1. Modulator Optik
Pada sistem komunikasi optik membutuhkan sebuah modulator. Modulator berfungsi sebagai modulasi sinyal yang ingin dikirimkan melalui sistem komunikasi optik. Modulasi adalah proses penumpangan sinyal info pada sinyal pembawa (carrier). Pada sistem komunikasi optik sinyal carriernya berupa cahaya. Maka dari itu sinyal info akan dimodulasi menjadi gelombang cahaya. Modulasi optik atau modulasi cahaya adalah teknik modulasi yang menggunakan berkas cahaya berupa pulsa-pulsa cahaya sebagai sinyal pembawa [2].
Fungsi dari menggunakan modulasi optik adalah:
Agar tahan terhadap derau yang sangat tinggi.
Bitrate mencapai ratusan gigabit per detik
Teknik modulasi optik dibagi menjadi 2, yaitu :
Modulasi langsung, teknik modulasi ini tanpa menggunakan modulator optik. Pada modulasi langung menggunakan laser sebagai modulating signal.

Gambar 1.1 Modulasi langsung [2].

Gambar 1.2 Proses modulasi langsung [2].
Modulasi eksternal, teknik modulasi ini menggunakan modulator optik.

Gambar 1.3 Modulasi eksternal [2].
Kelebihan dari menggunakan modulator optik dibandingkan menggunakan modulasi langsung, yaitu[2]:
Teknik modulasi optik mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan teknik modulasi konvensional yang menggunakan sinyal elektrik sebagai sinyal pembawa informasi.
Selain, ketahanannya terhadap derau yang sangat tinggi karena sinyal tidak dapat dipengaruhi oleh medan elektromagnetik, kecepatan pengiriman sinyal atau bitrate yang mencapai ratusan gigabit per detik juga menjadi keunggulan tersendiri.
1.1 Tipe Modulator Optik
Modulator optik dibagi menjadi 2 tipe yaitu absorptive modulator dan refractive modulator. Absorptive modulator merupakan modulasi berkecepatan tinggi, pengaturan dengan tegangan rendah, extinction ratio yang tinggi, dan mudah diintegrasikan dengan device lainnya [4], sedangkan refractive modulator merupakan modulasi yang bekerja dengan merubah indeksrefraksi pada bahan (fasa, amplitudo, dan polarisasi).
Pada resume ini akan dibahas mengenai refractive modulator. Refractive modulator dibagi menjadi 2 yaitu electro-optic modulator (EOM) dan acusto-optic modulator. Pada resuma ini lebih difokuskan untuk membahas mengenai modulasi pada electro-optic modulator.

Gambar 1.4 Tipe modulator optik [2].
Proses modulasi yang digunakan pada EOM adalah modulasi fasa, modulasi amplitudo, dan polarisasi. Untuk modulator yang digunakan pada EOM adalah mach-zehnder.

