Teknologi Gentian Optik

Oleh : Nur Farhana Fadzil & Dr Siti Amira Binti Othman
Fakulti Sains Gunaan Dan Teknologi, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia

Jika kita berbicara mengenai teknologi cahaya, salah satu cabang bidangnya ialah komunikasi optik. Pada dasarnya, teknologi yang menggunakan sistem cahaya ini telah digunakan sejak 100 tahun dahulu untuk menyampaikan maklumat penting dalam medan peperangan mahupun surat rasmi dikenali sebagai telegraf. Kemudian, teknologi ini semakin giat dikaji dan diterokai ke dalam bidang lain seiring dengan perkembangan dunia sains dan teknologi seperti perubatan, laser, pengesan, ketenteraan, binaan dan lain-lain lagi.

Gentian optik adalah salah satu sistem perhubungan yang diguna pakai di Malaysia dalam mengaplikasikan sumber cahaya ini. Teknologi ini mula menggantikan gentian tembaga terutama dalam bidang telekomunikasi disebabkan ciri-ciri istimewa yang terdapat padanya. Sebelum itu, mari kita mengenali apa itu gentian optik.

Gentian optik atau serat optik merupakan satu pemandu gelombang cahaya, jalur nipis dan halus setebal rambut manusia yang membenarkan tenaga elektromagnetik dalam bentuk cahaya untuk melaluinya. Binaan asas gentian ini terdiri daripada teras (core), salutan (cladding) dan jaket pelindung (protective jacket). Kabel gentian optik kebiasaanya disaluti dengan plastik atau kaca di bahagian tengah. Lapisan kaca ini akan memantulkan semula cahaya ke dalam untuk mengelakkan isyarat hilang atau diserap lapisan luar. Pantulan daripada lapisan kaca ini membolehkan isyarat cahaya melepasi lencongan atau selekoh di dalam kabel. Pemancar (sumber cahaya), gentian optik dan penerima (pengesan cahaya) pula adalah 3 elemen utama dalam membentuk sistem gentian optik yang merupakan sistem penghantar bidang komunikasi. Sumber cahaya akan menukarkan isyarat digital kepada denyut cahaya, kemudian dihantar melalui gentian optik dan ditukar semula kepada signal elektrik oleh penerima untuk menyampaikan maklumat dalam bentuk kod (0 dan 1). Elemen sistem optik ini akan berbeza-beza mengikut penggunaanya, akan tetapi pada dasarnya ia mengunakan prinsip yang sama.

Rajah 1: Struktur kabel gentian optik yang digunakan dalam sistem telekomunikasi

Terdapat beberapa kelebihan yang diperolehi jika mengunakan kabel gentian optik ini berbanding sistem konvensional iaitu, gentian tembaga.

Jalur lebar gentian optik lebih luas berbanding tembaga. Hal ini membolehkannya membawa maklumat dengan kapasiti yang lebih besar, penghantaran kadar bit yang lebih tinggi seterusnya lebih banyak saluran dibawa dalam satu kabel yang sama.
Kadar halaju yang pantas. Kabel gentian optik menggunakan cahaya sebagai medium penghantaran maklumat. Oleh itu, kadar isyarat penghantaran menghampiri halaju cahaya, dengan 31 % lebih perlahan berbanding cahaya tetapi lebih pantas daripada kabel gentian tembaga.
Bebas gangguan elektomagnet. Gentian optik mampu bertahan dengan perubahan suhu di samping tidak mengalirkan arus elektrik. Oleh itu, ia bebas daripada gangguan elektromagnet terutama dikawasan yang mempunyai voltan yang tinggi seperti kawasan perindustrian dan penjana elektrik. Manakala, kabel gentian tembaga memerlukan perisai atau pelindung daripada gangguan ini. Namun, pelindung tidak mencukupi untuk menghalang gangguan elektromagnet ini jika terdapat banyak kabel yang dipasang berhampiran antara satu sama lain.
Penghantaran jangka panjang dan jauh. Kabel gentian tembaga terhad kepada penghantaran maklumat jangka pendek, manakala kabel optik mampu melepasi jarak yang jauh.
Saiz kecil, ringan dan fleksibel. Struktur fizikal kabel optik yang kecil dan ringan memudahkan kerja-kerja pemasangan dan penyelengaraan dilakukan dengan mudah dan kelihatan kemas sebagai contoh pemasangan di dalam pesawat, bangunan dan kenderaan.

Penularan pandemik COVID-19 pada tahun 2019 telah menyebabkan rakyat Malaysia perlu menyesuaikan diri dengan norma baharu malah prosedur kerja telah diubah bagi mengekang penularan. Perkara seperti bekerja dari rumah dan belajar secara atas talian telah dimaksimumkan sepenuhnya. Malah segala urusan jual beli barang juga dilakukan menggunakan kaedah atas talian. Norma baharu ini menyebabkan peningkatan penggunaan rangkaian internet yang sangat tinggi. Oleh itu, pihak Suruhanjaya Komunikasi dan Multimedia Malaysia (SKMM) telah berusaha untuk meningkatkan tahap pencapaian rangkaian internet ini terutama dikawasan pendalaman dengan penambahbaikan terhadap gentian optik. Langkah penambahbaikan ini bukan sahaja merangsang daya saing ekonomi negara malah mempersiapkan negara untuk mendepani Revolusi Industri 4.0.