Download - Introduksi skso
Introduksi
Jenis Informasi Gelombang Pembawa
Suara, musik kualitas sedang
MW : 550 s.d 1500 kHz
Musik kualitas tinggi FM : 88 s.d 108 MHz
Siaran televisi analog VHF : 40 s.d 216 MHzUHF : 470 s.d 960 MHz
Link telepon antar kota (± 1000 saluran)
Gel. Mikro : di atas 1 GHz
Jenis Informasi Gel Pembawa
Satelit Komunikasi Gelombang mikro : diatas 10 Ghz
??? (Big Oppurtunity = kesempatan aplikasi yang luas)
Gelombang Cahaya: diatas 1014 Hz
Komunikasi optik
• Melalui Udara (Free Air)
• Untuk link (non permanen) di tengah medan yang sulit
• Jarak terbatas• Terhalang kabut dan
hujan
Komunikasi optik(2)
• Melalui ruang Angkasa
• Untuk komunikasi antar satelit
• Keuntungan dibandingkan gelombang mikro adalah: antena lebih kecil dan ringan
Keuntungan di banding Gel Mikro (lanjut)
• Daya yang diperlukan lebih rendah• Lebih kebal terhadap interferensi• Laju data yang dapat dicapai lebih tinggi
(Hukum Shanon)• Tentu ada kelemahannya juga : sistim
yang rumit untuk pengarahan sinyal (masalah Line Of Sight) antara lain goyangan getaran satelit akibat tumbukan partikel kosmis
Melalui serat Optik (Fiber Optic)• Keuntungannya:• Kapasitas informasi Sangat besar• Bebas dari gangguan medan elektromagnetik• Bebas dari cakap silang (cross talk)• Tidak dapat disadap• Tidak menimbulkan bahaya hubung singkat dan
loncatan listrik• Bebas dari “Ground –Loop• Kecil dan ringan (dibanding kawat tembaga)
Melalui Penyalur cahaya• Tidak dipergunakan
karena goresan dan kotoran dapat mengganggu pantulan
• Bila dua batang penyalur cahaya saling bersinggungan memungkinkan cahaya bocor (efek pembiasan)
Mengapa atau bagaimana bisa
• Disini terdapat satu prinsip dalam Fisika optik yang disebut PANTULAN DALAM TOTAL
Model Serat OPtik
Tentang diameter
• Diameter serat optik dibuat sangat kecil• Diameter inti sekitar 50 m sementara
diameter selubung sekitar 125 m• Alasan kekuatan bahan, jari-jari
kelengkungan yang diperbolehkan tergantung dari diameter inti, kemudian penghematan bahan
Alasan kekuatan bahan
Aperture Numerik
Pada permukaan masukan
'sinsin 10 nncos1 n
Syarat pantulan dalam total
1
2sinnn
2
1
21cos
nn
Sehingga:
2
1
210 1sin
nnnn atau 2
2210 sin nnn
22
21
0
1sin nnn
Jadi22
21
0
1sin nnnMAX bila
20
22
21 nnn
1 bila20
22
21 nnn
Max = sudut penerimaan
Aperture Numerik = 22
21 nnAN
Jari-jari kelengkungan
Dalam segitiga ABC berlaku ATURAN SINUS :
ACBC
20
1 180sinsin
Dengan memperhatikan 220 sin180sin
2dRBC
2dRAC
Dalam segitiga ACD :
ACACCD
sin180sinsin 01
dengan RCD
22dd
Sehingga :
sin
2
sin 1
dR
R
karena
ACBC21 sinsin
maka
12 sin
2
2sin
dR
dR
sin
2
sin 2
dR
R
Dan karena 22dd
21 sinsinsin
Syarat pantulan dalam total :
1
21sinnn
1
22sinnn
Tetapi 12 sinsin Sehingga yang lebih menentukan
adalah1sin
1
2sin
2nn
dR
R
Atau
RR
nn d
2
1
2sin
untuk
2d
(harga minimum dari
2
2
1
2sind
d
RR
nn
Sebagai contoh : serat optik dengan n1 =1,50 dan n2 = 1,48, sementara d =1 mmTentukan sudut kritis untuk serat optik ini bila kondisinya lurusKemudian apabila melengkung atau membelok, berapa Jari-jari kelengkungannyaAgar perubahan sudut kritis tidak lebih dari 1 %
0.98750,148,1sin
1
2 nn
kUntuk serat optik yangLurus :
080.630.987arcsin k
Bila serat optik melengkung dengan syarat perubahan tidak lebih dari 1%
%1'
k
kk
01.0'
k
kk
kkk '01.0 sehingga '01,1 kk
00 81.4362.8001,1
2
2
1
2'sind
d
k RR
nn
5,05,0
50.148,143,81sin 0
RR
5,05,0
50.148,1989,0
RR
Kaitan dengan NA cossin 10 nn Merupakan sudut masuk sinar
Ke dalam serat optik
2
0
1 sin1sin nn Sehingga
22
222
221
0
1sind
d
RR
nnn
22
0212
220
212
sin
sin2
nnn
nnndR
Atau sebaliknya
Sinar / Cahaya
• Yang kita bahas adalah sinar meridional• Yaitu sinar yang dalam perambatannya
setiap kali memotong sumbu serat optik• Garis sumbu terwakili titik pusat pada
tampak penampang masukan
Sinar skew
• Sinar yang bukan meridional, atau sinar ulir karena bergerak spiral tak pernah memotong sumbu serat optik
ABAD
ADAC
ABAC
cos
s sincoscos
Syarat pantulan dalam total1
2sinnn
atau
2
1
21cos
nn
sehingga2
1
21sincos
nn
s
Jika Sudut masuk sinar skew:sss nn sinsin 0
'1
22
210 sincos nnn s
Sudut penerimaan sinar skew
cossin
cossin max
0
22
21
max
n
nns
Mana yang lebih besar sudut datang sinar meridional atau sinarSkew??
Profil Indeks Bias serat optik jenis step indeks
Persoalan Panjang lintasanPanjang lintasan sinar :
'secABAC
Untuk serat optik sepanjang l
'seclLUntuk sinar skew :
secsec
cossec '
'
llLs
Dipersi
Peristiwa dispersi
• Terjadi perbedaan panjang lintasan gelombang cahaya untuk sudut datang yang berbeda
• Karena seluruh gelombang optik berjalan pada inti dengan indeks bias sama n1 maka kecepatan gelombangnya akan sama
• Akibatnya waktu tempuh tiap gelombang akan berbeda-beda
• Pulsa di input serat optik tajam dengan durasi singkat akan berubah menjadi pulsa yang tumpul dengan durasi lebih lebar
• Mengingat prinsip frekuensi yang berkebalikan dengan durasi, maka lebar pita frekuensi sinyal output akan lebih pendek di banding lebar pita sinyal input (ada loss frekuensi)
Graded Indeks
Profil indeks
Indeks bias n10 tertinggi didalam inti pada sumbuSementara n1(r) adalah nilai indeks bias yang berubah seiring perubahan jarak dari pusat, a = jari-jari inti serat optik, = penentu profil (bila =2 maka parabolik, memiliki dispersi paling minimal)
10
210
nnn
Serat optik multi mode
• Serat optik Step index• Serat optik Graded index