analisis rugi-rugi pada serat optik

Bahan Ujian Final Mata Kuliah Serat Optik 1

Karakteristik Serat Optik

1. Numerical Aperture adalah kemampuan serat optik untuk mengumpulkan

cahaya.

2. Bandwith sebuah ukuran kapasitas serat optic dinyatakan dalam MHz.Km

artinya MHz/ Km.

3. Karakteritik mekanis meliputi

4. TIR

Material Serat Optik

• Syarat :

1. Harus dapat dibuat panjang

2. Harus tembus pandang efisien

3. Memungkinkan memiliki beda indeks bias kecil antara inti dan kulit.

• Yg memenuhi syarat :

1. Fiber gelas

2. Fiber gelas halida

3. Fiber gelas aktif

4. Fiber gelas berkulit plastik

5. Fiber plastik

Rugi- rugi pada Serat Optik

Pada umumnya rugi-rugi serat optik dibagi berdasarkan dari mana rugi-rugi tersebut

ditimbulkan, yaitu :

1. Rugi-rugi yang timbul dari bahan serat optik itu sendiri

2. Rugi-rugi yang timbul akibat penggunaan serat optik tersebut sebagai media

transmisi.

A. Rugi-Rugi karena Bahan

1. Absorption Loss

Rugi-rugi yang disebabkan karena masih banyaknya kotoran-kotoran pada

bahan gelas (terutama yang terbuat dari glass multi komponen). Kotoran-kotoran

tersebut dapat berupa logam (besi, tembaga) atau air dalam bentuk ion-ipn yang dapat

By La Ode AsminFis07


menyerap sinar yang melaluinya akan berubah menjadi energi panas. Energi panas ini

akan menyebabkan daya berkurang.

Untuk memperkecil rugi-rugi akibat ion-ion kotoran karena adanya unsur-

unsur logam dan lain-lain pada serat optik, maka kebersihan dan kemurnian bahan

gelas sangat menentukan. Salah satu cara memperkecil kerugian tersebut adalah

dengan teknik pengendapan uap kimia (Chemical Vapour Deposition), dimana

dengan diendapkannya ion-ion kotoran tersebut, redaman dapat diperkecil.

2. Rayleigh Scattering Loss

Peristiwa ini terjadi karena adanya berkas cahaya yang meengenai suatu

materi dalam serat optik yang kemudian menghamburkan/ memancarkan berkas-

berkas cahaya tersebut ke segala arah. Hal ini disebabkan ketidak homogenan materi

yang terdapat dalam serat optik tersebut yang mempunyai sifat menghamburkan suatu

berkas cahaya.

B. Rugi-rugi karena penggunaaan Serat Optik sebagai Media Transmisi

1. Rugi-rugi karena pelengkungan

Rugi-rugi ini terjadi pada saat sinar melalui serat optik yang dilengkungkan,

dimana sudut datang sinar lebih kecil dari pada sudut kritis sehingga sinar tidak

dipantulkan sempurna tapi dibiaskan.

Gambar Rugi-rugi karena pelengkungan

Untuk mengurangi rugi-rugi karena pelengkungan maka harga Numerical Arpature

dibuat besar.

Numerical Aperture adalah ukuran atau besarnya sinus sudut pancaran

maksimum dari sumber optik yang merambat pada inti serat yang cahayanya masih



dapat dipantulkan secara total, dimana nilai NA juga dipengaruhi oleh indeks bias

core dan cladding. Besarnya nilai NA diperoleh dengan rumus :

Gambar Numerical Aperture

dimana :

NA = Numerical Aperture

θ = sudut cahaya yang masuk dalam serat optik

n1 = indeks bias core

n2 = indeks bias cladding

2. Microbending Loss

Rugi-rugi ini termasuk sebagai akibat adanya permukaan yang tidak rata (dalam orde

mikro) sebagai akibat proses perbaikan bahan yang kurang sempurna.

