Top Banner

of 23

Bab 1. Serat Optik

Feb 23, 2018

Download

Documents

Arie Cihasale
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    1/23

    BAB I

    Prinsip dasar Komunikasi serat optik

    Tujuan bab

    Serat optik akan efektif digunakan bila sebelum mendisain dipelajari

    terlebih dahulu karakteristik dari serat optik, dimulai dari panjang

    gelombang, dispersi yang terjadi serta attenuasi dari serat optik tersebut.

    Tujuan dari bab ini agar mahasiswa mampu menjelaskan karakteristik serat

    optik. Penekanan pada serat jenis single mode, karena untuk menggantikan

    jaringan backbone dengan kapasitas besar maupun untuk komunikasi jarak

    jauh serat jenis ini yang paling efektif digunakan.

    1.1. Pengantar sistem komunikasi serat optik

    Pada komunikasi serat optik, komponen utama pada transmitter adalah

    sumber cahaya, kanal pada serat optik dan receiver yang berisi photodiode

    dan rangkaian deteksi. Sumber cahaya dapat berupa Light Emitting iode

    LE atau Laser iode L. Sumber cahaya digunakan untuk mengkonversi

    sinyal listrik menjadi sinyal sinyal optikal yang akan berpropagasi didalam

    serat. Serat optik merupakan waveguide optikal yang terdiri dari lapisan core

    !inti" dan lapisan cladding. Sinyal cahaya berpropagasi pada bagian core.

    Photodetector pada bagian penerima akan mengkonversi balik dari cahaya

    menjadi sinyal listrik yang akan digunakan untuk mendeteksi sinyal atau

    demodulasi.

    #eralihnya media transmisi jaringan backbone dari coaksial maupun

    satelite ke fiber optik dikarena banyak hal. $euntungan utama komunikasi

    fiber opticmenurut%a& %ing, $ang Liu

    $apasitas transmisi yang besar' sinyal yang dibawa dengan

    menggunakan carrier frekuensi tinggi, sehingga banyak informasi

    (

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    2/23

    yang dapat ditransmisikan hingga ordo )*+. $apasitas transmisi

    pada komunikasi optikal tidak dibatasi oleh kanal optikal, tetapi

    dibatasi oleh kecepatan elektronik. *al ini juga yang akan

    memotivasi adanya transmisi parallel seperti %.

    Loss yang rendah dari fiber optic, perkembangan yang terbaru

    mencapai -, d#/km pada panjang gelombang (00- nm.

    1mun terhadap interferensi, karena waveguide bersifat alamiah dan

    dapat dengan mudah terisolasi, sinyal optikal dapat dengan mudah

    dibatasi hanya fiber tanpa adanya interfrensi ekternal.

    1nterkoneksi dengan kecepatan tinggi, dimana sinyal optikal dapat

    ditransmit dan diterima dengan mudah melalui free spce maupun

    koneksi fiber.

    Transmisi dapat dilakukan parallel'

    Spektrum gelombang dan peruntukan pembagian kanal frekuensi dalam

    teknik telekomunikasi dapat dilihat pada gambar (.(. Pada frekuensi (-(2

    dan (-(0*+, atau dalam ordo Tera *+ merupakan daerah frekuensi visible

    atau yang terlihat dan spectrum ini digunakan untuk komunikasi

    menggunakan media transmisi serat optik. engan band frekuensi tersebut

    atau dengan panjang gelombang ordo 3m informasi yang dapat dibawa dapat

    mencapai (- )bps.

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    3/23

    )ambar (.(. Spektrum gelombang

    alam pemilihan jenis serat sangat ditentukan dengan panjang

    gelombang yang akan digunakan. 4da 5 window serat optik dengan panjang

    gelombang 60- nm, (5-- nm dan (00- nm seperti diperlihatkan gambar 7..

    )enerasi pertama tahun (870 tipe fiber pertama adalah multimode fiber

    dengan panjang gelombang -.6 3m. Tipe ini attenuasi masih diatas d#/km.

