Sinyal pada fiber optik

Bagaimana sebenarnya sebuah sinyal optik yang dibangkitkan oleh sebuah laser seperti pada fiber optic mampu mengangkut data-data biner sehingga mampu digunakan sebagai alat komunikasi ?

solusi #1
Sebenarnya prinsip data transmission di jaring fiber optics communication systems adalah cukup mirip dengan any other data transmission by means of electronics system. Di dalam electronics systems, eg. computer, binary data transmission dilakukan misalnya dengan cara me-modulate voltage atau-pun current di dalam CMOS (transistor) di dalam IC. Dengan men-modulate voltage, maka misalnya jika voltage di-atas 5 V, maka binary value = 1; tetapi jika binary value di bawah 1 V, maka binary value =0. Hal yang sama juga bisa dilakukan dalam system optical fiber.

Dengan men-modulate current dari semiconductor lasers, maka optical signal yang dikirim oleh lasers akan juga ter-modulate. Jadi dengan adanya modulation dari optical signal maka signal binary juga bisa ter-transmit di dalam jaringan fiber optics. Misalnya jika power di atas 1 mW, maka harga binary = 1; tetapi jika power di bawah 0.2 mW,maka harga binary =0. Ada banyak cara untuk mengirim signal, seperti NRZ( Non-Return to Zero), RZ( Return to Zero), dsb. Banyak hal-hal seperti nonlinearity issues, carrier transport issues yang akan men-limit kemampuan modulation dari semiconductor lasers. Sekarang ini, record values untuk modulation frequency dari lasers adalah sekitar 40-80 Gb/s.
Conventional optical systems yang digunakan sekarang masih berkisar sekitar 10 Gb/s (untuk directly modulated lasers). Sedangkan untuk optical communications systems yang memakai external modulators, sekarang max bandwidth sudah sampai 40 Gb/s.

Tentu saja advantages dari optical fiber systems yang tidak bisa ditandingin oleh electronics-based systems adalah dapat digunakan DWDM di dalam fiber optics. DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) adalah optical signals, with low optical power and slighlty different frequency, can be transmitted into the fibers (usually uses true wave fibers) with minimal interactions (needs to have low optical powers and enough frequency separations).

Kalau freq mereka terlalu dekat and optical powers terlalu tinggi, maka akan terjadi banyak nonlinear interactions between those signal yang tidak di-inginkan. Jadi bayangkan saja begini, jika setiap channel di-modulated dengan external modulator dengan bandwidth of 40 Gb/s, and kita memiliki 16 channel yang berbeda freq-nya sedikit dari satu dengan lain (and low power), then kita bisa men-transmit data sebanyak 16 x 40 Gb/s, which is incredibly high bandwidth.

Sekarang I think Bell Labs telah mampu men-demonstrate channel sebanyak hampir 256 channels, experimentally (masih jauh dari product).

Nelson Tansu
Reed Center for Photonics
Department of Electrical Computer Engineering
University of Wisconsin-Madison

Normalisasi fungsi gelombang

Hampir setiap saya membaca buku mengenai material yang pemecahannya menggunakan teori kuantum hampir selalu menggunakan fungsi gelombang yang dinormalisasikan.. Nah, sebenarnya manfaat normalisasi gelombang itu apa lalu mengapa harus dinormalisasikan ?
solusi #1 :
Magnitude/amplitudo kuadrat fungsi gelombang itu menunjukkan rapat probabilitas/peluang. Sekarang, berapa sih total peluang, 1, 100, 1000,102, 578902 etc?

note: total peluang jumlah seluruh (integral atau sumasi) peluang

Nah, paling tidak normalisasi perlu untuk menentukan satu patokan – yaknitotal peluang – yang kemudian dipakai secara konsisten (tidak ganti-ganti) dalam seluruh perhitungan/formulasi.

Normalisasi tidak unik, untuk formulasi kasus yang sama orang lain bisa pakai normalisasi lain. Hanya saja, wajar jika orang pilih normalisasi yang memudahkan perhitungan/formulasi.

