Memahami Prinsip Kerja dan Teknologi Fiber Optic

Artikel ini membahas cara kerja fisika serat optik, teknologi WDM, amplifier optik seperti EDFA dan Raman, arsitektur jaringan PON (GPON, XGS-PON), hingga alat pengujian seperti OTDR.

Cahaya merambat di dalam inti serat optik

---

1. Prinsip Fisika: Total Internal Reflection

Fiber optic bekerja berdasarkan prinsip Total Internal Reflection, yaitu kondisi ketika cahaya dipantulkan kembali sepenuhnya ke dalam inti (core) karena perbedaan indeks bias antara core dan cladding. Inilah yang membuat cahaya dapat berjalan puluhan kilometer tanpa keluar dari serat.

---

2. Sistem Transmisi: Laser, Modulasi, dan Photodiode

Sistem dasar fiber optic terdiri dari:

• Sumber cahaya: LED untuk multimode; Laser (DFB) untuk singlemode jarak jauh.
• Modulasi: cahaya dimodulasi menjadi bit digital (NRZ, PAM4, QAM).
• Detektor: photodiode (PIN/APD) mengubah cahaya menjadi arus listrik.

Untuk sambungan sangat cepat (40G/100G/400G), digunakan teknik coherent detection yang lebih sensitif.

---

3. WDM: Menggabungkan Banyak Kanal dalam Satu Serat

Teknologi Wavelength Division Multiplexing (WDM) memungkinkan puluhan hingga ratusan kanal optik berjalan bersamaan pada panjang gelombang berbeda.

• CWDM — jumlah kanal lebih sedikit, jarak kanal lebih lebar.
• DWDM — puluhan hingga ratusan kanal, dipakai pada backbone & submarine.

DWDM memungkinkan banyak kanal berjalan dalam satu serat

---

4. Penguat Optik: EDFA & Raman

• EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) — penguat paling umum untuk 1550 nm. Dapat menguatkan banyak kanal sekaligus.
• Raman Amplifier — penguatan terjadi di serat transmisi melalui efek Raman, sangat efektif untuk jarak jauh & mengurangi noise.
• SOA — penguat berbasis semikonduktor, bentuk compact tapi noise lebih tinggi.

Catatan: Kombinasi EDFA + Raman sering digunakan pada jaringan backbone untuk jarak 80–200 km per hop.

---

5. Teknologi Akses: PON (GPON, XGS-PON, 50G-PON)

Jaringan akses fiber ke rumah menggunakan arsitektur Passive Optical Network (PON).

• GPON: 2.5 Gbps downstream / 1.25 Gbps upstream.
• XGS-PON: 10 Gbps simetris (dipakai ISP modern).
• 50G-PON: mulai diadopsi di negara maju sebagai generasi berikutnya.

---

6. Pengujian Fiber: OTDR, Power Meter, BER Test

Teknisi fiber menggunakan berbagai alat untuk memastikan kualitas jaringan:

• OTDR — melihat rute serat, titik sambungan, redaman, dan lokasi kerusakan.
• Optical Power Meter — mengukur level daya optik.
• BER Tester — memastikan rasio error rendah pada kecepatan tinggi.

OTDR digunakan untuk mendeteksi titik kerusakan pada serat optik

---

Kesimpulan

• Fiber optic bekerja dengan memanfaatkan total internal reflection.
• DWDM dan EDFA memungkinkan jaringan backbone berkapasitas besar.
• PON menjadi teknologi utama untuk internet rumah & bisnis.
• Pengujian seperti OTDR sangat penting untuk kualitas jaringan.

---

Referensi

• The Fiber Optic Association (FOA)
• Wikipedia — Optical Fiber
• FS.com — EDFA & DWDM Technology
• ITU-T Standards — GPON, XGS-PON, 50G-PON