    Sehingga untuk mencapai jarak jauh dibutuhkan banyak penguat. )enerasi

    kedua dikeluarkan pada tahun (86- dengan panjang gelombang (5(- nm

    mempunyai attenuasi -.2 d#/km. Tipe fiber yang dikeluarkan jenis single

    mode dan multimode dengan transmiter yang dikembangkan Laser 1n)a4sP

    atau LE . engan tipe fiber ini jumlah amplifier yang dibutuhkan untuk

    jarak jangkau yang jauh sudah mulai berkurang. )enerasi ketiga pada tahun

    (860 dengan window (00- nm attenuasinya paling rendah yaitu -. d#/km.

    Tipe fiber Single %ode 9ibre S%9, jenis transmitter yang digunakan

    L4SE: dengan bahan pembuat 1n)a4sP 9# pada generasi ketiga ini mulai

    dtemukan penguat optikal , dimana penguat ini menguatkan cahaya secara

    5

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    4/23

    langsung tanpa mengubah terlebih dahulu kedalam sinyal elektrik, seperti

    penguat yang dipakai sebelumnya.

    )enerasi keempat ditemukan pada tahun (88; untuk panjang

    gelombang (.00 mm,. bersamaan dengan itu dikembangkan teknik multiplek

    berbasis panjang gelombang % !avelength division multiple&ing".

    engan teknik ini dalam satu fiber tipe S%9 dapat dilewatkan beberapa

    panjang gelombang secara bersamaan. ari karakteristik bahan pembuat

    serat optik , seperti Si-, terlihat pada panjang gelombang (2-- nm attenuasi

    serat membesar akibat berekasi dengan ion ore dengan

    cladding mempunyai bahan pembuat yang berbeda sehingga indek bias yang

    dihasilkan bebeda. icontohkan pada gambar tersebut core terbuat dari

    Si

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    5/23

    )ambar (.5. Struktur fiber optik

    $onsep perambatan cahaya, menunjukan bahwa cahaya merambat dalamsuatu medium dengan tiga cara ?yaitu merambat lurus, dibiaskan dan

    dipantulkan. $onsep ini menggunakan hukum Snellius yaitu

    )ambar (.2. Perambatan cahaya

    #ila , sudut datang cahaya mendekati garis normal maka

    cahaya dipantulkan menjauhi bidang datar !gambar (.2". #ila sudut datang

    cahaya lebih kecil dari sudut pantul , cahaya dipantulkan pada bidng

    medium . #ila yang artinya , maka cahaya

    0

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    6/23

    pantulanya sejajar dengan bidang datar. #ila maka cahaya yang

    dipantulkan ke medium pertama kembali.

    ari penjelasan diatas, maka dapat diambil pola perambatan cahaya

    didalam serat optik seperti yang ditunjukan oleh gambar (.0. Tanda angka (,

    dan 5 dimaksudkan

    )ambar (.0. Perambatan cahaya dalam serat optik

    (. Sinar merambat lurus sepanjang sumbu serat tanpa mengalami

    refleksi/refraksi

    . Sinar mengalami refleksi total karena memiliki sudut datang yang

    lebih besar dari sudut kritis dan akan merambat sepanjang serat

    melalui pantulan@pantulan

    5. Sinar akan mengalami refraksi dan tidak akan dirambatkan

    sepanjang serat karena memiliki sudut datang yang lebih kecil dari

    sudut kritis

    $etiga konsep tersebut digunakan pada ketiga jenis serat optik yaitu

    Step inde& multimode !S1 %%", )raded inde& multimode !)1 %%" dan

    Step inde& singlemode !S1 S%". Pada Step 1nde& %ultimode !S1S%" 1ndeks

    bias core konstan.. Akuran core besar !0-mm" dan dilapisi cladding yang

    sangat tipis. $arena diameter core yang besar maka penyambungan kabel

    lebih mudah. ispersi yang terjadi pada Serat optik ini sangat besar, oleh

    karenanya hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data dengan

    bit rate rendah.

    ;

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    7/23

    )ambar (.;. Profil S1%%

    Tipe )raded inde& multimode !)1 %%", core terdiri dari sejumlah

    lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda, indeks bias tertinggi

    terdapat pada pusat core dan berangsur@angsur turun sampai ke batas core@

    cladding,>ahaya merambat karena difraksi yang terjadi pada core sehigga

    rambatan cahaya sejajar dengan sumbu serat, ispersi minimum, *arganya

    lebih mahal dari serat optik S1 karena proses pembuatannya lebih sulit.