Gambar 1.5 Electro-optic modulator (EOM) [2].
1.2 Mach-Zehnder
Salah satu jenis modulator eksternal yang memanfaatkan interaksi sinyal masukan elektrik dengan media interaksi adalah modulator elektro-optik Mach Zehnder. Interaksi elektro-optik itu sendiri merupakan perubahan indeks bias media interaksi optik akibat pengaruh medan elektrik yang diberikan kepada media interaksi tersebut. Sehingga karakteristik pandu gelombang optik atau karakteristik media interaksi menjadi berubah. Dengan berubahnya karakteristik tersebut maka mode perambatan berkas cahaya akan berubah.
Pada teknik modulasi optik menggunakan modulator Mach Zehnder, medan elektrik dari elektroda pemodulasi digunakan untuk mempengaruhi karakteristik pandu gelombang. Perubahan karakteristik ini selanjutnya akan mengubah mode perambatan berkas optik sehingga karakteristik berkas optik ikut berubah. Karena secara tidak langsung karakteristik berkas optik berubah sebagai akibat dari medan elektrik maka proses ini disebut efek elektro-optik. Bahan yang mempunyai sifat demikian disebut bahan elektro-optik.
Prinsip yang digunakan pada mach-zehnder modulator [2] :
Modulator Mach Zehnder suatu perangkat optik yang bekerja berdasarkan prinsip perpaduan atau interferensi dua berkas cahaya koheren yang diperoleh dari satu berkas asal dimana berkas tersebut dibagi dan disatukan kembali untuk dipadukan pada tempat yang berbeda.
Modulator ini bekerja mempengaruhi berkas cahaya yang melintas dengan menggunakan medan elektrik dari elektroda pemodulasi. Sehingga akan mengubah mode perambatan berkas cahaya akibatnya karakteristik berkas cahaya ikut berubah.
Secara umum Modulator Mach-Zehnder terdapat dua bagian sistem modulasi yaitu modulasi fasa untuk menjelaskan efek elektro optik dan modulasi amplitudo untuk menjelaskan proses interferometer.
Pada modulator mach-zehnder yang di dalamnya terjadi proses modulasi fasa dan modulasi amplitudo.
Pada gambar dibawah ini dapat dilihat masukan awal yang berupa sinyal cahaya dibagi menjadi dua jalur melalui persimpangan Y yang pertama sehingga menjadi dua sinyal cahaya yang sama besar dan sefasa.
Pembagian sinyal ini mempunyai maksud agar salah satu dari pecahan sinyal cahaya tersebut nantinya akan mengalami proses modulasi pada bagian yang terdapat elektroda, dan untuk sinyal cahaya pada jalur lainnya tetap atau tidak termodulasi.

