Sirkuit Serat Optik Dijelaskan: Panduan Pemula Komunikasi Berkecepatan Tinggi
Pengaturan Serat Optik
Sumber: Wikimedia Commons
Di masa lalu, kabel listrik adalah hal utama sampai orang membutuhkan bandwidth tinggi pada jarak jauh. Sayangnya, kabel listrik tidak dapat memenuhi kriteria. Oleh karena itu, diperlukan pengganti yang lebih efisien. Dan serat optik hadir. Menariknya, Anda dapat mengandalkan serat optik untuk mengkonduksi jumlah data yang besar dengan kecepatan sangat tinggi. Jadi, tidak heran jika Anda menemukannya dalam sebagian besar kabel internet. Namun, teknologi ini memiliki beberapa kekurangan seperti kegagalan sirkuit serat, yang bisa diabaikan—terutama untuk array serat padat tinggi.
Ingin tahu lebih banyak? Anda berada di tempat yang tepat karena kita akan membahas lebih lanjut tentang array serat optik padat tinggi yang kompak, dapat ditanam secara kronis.
Mari kita lanjutkan!
Apa Itu Sirkuit Serat?
Serat optik menggunakan gagasan yang sama tentang pergerakan informasi dengan cara yang berbeda. Misalnya, telepon memiliki kabel kawat.
Sirkuit Serat Optik
Sumber: Wikimedia Commons
Oleh karena itu, sirkuit serat adalah jalur di mana elektron berjalan dengan informasi. Dan elektron ini bergerak ke berbagai perangkat listrik. Juga, dilengkapi dengan cahaya yang bertindak sebagai penguat informasi. Dan cahaya ini menyebar dengan bantuan refleksi internal total melalui gelombang optik transparan.
Oleh karena itu, kabel membawa suara ke soket di dinding saat Anda berbicara ke perangkat. Plus, tidak ada defisit perilaku. Akibatnya, garis lain akan memindahkan suara ke pertukaran telepon lokal dan mungkin mengalami kegagalan beban awal.
Tetapi, ponsel, di sisi lain, bekerja berbeda. Perangkat bekerja dengan mengirim dan menerima informasi dengan gelombang radio yang tak terlihat dan dinamika neural skala besar. Jadi, ini terjadi karena ponsel tidak menggunakan kabel.
Jenis Serat Optik
Sekarang, Anda sedikit tahu tentang serat optik; sangat penting untuk memahami bahwa mereka mentransmisikan sinyal dengan berbagai mode dengan perlindungan tambahan. Metode merujuk pada cara sinar cahaya melewati serat.
Jadi, sinyal mungkin memantul di serat dengan sudut berbeda, lurus menuju tengah serat, atau memantul benang di sudut rendah.
Dengan demikian, kita memiliki dua jenis utama kabel serat optik:
Serat Mode Tunggal
Serat ini memiliki diameter inti serat kaca yang kecil. Jadi, ini ideal untuk jarak jauh. Juga, ini mengurangi kemungkinan Anda mengalami penurunan kekuatan sinyal. Dan ini semua berkat diameter kecil.
Selanjutnya, pembukaan kecil serat mode tunggal membantu memisahkan cahaya menjadi satu sinar. Akibatnya, kabel memberikan rute yang lebih langsung. Serat mode tunggal menggunakan sumber cahaya laser, dan memiliki bandwidth tinggi.
Juga, serat ini memerlukan perhitungan yang tepat untuk menghasilkan cahaya laser di pembukaan kecilnya. Oleh karena itu, ini lebih mahal.
Serat Multimode
Serat multimode adalah kebalikan dari serat mode tunggal. Jadi, memiliki pembukaan inti yang besar yang memungkinkan sinyal cahaya memantul dan mencerminkan saat melewati serat.
Dan berkat diameter besarnya, serat dapat mengirim beberapa impuls cahaya ke kabel sekaligus. Oleh karena itu, Anda akan memiliki transmisi data lebih banyak.
Juga, berarti Anda mungkin mengalami kehilangan sinyal dan gangguan. Plus, serat multimode menggunakan LED untuk menghasilkan impuls cahaya, dan lebih murah dari serat mode tunggal.
Bagaimana Sirkuit Serat Bekerja?
Sirkuit serat bekerja dengan memindahkan informasi dalam foton atau partikel cahaya yang bergetir melalui kabel serat optik.