Rugi-rugi karena microbending

3. Splicing Loss

Rugi-rugi ini timbul karena adanya gap antara dua serat optik yang

disambung. Hal ini terjadi karena dimensi serat optik yang demikian kecil sehingga

penyambungan menjadi tidak tepat sehingga sinar dari bahan serat optik ke serat

optik lainnya tidak dapat dirambatkan seluruhnya. Ada beberapa kesalahan dalam

penyambungan yang dapat menimbulakn rugi-rugi splicing, yaitu:

Sambungan kedua serat optik membentuk sudut

Kedua sumbu berimpit namun masih ada celah diantara keduanya

Ada perbedaan ukuran antara kedua serat optik yang disambung



Untuk mengukur besarnya rugi-rugi karena sambungan digunakan rumus :

L (dB) = 10 Log (P out/ P in)

dimana :

P out = daya sesudah sambungan

P in = daya sebelum sambungan

4. Rugi-rugi Coupling

Rugi–rugi ini timbul karena pada saat serat optik dikopel/ disambungkan dengan

sumber cahaya atau photo detektor. Hal ini dapat terjadi karena energiyang

diradiasikan oleh sumber optik dapat dimasukkan ke dalam serat optik. Kualitas

kopling dinyatakan dengan effisiensi kopling seperti dinyatakan dengan rumus :

dimana :

Ps = daya yang dipanncarkan oleh sumber cahaya

Pt = daya yang dimasukkan ke dalam serat optik

Sumber : http://zethcorner.wordpress.com/2009/06/26/rugi-rugi-pada-serat-optik/

Rugi-rugi pada serat optic

Rugi-rugi pada serat optik adalah atenuasi yang disebabkan oleh 3 faktor yaitu

absorpsi, hamburan (scattering) dan mikro-bending. Atenuasi adalah besaran

pelemahan energi sinyal informasi dari fiber optik yang dinyatakan dalam dB.Gelas

yang merupakan bahan pembuat fiber optik biasanya terbentuk dari silicon-dioksida

( SiO2). Variasi indeks bias diperoleh dengan menambahkan bahan lain seperti

titanium, thallium, germanium atau boron. Dengan susunan bahan yang tepat maka

akan didapatkan atenuasi yang sekecil mungkin. Atenuasi menyebabkan pelemahan

energi sehingga amplitudo gelombang yang sampai pada penerima menjadi lebih

kecil dari pada amplitudo yang dikirimkan oleh pemancar.


http://zethcorner.wordpress.com/2009/06/26/rugi-rugi-pada-serat-optik/


a.Absorpsi

Absorpsi merupakan sifat alami suatu gelas. Pada daerah-daerah tertentu

gelas dapat mengabsorpsi sebagian besar cahaya seperti pada daerah ultraviolet. Hal

ini disebabkan oleh adanya gerakan elektron yang kuat. Demikian pula untuk daerah

inframerah, terjadi absorpsi yang besar. Ini disebabkan adanya getaran ikatan kimia .

Oleh karena itu sebaiknya penggunaan fiber optik harus menjauhi daerah ultraviolet

dan inframerah. Penyebab absorpsi lain adanya transmisi ion-ion logam dan ion OH.

Ion OH ini ternyata memberikan sumbangan absorpsi yang cukup besar. Semakin

lama usia suatu fiber maka bisa diduga akan semakin banyak ion OH di dalamnya

yang menyebabkan kualitas fiber menurun.

b.Hamburan

Seberkas cahaya yang melalui suatu gelas dengan variasi indeks bias

disepanjang gelas tadi, sebagian energinya akan hilang dihamburkan oleh benda

benda kecil yang ada di dalam gelas. Hamburan yang disebabkan oleh tumbukan

cahaya dengan partikel tersebut dinamakan hamburan Rayleigh. Besarnya hamburan

Rayleigh ini berbanding terbalik dengan pangkat empat dari pangjang gelombang

cahaya yaitu : 1/ λ . Sehingga dapat disimpulkan untuk lamda kecil, hamburan

Rayleigh besar dan sebaliknya. Seberapa besar sumbangan hamburan Rayleigh ini

terhadap atenuasi transmisi dapat dilihat pada grafik gambar 2.3. yang sudah

direkomendasi oleh CCITT. Ternyata pada panjang gelombang sekitar 0,85 μm yaitu

panjang gelombang sinar laser Ga A1 As, Hamburan Rayleigh memberikan loss

akibat hamburan sangat kecil dibandingkan dengan loss fiber optik multimode.

