sistem transmisi optik dan link power budget

Sistem Transmisi Optik dan

PenyambunganRef : Keiser

Perancangan Jaringan Pelanggan

• Definisi• Jaringan akses adalah bagian dari public

switched network yang menghubungkan titik akses dengan pelanggan. Lebih sederhana lagi, jaringan akses adalah penghubung akhir dalam suatu jaringan antara customer premise dan titik penghubung pertama ke infrastruktur jaringan, PoP atau CO. Jaringan akses selama ini didominasi oleh kabel tembaga twisted-pair.

Diagram Alir Tahapan Perencanaan Jaringan

Mulai

Menentukan batas daerah layanan

Survey demand dan pendataan di lapangan

Menentukan jenis layanan yang dibutuhkan

Menentukan Jenis Teknologi

Menentukan arsitektur jaringan

A

• Fiber To The Building (FTTB)• TKO terletak di dalam gedung dan biasanya

terletak pada ruang telekomunikasi basement. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga indoor. FTTB dapat dianalogikan dengan Daerah Catu Langsung (DCL) pada jaringan akses tembaga

KonfigurasiKonfigurasi (3) PON(3) PON

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (2)FTTB (2)

OLTOLT ONUONU

PS

2f

LE LE

OLTOLTPSPS

ONUONU

ONUONU ONUONU

ONUONU

2f

2f2f

2f2f

4f

2f2f

2f2f

KonfigurasiKonfigurasi (4) (4) PONPON

LE LE

KonfigurasiKonfigurasi (3) PON(3) PON

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (2)FTTB (2)

OLTOLT ONUONU

PS

2f

LE LE

KonfigurasiKonfigurasi (3) PON(3) PON

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (2)FTTB (2)

OLTOLT ONUONU

PS

2f

LE LE

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (2)FTTB (2)

OLTOLT ONUONU

PS

2f

LE LE

OLTOLTPSPS

ONUONU

ONUONU ONUONU

ONUONU

2f

2f2f

2f2f

4f

2f2f

2f2f

KonfigurasiKonfigurasi (4) (4) PONPON

LE LE

• Fiber To The Curb (FTTC)• TKO terletak di suatu tempat di luar bangunan, baik di

dalam kabinet, di atas tiang maupun manhole. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga hingga beberapa ratus meter. FTTC dapat dianalogikan sebagai pengganti KP.

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTC FTTC

OLTOLTOLT ONUONUONU

PSPS

2f 2f2f terminalterminalpelangganpelanggan

curbcurb

LE LE

OLTOLTOLT ONUONUONU

PSPS

2f 2f2f terminalterminalpelangganpelanggan

curbcurb

LE LE

ONUONUONU

PSPS

OLTOLT

2f

2f terminalterminalpelangganpelanggan

curbcurb

2f

LELE

ONUONUONU

PSPSPSPS

OLTOLT

2f

2f terminalterminalpelangganpelanggan

curbcurb

2f

LELE

• Fiber To The Zone (FTTZ)• TKO terletak di suatu tempat di luar bangunan, baik di

dalam kabinet maupun manhole. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga hingga beberapa kilometer. FTTZ dapat dianalogikan sebagai pengganti RK.

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTZ FTTZ

CTCTCT RTRTRT

terminalterminalpelangganpelanggan

DPDP

2f

KonfigurasiKonfigurasi DLCDLC

LELE

CTCTCT RTRTRT

terminalterminalpelangganpelanggan

DPDP

2f

KonfigurasiKonfigurasi DLCDLC

LELE

• Fiber To The Home (FTTH)• TKO terletak di rumah pelanggan. Terminal pelanggan

dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga indoor atau IKR hingga beberapa puluh meter. FTTH dapat dianalogikan sebagai pengganti Terminal Blok (TB).

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTH FTTH

OLTOLTOLT ONUONU

PSPS

2f 2fLELE

OLTOLTOLT ONUONU

PSPS

2f

2f

2f

LELE

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTH FTTH

OLTOLTOLT ONUONU

PSPS

2f 2fLELE

OLTOLTOLT ONUONU

PSPS

2f 2fLELE

OLTOLTOLT ONUONU

PSPS

2f

2f

2f

LELE

OLTOLTOLT ONUONU

PSPS

2f

2f

2f

LELE

Hubungan Jarak dan Laju Bit

Link Power Budget

Panjanggelombang

Operasi

Jarak tidak terlalu jauh,gunakan 800 - 900 nm

Jarak jauh, gunakanpanjang gelombang1300 atau 1550 nm

Pilihkomponen

Tx & Rxyang sesuai

Pilih komponen Tx sepertisumber optik dan rangkaiandrivernya serta pilih Rxdengan amplifier danequalizernya

Menghitung KinerjaBER, Biaya, BW-distance product

Tentukan kinerjaphotodetector dan serat optikkemudian cari sumber optikyang sesuai

terpenuhikinerja ?

Selesai

Y

T

Sambungan

• Sambungan fiber dng fiber :– Permanen splice

– Tdk permanen konektor

• Parameter redaman sambungan :– Distribusi daya masukan ke sambungan

– Jarak sumber optik dan sambungan

– Ukuran dan karakteristik ke dua ujung fiber

– Kualitas permukaan ujung fiber

Efisiensi gandengan :E

commF M

M

Mcomm : jumlah common mode

ME : jumlah mode di fiber pengemisi

Loss gandengan : FFL log10

Misalignment mekanis

• Jenis misalignment utama :– Separasi longitudinal, terjadi jika fiber memiliki

sumbu sama tetpai memiliki celah s– Misalignment sudut (angular), terjadi jika dua

sumbu membentuk suatu sudut shg permukaan ujung fiber tidak sejajar

– Axial/lateral displacement, terjadi jika kedua sumbu fiber terpisah sejauh d.

