karakteristik transmisi serat optik

KARAKTERISTIK TRANSMISI SERAT OPTIK

Disusun oleh :

Desriyar Hafidh P. 115060307111013

Hadi Saputra 115060300111041

Hanif Yahya Muhtadin 115060301111010

M. Fauzan Aneldi 115060305111003

M. Sudiro 115060300111076

Nanda Permana Dani 115060300111052

Reno Satyogana 115060300111072

TRANSMISI SERAT OPTIK

• Prinsip dasar dari sistem komunikasi serat optik adalah pengiriman sinyal informasi dalam bentuk sinyal cahaya.

• Pemancar, kabel serat optik dan penerima merupakan komponen dasar yang digunakan dalam sistem komunikasi serat optik.

• Pemancar berfungsi mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik, kabel serat optik berfungsi sebagai media transmisi dan penerima berfungsi mengubah sinyal optik yang diterima menjadi sinyal listrik kembali

Karakteristik Transmisi Serat Optik

Proses pengiriman informasi yang melalui serat optik menggunakan prinsip pemantulan sinyal optik yang berupa cahaya dengan panjang gelombang

tertentu

Konfigurasi Sistem Transmisi Serat Optik Karakteristik Transmisi Serat Optik

KARAKTERISTIK TRANSMISI SERAT OPTIK

• Media transmisi serat optik memiliki karakteristik untuk membedakan jenis serat optik yang akan digunakan pada transmisi optik. Beberapa transmisi optik sebagai berikut.

• Redaman (Atenuasi)

• Absorbtion (Penyerapan)

• Scattering (Hamburan)

• Bending (Pembengkokan)

• Dispersi

• Dispersi Intermodal

• Dispersi Kromatik

• Dispersi Bumbung Gelombang (Waveguide Dispersion)

• Numerical Aperture (NA)


ATTENUATION ( LOSS )

• Atenuasi adalah besaran pelemahan energi sinyal informasi dari fiber optik yang dinyatakan dalam dB. Atenuasi disebabkanoleh 3 faktor utama yaitu

• Absorpsi,

• Hamburan (scattering)

• Mikro-bending


ATTENUATION ( LOSS )

• Atenuasi menentukan jarak transmisi maksimum antara transmitter dan receiver.

• Atenuasi menentukan banyaknya repeater dan margin daya yang dibutuhkan pada sebuah link.

• Atenuasi () sinyal atau rugi-rugi serat dedefinisikan sebagai perbandingan daya output (Pout) optik terhadap daya input optik (Pin) sepanjang serat L.


• Sumber : http://adeayuningsih.blogspot.com/2011/04/kabel-fiber-optik.htmlKarakteristik Transmisi Serat Optik

KOEFISIEN ATENUASI

• Koefisien atenuasi menggambarkan sejauh mana intensitas sinar energi berkurang saat melewati materi tertentu.

• Menurut rekomendasi ITU-T, kabel serat optik harus mempunyai koefisien redaman 0.5 dB/km untuk panjang gelombang 1310 nm dan 0.4 dB/km untuk panjang gelombang 1550 nm.

• Untuk itu terdapat range redaman yang masih diijinkan yaitu 0.3 - 0.4 dB/km untuk panjang gelombang 1310 nm dan 0.17 - 0.25 dB/km untuk panjang gelombang 1550 nm.


SPEKTRUM FIBER OPTIK

Sumber : Chapter II Serat Optik.pdfKarakteristik Transmisi Serat Optik

BANDWIDTH SERAT OPTIK

• Bandwidth dikenal sebagai perbedaan atau interval antara batas tratas dan terbawah dari suatu frekuensi gelombang transmisi dalam suatu kanal informasi.

• Bandwidth serat optik menunjukkan besarnya data yang dapat dilewatkan memalui koneksi melalui sebuah serat optik.

• Salah satu kelebihan serat optik adalah memiliki bandwidth yang mampu membawa paket-paket dengan kapasitas besar.


MATERIAL ABSOPTION LOSSES

• Disebabkan karena Kerusakan atau tidaksempurnaan struktur atom dalam komposisi gelas

• 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-ion yang dapat menyerap sinar yang melaluinya akan berubah menjadi energi panas. Energi panas ini akan menyebabkan daya berkurang


ABSORPSI CAHAYA DAPAT DILAKUKAN DENGAN CARA

• Intrinsic, yang disebabkan oleh interaksi dengan satu atau lebih komponen utama gelas

• Extrinsic, yang disebabkan oleh ketidakmurnian dalam gelas


INTRINSIC ABSORPTION

• Sifat alamiah gelas menyerap cahaya

• Sangat kuat pd daerah ultra violet tidak berpengaruh pada siskom optik

• Energi panas atom-atom bergerak SiO

• berkontraksi & meregang/vibrasiAbsorpsi yang kuat terjadi karena osilasi unit structural seperti : Si-O (9,2 m), P-O (8,1 m), B-O (7,2 m) dan Ge-O (11 m) dalam gelas.


