penerima.
Dasar Sistem Komunikasi Optik
Keunggulan Serat Optik
- Lebar bidang yang luas, sehingga sanggup menampung informasi yang besar.
- Bentuk yang sangat kecil dan murah.
- Tidak terpengaruh oleh medan elektris dan medan magnetis.
- Isyarat dalam kabel terjamin keamanannya.
- Karena di dalam serat tidak terdapat tenaga listrik, maka tidak akan terjadi ledakan maupun percikan api. Di samping itu serat tahan terhadap gas beracun, bahan kimia dan air, sehingga cocok ditanam dalam tanah.
- Substan sangat rendah, sehingga memperkecil jumlah sambungan dan jumlah pengulang.
- Sulit membuat terminal pada kabel serat
- Penyambungan serat harus menggunakan teknik dan ketelitian yang tinggi.
Proses Pembuatan Serat
- Bahan serat harus transparan pada panjang gelombang tertentu, agar dapat merambatkan cahaya dengan efisien
- Perbedaan indeks bias inti dan kulit harus kecil dan kedua bahan harus mudah bersatu
- Fleksibel dapat ditarik panjang dan tipis.
Teknik ini mendadahkan erbium fase cair ke dalam serat. Di sini lapisan selubung diendapkan ke dalam tabung landasan dengan cara biasa, sedangkan pengendapan inti dilakukan pada suhu yang lebih rendah, dengan demikian lapisan ini tidak terpuntir secara penuh. Selanjutnya lapisan berpori direndam dalam larutan erbium encer agar pori-pori tersebut terisi. Kemudian dikeringkan dan dilebur ke dalam lapisan kaca jernih. Lalu tabung dimasukkan dalam bentukan dengan cara biasa. Teknik ini juga dapat digunakan untuk berbagai bahan yang didasarkan pada silika berpori.
Penguat Serat Terdadah Erbium
Prinsip Dasar Penguatan Pada Penguat Serat Terdadah Erbium
Pemilihan Bidang Pemompaan
Komponen Penyusun Penguat Serat Terdadah Erbium
Serat terdadah erbium merupakan serat yang sama dengan serat optik transmisi biasa. Perbedaannya terletak pada inti serat, karena telah didadah ion erbium.
Sumber cahaya pemompa berupa dioda yang ditera pada panjang gelombang yang bersesuaian dengan tingkat energi ion erbium (800 nm, 980 nm, dan 1480 nm).Di sini cenderung dipergunakan laser, disebabkan oleh beberapa hal, yaitu:• PerarahanLaser dapat memancarkan radiasi dalam perarahan yang besar dengan sudut divergensi kecil. Hal ini bermakna energi yang dibawa laser dapat dikumpulkan dan difokuskan pada daerah yang kecil.• Lebar saluranLebar saluran yang dimiliki relatif kecil, tapi dapat memuat banyak mode.• Koherens• MonokromatikOleh karena itu dipilihlah laser sebagai sumber cahaya pemommpa. Dan pada umumnya terdapat 3 sumber cahaya pemompa yang cocok untuk dipergunakan, yaitu :Laser Ti sapphireLaser ini mempunyai efisiensi yang tinggi dan penalaan pancaran yang cukup baik yaitu pada 700 - 1050 nm. Bagian inti piranti ini berupa kristal sappphire (Al2O3) yang didadah dengan Titanium. Di samping itu sapphire mempunyai tingkat ambang kerusakan optik yang tinggi dan konduktivitas termal yang baik.Laser InGaAs-GaSa 0,98 mmPancaran laser Gallium Arsenide dapat mencapai panjang gelombang 0,98 mm apabila menggunakan lapisan aktif jenis single strained quantum well (sumur kuantum aliran tunggal). Laser sumur kuantum memiliki sebuah lapisan tipis, lebar sumur umumnya lebih kecil daripada 10 nm, dan bandgap (celah-bidang) dikelilingi oleh sebuah penghalang. Oleh karena itu, panjang gelombang pelaseran ditentukan oleh lebar sumur dan perbedaan celah-bidang antara sumur dan penghalang. Dan apabila sumur membuat aliran, maka dapat mengubah struktur bidang serta mengubah panjang gelombang pelaseran.
