fiber joint - sugito.staff.telkomuniversity.ac.id · fakultas teknik elektro 15 penyiapan muka...

Fakultas Teknik Elektro 1

FIBER JOINT

Ref : Keiser, Palais


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


Distribusi modus berbeda berkas optik memancar dr

fiber menghasilkan loss gandengan berbeda


Misalignment mekanis

• Jenis misalignment utama :

– Separasi longitudinal, terjadi jika fiber memiliki

sumbu sama tetapi 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

θ

d

a

d

a

(a) Separasi longitudinal

(b) Angular misalignment

(c) Lateral displacement

s


Axial/lateral displacement

d

a

d

a

Common core area

2

2

,4

12

arccos2

a

d

a

d

a

d

A

A

F

commstepF

Efisiensi gandengan fiber SI :


2

2

2

2

,2

564

12

arccos2

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/

,

Wd

latSM e

W : jari-jari Mode Field


Separasi

2

tan

c

Fsa

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 :

2

22/ 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 :2

2

,

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


Contoh

• Fiber SM memiliki frek normal V = 2,40,

indeks bias inti n1 = 1,47, indeks bias kulit

n2 = 1,465 dan diameter inti 2a = 9 μm.

– Hitung loss sambungan jika terjadi lateral offset

1 μm.

– Hitung loss sambungan jika terjadi angular

misaligment 1o pd panj gel 1300 nm.


Loss berkaitan dgn perbedaan fiber

Perbedaan dimensi dan karakteristik fiber yg

disambungkan akan menambah loss gandengan.

utk

Profil indeks bias berbeda :

1

2

2

)( RE

ER

F

ER

ER utk


NA berbeda

Fiber (E)

1

0

02

)(E

R

NAF NA

NA

)0()0( ER NANA

)0()0( ER NANA

utk

utk


Jari-jari fiber berbeda

1

2

)(E

R

aF a

a ER aa

ER aa 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.


• 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.


Fusion splicing


Fused splicer active alignment


V-groove splicing


Elastic tube splicing

Fakultas Teknik Elektro 233-rods splicing


Konektor

• Persyaratan 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


(c )

(a) Straight sleeve (b) Tapered sleeve (c ) Expanded beam


Ferrule connector


Biconical connector


Expanded beam connector


Efisiensi gandengan konektor SM fiber :

qu

ffSM eqnn

nn /

31

2

3

2

1,

416

/2

/

/

/

1

sin1sin21

3

2

12

2

2

2

1

22

2

1

222

nk

WW

kWsG

kWdF

Gq

kW

GFGFu

n1 = indeks bias inti

n3 = indeks bias media antar fiber

λ = panjang gel sumber

d = lateral offset

s = longitudinal missaligment

θ = angular missalignment

W1 = 1/e mode-field radius dr fiber kirim

W2 = 1/e mode-field radius dr fiber terima


Parts of a Fiber Optic Connector


Konektor Multimode Konektor Singlemode

Konektor SFF Konektor FC

fiber joint - sugito.staff.telkomuniversity.ac.id · fakultas teknik elektro 15 penyiapan muka...

Documents