Kabel Serat Optik Sebagai Media Transmisi Sinyal – Materi Fisika Kelas 12

Kabel serat optik zenius education

Elo pernah mendengar tentang kabel serat optik nggak? Kabel ini ditransmisikan dalam bentuk cahaya, lho. Kebayang kan gimana kecepatannya? Cari tau selengkapnya di sini, yuk!

Kriiing … kriiing ….

Tiba-tiba dering telepon Zahra berbunyi. Artinya, ada telepon masuk yang entah dari siapa dan di mana. Setelah dilihat, ternyata layar hp Zahra bertuliskan “Ibu Negara”. Tanpa berpikir panjang Zahra langsung mengangkat telepon tersebut.

Halo, Ma?

Kamu lagi ngapain? Udah makan belum? Jangan kebiasaan nunda-nunda makan, nanti maag kamu kambuh!”

“Iya, Ma. Ini Zahra baru pulang sekolah, mau beli makan dulu di depan kos. Zahra juga laper banget, tadi di sekolah ada ujian yang menguras pikiran.”

“Oh ya udah, sok kamu beli makan dulu ya, nanti telepon Mama lagi!

Percakapan di telepon pun berakhir.

Nah, elo pernah nggak berpikir kok bisa ya dua orang yang lokasinya berjauhan bisa saling terhubung lewat telepon? Gimana caranya?

Kenapa Kita Bisa Berkomunikasi Lewat Telepon?

Kalau lagi ngomongin tentang telepon, biasanya pembahasannya nggak jauh-jauh dari sinyal. Sinyal mengacu pada tegangan/arus listrik—sinyal ini butuh medium perambatannya—dan gelombang elektromagnetik—nggak butuh medium perambatan. Lalu, gimana dengan sinyal pada telepon?

Sinyal pada telepon menggunakan gelombang elektromagnetik yang nggak membutuhkan medium perambatan. Prosesnya gini, ketika kita menelepon seseorang, maka suara kita akan ditangkap oleh microphone dan speaker. Kemudian, suara kita akan dikonversi menjadi sinyal digital. Sinyal digital lalu ditangkap oleh antena dan diubah menjadi gelombang elektromagnetik untuk ditransmisikan.

proses sinyal zenius education
Proses berkomunikasi lewat telepon (Dok. Cuplikan video Zenius).

Lalu, gimana cara mentransmisikannya? Apakah langsung diterima oleh lawan bicara? Oh tentu saja nggak, kita tetap membutuhkan yang namanya teknologi seluler. Itu lho tower telepon yang biasa elo lihat di jalanan.

Daerah dibagi membentuk heksagonal, nah tiap heksagonalnya ada tower telepon. Daerahnya Zahra ada tower telepon, daerahnya Mama Zahra juga ada tower teleponnya. Ketika Mama menelepon Zahra, maka sinyal tersebut ditangkap oleh tower dan diubah menjadi pulsa cahaya berfrekuensi tinggi. Selanjutnya, cahaya tersebut dialirkan ke base transceiver untuk dialirkan ke tower yang ada di daerahnya Zahra. Suara Mama akan diterima oleh Zahra dalam bentuk sinyal analog—prosesnya dibalik ya dari saat kita menelepon orang.

Gelombang elektromagnetik → Sinyal digital → Sinyal analog → Speaker

Oh iya, sinyal suara yang dibawa itu pasti melewati kabel-kabel di bawah tanah atau di bawah laut, disebut dengan fiber optic.

Hmm … katanya gelombang elektromagnetik itu nggak butuh medium perambatan. Tapi, kok dalam prosesnya tetap menggunakan medium berupa kabel sih? Menurut elo gimana, guys? Sampaikan pendapat elo di kolom komentar, yuk! Elo juga bisa melihat video animasi dari proses di atas di sini.

Baca juga: Konsep Gelombang Elektromagnetik – Materi Fisika Kelas 12

Kabel Untuk Mentransmisikan Sinyal

Sinyal akan ditransmisikan melalui kabel. Nah, kabel itu ada jenis-jenisnya lho, guys. Berikut adalah jenis-jenis kabel.

jenis jenis kabel sebagai media transmisi sinyal zenius education
Jenis-jenis kabel sebagai media transmisi sinyal (Dok. Cuplikan video Zenius).

Kawat Tembaga

Sinyal dapat ditransmisikan dalam bentuk tegangan listrik, sehingga harus melalui suatu konduktor, salah satunya adalah kawat tembaga. Jenis kawat ini bisa elo temukan pada jaringan telepon rumah. Siapa di antara elo yang masih punya telepon rumah?

Kabel Pasangan Terpilin (Twisted Pair)

Kabel jenis ini memiliki dua kawat tembaga, biasanya dibedakan menjadi dua warna. Sesuai namanya, kedua kabel tersebut dipilin dengan tujuan untuk mengurangi gangguan elektronik dari luar, misalnya radiasi elektromagnetik.

Kabel ini lebih baik daripada kawat tembaga. Kenapa? Karena, kabel jenis ini memiliki pelindung dan bisa mengurangi gangguan elektromagnetik. Nah, kabel ini banyak digunakan untuk komputer dan industri telekomunikasi. Selain mengurangi gangguan, kabel ini juga bisa digunakan untuk membatasi kecepatan akses internet di komputer.

Kabel Koaksial

Kabel ini biasa ditemukan pada kabel tv, khususnya kabel antena. Hal itu karena kabel jenis ini bisa digunakan untuk menyalurkan informasi ke banyak kanal telepon, bahkan hingga 900 kanal telepon lho. Selain itu, ada pelindung atau isolator pada kabel ini untuk mengurangi gangguan antar sistem.

