Pernahkah anda memikirkan mengenai bagaimana bisa mendapatkan email atau informasi lain dari sudut mana saja di dunia dalam sekejap? hal ini bisa terjadi oleh karena jaringan yang diletakkan di bawah tanah dan bawah laut. Kabel yang membawa sebagian besar data dunia ini adalah kabel serat optik. Kabel – kabel ini juga digunakan dalam peralatan medis. Mari kita pelajari cara kerja kabel serat optik / Fiber Optik dan bagaimana cara kabel ini merevolusi dunia di sekitar. 
Kabel serat optik / Fiber Optik terdiri dari ribuan helai serat dan untai serat tunggal setipis rambut manusia, serat optik membawa informasi dalam bentuk cahaya. Pertama – tama mari kita pelajari beberapa perilaku dasar cahaya untuk memahami cara kerja serat optic (fiber optik) . Kecepatan cahaya berubah ketika melewati media dan perubahan kecepatan ini dinyatakan oleh indeks bias, variasi dalam kecepatan cahaya ini mengarah pada fenomena menarik lainnya yaitu pembiasan. Untuk memahami apa itu pembiasan mari kita lakukan eksperimen yang menarik, dalam percobaan ini cahaya melewati sebuah prisma. Terlihat pada antarmuka cahaya bengkok bukan lurus, fenomena ini dikenal sebagai refraksi atau pembiasan. Pembiasan terjadi ketika cahaya melewati media dengan satu indeks bias ke satu indeks bias lainnya. Cahaya berbelok ke arah antarmuka saat beralih dari media indeks bias tinggi ke satu indeks bias rendah. Pembiasan adalah alasan mengapa pensil terlihat bengkok di dalam segelas air, teknik sederhana ini efektif digunakan dalam serat optik (fiber optik). Sekarang mari kita buat eksperimen ini sebagai hipotesis, kita bisa meningkatkan indeks bias gelas secara realtime dengan menggunakan dopang. Ketika kita meningkatkan indeks bias cahaya akan semakin banyak berbelok menuju permukaan. Setelah beberapa saat Anda bisa melihat cahaya akan melewati permukaan kaca jika kita meningkatkan indeks bias lebih jauh cahaya akan kembali ke media pertama sebagai refleksi murni, ini disebut pemantulan internal total. Pemantulan internal total mungkin terjadi jika kita meningkatkan sudut dating daripada meningkatkan indeks bias. Dalam hal ini pada sudut tertentu akan disebut dengan sudut kritis, cahaya akan kembali ke media pertama. Fenomena pemantulan total ini digunakan dalam kabel serat optic (fiber optik) untuk mengirimkan cahaya, bentuk paling sederhana dari kabel serat optik (fiber optik) ditunjukkan disini. Kaca silinder dengan indeks bias tinggi, jika laser mengenai antarmuka pada sudut yang lebih besar dari sudut kritis pemantulan internal total akan terjadi dan cahaya akan mencapai ujung lainnya. Ini berarti bahwa cahaya dapat terkurung dalam serat optik dalam jarak yang jauh, tidak peduli seberapa kompleks bentuk seratnya. Ingat, pemantulan internal total terjadi antara kaca indeks bias tinggi dan indeks udara bias rendah namun serat optik (fiber optik) membutuhkan lapisan pelindung. Lapisan pelindung tidak memungkinkan dalam konfigurasi ini. 

Pengenalan bahan pelindung akan menggantikan posisi udara dan menghentikan fenomena pemantulan internal total. Cara mudah untuk mengatasi masalah ini adalah dengan memperkenalkan kaca indeks bias rendah di atas kaca inti yang dikenal sebagai cladding, dengan cara ini pemantulan internal total akan terjadi dan kita akan dapat menggunakan lapisan pelindung. Baik inti dan cladding menggunakan silikan sebagai bahan dasarnya. Perbedaan dalam indeks bias dapat dicapai dengan menambahkan berbagai jenis dopang serat optik (fiber optik) yang baru saja kita bentuk tidak akan mampu membawa sinyal lebih dari 100 km. Ini disebabkan berbagai lesapan yang terjadi pada kabel. Hilangnya kekuatan sinyal ini umumnya disebut pelemahan, penyerapan dan hamburan adalah alasan utama pelemahan sinyal inilah sebabnya mengapa anda melihat adanya penguat pada kabel setelah jarak tertentu. Penguat ini meningkatkan kekuatan sinyal dan memungkinkan sinyal untuk dikirim dalam jarak jauh, daya yang diperlukan untuk penguat ini diambil dari sumber terdekat. 