Gambar 1.6 proses modulasi pada modulator mach zehnder[2]
Keterangan persamaan pada gambar diatas [2] ;
Jika persimpangan Y yang pertama tersebut membagi sinyal masukan sebesar Ei menjadi dua sinyal masing-masing sebesar Ei / 2 maka sinyal yang tergabung kembali pada persimpangan Y yang kedua adalah
E_o=E_i/2 [1+exp⁡(jπ (V(t))/V_π )]=E_i cos[π/2 (V(t))/V_π ]exp(j π/2 (V(t))/V_π ) (1,1)
Jika pada persamaan diatas diturunkan, sehingga sinyal keluaran menjadi bentuk intensitas maka didapatkan
|E_o |^2/|E_i |^2 =〖cos〗^2 [π/2 (V(t))/V_π ] (1,2)
Kedua berkas dari lengan-lengan interaksi modulator Mach Zehnder saling berinterferensi dan menghasilkan berkas optik dengan karakteristik yang baru, kemudian merambat melalui bagian keluaran. Kedua berkas tadi tidak sama karakteristiknya, karena salah satunya mengalami modulasi fasa. Dengan demikian, akan diperoleh berkas baru yang intensitasnya tidak sama dengan penjumlahan bias intensitas kedua berkas tersebut
Apabila berkas masukan pada lengan 1 dan lengan 2 masing-masing medan
E=E_01 exp⁡(j∅_1) (1,3)
E=E_02 exp⁡(j∅_2) (1,4)
Pada keluaran akan diperoleh medan total sehingga akan diperoleh juga kuat pancar atau intensitas keluarannya
I=〖E_01〗^2+〖E_02〗^2+2E_01 E_02 cosδ (1,5)
Bila antara kedua berkas terdapat beda fasa sekitar kelipatan genap π atau δ=2mπ dengan m = 0, 1, 2, … maka akan muncul intensitas maksimum
I_max=〖E_01〗^2+〖E_02〗^2+2E_01 E_02 (1,6)
Bila beda fasa sebesar kelipatan ganjil dari π atau δ=(2m+1)π dengan m = 0, 1, 2, … maka akan muncul intensitas minimum
I_min=〖E_01〗^2+〖E_02〗^2+2E_01 E_02 (1,7)
2. Optical Demultiplexer
Demultiplexing merupakan proses pemecahan sinyal yang telah mengalami multiplexing, pemecahan sinyal tersebut menurut panjang gelombangnya masing-masing. Jadi sinyal tersebut akan dipecah dan dimasukan ke kanalnya masing masing menurut panjang gelombang sinyal tersebut sebelum dikirim ke penerima. Multipexing sendiri ada penggabungan beberapa sinyal dengan panjang gelombang yang berebeda menjadi satu sinyal. Demultiplexing pada sistem komunikasi optik merupakan proses yang dilakukan setelah proses multiplexing selesai.
Demultiplexer pada sistem komunikasi optik dibagi menjadi beberapa klasifikasi sebagai berikut :
Perangkat pasif
Prisma
Diffration gratings
Spectral (frekuensi) filters
Perangkat aktif
2.1 Active Optical Network (AON)
Perbedaan antara perangkat pasif dan perangkat aktif adalah pada sisi splitter. Pada teknologi AON pada bagian splitter menggunakan splitter aktif, yaitu Active Splitting Equipment (ASE) atau lebih singkat Active Splitter ( AS). Pada splitter AON memiliki perangkat ASE yaitu amplifier atau repeaters Pada titik percabangan, ASE mempunyai 2 ODN, yaitu primary ODN dan secondary ODN. ASE pada AON berfungsi untuk mendistribusikan informasi dari dan ke OLT, dari satu atau lebih ONU, dengan Kapasitas sebagai multiplexer/ demultiplexer serta sebagai intermediate regenerator, inilah mengapa splitter pada AON bersifat aktif.
Keuntungan dengan menggunakan AON adalah :
Biaya untuk infrstruktur relatif lebih murah karena pada perangkat AON memiliki perangkat ASE yang berada pada splitter
Cakupan daerah yang relatif lebih luas karena pada splitter memiliki amplifier. Bagi pelanggan yang terletak jauh dari node, ASE memberikan daya optik yang lebih besar, sehingga layanan yang diberikan untuk semua pelanggan relatif sama dan distribusinya merata.
Jarak yang ditempuh oleh AON lebih jauh dibandingkan dengan PON. Disebabkan karena splitter pada teknologi AON tidak memiliki perangakat ASE sehingga pada teknologi PON tidak ada amplifier pada splitter
2.2 Passive Optical Network (PON)
PON adalah bentuk khusus dari FTTC atau FTTH yang mengandung perangkat optic pasif dalam jaringan distribusi optik. Perangkat optik pasif yang dipakai adalah konektor, passive splitter dan kabel optik itu sendiri. Dengan passive splitter kabel optik dapat dipecah menjadi beberapa kabel optik lagi, dengan kualitas informasi yang sama tanpa adanya fungsi addressing dan filtering. Dalam PON terdapat tiga komponen utama yaitu Optical Line Terminal (OLT), Optical Distribution Network (ODN) dan Optical Network Unit (ONU). Teknologi PON pada dasarnya adalah teknologi untuk hubungan point to multipoint, dan topologi ini sesuai untuk melayani kelompok pelanggan yang letaknya terpisah, dengan hanya menambah perangkat ONU di lokasi pelanggan. Metode akses yang digunakan pada PON salah satunya adalah TDM/ TDMA (Time Division Multiplexing/ Time Division Multiplexing Access). Pada arah downstream, sinyal TDM dari OLT memuat semua informasi pelanggan dalam slot yang ditentukan dan disebarkan ke semua ONU yang terhubung oleh OLT.

Gambar 2.1 Perbandingan teknologi AON dan PON [1].

2.3 Prisma

Gambar 2.2 Demultiplexer prisma [3]

Cahaya yang telah mengalami multiplexing ingin di demultiplexing dengan demultiplexer prisma. Cahaya hasil multiplexing akan masuk kesebuah lensa. Lensa berfungsi untuk memfokuskan cahaya tersebut. Cahaya yang telah difokuskan akan masuk ke prisma sisi AB. Pada sisi AB cahaya tersebut akan dipecah menjadi beberapa cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Cahaya kemudian masuk ke prisma sisi AC. Pada sisi AC cahaya tersebut akan dipecah lagi menjadi beberapa cahaya dengan sudut yang lebih kecil. Cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda tersebut akan masuk kesebuah lensa yang berfungsi untuk memfokuskan sinar tersebut sebelum masuk ke masing-masing fiber optik menurut panjang gelombangnya masing-masing.
2.4 Difraction Gratings