Dengan demikian, sangat penting untuk dicatat bahwa lapisan kaca pelapis dan inti serat memiliki indeks bias yang berbeda. Oleh karena itu, inti dan pelapis memengaruhi cahaya masuk pada sudut tertentu.
Jadi, ketika sinyal cahaya bergerak melalui serat optik, mereka mengalami refleksi internal total. Refleksi internal menyeluruh terjadi ketika sinyal cahaya memantul dari inti (bagian tengah kabel) dan pelapis (lapisan kaca yang melingkupi bagian luar inti).
Dan ini biasanya terjadi dalam urutan pantulan siku-siku. Juga, refleksi internal total adalah salah satu hal yang memastikan cahaya tetap dalam pipa.
Namun, sinyal cenderung berjalan 30% lebih lambat dari kecepatan cahaya karena lapisan kaca yang lebih padat. Juga, jika Anda ingin meningkatkan sinyal selama perjalanannya, gunakan penguat pada interval yang jauh.
Mengapa Anda memerlukan penguat? Mereka membantu meregenerasi sinyal optik. Dan mereka melakukan ini dengan mengubah visual menjadi sinyal listrik. Kemudian, penguat memprosesnya dan mentransmisikan ulang sinyal listrik ke optik.
Sirkuit Serat: Aplikasi
Serat optik bekerja dengan mentransmisikan data yang dikodekan dalam sinar cahaya modulator, dan juga berguna untuk modulasi jaringan. Kemudian, informasi bergerak melalui pipa (plastik atau kaca). Gagasan di balik desain ini muncul pada tahun 1950-an.
Dan gagasannya untuk efisiensi penyesatan, endoskop, dan pengikat grating yang efisien. Juga, ini membantu dokter melihat tubuh manusia secara internal, menggunakan fotometri multifiber, tanpa membukanya.
Jadi, para insinyur menyukai gagasan ini dan menggunakan teknologi yang sama untuk memindahkan panggilan telepon dengan kecepatan cahaya. Segera, Komisi Komunikasi Federal (FCC) mengadopsi teknologi ini. Dengan demikian, kabel serat optik terdiri dari serat optik (strand tipis plastik atau kaca).
Juga, masing-masing serat relatif tipis dan dapat menanggung lebih dari 25.000 panggilan telepon. Oleh karena itu, seluruh kabel dapat mentransmisikan beberapa juta panggilan dengan mudah. Dalam rangkuman, kabel serat optik menggunakan teknologi berbasis cahaya untuk memindahkan informasi antara dua tempat.
Desain Sirkuit Serat Optik
Desain Sirkuit Serat Optik
Sumber: Researchgate c/p Richard Cole
Desain sirkuit memiliki dua bagian penting yang akan kita bahas secara terpisah: sirkuit pemancar dan penerima.
Sirkuit Pemancar Serat Optik
Berikut adalah komponen yang Anda butuhkan untuk membangun sirkuit pemancar serat optik dengan biaya rendah:
Baterai
- Kotak
- Papan jack SK1 3.5mm
- Papan sirkuit
Semikonduktor
- D1 (LED)
- IC1 (NE555)
- IC2 (1458C)
- Tr1 (BC141)
Kapasitor
- C1 (220m 10V elekt)
- C2 (390pF papan keramik)
- C3 (1u 63V elekt)
- C4 (330p papan keramik)
- C5 (4n7 lapisan polyster)
- C6 (3n3 lapisan polyster)
- C7 (470n lapisan polyster)
Resistor (semua 1/4 watt, 5%)
- R1 (47R)
- R2 (4k7)
- R3 (47k)
- R4 (10k)
- R5 (10k)
- R6 (10k)
- R7 (100k)
- R8 (100k)
Karena IC1 Anda adalah NE555, Anda harus mengharapkan efisiensi kinerja yang cukup baik. Juga, Anda dapat mengontrol frekuensi dengan menghubungkan sinyal input ke pin 5 IC.
Dan pin tersebut terhubung dengan pembagi tegangan. Dengan demikian, Anda perlu mengonfigurasi pembagi tegangan Anda untuk menghasilkan batas switching 2/3V+ dan 1/3V+ untuk NE555.
