Buat pertama kalinya dalam pembelajaran dan pengajaran secara formal, saya dapat berbincang bersama pelajar tentang kehebatan laser dan juga alat-alat yang diinovasikan hasil daripada pengetahuan tentang laser. Antara salah satu alat yang hebat dinyatakan dalam modul ini ialah gentian optik (optical fibre).
Perbincangan dalam buku teks KBSM tentang gentian optik tidaklah mendalam, justeru sebagai seorang guru kita harus mencari maklumat tambahan tentang gentian optik untuk kita kongsikan bersama pelajar yang kita sayangi waima menambahkan lagi ilmu yang sedia ada dalam pemikiran kita.
Saya teringat dengan kata-kata Cikgu Koay Cheng Kuan (GC Physics SMT Alor Setar) katanya "know your stuff,a then stuff them'
Sejarah Gentian Optik
Gentian optik telah mula digunakan sejak zaman Rom. Orang-orang Rom menggunakan gentian ini sebagai hiasan dalaman rumah. Pada tahun 1966 (6 tahun selepas kemunculan LASER), saintis berbangsa Inggeris Charles Kao dan George Hockman mengatakan bahawa gentian optik yang diperbuat daripada kaca silika tulen mampu membawa data atau maklumat yang berpulu-puluh ribu jauhnya. Pada tahun 1970, Robert Maurer, Donald Keck dan Peter Schultz dari Corning Glass Work New York berjaya mencipta gentian optik yang pertama. Gentian optik ini berupaya membawa 65 000 kali lebih banyak maklumat jika dibandingkan dengan wayar kuprum.
Jenis-jenis gentian optik
Terdapat dua jenis gentian optik secara umum iaitu gentian mod tunggal (Single mode fibre) dan gentian mod berbilang (Multiple Mode Fibre).
Gentian mod tunggal digunakan untuk penghantaran data pada jarak yang jauh. Gentian mod tunggal dapat membawa berjuta-juta data pada satu saat. Gentian ini mempunyai bilangan teras yang sangat kecil dan cahaya boleh melalui bahagian ini. Gentian mod tunggal akan menggunakan tenaga laser sebagai sumber cahaya. Gentian mod tunggal dilindungi oleh lapisan pelindung atau cladding yang tebal. Gentian mod ini juga memudahkan komunikasi jarah jauh.
Gentian mod berbilang digunakan untuk penghantaran data pada jarak yang terdekat. Gentian ini mempunyai bahagian teras yang besar. Biasanya gentian mod berbilang digunakan selalu kerana bahagian terasnya dapat mengumpulkan bilangan cahaya yang banyak dengan cepat dan memberikan laluan kepada cahaya untuk bergerak pada lorong yang berbeza.
Gentian optik dalam telekomunikasi
Gentian optik sangat berkesan digunakan dalam bidang telekomunikasi kerana muatan data dalam gentian optik tiada had. Misalnya sepasang gentian optik yang hanya sebesar rambut manusia mampu menghantar 10 juta saluran telefon biasa. Dengan menggunakan gentian optik juga, kejadian 'mencuri talian' tidak boleh dilakukan. Selain itu kabel gentian optik adalah jauh lebih murah jika dibandingkan dengan kabel kuprum (copper). Gentian optik juga mempunyai jangka hayat sehingga lebih dari 20 tahun bergantung kepada keadaan cuaca sesebuah negara itu.
Kaedah gentian optik
Untuk memahami kaedah gentian optik ini berfungsi, bayangkan straw minuman yang panjang ataupun paip plastik yang fleksibel. Mengambil contoh sebatang paip yang panjangnya beberapa batu. Sekarang bayangkan bahagian permukaan dalam paip yang telah disalut dengan cermin padu. Kemudian bayangkan pula yang anda sedang melihat ke dalam melalui hujung paip tersebut. Pada hujung yang satu lagi, cahaya lampu dipancarkan ke dalam paip tersebut. Oleh sebab binaan paip itu adalah dari cermin padu, cahaya lampu yang dipancarkan akan memantul ke bahagian dinding paip tersebut (walaupun paip akan melengkung dan berpintal-pintal) dan cahaya lampu akan dilihat pada hujung yang satu lagi. Sekiranya lampu tersebut dipasang dan dipadamkan secara berulang-ulang dengan menggunakan kaedah "Morse Code", kita akan dapat berkomunikasi melalui paip tersebut. Inilah prinsip asas kabel gentian optik.
Menggunakan kabel daripada tiub bersalut cermin memang berkesan, tetapi ia lebih besar dan susah untuk menyalut tiub yang dipasangkan itu dengan cermin padu. Oleh itu, kabel gentian oprik baik diperbuat daripada kaca. Kaca tersebut mestilah betul-betul asli. Walaupun beberapa batu panjangnya, cahaya masih boleh menembusi melaluinya (bayangkan kaca tersebut adalah lutsinar sehinggkan tingkap pada ketebalan beberapa batu masih boleh kelihatan dengan jelas). Kaca ini dibentuk menjadi satu gentian yang sangat halus dan ketebalannya bersamaan dengan sehelai rambut manusia. Gentian kaca ini kemudiannya disalut dengan dua lapisan plastik.
Dengan menyaluti gentian kaca tersebut dengan plastik, kita akan memperoleh cermin yang sama di sekeliling gentian kaca tersebut. Cermin ini akan membentuk pantulan dalaman, sama seperti cermin padu dipermukaan dalam tiub.
Untuk menghantar perbualan telefon melalui kabel gentian optik, signal suara analog akan diterjemahkan ke dalam signal digital. Suatu sumber cahaya laser pada satu hujung paip tersebut akan dipasang dan dipadamkan untuk menghantar setiap bit. Sistem gentian yang moden dengan satu sumber laser boleh memindahkan berbilion-bilion bit sesaat. Laser ini akan terpasang dan terpadam beribu-ribu kali sesaat. Sistem terkini adalah menggunakan beberapa sumber laser pelbagai warna untuk membolehkan pelbagai signal dihantar melalui gentian yang sama. Kabel gentian optik moden ini boleh membawa signal pada jarak sejauh kira-kira 60 batu (100 km)
Kelebihan gentian optik
Gentian optik telah muncul sebagai teknologi utama pada era teknologi komunikasi global terkini dan akan datang. Gentian optik mempunyai beberapa kelebihan seperti:
(a) Kos yang lebih murah berbanding media lain
(b) Mempunyai diameter yang lebih kecil
(c) Kabel yang ringan dan mudah dilentur
(d) "Less signal degradation"- kehilangan signal dalam gentian optik adalah lebih rendah berbanding medium lain
(e) Mempunyai muatan yang besar
(f) Isyarat cahaya-isyarat cahaya daripada satu gentian tidak mengganggu isyarat pada gentian lain di kabel yang sama, ini berbeza dengan isyarat elektrik
(g) Kuasa rendah-lebih rendah kuasa pemindahan diperlukan berbanding medium lain.
(h) Isyarat digital-ideal untuk membawa maklumat digital
(i) Tidak mudah terbakar-kerana ketiadaan arus elaktrik mengalir, risiko kebakaran adalah amat rendah
Semoga maklumat ini membantu kita memahami apakah itu gentian optik...
0 comments:
Post a Comment