    Profile dari )1%% dapat dilihat pada gambar (.7.

    )ambar (.7. Profil )1%%

    )ambar (.6 Profil S1S%

    Serat optik S1 single mode memiliki diameter core yang sangat kecil

    dibandingkan ukuran claddingnya. >ahaya hanya merambat dalam satu

    mode saja yaitu sejajar dengan sumbu serat optik seperti pada gambar (.6.

    Tipe ini digunakan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi.

    7

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    8/23

    Transverse mode fiber optic

    $etika gelombang cahaya berpropagasi didalam inti dari fiber ada

    perbedaan medan elektromagnetik terdistribusi melalui penampang fiber.

    Setiap medan terdistribusi mengikuti persamaan %a&well dan kondisinya

    sekelilingnya pada interval core@ cladding disebut sebagai Btransverse modeC.

    #eberapa mode dari transverse mode diperlihatkan pada gambar (.8. Pada

    gambar tersebut terlihat berbagi distribusi medan listrik pada penampang

    fiber. Secara umum, perbedaan mode transverse berprogasi sepanjang fiber

    dengan kecepatan yang berbeda. *asilnya akan terjadi dispersi yang tidak

    diinginkan. 9iber yang memperbolehkan propagasi hanya satu mode

    transverse yaitu LP-( disebut single mode fiber !S%9", sedang yang

    memperbolehkan beberapa mode transverse berpropagasi disebut dengan

    multimode !%%9".

    )ambar (.8. #eberapa contoh Transverse mode dari fiber step inde& !a"

    mode polarisasi linier !b" mode e&act !c" distribusi medan elektrik

    !d" distribusi intensitas dari komponen medan listrik E&

    6

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    9/23

    1.. Single mode step indek atau SIS!

    D4 numerical aperture adalah bentuk perbandingan indek bias n(dn

    ndimana n(untuk core dan nuntuk cladding.!*enry +anger dan >hintia

    anger, "

    ( ) (

    (.. nnAN = !(.("

    Sudut penerimaan setengah !half acceptance" a seperti ditunjukan gambar

    (.(-. adalah

    ( )NAa

    (sin

    = !(."

    )ambar (.(-. *alf acceptance dari serat optik

    Perbedaan indek bias relatif

    ( ) ( ) ( ) ( )(

    (

    ( xnNAxnnn == !(.5"

    F merupakan frekuensi yang dinormalisasi yang berhubungan dngan

    ukuran dari fiber, indek bias dan panjang gelombang. Pada fiber optik tipe

    single mode artinya hanya satu mode yang berpropagasi didalam fiber

    tersebut, besar F nya akan menjadi kecil yaitu antara -@,2 dengan

    persamaannya

    ( )[ ]xNAxaV =

    ( )[ ] ( ) (( = xnxaV !(.2"

    imana

    a ? radius dari inti fiber

    G ? panjang gelombang operasional

    8

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    10/23

    engan begitu saat mendisain fiber single mode dengan syarat F antara - H

    ,2-0 maka a dan harus kecil, berakibat kepada sudut penerimaan

    setengaha

    menjadi kecil sehingga sinar datang tegak lurus dengan ujungfiber.

    $unci utama dalam disain propagasi single mode adalah diameter inti

    yang kecil. Panjang gelombang cutoff c adalah panjang gelombang diatas

    dimana hanya satu mode transfer yang dapat diekspresikan

    ( ) (

    (

    nn

    V

    a

    c =

    !(.0"

    imana

    FI ,2-0 untuk step inde& fiber

    aI radius core

    n(dan n' indek bias untuk core dan cladding

    >ontoh ?

    engan I(5-- nm dan (00- nm, maka panjang gelombang cutoff c

    I(55- nm dibutuhkan untuk memastikan propagasi single mode

    %isalkan c I (-- nm, n( I(,20 dan n I (,228 maka diameter core

    menjadi

    ( ) .(

    .

    .

    .

