Serat Optik vs Kabel Koaksial | Perbedaan Jenis Sinyal Struktur & Aplikasi

Serat optik dan kabel koaksial adalah jenis media transmisi terpandu. Namun, beberapa faktor kunci membedakan keduanya. Perbedaan paling mendasar terletak pada jenis sinyal yang mereka transmisikan: serat optik dirancang untuk mengirimkan sinyal optik (cahaya), sedangkan kabel koaksial digunakan untuk mentransmisikan sinyal listrik.

Definisi Serat Optik

Serat optik adalah pandu gelombang fleksibel dan transparan yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari satu ujung ke ujung lainnya dengan kerugian minimal. Mereka terutama terbuat dari kaca berkualitas tinggi (biasanya silika) atau kadang-kadang plastik, dan terdiri dari struktur inti dan lapisan cladding.

Inti adalah wilayah pusat paling dalam yang terbuat dari kaca silika ultra murni, di mana cahaya berpropagasi. Inti ini dikelilingi oleh lapisan yang disebut cladding, yang juga terbuat dari kaca tetapi dengan indeks bias yang lebih rendah daripada inti. Perbedaan indeks bias ini memungkinkan refleksi internal total, memungkinkan cahaya untuk bepergian jarak jauh dengan attenuasi rendah.

Untuk melindungi struktur kaca yang rapuh dari kerusakan fisik, kelembaban, dan stres lingkungan, seluruh perakitan serat dibungkus dalam lapisan luar pelindung yang dikenal sebagai lapisan buffer atau jaket plastik.

Gambar di bawah ini mengilustrasikan struktur skematis serat optik:

Sinyal optik ditransmisikan melalui serat optik melalui prinsip refleksi internal total (TIR). Ketika cahaya diperkenalkan ke dalam serat, ia berpropagasi melalui inti dengan melakukan refleksi berturut-turut di antarmuka antara inti dan cladding.

Untuk terjadinya refleksi internal total, indeks bias inti harus lebih tinggi daripada cladding. Perbedaan indeks ini penting untuk mengarahkan cahaya secara efisien sepanjang serat dengan kerugian minimal.

Berdasarkan prinsip TIR, ketika sinar cahaya yang bergerak di medium yang lebih padat (inti) menyerang batas dengan medium yang lebih jarang (cladding) dengan sudut yang lebih besar dari sudut kritis, sinar tersebut sepenuhnya dipantulkan kembali ke dalam medium yang lebih padat, bukan difraksi keluar. Fenomena ini memungkinkan cahaya dikonfin di dalam inti.

Ketika sinar cahaya memasuki inti, ia bergerak hingga mencapai batas inti-cladding. Karena perbedaan indeks bias, dan asalkan sudut insiden melebihi sudut kritis, sinar tersebut dipantulkan kembali ke inti alih-alih masuk ke cladding. Proses ini berulang secara terus-menerus sepanjang panjang serat, memungkinkan sinyal cahaya berzig-zag sepanjang inti dan bergerak dari satu ujung serat ke ujung lainnya dengan efisiensi tinggi dan attenuasi rendah.

Dengan demikian, refleksi internal total adalah mekanisme fundamental yang memungkinkan komunikasi optik jarak jauh, lebar pita tinggi melalui serat optik.

Definisi Kabel Koaksial

Kabel koaksial, umumnya disebut "koaks," adalah jenis media transmisi terpandu yang digunakan untuk mengirimkan sinyal listrik sepanjang jarak. Mereka dibangun sebagai konduktor listrik yang memungkinkan aliran elektron, biasanya dibuat dengan inti tembaga sentral karena konduktivitasnya yang sangat baik.

Kabel koaksial terdiri dari beberapa lapisan: konduktor tembaga sentral (solid atau stranded), yang dikelilingi oleh lapisan isolator dielektrik, yang kemudian dibungkus oleh pelindung konduktor silinder—biasanya terbuat dari tembaga anyaman atau foil aluminium. Struktur berlapis ini dilindungi lebih lanjut oleh jaket isolasi luar yang memberikan kekuatan mekanis dan perlindungan lingkungan.

Istilah "koaksial" berasal dari fakta bahwa konduktor dalam dan pelindung luar berbagi sumbu geometris yang sama. Desain ini membantu meminimalkan interferensi elektromagnetik (EMI) dan kerugian sinyal, menjadikan kabel koaksial cocok untuk mentransmisikan sinyal frekuensi tinggi dengan integritas yang baik.

Gambar di bawah ini mengilustrasikan kabel koaksial yang digunakan untuk transmisi sinyal listrik:

Serat Optik:

Serat optik digunakan untuk mentransmisikan sinyal pada frekuensi optik (cahaya). Karena lebar pita tinggi, kekebalan terhadap interferensi elektromagnetik, dan attenuasi sinyal rendah, mereka banyak digunakan dalam televisi definisi tinggi (HDTV), jaringan telekomunikasi, pusat data, sistem pencitraan medis dan bedah (seperti endoskopi), dan aplikasi aerospace.

Kabel Koaksial:

Kabel koaksial terutama digunakan untuk mentransmisikan sinyal frekuensi radio (RF). Mereka umumnya ditemukan dalam sistem distribusi televisi kabel (CATV), koneksi internet broadband (misalnya, modem kabel), jaringan telepon, dan berbagai sistem komunikasi radio, termasuk pengumpan antena dan peralatan jaringan.

Kesimpulan

Baik serat optik maupun kabel koaksial merupakan media terpandu yang penting untuk transmisi sinyal, tetapi keduanya berbeda secara mendasar dalam jenis sinyal yang mereka bawa—serat optik mentransmisikan sinyal cahaya, sementara kabel koaksial membawa sinyal listrik. Perbedaan-perbedaan ini mengarah pada karakteristik kinerja yang berbeda, membuat masing-masing cocok untuk aplikasi tertentu. Akibatnya, mereka digunakan dalam peran yang saling melengkapi, bukan dapat dipertukarkan, di seluruh sistem komunikasi dan elektronik modern.