Karena itu fiber optik singlemode lebih baik mutunya sebagai media transmisi

dibandingkan dengan fiber optik multimode.

c.Mikro-bending

Atenuasi lainya adalah atenuasi yang disebabkan mikro-bending yaitu

pembengkokan fiber optik untuk memenuhi persyaratan ruangan. Namun

pembengkokan dapat pula terjadi secara tidak sengaja seperti misalnya fiber optik



yang mendapat tekanan cukup keras sehingga cahaya yang merambat di dalamnya

akan berbelok dari arah transmisi dan hilang. Hal ini tentu saja menyebabkan

atenuasi.

Selain atenuasi, rugi-rugi pada serat optik juga bias disebabkan oleh dispersi

yaitu sinyal yang merambat mengalami distorsi sehingga mengakibatkan pelebaran

pulsa cahaya yang ditransmisikan.

http://eviandrianimosy.blogspot.com/2010/03/rugi-rugi-pada-serat-optik.html

Rugi – rugi tersebut adalah:

1. Rugi – rugi penghamburan Rayleigh

Rugi ini terjadi karena adanya variasi kerapatan optik dan campuran –

campurannya sehingga membentuk facet – facet yang memantulkan dan membiaskan

serta menghamburkan sebagian kecil cahaya yang melewatinya

2. Rugi – rugi penyerapan (Absorbtion Loss)

Terjadinya akibat adanya ion Oh dalam inti, sehingga cahaya yang

melewatinya terganggu.

3. Rugi –rugi pembengkokan (Bending Loss)


http://eviandrianimosy.blogspot.com/2010/03/rugi-rugi-pada-serat-optik.html


Terjadi karena akibat adanya pembengkokan. Ada dua macam rugi

pembengkokan, yaitu

a. Micro Bending Loss : yang disebabkan karena pembengkokan mikro didalam inti

serat optik

b. Bending Loss : yang disebabkan karena adanya belokan tajam/lengkungan pada

saat instalasi

4. Rugi – rugi Freshnel (Freshnel Reflection)

Disebabkan karena adanya celah udara, sehingga cahaya harus melewati dua

interface yang memantul sebagian,karena perubahan indeks bias dari inti udara ke inti

lagi. Jumlah rugi – rugi maksimum dalam system komunikasi serat optik yang

diijinkan dapat ditemukan oleh selisih daya optik yang dipancarkan oleh sumber optik

di pemancar dengan daya optik yang dideteksi oleh detector optik sipenerima. Selisih

tersebut lebih dikenal dengan istilah power budget. Metode perhitungan power budget

digunakan untuk mendapatkan nilai maksimum lintasan serta optik yang menjamin

Bit Error Rate (BER) dalam keadaan yang buruk.

Sensitivitas receiver menyatakan daya yang dapat dideteksi oleh receiver.

Sensitivitas receiver akan tergantung pada harga BER tertentu. Untuk BER10 berarti

rata – rata suatu kesalahan yang dilakukan dalam satu juta bit. Sistem gelombang

cahaya pada umumnya memiliki BER 10.

Desain suatu system komunikasi serat optik harus menyisakan suatu system

gain dan margin. Perbedaan antara daya output pemancar dengan sensitivitas receiver

disebut dengan System gain (GS). Margin berguna untuk mengkompensasi degrasi

dan fluktuasi system. Harga margin berkisar antara 3dB sampai 10 dB. Redaman

yang ditimbulkan oleh serat optik, slice dan konector mempunyai spesifikasi

tersendiri. Besarnya redaman serat optik per kilometer adalah 0,4dB/km, besarnya

redaman dikonektor adalah 0,5 dB dan besarnya redaman disambungkan adalah

0,2dB/km. Loss total adalah suatu system komunikasi serta optik merupakan



penjumlahan sequensial dari kontribusi loss tiap komponen dalam lintasan optik dan

dirumuskan :

Loss total = GS + m

Dimana : GS = Sistem gain (dB), M = margin untuk rugi yang tak terduga (dB)



Serat Optis Dalam Komunikasi Optis

1 Pendahuluan

Optika serat telah menjadi penting dalam telekomunikasi, instrumentasi,

instrumentasi, jaringan TV-kabel, distribusi dan transmisi data. Penerapan utamanya

adalah dalam bidang telekomunikasi. Dalam dasawarsa ini, akan ada perubahan dari

kawat tembaga ke serat optis untuk sistem telekomunikasi dan pelayanan informasi.