Kalau dilihat dari bentuknya, kabel ini berlapis-lapis gitu, mulai dari lapisan terdalam ada serabut konduktor, isolator, isolator lagi, konduktor berbentuk anyaman, dan terluarnya adalah isolator.

Nah, ada satu lagi jenis kabel lainnya, yaitu kabel serat optik. Khusus jenis yang satu ini akan gue bahas di poin selanjutnya ya.

Apa Itu Kabel Serat Optik?

Kabel serat optik adalah salah satu jenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus. Pada penggunaan kabel serat optik, sinyal atau data akan ditransmisikan dalam bentuk cahaya. Dari sini udah jelas ya keunggulan menggunakan kabel jenis ini? Yap, proses transmisi pada kabel ini berlangsung sangat cepat, karena menggunakan cahaya, yaitu 3×108 m/s.

Prinsip kerja dari kabel serat optik, yaitu sumber sinyal (berupa LED atau laser) yang ditransmisikan melalui kabel dan akan diterima oleh penerima. Tapi, penerima di sini juga harus bisa mengubah cahaya menjadi sinyal listrik dan diolah (fotodioda atau fototransistor). Lalu, berapakah transmisi yang dimiliki?

Jadi, transmisi data maksimal yang dimiliki kabel serat optik adalah tergantung dari sumber sinyal cahayanya. Kalau sumber yang digunakan berasal dari cahaya LED, maka jarak penghantarannya pendek, yaitu hanya beberapa km saja. Selain itu, kecepatan transfer datanya juga terbatas. Sedangkan, ketika sumber cahaya yang digunakan berasal dari laser, maka jarak penghantarannya bisa lebih jauh hingga puluhan km. Selain itu, kecepatan transmisi data cahaya laser juga lebih tinggi.

Baca jugaMengenal Konsep Gelombang Cahaya – Materi Fisika Kelas 11

Bagian-Bagian Kabel Serat Optik

Coba elo perhatikan gambar kabel serat optik di bawah ini. 

bagian kabel serat optik zenius
Gambar kabel serat optik. (dok. NASA).

Sama seperti kabel pada umumnya, bagian bagian dari kabel serat optik adalah konduktor dan isolator. Nah, fiber optic terbagi lagi menjadi beberapa bagian, yaitu cladding (lapisan luar → n2) dan core (inti yang terbuat dari lapisan kaca → n1).

Lah, n1 dan n2 itu apaan sih? Jadi, n1 dan n2 merupakan indeks bias. Jadi nilai n1 akan lebih besar daripada n2 (n1 > n2). Kenapa? Karena, sinyal atau data yang berbentuk cahaya akan menggunakan prinsip pemantulan sempurna. Berikut adalah syarat pemantulan sempurna.

  1. Sinar datang dari medium rapat ke medium renggang.
  2. Sudut datang harus lebih besar daripada sudut kritis—sudut kritis merupakan sudut yang menghasilkan sudut bias sebesar 90°).

Untuk membuktikan kedua syarat tersebut, elo bisa tonton video belajar Zenius dengan klik banner di bawah ini!

belajar materi pelajaran kimia di zenius

Baca jugaGuglielmo Marconi, Sosok di Balik Teknologi Komunikasi Nirkabel

Contoh Soal Kabel Serat Optik dan Pembahasannya

Gimana, udah paham kan sama materi di atas? Yakin? Untuk menguji sejauh mana pemahaman elo mengenai media transmisi sinyal dengan kabel serat optik, gue ada beberapa contoh soal dan pembahasan yang bisa dijadikan sebagai referensi.

Contoh Soal 1

Pada kabel serat optik, sinyal ditransmisikan dalam bentuk ….

a. Arus listrik.

b. Gelombang UV.

c. Cahaya.

d. Gelombang radio.

e. Gelombang inframerah.

Jawab: c. Cahaya.

Pembahasan: Kabel serat optik mentransmisikan sinyal lebih cepat daripada kabel kawat, karena ia mentransmisikan sinyal dalam bentuk cahaya.

Contoh Soal 2

Jalannya sinyal pada media transmisi serat optik akan ….

a. Mengalami pemantulan sempurna.

b. Mengalami pembiasan.

c. Mengalami polarisasi.

d. Terhambur.

e. Mengalami interferensi.

Jawab: a. Mengalami pemantulan sempurna.

Pembahasan: Pada kabel serat optik, kabel akan dilapisi bahan yang berfungsi sebagai cermin. Nah, ketika sinyal cahaya dilewatkan ke inti seratnya, maka sinyal cahaya bisa memiliki arah yang bermacam-macam. Hal ini menyebabkan cahaya dapat dipantulkan secara sempurna.

Contoh Soal 3

Jelaskan perbedaan kabel coaxial (koaksial) dan serat optik!

Khusus untuk soal yang ketiga ini gue nggak akan kasih pembahasan, karena gue mau elo yang jawab pertanyaan ini di kolom komentar. Elo bisa menjelaskan perbedaan kedua jenis kabel di atas dari pengertian yang udah gue uraikan sebelumnya.

*****

Gimana nih, sampai sini udah paham kan tentang kabel serat optik? Buat yang lebih menyukai belajar dengan nonton video, elo bisa mengakses materi ini di video belajar Zenius menggunakan akun yang sudah didaftarkan di website dan aplikasi Zenius sebelumnya, ya!

Baca jugaKonsep Dilatasi Waktu dan Rumusnya – Materi Fisika Kelas 12

Bagikan Artikel Ini!