Ada kasus yang di situ peluang maksimum merupakan bilangan tak berhingga contohnya untuk fungsi gelombang ‘plane wave’ 1 dimensi exp(ikx). Normalisasi diperlukan agar peluang itu merupakan bilangan berhingga.Info penting untuk menormalisasi fungsi gelombang yaitu perilaku fungsi gelombang tersebut pada batas/boundary ruang tempat dia direpresentasikan.
Tambahan:
Walaupun tidak unik tidak berarti hasil akhir formulasi berbeda-beda sehingga fisika menjadi berlain-lainan. Konstanta normalisasi itu sedemikian akan hilang (cancel out) sehingga hasil akhir formulasi sama walaupun menggunakan konstanta normalisasi berbeda.
Imam

solusi #2 :
Fungsi gelombang suatu partikel dapat ditafsirkan sbg amplitudo kebolehjadian menemukan partikel tsb di titik tertentu dalam ruang pada waktu tertentu. Jadi kuadrat nilai mutlak fungsi gelombang, sebut saja |psi(r,t)|^2, memberikan ukuran rapat kebolehjadian (per satuan volume) beradanya partikel di titik (r,t). Normalisasi berhubungan dg asumsi bhw kebolehjadian total meliputi seluruh ruang adalah 1 (unity). Maka fungsi gelombang perlu dikalikan (mengandung) suatu faktor konstanta yang dibuat sedemikian rupa shg integral |psi(r,t)|^2 meliputi seluruh ruang adalah = 1. Konstanta ini
disebut konstanta normalisasi. Jadi jelasnya normalisasi itu perlu agar menghasilkan/memenuhi kebolehjadian total =1. Kasus sederhana fungsi gelombang sebuah partikel titik-massa bisa diperluas lagi ke sistem banyak-benda (many-body system), di mana keseluruhan sistem lah yang ditinjau, untuk itu kita perlu teori banyak-benda (many-body theory) untuk menghitung fungsi gelombang sistem banyak-benda tsb. Lebih luas lagi, ruang di sini bisa diperluas lagi dg variabel spin, isospin, etc etc…jadi makin ruwet.

tambahan : Atau konsisten dalam penggunaannya. Artinya, kalo udah milih normalisasi yang itu maka selanjutnya gunakan yang itu terus dalam perhitungannya.

Bagaimana sebuah kereta api cepat dengan teknologi superkonduktor bisa bergerak cepat dan stabil diatas rel ?

solusi #1 :
Disini (Prancis) hampir semua kereta yang ada menggunakan listrik, sudah tidak lagi menggunakan fuel, ataupun batu bara. saya katakan hampir semua karena saya sendiri belum melihat semua jenis kereta disini. Sebetulnya prinsip kerjanya sederhana saja, yaitu menggunakan dinamo untuk menggerakkan roda ( ini yang konvensional) sedangkan untuk yang spesial seperti kereta TGV, menggunakan medan magnet untuk menggerakan kereta diatas relnya ( terapung ) prinsip kerja dari kereta ini seperti prinsip kerja dari dua magnet yang didekatkan dengan kutub yang sama saling berhadapan ( terjadi gaya tolak menolak) sedangkan superkonduktor dimanfaatkan untuk meningkatkan efisiensi dari medan magnet yang dihasilkan dari arus listrik ……

26 Sep 2001,
Julyanto Sutandang

solusi #2 :
Bantalan magnet (magnetron ?) tidak hanya di bawah kereta saja,tetapi juga di samping kanan dan kiri seluruh badan kereta. Jadi saat akan turun maka diangkat, saat kekanan didorong ke kiri dan sebaliknya. Saat kereta berjalan informasi satu titik di badan kereta akan diinformasikan keseluruh magnetron, sehingga dapat selalu stabil. Kalau tidak salah prinsip kontrol dasar menggunakan linear motor diterapkan di sini.

Pada saat kereta berangkat dan akan berhenti, ban akan keluar, tetapi setelah berkecepatan tinggi, ban tersebut akan masuk ke kantungnya, prinsipnya seperti pesawat.Sedangkan sistem pengereman ada berbagai macam, ada yang menggunakan piringan (disc) atau konvensional seperti kereta biasa, bahkan seperti sepeda dengan menggesekan rem.

Semua ini adalah kereta2 yang sedang berkembang di Jepang melalui kuliah linear motor yang pernah saya terima 5 tahun yll, kebetulan sekali Matsuura sensei adalah pimpinan untuk pengembangan teknik linear train Jepang. Maaf untuk negara lain saya tidak tahu banyak. Semoga berguna pengalaman ini.

Josaphat Tetuko Sri Sumantyo