Perubahan isi seluruhnya berdasarkan pertimbangan ekonomi. Beaya yang makin

bertambah dan permintaan atas laju-data-tinggi atau saluran pita-lebar dan kurangnya

saluran yang tersedia di daerah metropolitan merupakan alasan pengantian ini. Lagi

pula, peranti serat optis menyambung dengan baik pada alat pemroses data digital,

dan teknologinya sesuai dengan teknologi mikroelektronika modern. Atas dasar

alasan ini, pada masa datang telepon, penerima TV, bank, komputer, dan peralatan-

peralatan media dan industri akan dihubungkan oleh serat optis (Cheo, 85: Branoksi,

81).

2 Sejarah Singkat

Sudah sejah 1940 ilmuwan mempertimbangkan bahawa telekomunaksi masa

depan melalui saluran optis. Pada mulanya ide itu hanyalah impian dari kenyataan

bahwa, sejak penemuan Marconi mengenai telegrafi, pakar radio terus mengejar

teknologi riakgelombang yang lebih pendek. Setelah 1950, komunikasi

mikrogelombang menjadi praktis dan keuntungan penggunaan riakgelombang pendek

menjadi nyata. Dengan demikian muncul

kepercayaan bahwa dorongan teknologi ke arah riak gelombang yang lebih pendek

akan mencapai kawasan optis.

Sekarang, serat optis adalah satu-satunya pemandu gelombang untuk

komunikasi optis. Lebarpita serat optis maksimun saat ini adalah beberapa gigahertz

(10 Hz), jauh lebih sempit daripada lebarpita pemandu mikrogelombang. Komunikasi

serat optis berkembang bukan karena memberikan pita frekuensi lebar, tetapi



terutama karena memberikan pita frekuensi lebar dengan beaya murah bila digunakan

banyak serat dalam satu berkas, dengan demikian memanfaatkan fleksibilitas,

diameter kecil, dan murahnya beaya. Cara telekomunikasi pertama dalam sejarah

manusia adalah komunikasi optis paling primitif, api sinyal, yang telah digunakan

selama ribuan tahun. Kemudian Chappe (Perancis) menemukan cara baru, yang

dinamakan “Semafor”, dalam 1971. Ini adalah sistem telekomunikasi kecepatan-

tinggi pertama dalam sejarah manusia, dan memberi dampak besar pada masyarakat

Eropa. Penaklukan negara-negara Eropa oleh Napoleon dikisahkan keberhasilannya

sebagian karena penggunaan sistem komunikasi “optis” ini.

Perkembnagan Pemandu gelombang Optis.

Dimulai dengan munculnya laser pada awal 1960-an, berbagai pemandu

gelombang seperti pemandu logam berongga, pemandu gelombang selaput tipis,

pemandu gelombang lensa, pemandu gelombang cermin, dan pemandu gelombang

kanta-gas diteliti. Usaha ini melemah setelah 1970 dengan munculnya serat optis.

Kao dan Hockman meneliti mekanisme rugi optis dalam gelas dan meramalkan

perbaikan teknologis akan menghasilkan serat optis dengan rugi cukup rendah untuk

komunikasi optis. Mereka menyatakan bahwa bila ion-ion logam transisi

kandungannya kurang dari 10-6, maka rugi serapan akan susut sampai kurang dari 20

dB/km, dan jika kemurnian bahan bertambah, rugi akan kurang dari beberapa dB/km,

sehingga rugi hamburan menjadi faktor pembatas. Dan Kapron dkk (1970) (Corning

Glass Works) melaporkan dibuatnya serat dengan rugi 20 db/km. Rugi serat silika

terus berkurang dengan perbaikan metode CVD (Pengendapan uap kimia) dan

mencapai 7 dB/km dalam tahun 1972 (Corning GlassWorks); dan 2,5 dB/km dalam

1973 (Bell Lab) dengan metode MCVD (pengendapan uap kimia terubah). Dalam

1974-1975 beberapa peneliti di Amerika Seerikat dan Jepang melaporkan mencapai

1,5 sampai 2,0 dB/km. Juga dilaporkan dari Jepang (1976) tercapai rugi sebesar 0,47

db/km pada riak gelombang 1,2 um. Sekarang, serat dengan koefisien serapan sebesar

0,5 dB/km dapat dibuat untuk transmisi optis pada panjang gelombang di atas 1,2 um

[o,45dB/km pada 1,31 um dan 0,25 dB/km pada 1,55 um] [Okoshi,82].



