Meskipun mungkin tampak seperti sihir atau fiksi ilmiah, teknologi serat optik sangat ilmiah dan telah ada selama lebih dari setengah abad. Tapi bagaimana cara kerjanya? Bagaimana kaca menjadi serat optik? Bagaimana cahaya dapat merambat melalui kabel dan mencapai tujuannya? (Petunjuk: Ini bukan debu peri dan elf.)
Pada tahun 1970, para insinyur di laboratorium penelitian Corning Incorporation di Corning, NY menemukan formula untuk membuat untaian kaca yang dapat mengirimkan gelombang cahaya yang berisi data yang kemudian dapat dibaca oleh komputer. Hingga saat ini, data hanya dapat dikirim melalui kabel tembaga. Berdasarkan penemuan ini, mereka menguji transmisi data fiber dalam jarak yang lebih jauh, semuanya dengan kehilangan sinyal yang minimal. Serat “low loss” baru ini, demikian sebutannya, mengawali revolusi teknologi data dan telekomunikasi yang berlanjut lebih dari setengah abad kemudian. Tapi bagaimana serat kaca ini dibuat?
3 Cs Serat
Untuk memahami mengapa serat dibuat dengan cara pembuatannya, penting untuk memahami terlebih dahulu bagaimana cahaya merambat. Gelombang cahaya merambat lurus hingga mengenai suatu benda yang memantulkan, membiaskan, atau menyerapnya. Serat optik dirancang untuk meminimalkancerminansambil memaksimalkanpembiasandan menghilangkanpenyerapan. Tantangan dengan serat optik adalah menjaga sinyal cahaya di dalam serat dari awal hingga akhir. Kebutuhan ini untuk menjaga sinyal di dalam serat menentukan bahan dan proses dimana kaca cair menjadi kabel serat optik yang dapat digunakan.
Ada tiga komponen utama di setiap helai serat optik:inti, kelongsong,Danlapisan.
Untaian serat optik terdiri dari lapisan-lapisan ini, masing-masing memiliki fungsi berbeda dalam mentransmisikan data melalui cahaya.
Bertentangan dengan kepercayaan populer,inti, tempat cahaya merambat, tidak berongga. Sebaliknya, ini adalah kaca silika ultra murni yang padat – sehingga tingkat kontaminannya diukur dalam satuan per miliar. Tingkat kemurnian ini penting agar sinyal cahaya dapat merambat ke untaian serat tanpa menurunkan kualitas cahaya, yang akan menurunkan data. Setiap kali cahaya mengenai suatu benda, ia kehilangan sedikit kekuatannya. Kunci sukses dalam transmisi sinyal serat optik adalah meminimalkan kehilangan tersebut dengan menggunakan kaca ultra bening. Semakin jernih kacanya, semakin baik sinyal cahayanya dari ujung ke ujung.
Lapisan kaca kedua yang kurang murni disebutkelongsongmengelilingi seluruh panjang inti serat. Lapisan ini bertindak sebagai reflektor untuk menjaga cahaya tetap berada di dalam inti saat bergerak menuju tujuannya. Tanpa lapisan tersebut, cahaya akan keluar dari inti dan hilang. Namun, dengan cladding, cahaya bergerak ke tujuannya dengan kehilangan sinyal minimal, menjaga integritas data dari awal hingga akhir.
Lapisan tersebut mencegah cahaya keluar dari inti.
Komponen ketiga dan terakhir adalah karet tipislapisanyang melindungi serat dari goresan dan memudahkan pemasang dan teknisi untuk mengatur serat. Biasanya, lapisan diberi kode warna untuk memudahkan penyambungan dan pemasangan.
Mari kita lihat proses langkah demi langkah yang dimulai dengan bahan kimia mentah dan mengubahnya menjadi serat jadi.
Laydown & Konsolidasi
Pembuatan serat dimulai dengan menggantungkan batang umpan keramik yang dirancang untuk menarik silikon dioksida, suatu bentuk silika yang sangat murni, di dalam wadah yang sangat bersih dan dikontrol iklim. Silikon dioksida menempel pada batang keramik dan membentuk silinder kaca tebal yang disebut pra-bentuk. Proses konsolidasi kemudian menghilangkan kelembapan dari bentuk awal yang baru dibuat dalam tungku bersuhu tinggi dan mengubah silikon dioksida kasar menjadi kaca halus dan tidak berpori sebelum menyinter/melelehkan ujungnya untuk membentuknya dan menyiapkannya untuk digunakan. langkah selanjutnya. Proses ini menghasilkan blanko serat optik yang akan menjadi untaian pada langkah ketiga.
Pengundian adalah saat kaca panas menjadi cukup tipis untuk mengubahnya menjadi inti dan kelongsong serat optik.
Menggambar
Langkah terakhir dalam membuat bagian kaca dari kabel serat optik adalah pengundian, yang dimulai dengan blanko yang baru dibentuk digantung secara vertikal di dalam tungku ultra-panas, memanaskan kaca hingga titik leleh. Ujung blanko memanas, melunak, dan mulai turun perlahan, membentuk untaian kaca yang sangat tipis saat bergerak ke bawah, sangat tipis hingga diukur dalam mikron. Untaian ini menjadi inti dan kelongsong. Tergantung ukurannya, setiap blanko dapat menghasilkan serat sepanjang 5 kilometer.
Lapisan
Setelah serat kaca mendingin, serat tersebut digulung menjadi gulungan besar dan dikirim ke pabrik penyelesaian di mana serat tersebut dilepaskan dan dikirim melalui mesin yang mengoleskan lapisan karet tipis ke bagian luar untaian. Melapisi untaian tidak menambah kekuatan keseluruhan secara signifikan. Kacanya sendiri cukup kuat. Sebaliknya, lapisan tersebut mencegah serat tergores dan memudahkan pemasang untuk menangani dan menemukan di mana serat terhubung, mirip dengan cara kabel tembaga diberi kode warna untuk memudahkan pengorganisasian.
Pemasangan kabel
Meskipun untaian serat optik sekuat apa pun, kami tetap melindunginya dengan pelindung sebagai lapisan perlindungan tambahan terhadap cuaca dan kondisi lainnya.
Meskipun masing-masing untaian serat optik dapat membawa sejumlah besar data sendiri, biasanya serat optik digabungkan menjadi kabel untuk kemudahan pemasangan dan untuk melindunginya dari elemen. Seringkali masing-masing serat diikat menjadi pita berwarna 12-, 24-, 48-, 72-, dan 96-yang kemudian ditempatkan di dalam karet atau logam pelindung. saluran untuk penempatan di suatu lingkungan.
Begitu sampai di rumah atau tempat bisnis, serat-serat tersebut dipisahkan lagi menjadi untaian tersendiri untuk melayani pelanggan. Hal ini memungkinkan banyak pelanggan mendapatkan layanan dari satu bundel kabel di dalam tanah tanpa ada dari mereka yang berbagi bandwidth dengan tetangganya karena setiap rumah tangga mendapatkan serat khusus sendiri.
Kecuali kerusakan dari sumber luar, kabel serat optik harus bertahan selama beberapa generasi pengguna internet, dengan bandwidth dan kecepatan yang hampir tidak terbatas.