    (

    (

    .nn

    Va

    c

    =

    I6,0 m

    1.2.1. Tipe fiber Single !ode

    4da empat macam tipe fiber Single %ode

    (. "ondispersion S#ifted $iber atau Standard single mode fiber

    %S!$& dengan rekomendasi IT'(T ).*+2 ? tipe fiber yang paling

    sering digunakan. 9iber ini dirancang mempunyai dispersi kromatis -

    (-

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    11/23

    untuk panjang gelombang (5(- nm untuk mendukung pengorasian

    sistem transmisi long haul pada panjang gelombangtersebut. ispersi

    kromatis pada panjang gelombang (00- nm besarnya - ps/nm.km

    dan biasanya yang digunakan (7 ps/nm.km.

    . ,ispersion S#ifted fiber %,S$&dengan rekomenasi IT'(T ).*+?

    sistem transmisi yang dimulai dengan menggunakan range panjang

    gelombang (00- nm dengan loss yang rendah, membutuhkan fiber

    dengan dispersi kromatis nol pada panjang gelombang tersebut.

    Tetapi pada panjang gelombang (,00 3m besar dispersi kromatisnya

    5.5 ps/nm.km. Tipe ini tidak dapat digunakan pada % karena

    keterbatasan pada beberapa penalti serta 9% !four wave mi&ing".

    5. -oss !inime pada 1++/ nm rekomendasi IT'@T ). ;02?

    merupakan tipe fiber untuk kasus spesial dengan loss yang rendah

    pada panjang gelombang (00- nm, atau optimasi dari 1TA@T ).;02

    pada daerah (0-- @(;-- nm. Loss yang rendah karena bahan pembuat

    core merupakan silica murni. *arganya mahal karena biaya

    pabrikasinya. #iasa digunakan untuk submarine !kabel bawah laut"

    dan aplikasi long haul.

    2. "onero dispersion fiber %",$& rekomendasi IT'(T ).*++ ?

    penalti dapat dikurangi dengan adanya dispersi kromatis yang kecil

    pada fiber karena perbedaan gelombang yang berinteraksi yang

    berjalan dengan kecepatan group yang berbeda., sehingga

    dikembangkanlah D9. 9iber dengan jenis D9 mempunyai dispersi

    kromatis antara ( dan ; ps/nm,km atau antara @( dan @; ps/nm.km

    pada panjang gelombang (.00 3m. Tipe fiber ini contohnya fiber LS

    ((

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    12/23

    dari >orning yang mempunyai dispersi kromatis nol pada panjang

    gelombang (0;- nm dan dispersi yang besarnya

    -.-8!G(0;-"ps/nm.km pada panjang gelombang (00- nm. Lainnya

    fiber True ave buatan Lucent technologies.

    1.2.2. Profile indek bias serat

    istribusi indek bias inti !core" dan cladd dari fiber optik dapat bervariasi.

    ua tipe dasar profile indek bias dari fiber optik multimode terlihat seperti

    pada gambar (.((.a dan b dimana gambar a untuk fiber dengan indek bias

    yang seragam nilainya pada semua bagian core dan yang b menunjukan

    indek bias dari clad menuju core makin membesar atau tidak seragam

    terutama pada core.

    )ambar (.((. Profile indek bias

    Antuk tipe seperti gambar c@e digunakan pada single mode fiber dengan

    berbagai tipa profile indek bias. Jang pertama tipe profile step indek regular,

    (

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    13/23

    baik core dan cladding mempunyai indek bias yang konstan. Profile ini

    mempunyai diameter 8 @(- m, dengan perbedaan indek bias core dengan

    cladding sekitar -,5 K. Tipe ini disebut matched cladding !%>" fiber.

    Tipe d dan e mempunyai indek bias yang berbeda pada clading, dimana pada

    bagian tengah clading menuju core indek biasnya lebih kecil dari pada

    bagian tepi clading . Tipe ini disebut sebagai epressed >ladding !>" fiber.

    %> dan > bekerja pada panjang gelombang (5-- nm. Pengembangan fiber

    selanjutnya dengan mengadopsi 1TA@T ).;0 Seperti ditunjukan oleh tabel

    (.(.