3 Serat Optis: Sifat Fisis dan Peranti

Komponen paling utama dalam sistem komunikasi serat optis adalah serat

optis itu sendiri, yang terbuat dari bahan kaca (SiO2) yang tercam puri berbagai

pendadah untuk mengatur indeks bias dan mengurangi titik lebur. Serat optis

mempunyai teras silin dris dengan indeks teras dengan profil para bolik dengan nilai

maksimum pada sumbu serat. Serat ragam-tunggal mempunyai ruji teras dalam orde

panjang gelombang, Khasnya antara 5 um sampai 10 um; sedangkan serat multigram

mempunyai ruji teras yang jauh lebih besar, sekitar 25 um sampai 50 um. Dalam hal

ini di dalam serat dapat merambat ratusan bahkan ribuan ragam yang terijinkan.

Perambatan cahaya dalam serat optis dapat dipahami dengan optika geometris. Yaitu,

cahaya yang terpandu di dalam teras diteruskan dari ujung masukan ke ujang

keluaran karena pantulan dakhil total pada bidang batas teras dan selubung, sehingga

cahaya tidak membias keluar dan lepas dalam selubung.

Tebaran (Dispersi), Sambatan Ragam dan Mekanisme Rugi

Banyak faktor pembatas yang berasal dari sifat geometris dan fisis serat kaca

yang mempunyai pengaruh besar terhadap kapasitas alih informasi pemandu agihan

spectral sumber dapat menyebabkan perubahan nilai indeks landai serat dan

menyebabkan pelebaran denyut. Dalam praktek, ketaksempurnaan struktural dalam

serat menyebabkan juga rugi lewat hamburan dan serapan optis. Ketaksempurnaan

serat multiragam juga menciptakan sambatan acak antar ragam yang dapat

menghasilkan penyempitan denyut dengan rugi daya bocor menjadi ragam radiatif tak

terpandu. Untuk memanfaatkan efek penyempitan denyut ini, batas teras-selubung

harus disiapkan dengan hati-hati untuk menghindari rugi radiasi. Pelebaran ragam

muncul dari dua efek yang berbeda: tebaran bahan dan struktur pemandu gelombang.

Kita dapat memilih serat dengan profil indeks landai sehingga tebaran pemandu

menjadi nol,sehingga efek pelebaran denyut hanya berasal dari tebaran bahan. Kita

juga dapat menghilangkan efek pelebaran oleh tebaran bahan dengan pemilihan riak

gelombang di sekitar 1,3 um. Karena lebaran bahan nol untuk riak gelombang 1,3 um



ini, dan juga serapan minimun muncul di daerah ini. Penelitian dan pengembangan

dalam kinerja sumber laser dan fotodeteksi menjadi gencar.

Rugi Hamburan dan Serapan

Dari segi tebaran bahan, pemancar riakgelombang panjang dalam daerah 1,2

sampai 1,6um untuk sistem serat optis merupakan pilihan yang baik. Alasan lain

memilih riak gelombang panjang adalah untuk meminimumkan rugi hamburan.

Jumlah daya terhambur oleh gayut pada rapat usak dan tampang lintang hamburan.

Dalam kaca, penghambur utama adalah takmurnian seperti oksida atau ion logam

peralihan, dengan ukuran yang jauh lebih kecil dari pada riakgelombang, atau r/<<1.

Dalam had hamburan Rayleigh ini, hamburan sebanding dengan 1/ 4; nilai

khasnya 0,6 dB/ km pada + 1 um. Hamburan Mie dapat merupakan sumber rugi bila

terdapat pusat hamburan dengan ukuran lebih besar daripada . Di samping itu, rugi

serapan dalam kaca timbul dari struktur hakiki bahan dans erapan takmurnian. Untuk

riakgelombang di atas 0,8 um, serapan pinggiran pita kurang dari 1 dB/km. Serapan

takmurnian disebabkan oleh ion logam , misalnya Fe, Cu, V Cr, Co, Mn dan Ni.

