Struktur dasar serat optik
Serat telanjang dari serat optik biasanya dibagi menjadi tiga lapisan: inti, kelongsong dan pelapis.
Inti serat dan kelongsongnya terdiri dari kaca dengan indeks bias yang berbeda, bagian tengahnya adalah inti kaca indeks bias tinggi (silika yang didoping germanium), dan bagian tengahnya adalah kelongsong kaca dengan indeks bias rendah (silika murni).Cahaya memasuki serat pada sudut datang tertentu, dan emisi total terjadi antara serat dan kelongsong (karena indeks bias kelongsong sedikit lebih rendah dari inti), sehingga dapat merambat di serat.
Fungsi utama pelapis adalah untuk melindungi serat optik dari kerusakan eksternal, sekaligus meningkatkan fleksibilitas serat optik.Seperti disebutkan sebelumnya, inti dan kelongsong terbuat dari kaca dan tidak dapat ditekuk dan rapuh.Penggunaan lapisan pelapis melindungi dan memperpanjang umur serat.
Lapisan selubung luar ditambahkan ke serat non-telanjang.Selain untuk melindunginya, selubung luar berbagai warna juga dapat digunakan untuk membedakan berbagai serat optik.
Serat optik dibagi menjadi serat mode tunggal (Single Mode Fiber) dan serat multimode (Multi Mode Fiber) sesuai dengan mode transmisi.Cahaya memasuki serat pada sudut datang tertentu, dan emisi penuh terjadi antara serat dan kelongsong.Ketika diameternya kecil, hanya satu arah cahaya yang diizinkan melewatinya, yaitu serat mode tunggal;ketika diameter serat besar, cahaya dapat diizinkan.Menyuntikkan dan menyebar di berbagai sudut datang, kali ini disebut serat multimode.
Karakteristik transmisi serat optik
Serat optik memiliki dua karakteristik transmisi utama: kehilangan dan dispersi.Hilangnya serat optik mengacu pada redaman per satuan panjang serat optik, dalam dB/km.Tingkat kehilangan serat optik secara langsung mempengaruhi jarak transmisi sistem komunikasi serat optik atau jarak antar stasiun relai.Dispersi serat mengacu pada fakta bahwa sinyal yang ditransmisikan oleh serat dibawa oleh komponen frekuensi yang berbeda dan komponen mode yang berbeda, dan kecepatan transmisi komponen frekuensi yang berbeda dan komponen mode yang berbeda berbeda, yang menyebabkan distorsi sinyal.
Dispersi serat dibagi menjadi dispersi material, dispersi pandu gelombang, dan dispersi modal.Dua jenis dispersi yang pertama disebabkan oleh sinyal yang tidak menjadi frekuensi tunggal, dan jenis dispersi yang terakhir disebabkan oleh sinyal yang bukan merupakan mode tunggal.Sinyal tidak mode tunggal akan menyebabkan dispersi mode.
Serat mode tunggal hanya memiliki satu mode fundamental, jadi hanya ada dispersi material dan dispersi pandu gelombang, dan tidak ada dispersi modal.Serat multimode memiliki dispersi antar mode.Dispersi serat optik tidak hanya mempengaruhi kapasitas transmisi serat optik, tetapi juga membatasi jarak relai sistem komunikasi serat optik.
Serat mode tunggal
Serat mode tunggal (Single Mode Fiber), cahaya memasuki serat pada sudut datang tertentu, dan emisi penuh terjadi antara serat dan kelongsong.Ketika diameter dipersingkat, hanya satu arah cahaya yang diizinkan melewatinya, yaitu serat mode tunggal;Inti kaca pusat dari serat mode sangat tipis, diameter inti umumnya 8,5 atau 9,5 m, dan bekerja pada panjang gelombang 1310 dan 1550 nm.
Serat multimode
Serat multi-mode (Serat Multi Mode) adalah serat yang memungkinkan beberapa mode transmisi terpandu.Diameter inti serat multimode umumnya 50μm/62,5μm.Karena diameter inti serat multimode relatif besar, dapat memungkinkan berbagai mode cahaya ditransmisikan pada satu serat.Panjang gelombang standar multimode adalah 850nm dan 1300nm masing-masing.Ada juga standar serat multimode baru yang disebut WBMMF (Wideband Multimode Fiber), yang menggunakan panjang gelombang antara 850nm dan 953nm.
Baik serat single-mode maupun multi-mode memiliki diameter cladding 125 m.
Serat mode tunggal atau serat multi mode?
Jarak transmisi
Diameter yang lebih kecil dari serat mode tunggal membuat pantulan lebih rapat, memungkinkan hanya satu mode cahaya untuk melakukan perjalanan, sehingga sinyal optik dapat melakukan perjalanan lebih jauh.Saat cahaya melewati inti, jumlah pantulan cahaya berkurang, mengurangi redaman dan menyebabkan perambatan sinyal lebih lanjut.Karena tidak memiliki dispersi antar mode atau dispersi antar mode kecil, serat mode tunggal dapat mentransmisikan 40 kilometer atau lebih tanpa mempengaruhi sinyal.Oleh karena itu, serat mode tunggal umumnya digunakan untuk transmisi data jarak jauh dan banyak digunakan di perusahaan telekomunikasi dan penyedia TV kabel dan universitas, dll.
Serat multimode memiliki inti berdiameter lebih besar dan dapat mentransmisikan cahaya dalam berbagai mode.Dalam transmisi multi-mode, karena ukuran inti yang lebih besar, dispersi antar-mode lebih besar, yaitu, sinyal optik "menyebar" lebih cepat.Kualitas sinyal akan berkurang selama transmisi jarak jauh, sehingga serat multi-mode biasanya digunakan untuk jarak pendek, aplikasi audio/video dan jaringan area lokal (LAN), dan serat multi-mode OM3/OM4/OM5 dapat mendukung tinggi -kecepatan transmisi data.
Bandwidth, kapasitas
Bandwidth didefinisikan sebagai kemampuan untuk membawa informasi.Faktor utama yang mempengaruhi lebar pita transmisi serat optik adalah berbagai dispersi, di mana dispersi modal adalah yang paling penting.Dispersi serat mode tunggal kecil, sehingga dapat mentransmisikan cahaya dalam pita frekuensi lebar untuk jarak jauh.Karena serat multi-mode akan menghasilkan interferensi, interferensi dan masalah kompleks lainnya, itu tidak sebagus serat mode tunggal dalam bandwidth dan kapasitas.Generasi terbaru bandwidth serat multi-mode OM5 diatur ke 28000MHz/km, sedangkan bandwidth serat mode tunggal jauh lebih besar.