    )ambar f dengan diameter kecil sekali sekitar 0 m atau diameter

    dengan mode medan yang kecil sekali. )ambar g dan h merupakan profil

    dengan indek bias core membentuk segitiga denagn diameter core sekitar ;

    m. 9iber ini menggunakan panjang gelombang (55-nm dengan dispersi

    nol. #entuk profil f, g dan h disebut ispersion Shifted 9iber S9. Profil

    fiber seperti pada gambar i@j mempunyai indek bias yang naik dan turun

    terutama pada clading, disebut sebagai multicaldding atau dispersion

    flattened. iameter core umumnya sangat kecil sekitar ; m dengan

    karakteristik dispersi yang flat pada range panjang gelombang (5-- H (0--

    m.

    Table (.(. 1TA@T :ecommendation ).;0

    Parameter Specification

    >ladding diameter

    %ode field diameter

    >utoff wavelength c

    (00- nm bend loss

    ispersion

    ispersion slope

    (0 m8@(- m((--@(6- nm

    (d# for (-- turs of 7,0 cm diameter

    5.0ps/nm.km between (60 and (55- nm

    ; ps/nm.km between (7- and (52- nm

    - ps/nm.km at (00- nm

    -.-80 ps/nm.km

    (5

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    14/23

    1.2.. SI!! dan )I!!

    Pada tipe S1%% jumlah mode yang dapat berprogasi dihitung menggunakan

    formula

    imana F merupakan frekuensi yang dinormalisasi menggunakan formula

    (.2.

    >ontoh

    ika n(I(.2( dan nI(,2 ' diameter core 0- 3m. *itung jumlah mode yang

    dapat berpropagasi pada S1%%

    awab

    adi jumlah mode yang dapat berpropagasi pada S1%% sebanyak 0(0.

    Antuk tipe )1%% jumlah mode yang dapat berprogasi dalam satu

    fiber menggunakan

    ari persamaan tersebut terlihat jumlah modenya setengah dari S1%%.

    isperse yang terjadi relative kecil yang dihitung dengan menggunakan

    formula

    imana L adalah panjang fiber.

    >ontoh

    engan data n(I(.2( dan nI(,2 ' diameter core 0- 3m hitung jumlah mode

    yang dapat berpropagasi dalam )1%%. %isalkan panjang fiber ( km, hitung

    disperse yang terjadi

    awab

    (2

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    15/23

    umlah mode

    isperse pada panjang serat ( km adalah

    1.0. Attenuasi pada fiber optik

    %eskipun 9iber optik dikatakan losses sangat kecil, pada akhirnya losses dan

    distorsi akan membatasi jarak lintasan fiber optik. 9iber optik yang pertama

    ditemukan mempunyai loss sebesar - d#/km. Seiring dengan

    perkembangan teknologi losses@nya mengecil hingga -, d#/km. Antuk

    meminimalkan atenuasi ini, panjang gelombang cahaya pada transmisi fiber

    dipindahkan dari 60- nm menjadi (5-- dan (00- nm.

    4da empat sumber utama yang menyebabkan attenuasi pada fiber

    optik, yaitu losses karena penerapan %absorbtion& material scattering

    bending dan akibat penambungan %splicing& serta pengkopelan.

    Penyerapan material sendiri dibagi dua tipe yaitu intrinsic dan e&tristic. Loss

    intrinsic disebabkan resonansi atomik dari material fiber. Penyerapan

    material terjadi pada range infrared dan ultraviolet. Sedang penyerapan

    e&tristic disebabkan oleh resonansi atomik dengn partikel dari luar fiber,

    contohnya dengan air atau ikatan

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    16/23

    nilai n (, dan 5 dari panjang gelombang (2--, 85- dan 7-- nm. Puncak

    penyerapan lainnya pada panjang gelombang (2-nm karena adanya

    interaksi antara ikatan

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    17/23

    Total loss menggabungkan loss scatering :ayleigh dengan loss

    material terlihat pada gambar (.(. terlihat bahwa penyerapan infra red

    diabaikan dibandingkan :ayleigh dan attenuasi terendah pada jendela (5--

    nm dan (0-- nm.

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    18/23

    bagian output fiber lebih lebar dibandingkan dengan pulsa input. Sebagai

    sinyal, pulsa dari cahaya berjalan sepanjang fiber akan menjai melebar

    karena berbagai phenomena propagasi. ispersi dapat didefinisikan sebagai

    lebar pulsa cahaya keluaran dengan idealisnya pulsa input menedekati lebar

    nol. engan kata lain jika lebar pulsa input mendekati nol, lebar pulsa pada

    bagian output secara total adalah hasil dari dispersi. ika pulsa input

    mempunyai lebar tp( dan pulsa keluaran tp dimana tpatp(. dispersi dapat

    didefinisikan

    ( ) .(.(

    .