Gambar 2.3 Difraction Grating [3]
Cahaya yang telah mengalami multiplexing ingin di demultiplexing dengan difraction gratings. Cahaya hasil multiplexing akan masuk kesebuah lensa. Lensa berfungsi untuk memfokuskan cahaya tersebut. Cahaya yang telah difokuskan akan dipantulkan dengan diffraction grating. Pada salah satu sisi diffraction grating memiliki kisi, sehingga menyebabkan cahaya yang telah dipantulkan ini mengalami difraksi. Cahaya yang dipantulkan akan dipecah menurut panjang gelombangnya masing-masing. Kemudian cahaya tersebut akan masuk kesebuah lensa untuk difokuskan dan kemudian masuk fibernya masing-masing.

2.5 Arrayed Waveguide Grating

Gambar 2.4 Arrayed Waveguide Grating [3]
Teknologi Arrayed Waveguide Grating (AWG), salah satu solusi membagi kanal menjadi sub kanal lebih kecil dengan mengatur selisih panjang array tetap. Teknologi AWG biasanya digunakan pada sistem WDM. Arrayed waveguide gratings (AWGs) dengan mempertimbangkan fiber-fiber yang membawa sebuah panjang gelombang yang telah dimultiplexing. Teknologi ini efisien jika digunakan untuk demultiplexing pada single optical fiber yang memiliki panjang gelombang yang besar.
Karakteristik AWG:
AWG bergantung pada jenis polarisasi cahayanya
AWG sensitif terhadap temperatur. AWG beroperasi pada rentang temperatur yang lebar (00-850C).
Pada teknologi AWG sangat mudah bagi pengguna untuk mengatur panjang gelombangnya.
AWG memiliki spesifikasi insertion loss sebesar -3 dB dan nilai cross-talk diatas -35 dB.
2.6 Spectral Filters

Gambar 2.5 Spectral Filters [3]

Spectral filters pada saluran optik digunakan untuk memilih panjang gelombang dan juga bisa digunakan untuk demultiplexer. Dua aplikasi seperti diilustrasikan pada gambar menggunakan filter penjepit di permukaan yang dibelah dalam serat, pada gambar lainnya menggunakan filter yang tertanam dalam graded index. Sehingga menyebabkan panjang gelombang terbagi menjadi dua dan dapat dipilih untuk panjang gelombang yang diinginkan
2.7 Accousto Optic Filter Plus Polirizin Beam Splitter

Gambar 2.6 Accousto Optic Filter Plus Polirizin Beam Splitter [3]
Kombinasi dari all-pass linear polarizer, acousto optik filter (AOF), dan polarizing beam-splitter berfungsi untuk mencegah agar setiap panjang gelombang tidak tercampur satu dengan yang lainnya. Panjang gelombang yang datang pada awalnya dalam satu kanal memasuki all pass linear polarizer sehingga menyebabkan polarisasi wavelenght menjadi linier. Ketika memasuki perangkat AOF salah satu panjang gelombang dari tranverse elektik (TE) menjadi transverse magnetik (TM), sehingga menyebabkan pencabangan kanal pada polarisasi beam splitter dimana panjang gelombang TE melewati kanal tersendiri begitu juga panjang gelombang TM.

DAFTAR PUSTAKA

Fiber To The Home. Jaringan Serat Optik Aktif. 2016. https://id.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_Home (accessed October 15, 2016)
Hambali, achmad. 2014,”Optical Modulator Direct Versus External Modulation”, Telkom University, Bandung.
http://ftp.utcluj.ro/pub/users/cemil/dwdm/dwdm_Intro/5_5311736.pdf (accessed October 15, 2016)
Modulator Optik. Electro-Absorption Modularo (EAM). 2010. http://tomyabuzairi.blogspot.co.id/2010/01/modulator-optik-electro-absorption.html (accessed October 15, 2016)