Selanjutnya, sangat penting untuk meningkatkan atau menurunkan batas atas. Dengan cara itu, Anda dapat meningkatkan atau menurunkan waktu yang dibutuhkan C2 untuk beralih di antara dua rentang. Karena TR1 menyediakan arus drive tinggi yang menerangi D1 (LED) dengan ideal, Anda harus memasangnya seperti penguat peremitan emitter.
Juga, selain IC1 dengan arus 200mA yang cukup baik untuk D1, Anda perlu penguat yang dikontrol terpisah untuk LED Anda. Dan ini akan membantu Anda mendapatkan arus LED yang Anda inginkan secara tepat dan andal.
Selain itu, posisikan R1 untuk menetapkan arus LED, yang sekitar 40mA. Sambil Anda melakukannya, perhatikan bahwa LED hanya dapat bekerja dengan 50% (20mA) dari rating sebenarnya. Dan ini terjadi karena LED menyala/mati pada tingkat 50%.
Plus, Anda dapat menyesuaikan nilai R1 saat diperlukan—untuk meningkatkan atau menurunkan arus keluaran.
Sirkuit Penerima Serat Optik
Komponen yang Anda butuhkan untuk sirkuit penerima dan filter adalah:
- Kawat
- SK1 konektor D 25 jalur
- Papan sirkuit
- Kotak
Semikonduktor
- TR1, TR2 BC549 (2 buah)
- D1
- IC1 (4001BE)
- IC2 (1458C)
- IC3 (CA3140E)
Kapasitor
- C1 (100m 10V elektrolitik)
- C2 (2n2 polyster)
- C3 (2n2 polyster)
- C4 (390p keramik)
- C5 (1m 63V elektrolitik)
- C6 (3n3 polyster)
- C7 (4n7 polyster)
- C8 (330pF keramik)
- C9 (3n3 polyster)
- C10 (4n7 polyster)
Resistor
- R1 (22k)
- R2 (2M2)
- R3 (10k)
- R4 (470R)
- R5 (1M2)
- R6 (4k7)
- R7 (22k)
- R8 (47k)
- R9 (47k)
- R10 – R15 10k (6 buah)
Penerima serat optik berada di atas filter. Dan output penerima adalah yang terhubung dengan input sirkuit filter.
D1 menciptakan dioda detektor. Dan berfungsi dalam pengaturan bias sebalik. Akibatnya, resistensi bocoran membentuk efek LDR.
R1, di sisi lain, berperilaku seperti resistor beban. Plus, C2 membentuk hubungan antara dua titik: tahap detektor dan penguat input. Akibatnya, akan ada jaringan terhubung kapasitif dua tahap. Dan dua lokasi akan bekerja secara bersamaan dalam mode emiter umum.
Mungkin untuk mendorong multivibrator monostabil—Jika Anda memberikan getaran tegangan input yang efisien pada semiconductor (TR2).
Dan akan mengizinkan gain tegangan keseluruhan yang lebih baik (>80dB). Tahap filter dibangun di sekitar 1458C (a/b). Plus, ini adalah sistem filter 18 dB per oktav (urutan 2/3) dengan detail yang biasanya digunakan dalam sirkuit pemancar.
Kelebihan Serat Optik
- Anda dapat merendam serat optik dalam air
- Ia dapat mendukung kapasitas bandwidth tinggi
- Kabelnya ringan, tipis, dan kuat
- Ia tidak membutuhkan penguatan sinyal untuk memungkinkan cahaya berjalan lebih jauh
- Serat optik tidak membutuhkan pemeliharaan atau penggantian yang sering
- Kurang rentan terhadap gangguan elektromagnetik
Kekurangan Serat Optik
- Ia cukup mahal
- Pemasangan memerlukan tenaga kerja yang intensif
- Kabelnya rapuh
- Serat kaca membutuhkan perlindungan lebih
Kata Penutup
Sirkuit serat memainkan peran penting dalam serat optik secara keseluruhan. Dan sebagian besar orang lebih suka kabel serat optik daripada kabel tembaga. Dan tidak heran mengingat yang pertama memiliki manfaat seperti kecepatan transmisi tinggi, bandwidth, dll. Plus, mereka bekerja sempurna untuk jaringan data berkinerja tinggi dan jarak jauh.
Apa pendapat Anda tentang sirkuit serat? Apakah Anda memiliki pertanyaan atau saran tentang topik ini? Silakan hubungi kami.