Mencapai 20 dB/km. Sekarang mudah dibuat kaca silika kemurnian tinggi, tanpa

terlihat adanya komponen rugi karena takmurnian. Mekanisme lain yang

menyebabkan rugi serapan menyangkut tenaga getar yang berkaitan dengan ikatan

yang biasa terdapat dalam kaca. Spektrum getar kaca terletak dalam daerah

inframerah 2 sampai 10 um, di sini harmonik atas getaran iron hidroksil (OH)

memegang peranan. Getaran dasar terpusat sekitar 2,8 um, dengan harmonik atasnya

pada 1,4 um, 0,95 um dan 0,75 um. Kandungan OH sisa sebesar 7 ppb telah dapat

dicapai, yang sesuai dengan rugi serapan sebesar 0,45 dB/km pada 1,39 um

[Hunsperger, 82].

Rugi Mikrolengkungan

Rugi optis yang terkaitkan dengan proses pengkabelan timbul sebagai hasil

mikrolengkungan serat. Masalah ini penting bila rugi kelengungan bengkokan adalah

kecil tetapi masih cukup besar dibandingkan rugi serat. Rugi macam ini sering

ditemukan dalam sistem serat eka-ragam, yang berlaju bit sangat besar. Dalam sistem



ini, hanya ragam dasar terteral; tetapi karena pembengkokan, daya ragam dasar dapat

hilang melalui sambatan dengan ragam-ragam orde-lebih tinggi dan/atau ragam

radiasi. Pada umumnya, rugi mikrolengkungan berkurang dengan cepat dengan

bertambahnya beda indeks bias, sehingga penting menggunakan serat indeks-undak

eka-ragam dengan tingkap numeris setinggi mungkin untuk sistem telekomunikasi

jarak-jauh.

Bahan Kaca

Pembentukan jejala kaca terutama mengandung oksigen, silikon, boron,

natrium, dan aluminium; dengan dicampuri pengubah jejala, misal K2O, MgO, CaO,

pbO, maka sifat dasar kaca berubah, seperti indeks bias, pengembangan termal,

koefisien serapan, dan titik lebur. Kaca silikat natrium, dari kaca silikon yang

ditambahi oksida natrium, berkurang suhu leburnya. Sifat umum semua kaca yalah

kaca menjadi lembek secara berangsur-angsur bila dipanaskan dan tidak mencair

pada suhu tetentu yang tegas, satu ciri khas zadat amorf.

Pembuatan Serat.

Serat dapat ditarik dari satu prabentuk atau langsung dari lelehan serbuk

oksida. Metode Sangan-ganda mempunyai laju penarikan tinggi (1-3m/s dan beaya

murah dengan produksi besar. Metode MCVD (pengendapan uap kimia

termodifikasi); Di sini tabung silika murni menjadi teras. Tabung ini kemudian

diruntuhkan sehingga batang kaca yang disebut “prabentuk” terjadi. Serat optis

kemudian ditarik dari prabentuk ini. Selain metode pengendapan dalam, dapat juga

dilakukan dengan metode pengendapan luar [wilson, 83].

Pengukuran profil Indeks

Hubungan profil indeks bias dan sifat tunda denyut sangat erat, maka dalam

pembuatan dan evalusi serat optis, pengukuran profil indeks merupakan langkah yang

penting. Metode pengukuran profil indeks merupakan langkah yang penting.

Metode pengukuran yang ideal harus memenuhi syarat berikut:

(1) takmerusak,

(2) terterapkan pada setiap profil



(3)ketepatan tinggi

(4) daya pisah tinggi, dan

(5) mudah dalam pengukuran dan pemerosesan data.

Metode Pola Hamburan: Profil indeks dihitung dari pola hamburan berkas

cahaya yang datang tegak lurus. Batas daya pisah sama dengan seperempat lambda

cahaya yang digunakan; khasnya yalah 0,2 um. Baik untuk pengukuran profil serat

ekaragam dengan daya pisah cukup praktis. Metode Interferens : Asasnya yalah

menentukan agihan indeks bias benda dari ingustan fase cahaya yang melewatinya.