• Misaligment paling banyak terjadi : axial displacement

Jenis misaligment mekanis

d

a

d

a

xx

(a) Separasi longitudinal

(b) Angular misalignment

(c) Lateral displacement

Axial/lateral displacement

d

a

d

a

Common core area

2

2

, 41

2arccos2

a

d

a

d

a

d

A

A

F

commstepF

Efisiensi gandengan fiber SI :

2

2

2

2

, 25

641

2arccos

2

a

d

a

d

a

d

a

d

P

PTgradF

a

dgradF 43

81,

Efisiensi gandengan fiber GI :

Jika d/a < 0,4 :

Efisiensi gandengan SM :

2/,

WdlatSM e

W : jari-jari Mode Field

Separasi

2

tan

c

F sa

a

22

2

, 424

)14(4

ZZ

ZlongSM

Efek loss jika ujung fiber terpisah sejauh s

Efisiensi gandengan Fiber SI :

θC : sdt kritis fiber

Efisiensi gandengan Fiber SM :

222/ WnsZ

Angular misalignment

sincossin

sin)cos1(cos

sinsin

)cos1(cos

2

1arcsin

11

1arcsin

11

1

2

1cos

22

22

cc

c

c

c

F

y

p

yyyqppp

322

3

sincos

cos

c

cq

Efisiensi gandengan Fiber SI (mode memancar seragam):

Efisiensi gandengan Fiber SM : 22

,

Wn

angSM e

Perbandingan redaman dr 2 hasil percobaan sumber LED, fiber GI :

(1) a = 50 μm, panjang 1,83 m

(2) a : 55 μm, panjang 20 m

Loss berkaitan dgn perbedaan fiberPerbedaan dimensi dan karakteristik fiber yg disambungkan akan menambah loss gandengan.

Jari-jari fiber berbeda :

0

2

)( E

R

aF a

a ER aa

ER aa

utk

utk

NA berbeda :

00

02

)( E

R

NAF NA

NA

)0()0( ER NANA

)0()0( ER NANA

Profil indeks bias berbeda :

0

2

2

)( RE

ER

F

ER ER

utk

utk

utk

utk

Penyiapan muka ujung fiber

• Agar cahaya tidak dihamburkan di sambungan, ujung fiber harus dibuat rata, tegak lurus thd sumbu fiber dan halus.

• Teknik Grinding dan polishing:– dpt menghasilkan permukaan fiber yg halus dan tegak lurus

sumbu fiber– perlu banyak waktu dan ketrampilan operator.– Diaplikasikan di lingkungan terkendali spt laborat, pabrik.– Tdk cocok utk di lapangan

• Teknik controlled-fracture :– Didasarkan pd cara score-and-break– Fiber dibentangkan diatas permukaan lengkung dan ditarik,

selanjutnya dipotong dng sejenis pisau.– Dihasilkan ujung permukaan yg sangat halus dan tegak lurus sb

fiber– Perlu pengendalian curvature dr fiber dan besarnya tarikan.– Jika tidak tepat beberapa crack.

Kesalahan Pemotongan

• Akibat ketidak tepatan menghasilkan :– Lip– Rolloff, kondisi sebaliknya dr lip– Chip, frakcture setempat– Hakle, ketidak teraturan ujung fiber– Mist, spt hakle tapi lebih sedikit– Spiral/step, abrupt change di ujung fiber– Shattering, akibat fracture tak terkendali dan tak dpt

didefinisikan karakteristik permukaannya.

Prosedur controlled-fracture penyiapan ujung fiber

Contoh ketidak tepatan pemotongan ujung fiber

Fiber splicing

• Teknik splicing :– Fusi : menyatukan kedua ujung fiber secara termal (di-las)

– V-groove : menyatukan kedua ujung fiber dgn lem.

– Tube mechanical splice : pipa terbuat dr bahan elastis

– Loose-tube splice : menggunakan pipa segiempat, lengkungan fiber mengakibatkan pipa berputar menempatkan fiber di salah satu ujung.

– 3-rod : menggunakan 3 tongkat bulat.

1

2

3

4

Fusion splicing

V-groove splicing

Elastic tube splicing

3-rods splicing

• Penyambungan menggunakan mechanical splice ini bersifat semi permanen dan besar redaman yang dihasilkan bersifat sedang.

Mechanical Splicing

• Konektor• Penyambunagn serat optik menggunakan

konektor bersifat tidak permanen, artinya dapat dibongkar pasang. Konektor biasanya digunakan untuk kontak dengan terminal perangkat aktif.

Konektor

• Persyartan konektor yg baik :– Loss gandengan rendah– Interchangeability/compatibility– Mudah pemasangan pd fiber– Sensitifitas lingkungan rendah– Murah dan konstruksi andal– Mudah penyambungan (buka-sambung)

• Jenis konektor :– Butt-joint

• Straight sleeve• Tapered sleeve

– Expanded beam

Konektor Multimode Konektor Singlemode

Konektor SFF Konektor FC

Sensitifitas Detektor

Link Loss Budget

• Rise-Time Budget• Analisis rise-time budget sangat tepat

untuk menentukan batas dispersi sebuah link serat optik, khusus dalam sistem digital. Rise time link total tsys adalah jumlah rms rise time dari tiap kontributor tI pada degradasi rise-time pulsa

Rise Time pada Serat MM

NRZ

RZ