Serat optik adalah salah satu media transmisi yang dapat menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dengan kehandalan yang tinggi. Berlainan dengan media transmisi lainnya, maka pada serat optik, gelombang pembawanya bukan gelombang elektromagnet atau listrik, akan tetapi sinar atau cahaya laser.
pada serat optik, sinyal digital data ditransmisikan dengan menggunakan gelombang cahaya sehingga cukup aman untuk pengiriman data karena tidak bisa di-tap ditengah jalan sehingga data tidak bisa dicuri orang ditengah transmisi. Lain halnya dengan kabel coaxial dan twisted pair. Keunggulan lain dari fiber optic ini adalah dari segi kecepatan yaitu 100 Mbps sampai dengan 200,000 Mbps berdasarkan pengujian yang telah dilakukan dilaboratorium.
Serat optik berdiameter sanagt tipis, antara 2-125 um. Berbagai bahan kaca dan plastik dapat digunakan untuk membuat serat optik, yang terbaik dan memiliki loss terkecil adalah menggunakan sera ultra pure fused silica. Bahan tersebut sanagt sulit untuk diproduksi, karena itu digantikan oleh bahan lain yang memiliki loss yang lebih besar masih dapat ditoleransi yaitu bahan plastik dan campuran kaca.
Serat optik berbentuk silindris dan terdiri dari 3 bagian, core, cladding dan jacket. Core adalah bagian terdalam dan terdiri dari satu serat atau lebih. Tiap serat tersebut dikelilingi oleh cladding dan kemudian ditutupi oleh coating. Bagian terluar adalah jacket yang bertugas melindungi serat optik dari kelembaban, abrasi dan kerusakan.
Sistem transmisi optik mempunyai tiga komponen utama, yaitu media transmisi, sumber cahaya dan detector. Sebagai media transmisi digunakan serat kaca yang sangat halus atau silika yang terfusi. Sumber cahaya dapat memanfaatkan Light Emitting Code atau laser diode dimana keduanya memancarkan pulsa cahaya apabila diberikan arus listrik.
Sebagai detector digunakan photodiode, yang berfungsi untuk membangkitkan pulsa elektrik apabila ada cahaya yang menyorotnya. Dengan menggabungkan LED atau laser diode kesalah satu ujung serat optik, maka dapat diperoleh sistem transmisi data mentransmisikan dengan pulsa cahaya serta mengubah kembali output tersebut menjadi sinyal elektrik pada ujung penerima.
Prinsip kerja transmisi serat optik adalah sebagai berikut.
1. Cahaya dari suatu sumber masuk ke silinder kaca atau plastik core.
2. Berkas cahaya dipantulkan dan dipropagasika sepanjang serat, sedangkan sebagian lagi diserap oleh material di sekitarnya. Propangasi pada single mode menyediakan kinerja yang lebih baik dibangdingkan multimode, setiap berkas menempuh jalur dengan panjang berbeda dan hal ini berakibat pada waktu transfer diserat menyebabkan elemen sinyal menyebar dalam waktu, sehingga dapat terjadi data yang diterima tidak akurat. Karena hanya ada satu jalur transmisi, yaitu single mode, multi mode dan multi mode graded index.
Dua jenis sumber cahaya yang digunakan pada sistem serat optik adalah LED (Light Emitting Diode) dan ILD (Injection Laser Diode). Keduanya adalah alat semikonduktor yangm akan memancarkan cahaya ketika diberikan tegangan. Tipe LED lebih murah. dapat beroperasi dengan range temeperatur lebih lebar dan mempunyai waktu operasional yang lebih lama. Tipe ILD, yang meneruskan data rate lebih besar. Ada kaitan antara panjang gelombang yang digunakan, tipe transmisi dan data rate yang daoat dikirimkan.
Serat optik sangat bermanfaat untuk transmisi jarak yang bervariasi. Sebagai gambaran, jarak yang dapat ditempuh untuk transmisi data serat optik adalah sebagai berikut.
Jarak Jauh Untuk jaringan telepon, berjarak 900 mil, berkapasitas 20.000 sampai 60.000 channel suara.
Metropolitan
Berjarak 7,8 mil dan dapat menampung 100.000 channel suara.
Daerah Rular
berjarak antara 25 sampai 100 mil yang menghubungkan berbagai kota.
subscriper loop
Digunakan untuk menghubungkan central dengan pelanggan langsung.