Sistem yang dipakai adalah interometer MachZehnder, dapat mencapai daya pisah

sebesar 0,7 um dan ketelitian 5x10-4 [Okoshi Metode Pantul: Asasnya yalah bahwa

bila cahaya jatuh tegak lurus pada bahan kaca (indeks bias), koefisien pantulan

diberikan oleh R = [(1-n)/(1+n)]2. Dengan mengukur R, profil indeks ditentukan

dengan perhitungan.

Daya pisah dibatasi oleh diameter berkas masukan; untuk laser He-Ne pada

riak gelombang 632,8 nm, batas daya pisah adalah 1,5-3 um, dengan ketepatan

mencapai 5%. Metode Pola Medan-dekat: Bila satu ujung serat diterangi secara

seragam, semua ragam yang merambat terteral seragam. Bila semua ragam merambat

dengan rugi yang sama, maka agihan daya yang sama akan muncul pada ujung

keluaran serat. Pola agihan daya ini akan sebanding dengan beda indeks bias. Metode

lain dapat disebutkan di sini adalah: Mikroanalisis sinar-X, matode pencocokan

minyak, dan penggunaan mikroskop elektron pemayar.

Pengukuran Tebaran (dispersi)

Tebaran ragam (modus) dan tebaran bahan serat multiragam dapat ditentukan

dengan pengukuran tanggapan denyut dalam ranah waktu atau tanggapan spektral

dalam ranah frekuensi denyut keluaran. Pelebaran denyut diukur dengan pencuplikan

bentuk gelombang dengan peranti elektronik berdaya pisah tinggi atau dengan

menganalisis alihragam Fouriernya. Karena semua serat adalah dispersif, maka suatu

denyut pendek akan diperlebar setelah merambat melalui serat dan dierotkan dalam

bentuk, yang gayut pada parameter serat.



Sistem dengan penyambat dan sambungan mempunyai rugi sebagai berikut:

(1) rugi sambatan serat kepemancar dans erat ke penerima, (2) rugi sisipan

penyambat, (3) rugi agihan daya melalui penyambat. Penyiapan permukaan ujung

serat juga penting untuk mengurangi rugi tebaran dan hamburan. Rugi sambungan

diukur dengan daya terpancar yang melalui sambungan antara dua serat dan yang

tanpa sambungan. Rugi sayatan dan penetuan letak cacat dalam serat yang panjang,

ditentukan dengan gaung dan pantulan (OTDR).

Laser Semikonduktor

Sumber untuk pemancar sistem komunikasi serat optis terutama terdiri dari

LED (diode pancar-cahaya) dan laser semikonduktor. Peranti ini memancarkan dalam

jangkau riakgelombang antara 0,75 sampai 1,6 um. LED merupakan sumber yang

memadai atas dasar ketersediaan daya keluaran dan laju tanggapanya. Untuk jarak-

jauh dan laju-data sangat tinggi, penggunaan diode laser (LD) diperlukan. Berbagai

jenis laser semikonduktor lain yang sekarng dikembangkan untuk sumber adalah:

laser DH (heterostruktur ganda), laser CDH (heterstruktur ganda terpencet), laser

DFB (lolohbalik teragih), laser DBR (pantulan Bragg teragih), laser QW (sumur-

kuantum) dan MQW (multipel QW), dan sebagainya [Cheo,

4. Sistem Komunikasi Optis

Kita akan mengulas sistem komunikasi optis dan bidang yang saat ini menarik

perhatian, yaitu optika terpadu (10). Tujuan 10 adalah miniaturisasi komponen optis

seperti sumber, detektor, modulator, penapis dan sebagainya dan membuat sistem

pemeroses optis yang lengkap dalam satu keping semikonduktor tunggal. Untuk

memanfaatkan lebarpita yang tersedia dalam serat optis, perlu dicatat bahwa jangkau

riakgelombang 1,0-1,6 um bersesuaian dengan lebarpita frekuensi sebesar 120.000

GHz atau 120 THz, maka teknik FDM (pemultipleksan Bagi-Frekuensi) perlu

dikembangkan.

