Prinsip Komunikasi Serat Optik
Teknik komunikasi digital yang dibahas sejauh ini telah mengarah pada kemajuan dalam studi komunikasi Optik dan Satelit. Mari kita lihat mereka.
Serat optik
Serat optik dapat dipahami sebagai pandu gelombang dielektrik, yang beroperasi pada frekuensi optik. Perangkat atau tabung, jika bengkok atau jika diakhiri untuk memancarkan energi, disebut awaveguide, secara umum. Gambar berikut menggambarkan sekelompok kabel serat optik.
Energi elektromagnetik bergerak melaluinya dalam bentuk cahaya. Perambatan cahaya, sepanjang pandu gelombang dapat dijelaskan dalam istilah satu set gelombang elektromagnetik terpandu, yang disebut sebagaimodes dari pandu gelombang.
Prinsip bekerja
Parameter optik fundamental yang harus dipikirkan, saat mempelajari serat optik adalah Refractive index. Menurut definisi, “Rasio kecepatan cahaya dalam ruang hampa dengan materi adalah indeks biasnmateri. " Ini direpresentasikan sebagai -
$$ n = \ frac {c} {v} $$
Dimana,
c= kecepatan cahaya di ruang bebas = 3 × 10 8 m / s
v = kecepatan cahaya pada bahan di-elektrik atau non-konduktor
Umumnya, untuk sinar cahaya perjalanan, reflectionterjadi ketika n 2 <n 1 . Lekukan sinar cahaya pada antarmuka merupakan hasil dari perbedaan kecepatan cahaya pada dua material yang memiliki indeks bias berbeda. Hubungan antara sudut-sudut ini pada antarmuka dapat disebut sebagaiSnell’s law. Ini direpresentasikan sebagai -
$$ n_1sin \ phi _1 = n_2sin \ phi _2 $$
Dimana,
$ \ phi _1 $ adalah sudut datangnya
$ \ phi _2 $ adalah sudut yang dibiaskan
n 1 dan n 2 adalah indeks bias dari dua bahan
Untuk material yang padat secara optik, jika pantulan terjadi dalam material yang sama, maka fenomena seperti itu disebut sebagai internal reflection. Sudut datang dan sudut membias ditunjukkan pada gambar berikut.
Jika sudut datang $ \ phi _1 $ jauh lebih besar, maka sudut bias $ \ phi _2 $ pada suatu titik menjadi Π / 2. Pembiasan lebih lanjut tidak mungkin dilakukan setelah titik ini. Karenanya, titik seperti itu disebut sebagaiCritical angle $\phi _c$. Ketika sudut datang $ \ phi _1 $ lebih besar dari sudut kritis, kondisi untuktotal internal reflection puas.
Gambar berikut menunjukkan istilah-istilah ini dengan jelas.
Sinar cahaya, jika dilewatkan ke dalam gelas, pada kondisi seperti itu, sinar itu dipantulkan kembali seluruhnya ke dalam gelas tanpa ada cahaya yang keluar dari permukaan kaca.
Bagian dari Fiber
Serat optik yang paling umum digunakan adalah single solid di-electric cylinder radius adan indeks bias n 1 . Gambar berikut menjelaskan bagian-bagian dari serat optik.
Silinder ini dikenal sebagai Coredari serat. Material di-elektrik padat mengelilingi inti, yang disebut sebagaiCladding. Cladding memiliki indeks bias n 2 yang kurang dari n 1 .
Cladding membantu dalam -
- Mengurangi kerugian hamburan.
- Menambahkan kekuatan mekanis ke serat.
- Melindungi inti dari penyerapan kontaminan permukaan yang tidak diinginkan.
Jenis Serat Optik
Bergantung pada komposisi bahan inti, ada dua jenis serat yang biasa digunakan. Mereka adalah -
Step-index fiber - Indeks bias inti seragam dan mengalami perubahan mendadak (atau langkah) pada batas kelongsong.
Graded-index fiber - Indeks bias inti dibuat bervariasi sebagai fungsi jarak radial dari pusat serat.
Keduanya dibagi lagi menjadi -
Single-mode fiber - Mereka bersemangat dengan laser.
Multi-mode fiber - Mereka senang dengan LED.
Komunikasi Serat Optik
Sistem komunikasi serat optik dipahami dengan baik dengan mempelajari bagian-bagiannya. Elemen utama dari sistem komunikasi serat optik ditunjukkan pada gambar berikut.
Komponen dasar adalah pemancar sinyal cahaya, serat optik, dan penerima pendeteksi foto. Elemen tambahan seperti penyambung dan konektor serat dan kabel, regenerator, pemisah sinar, dan penguat optik digunakan untuk meningkatkan kinerja sistem komunikasi.
Keunggulan Fungsional
Keunggulan fungsional serat optik adalah -
Bandwidth transmisi kabel serat optik lebih tinggi dari kabel logam.
Jumlah transmisi data lebih tinggi pada kabel serat optik.
Kehilangan daya sangat rendah dan karenanya membantu dalam transmisi jarak jauh.
Kabel serat optik memberikan keamanan tinggi dan tidak dapat disadap.
Kabel serat optik adalah cara paling aman untuk transmisi data.
Kabel serat optik kebal terhadap interferensi elektromagnetik.
Ini tidak terpengaruh oleh gangguan listrik.
Keuntungan Fisik
Keunggulan fisik kabel serat optik adalah -
Kapasitas kabel ini jauh lebih tinggi dari kabel kawat tembaga.
Meskipun kapasitasnya lebih tinggi, ukuran kabel tidak bertambah seperti pada sistem pemasangan kabel kawat tembaga.
Ruang yang ditempati oleh kabel-kabel ini jauh lebih sedikit.
Bobot kabel FOC ini jauh lebih ringan dari pada yang tembaga.
Karena kabel ini di-elektrik, tidak ada bahaya percikan api.
Kabel ini lebih tahan korosi daripada kabel tembaga, karena mudah ditekuk dan fleksibel.
Bahan baku pembuatan kabel fiber optic adalah kaca yang harganya lebih murah dari tembaga.
Kabel serat optik bertahan lebih lama dari kabel tembaga.
Kekurangan
Meskipun serat optik menawarkan banyak keuntungan, mereka memiliki kekurangan sebagai berikut -
Meskipun kabel serat optik tahan lebih lama, biaya pemasangannya tinggi.
Jumlah repeater akan ditingkatkan dengan jarak.
Mereka rapuh jika tidak dibungkus dengan selubung plastik. Oleh karena itu, dibutuhkan lebih banyak perlindungan daripada perlindungan dari tembaga.
Aplikasi Fiber Optik
Serat optik memiliki banyak kegunaan. Beberapa di antaranya adalah sebagai berikut -
Digunakan dalam sistem telepon
Digunakan dalam jaringan kabel bawah laut
Digunakan dalam tautan data untuk jaringan komputer, Sistem CATV
Digunakan dalam kamera pengintai CCTV
Digunakan untuk menghubungkan pemadam kebakaran, polisi, dan layanan darurat lainnya.
Digunakan di rumah sakit, sekolah, dan sistem manajemen lalu lintas.
Mereka memiliki banyak kegunaan industri dan juga digunakan untuk konstruksi tugas berat.