LAN
Digunakan dalam jaringan lokal menghubungkan antar kantor.
Berdasarkan sifat karekteristik maka jenis serat optik secara garis besar dapat dibagi menjadi 2 yaitu :
1. Multi Mode
Pada jenis serat optik penjalaran cahaya dari satu ujung ke ujung lainya terjadi melalui beberapa lintasan cahaya, karena itu disebut multi mode. Diameter inti (core) sesuai dengan rekomendasi dari CCITT G.651 sebesar 50 mm dan dilapisi oleh jaket selubung (cladding) dengan diameter 125 mm. Sedangkan berdasarkan susunan indeks biasnya serat optik multi mode memiliki dua profil yaitu graded index dan step index. Pada serat graded index, serat optik mempunyai indeks bias cahaya yang merupakan fungsi dari jarak terhadap sumbu/poros serat optik. Dengan demikan cahaya yang menjalar melalui beberapa lintasan pada akhirnya akan sampai pada graded index, maka pada serat optik step index (mempunyai index bias cahaya sama) sinar yan menjalar pada sumbu akan sampai pada ujung lainya dahulu (dispersi). Hal ini dapat terjadi karena lintasan yang melalui poros lebih pendek dibandingkan sinar yang mengalami pemantulan pada dinding serat optik. Sebagai hasilnya terjadi pelebaran pulsa atau dengan kata lain mengurangi lebar bidang frekuensi. Oleh karen itu secara praktis hanya serat optik graded index sajalah yang dipergunakan sebagai saluran transmisi serat optik multi mode.
2. Single mode
Serat optik single mode/mono mode mempunyai diameter inti (core) yang sangat kecil 3-10 mm, sehingga hanya satu berkas cahaya saja yang dapat melaluinya. Oleh karena hanya satu berkas cahaya maka tidak ada pengaruh indeks bias terhadap perjalanan cahaya atau pengaruh perbedaan waktu sampainya cahaya dari ujung satu sampai ke ujung yang lainnya ( tidak terjadi dispersi ). Dengan demikian serat optik single mode sering dipergunakan pada sistem transmisi serat optik jarak jauh atau luar kota ( long haul transmission system ). Sedangkan gradded index dipergunakan untuk jaringan telekomunikasi lokal (local network).
Kabel jenis ini tidak terpengaruh oleh noise dan tidak dapat disadap. Tetapi kabel ini harganya sangat mahal, sulit dalam pemasangan instalasi dan teknologi ini masih dalam perkembangan.
Selain itu serat optik dalam transmisinya mempunyai keunggulan dibandingkan dengan media transmisi yang lain, keunggulan-keunggulan itu antara lain :
Redaman transmisi yang kecil Sistem telekomunikasi serat optik mempunyai redaman transmisi per km relatif kecil dibandingkan dengan transmisi lainnya, seperti kabel coaxial ataupun kabel PCM. Ini berarti serat optik sangat sesuai untuk dipergunakan pada telekomunkasi jarak jauh, sebab hanya membutuhkan repeater yang jumlahnya lebih sedikit.
Bidang frekuensi yang lebar Secara teori, serat optik dapat digunakan dengan kecepatan yang tinggi, hingga mencapai beberapa gigabit/detik. Dengan demikian sistem ini dapat digunakan untuk membawa sinyal informasi dalam jumlah yang besar hanya dalam satu buah serat optik yang halus.
Ukuranya kecil dan ringan Dengan demikian sangat memudahkan pengangkutan pemasangan di lokasi. Misalnya dapat dipasang dengan kabel lama, tanpa harus membuat lubang yang baru. Tidak ada interfarensi Hal ini disebabkan sistem transmisi serat optik mempergunakan sinar/cahaya laser sebagai gelombang pembawanya. Akibatnya akan bebas dari cross talk yang sering terjadi pada kabel biasa. Atau dengan kata lain kualitas transmisi atau telekomunikasi yang dihasilkan lebih baik dibandingkan transmisi dengan kabel. Dengan tidak terjadinya interferensi akan memungkinkan kabel serat optik dipasang pada jaringan tenaga listrik tegangan tinggi (high voltage) tanpa khawatir adanya gangguan yang disebabkan oelh tegangan tinggi.