Teknik pencampuran heterodin dan memberikan nisbah sinyal-derau (S/N)

yang cukup baik, dan frekuensi modulasi yang sudah dicapai masih jauh di bawah



kemampuan teoretis pembawa. Seorang perancang sistem harus memilih berbagai

komponene yang cocok untuk terapan tertentu. Pemilihan ini didasarkan pada analisis

untung-rugi di antara berbagai parameter sistem yang menyangkut daya optis, rugi

serat, derau penerima, tipe sinyal, laju data atau lebar pita, laju ralat bit (BER)

minimum adalah 10-9, yang bersangkutan dengan nisbah S?N 12 dB. Sekali

konfigurasi sistem optimal ditemukan, perancang meninjau faktorfaktor lain,

termasuk keadaan lingkungan, beaya, keandalan, kemudahan penyesuaian, ukuran,

bobot, pemasangan, dan pemeliharaan.

Satu dari sifat serat optis yang menarik adalah kemampuannya untuk jarak

pengulang besar dengan transmisi data kapasitas tinggi. Dengan kemungkinan

penambahan yang cukup nyata dalam jarak antara pengulang pada laju transmisi data

tinggi, beaya komponen akan turun dan juga beaya pemasangan, operasi dan

pemeliharaan akan berkurang sekali. Dalam suatu sistem dengan laser AIGaAs yang

memancarkan pada 0,9 um, dengan rugi sistem rerata diandaikan kira-kira 4,5 dB/km,

dengan 10 Mbps mencapai jarak 12km dan pada laju 400 Mbps mencapai jarak

pengulang 9 km. Untuk sistem yang dibuat pada daerah 1,3 sampai 1,6 um,

pertambahan jarak pengulang akan diperoleh, dengan andaian rugi total 0,7 dB/km

termasuk rugi serat dan rugi sambungan atau InGaAsP dan detektor APD germanium.

Hasilnya adalah jarak pengulang lebih dari 30km pada 1 ps/km dan sumber

dengan lebar spektral 2A. Juga telah dicapai jarak penulang lebih dari 115 km pada

laju 0,43 Gbps dengan serat ekaragan dan laser yang bekerja pada 1,55 um. Sejauh ini

penerapan terbesar adalah untuk sambungan beban telepon, yaitu sambungan yang

mampu membawa sejumlah besar percakapan telepon serempak antara gardu-gardu

telepon, dari beberapa kilometer sampai beberapa ratus kilometer. Untuk sambungan

telepon saluran tunggal diperlukan lebarpita sebesar 4 kHz, atau sinyal digital 64

kbps. Jaringan telepon memerlukan sambungan telepon yang mampu membawa

banyak saluran tunggal secara serempak.

Transmisi digital dapat menampung hal ini dengan mudah karena arus bit

yang bebeda dapat disaling-tumpangkan bawah laut, transmisi video , sambungan



komputer dan, dalam lingkungan militer, kendali peluru. Untuk menentukan apakah

suatu sistem akan bekerja secara memuaskan, beberapa uji harus dilaksanakan.

Tentusaja detektor dan pemancar harus mampu menangani lebar pita yang

dipersyaratkan. Tebaran serat sepanjang jarak yang diperlukan harus tidak

menyusutkan sinyal minimum harus mencapai detektor. Jika daya yang diluncurkan

ke dalam serat diketahui, bersama dengan susutan serat, maka panjang maksimum

serat yang digunakan dapat dihitung. Perlu diperhitungkan juga adanya sayatan dan

sambungan, dan batas keamanan (katakanlah 5db) juga harus dicakup. Perhitungan

ini dinamakan bujet fluks atau bujet daya.

5 Penutup

Kita telah meninjau dari sejarah serat optis zantara komunikasi optis, dan

kemudian memperlajari sifat-sifat fisis dan bagaimana mengatasi kekurangan yang

merugikan yang terdapat dalam serat untuk memperlancar komunikasi optis, dan

beberapa cara pengukurannya. Kemudian kita ulas sistem komunikasi optis yang

sederhana. Dapat disebutkan jaringan yang memanfaatkan serat optis sebagai sarana,

yaitu sistem-sistem ISDN< B-ISDN, FDDI dan SDH, dan jaringan multidigabit yang

akan memanfaatkan sistem baku SONET [LTS,91; LTS, 92]. Mudah-mudahan dalam

era pengembangan sistem komunikasi serat optis ini, kita di Indonesia, tidak akan

tertinggal jauh dan dapat mulai turut berkecimpung di dalamnya.


analisis rugi-rugi pada serat optik

Documents