    . pp ttt = !(.7"

    ispersi dinyatakan dalam satuan waktu, biasanya nanosecond atau

    picosecond

    )ambar (.(5 . ispersi pada fiber optik

    Total dispersi dari fiber tergantung pada panjang. 9iber yang panjang

    menyebabkan pulsa makin melebar sehingga dispersinya akan membesar.

    ari spesifikasi pabrik memberikan disperse dalam satuan panjang,

    nanosecond per kilometer !ns/km" atau ps/km. Total dispersi dari fiber

    tergantung pada panjang yang dituliskan dengan persamaan (.6.

    (6

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    19/23

    ( )kmdispersiLxt /= !(.6"

    imana

    Qt dispersi fiber,

    L panjang fiber dalam km.

    ispersi/km diberikan dari pabrik.

    ispersi dibagi dalam dua bagian yaitu intermodal dan intramodal. $husus

    untuk fiber single mode tidak terjadi dispersi intermodal karena hanya satu

    mode yang berpropagasi didalam fiber.

    ispersi merupakan turunan pertama pertama dari group velocity s

    terhadap panjang gelombang !)uifang Li"

    ==

    5

    2

    -

    2c

    c

    os S

    d

    dD

    !(.8"

    dimana

    ? dispersi ps/!km.nm"

    c ? panjang gelombang laser centre

    9iber dikarakteristikan dengan - yaitu panjang gelombang dispersi nol dan

    S-slope dispersi nol . #iasanya baik panjang gelombang centre dan slope

    dispersi nol dispesifikasikan pada range tertentu untuk mendapatkan batas

    bagian atas dan batas bagian bawah yang berpengaruh terhadap

    kemungkinan terburuk penalti dipersi. )ambar (.(2. memperlihatkan

    besarnya terhadap panjang gelombang untuk beberapac

    dan-

    . #iladispersi telah didapat maka pinalti dari interfrensi intersimbol sebagai fungsi

    dari jarak L menurut 4grawal dapat dihitung

    ( ) (log0 LBDPd

    +=

    !(.(-"

    dimana

    # ? bit rate

    (8

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    20/23

    ? rms lebar spektrum dari sumber

    engan menjaga kesesuaian antara panjang gelombang dispersi nol dan

    operasional maka menalti dapat dipertahankan antara -,0 H ( d#.

    $arena pulsa optikal berisi komponen dengan frekuensi yang berbeda yang

    akan berjalan dengan kecepatan yang berbeda didalam fiber sehingga

    menimbulkan dispersi kromatis, pulsa akan melebar seperti ditunjukan pada

    gambar 7.(0.!Michael Bass; Eric !"an Str#land"

    )ambar (.(2. ispersi fiber single mode sebagai fungsi panjang gelombang

    )ambar (.(0. !a" bandwidth informasi dari data !b" penyebaran pulsa optikal

    yang berpropagasi melalui fiber optik single mode

    -

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    21/23

    )ambar (.(;. istorsi bentuk gelombang sinyal yang juga merupakan

    dispersi fiber pada ,0 )b/s dan (- )b/s sistem optikal setelah -, 0- dan (--

    km dari sistem transmisi Single mode fiber S%9 !dengan menganggapmodulasi bebas cacat"

    Pada sistem komunikasi ketika sederetan data komposed beberapa

    pulsa optikal dipropagasikan seri melalui fiber yang bersifat dipersif, setiap

    pulsa meluas dimana pelebarannya mencapai ke time slot yang lain, sehingga

    akan menyebabkan interfrensi intersimbol pada bagian akhir transmisi.,

    seperti terlihat pada gambar (.(; untuk transmisi sinyal (- )b/s. ari

    gambar tersebut terlihat juga dispersi kromatis sangat tergantung pada data

    rate dari sinyal yang dibawa. Secara aktual, dispersi kromatis pada fiber

    menentukan batasan data rate kanal dan jarak transmisi, dimana pelebaran

    pulsa tergantung pada keduanya. Estimasi yang sederhana dari batasan

    dispersi dapat dilihat pada persamaan (.((.