Sekarang kembali ke topik utama. Bagaimana serat optik (fiber optik) mengirimkan informasi seperti panggilan telepon atau sinyal internet, informasi apapun dapat direpresentasikan dalam bentuk 0 dan 1. Bayangkan Anda ingin mengirim pesan text ‘Halo’ melalui ponsel Anda, pertama kata ini akan dikonversi menjadi kode biner setara n sebagai urutan 0 dan 1. Setelah konversi ponsel Anda akan mentransmisikan 0 dan 1 ini dalam bentuk gelombang elektromagnetik, 1 ditransmisikan sebagai gelombang frekuensi tinggi dan 0 sebagai gelombang frekuensi rendah. Menara sel lokal menerima gelombang elektromagnetik ini, di menara akan dihasilkan gelombang cahaya jika gelombang elektromagnetik nya berfrekuensi tinggi. Sekarang gelombang cahaya ini dapat dengan mudah ditransmisikan melalui kabel serat optik, gelombang cahaya yang membawa informasi harus melalui jaringan kabel yang rumit untuk mencapai tujuannya. Untuk mencapai tujuan ini seluruh dunia ditutupi dengan kabel serat optik. Kabel ini diletakkan di bawah tanah dan di bawah laut. Terutama penyedia layanan seluler yang memelihara kabel di bawah tanah ini, AT&T; Orange, Verizon, Google adalah beberapa pemain global yang memelihara dan memiliki jaringan kabel bawah laut. 

Bagian kabel yang tersisa adalah struktur mekanis untuk perlindungan dan kekuatan. Sekarang pertanyaannya adalah dari mana penguat mendapatkan dayanya di bawah lautan yang dalam ini, untuk tujuan tersebut selubung tembaga tipis digunakan dalam kabel yang membawa daya listrik di sepanjang kabel sehingga dapat memberikan daya pada penguat. Seluruh pembahasan ini mengacu pada bahwa jika kabel serat optik (fiber optik) tidak mencapai bagian dunia tertentu maka bagian dunia tersebut akan terisolasi dari internet atau komunikasi seluler. Jika kita membandingkan kabel serat optik (fiber optik) dengan kabel tembaga tradisional, kabel serat optik lebih unggul dari hampir segala hal. Kabel serat optik (fiber optik) memberikan bandwidth yang lebih besar dan mengirimkan data dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada kabel tembaga, ini karena kecepatan cahaya selalu lebih besar dari kecepatan elektron. Aliran elektron dalam kabel tembaga menghasilkan medan magnet bahkan diluar kabel yang dapat menyebabkan interverensi elektromagnetik. Di sisi lain cahaya yang bergerak pada kabel optik (fiber optik) selalu terkurung dalam serat sehingga interaksi dengan sinyal eksternal tidak ada. Satu lagi fitur menarik tentang kabel serat optic (fiber optik) adalah bahwa setiap sinyal cahaya yang masuk dari samping memiliki peluang yang minim untuk masuk di sepanjang kabel. Dengan demikian kabel serat optik akan memberikan keamanan data yang tinggi keamanan data yang tinggi. 

Anda mungkin kagum setelah mengetahui bahwa serat optik (fiber optik) pertama kali digunakan dalam endoskopi bahkan sebelum digunakan dalam bidang telekomunikasi. Dalam telekomunikasi gelombang digital ditransfer melalui kabel serat optik namun pada kabel endoskopi sinyal visual dalam bentuk analog ditransmisikan ke ujung lainnya. 

Source : Ilmu Rekayasa – Kabel Serat Optik, Bagaimana Cara Kerjanya?