Laser InPGaAsP-InP 1,48 mm
Laser yang dapat menyediakan daya keluaran tinggi ada;ah laser berbasis InP. Laser jenis ini mmpunyai tingkat ambang kerusakan optik yang lebih tinggi dibanding laser berbasis GaAs. Untuk laser daya tinggi, pengurangan tahanan termal dalam piranti merupakan hal yang sangat penting. Pengurangan dapat dilakukan dengan cara menambah panjang piranti, dilain pihak hal ini mengakibatkan berkurangnya efisiensi, sebagai pemecahannya dibuatlah panjang piranti yang optimum bagi daya keluaran maksimum.
Cahaya sinyal masukan dan cahaya pemompa digabung ke dalam serat terdadah erbium dengan kopler jenis penjamakan panjang gelombang (Wavelength Divission Mulpelxing Coupler, WDM Coupler). Kopler jenis ini mentransmisikan panjang gelombang yang berbeda dalam satu serat. Di samping itu juga memudahkan dalam penjamakan dan pengawa-jamakan panjang gelombang yang berbeda. Pada pengkopelan kanal jenis WDM, kapasitas total kanal yang dapat dilayani dalam suatu hubungan terkait erat dengan adanya rugi-rugi sisipan, refleksi yang ditimbulkan serta cakap silang yang diberikan oleh kopler.Terdapat 3 macam teknologi pembuatan kopler WDM yaitu : kopler difusi WDM, kopler WDM berbasis tapis elektrik dan kopler WDM berbasis jeruji.
Dalam hal ini digunakan isolator optik yang tidak sensitif, yang mempunyai maksud untuk menjaga kestabilan operasi penguat dengan mencegah sinyal optik yang tidak diinginkan terpantul dari komponen yang ada seperti sambungan, konektor ataupun tapis.
Tapis pelewat bidang optik dipasang pada bagian akhir penguat yang bertujuan untuk menghilangkan pancaran spontan terkuatkan. Pancaran spontan terkuatkan ini dapat muncul pada puncak perolehan dengan panjang gelombang sekitar 1535 nm.
Unjukkerja Penguat Optik Terdadah Erbium
Aplikasi Penguat Optik Terdadah Erbium
Untuk komunikasi jarak jauh diperlukan suatu sistem pentransmisian yang baik. Pemakaian EDFA di sini dapat mereduksi jumlah pengulang. Di samping itu meningkatkan daya terpancar di sisi pengirim serta memperbaiki sensitivitas di sisi penerima.
EDFA mampu melakukan penguatan sinyal secara simultan, cakap silang antar kanal yang rendah, dan semua ini merupakan keuntungan tersendiri dalam sistem kanal jamak
Referensi
- Ainslie, B.J., 1991, A Review of the Fabrication and Properties of Erbium Doped Fibers for Optical Amplifier, J. Lightwave Technology, Vol.9 no.2, pp 220-227
- Milloni,W.P., Eberly, H.J., 1991, Lasers, John Wiley and Sons Pte.Ltd., Singapore.
- Nakagawa,N., Nishi,S., Aida,K., and Yoneda,A.F., 1991, Trunk and Distribution Network Application of Erbium Doped Fiber Amplifier, J. Lightwave Technology, Vol.9. No.2, pp 198-208.
- Palais, C.J, 1988, Fiber Optic Communication 2nd ed, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
- Willner, A.E., and Hwang, S.M., 1995, Transmission of Many WDM Channels Through a Cascade of EDFA’s in Long Distance Links and Ring Networks, Journal of Lightwave Technology, Vol. 13, pp 802-815.
- Wilson, J., Howkes, J.F.B., 1983, Optoelectronics An Introduction, Prentice Hall, United States of America q
0 Comments:
Post a Comment
<< Home