    = BDLD

    ( !(.(("

    imana

    L? jarak transmisi dimana pelebaran pulsa melebihi waktu satu bit

    # ? data rate

    ? bandwith dai sinyal yang diluncurkan kedalam fiber

    (

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    22/23

    $arena berbanding linier dengan data rate #, dispersi akan

    membatasi jarak transmisi dan berbanding terbalik dengan #. engan

    menggunakan data rate .0 )b/s, dispersi (7ps/nm.km dan -,-0 nm,

    jarak transmisi dapat mencapai (--- km tanpa terjadinya cacat modulasi.

    engan bit rate naik hingga (- )b/s jarak transmisi akan berkurang hingga

    ;- @7- km. 4kibatnya setelah jarak transmisi S%9 (-- km, dengan bitrate (-

    )b/s akan terjadi distorsi yang serius meskipun pada ,0 )b/s tidak ada

    degradasi. ari penjelasan diatas sistem dengan data rate tinggi, dispersi

    kromatis dari fiber harus dikurangi agar membuat transmisi jarak jauh tanpa

    harus menggunakan repeater. Antuk mengatasi limit dispersi , digunakan

    panjang gelombang nol dari fiber yaitu (00- nm,

    ,ispersi intramodal

    ispersi intramodal seringkali disebut sebagai dispersi kromatis,

    sebagai hasil dari cahaya pada fiber yang berisi grup frekuensi. ispersi ini

    tergantung pada lebar jalur QG. ispersi ini sering kali dinyatakan dalam

    ps/km.nm dari lebar jalur !line width".

    %isalkan dari panjang gelombang 6- nm ke 60- nm, maka Line width nya

    5- nm, bagian 6- nm merupakan energi pulsa terendah dibandingkan 60-

    nm. Antuk sumber cahaya dengan panjang gelombang (5-- nm situasinya

    dibalik, panjang gelombang (5- merupakan bagian tercepat dibandingkan

    panjang gelombang (50- nm sehingga menghasilkan pelebaran pulse. Antuk

    QG yang kecil dekat dengan (5-- nm, panjang gelombang yang short

    maupun longer berjalan dengan kecepatan yang sama. *al ini akan

    meminimalkan dispersi intramodal pada GI(5-- nm

    Total dispersi yang terjadi !*enry +anger dan >hintia anger"

    ( ) ( )[ ] (

    ( .....++= tt !(.("

  • 7/24/2019 Bab 1. Serat Optik

    23/23

    1.*. -ati#an

    (. elaskan tipe serat single mode yang anda ketahui

    . elaskan perbedaan antara 1TA@T );0, ;05, ;02 dan ;00. ari

    keempatnya mana yang paling sering digunakan dan sebutkan

    alasannya

    5. ownload katalog S%9 6 e dan 6 l bauatan >orning. ari katalog

    tersebut bandingkan karakteristiknya

    2. >ahaya yang akan masuk ke dalam core harus diperhitungan D4,

    dimana D4 berkaitan dengan indek bias. elaskan hubungan tersebut

    serta bentuk pembiasan cahaya didalam fiber.

    0. ari bab yang telah dijelaskan ini tidak terlihat bentuk serat secara

    umum. Tugas anda adalah menjelaskan bentuk serat secara umum

    serta penjelasan mengapa indek bias dari core dan clad harus

    berbeda.

    ,aftar pustaka

    (" *eadley >lifford, 4grawal P. )ovind' Raman Ampli$ication in

    %i&er Comm'nication S#stem' 9irst edition' --0' Elsevier

    AS4

    " )umataste 4ashwin, 4ntony Tony' DDM Net(ork Design

    and engineering Sol'tion' ciscopress.com' >isco system 1nc.

    --5

    5" :amaswami :ajiv, Sivarajan $umar D!; )ptical Net(orks* a

    practical perspecti"e;(886, 4cademic Press, AS4

    2" %ing %a&, Liu $ang' Priciples and Application o$ )ptical

    Comm'nication' (88;, %c)raw *ill, AS4

    0" anger *enry R >ynthia' 9iber optic communication and other

    application' %a&well %acmillian 1nternational Publishingt

    )roup, (88(

    5