EXTRINSIC ABSORPTION

• Ketidak murnian sumber utama rugi-rugi fiber.

• Jenis : ion transition metal dan ion OH

• Fe, Cu, V, Co, Ni, Mn, Cr menyerap secara kuat pada daerah yang dinginkan

• Ketidak lengkapan pengisian sel elektron dalam, penyerapan cahaya mengakibatkan elektron bergerak dari level energi rendah ke level lebih tinggi.

• Redaman OH paling signifikan pd 1,37 μm, 1,23 μm, 0,95 μm


Karakteristik redaman fiber silika diberikan doping GeO2


Perbandingan absorbsi inframerah karena bahan doping pada low-loss silica fiber.


RUGI–RUGI HAMBURAN LINIER

• Mekanisme hamburan linier menyebabkan perpindahan sejumlah atau seluruh daya optik yang ada dalam satu mode penjalaran dipindahkan secara linier kedalam mode yang berbeda. Proses ini cenderung menghasilkan redaman untuk cahaya yang ditransmisikan.


RAYLEIGH & MIE SCATTERING

Kedua hamburan tersebut diakibatkan oleh sifat fisik yang tidak ideal dari serat yang terfabrikasi, yang mana sulit untuk dihilangkan


PENGARUH PABRIKASI:RAYLEIGH SCATTERING

• Secara garis besar, proses pabrikasi dilakukan dengan cara melelehkan silika agar didapat hasil yang diinginkan.

• Proses melelehkan silika menyebabkan terjadinya fluktuasi kerapatan (density fluctuations). Fluktuasi tersebut menimbulkan fluktuasi indeks bias. Penyebaran cahaya yang merambat akibat proses ini disebut dengan Rayleigh scattering.


RUGI-RUGI RAYLEIGH DINYATAKAN SECARA MATEMATIK SEPERTI BERIKUT :

Dimana :• = koefisien hamburan Rayleigh

• = panjang gelombang optic

• n = indeks bias medium

• p = rata-rata koefisien photoelastik

• 𝛽C = kompresibilitas isothermal pada

temperatur fiktif

• K = konstanta Boltzmann

FcR KTpn 284

3

3

8


KOEFISIEN HAMBURAN RAYLEIGH YANG BERKAITAN DENGAN FACTOR RUGI-RUGI TRANSMISI DAPAT DINYATAKAN SECARA

MATEMATIK :

Dimana :

• L = Panjang serat optik

£ = exp (-γR.L)


RAYLIEGH SCATTERING

• Rayleigh scattering timbul terhadap panjang gelombang yang bekerja.

• Semakin besar panjang gelombangnya maka semakin kecil losses yang terjadi


PENGARUH PABRIKASI:MIE SCATTERING

• Proses pabrikasi juga menyebabkan terjadi ketidaksempurnaan secara geometris (bentuk silinder) antara core dengan cladding

• Ketidaksempurnaan geometris ini menyebabkan kebocoran energi pada lapisan cladding yang disebut dengan Mie scattering.


RAYLEIGH DAN MIE SCATTERING


Perbedaan penyebaran pulsa cahaya karena perbedaan kerapatan / density fluctuations pada Rayleigh scattering dengan ketidaksempuraan geometris pada Mie scattering.


RUGI–RUGI HAMBURAN TIDAK LINIER

• Pandu gelombang optik tidak selalu berkelakuan linier sempurna, artinya kenaikan dalam daya optik keluaran adalah sebanding dengan daya optik masukan.

• Beberapa efek non linier terjadi, yang dalam hal ini hamburan menyebabkan ketidak sesuaian redaman, yang biasanya terjadi pada level daya optik yang tinggi.

• Hamburan tidak linier menyebabkan daya optik dari satu mode dipindahkan ke mode yang sama atau mode yang lain dalam arah maju (forward) atau balik (backward) pada frekuensi yang berbeda.


BRILLOUIN & RAMAN SCATTERING

Keduanya, biasanya hanya diamati pada rapat daya optik tinggi dalam serat single mode


BRILLOUIN SCATTERING

• Brillouin Scattering dapat dianggap sebagai modulasi cahaya melalui vibrasi molekuler thermal dalam serat.

• Cahaya yang dihamburkan muncul sebagai pita sisi atas dan pita sisi bawah yang terpisahkan dari cahaya yang datang oleh frekuensi modulasi.

• Brillouin Scattering hanya signifikan diatas rapat daya threshold.


BRILLOUIN SCATTERING DINYATAKAN SECARA MATEMATIK :

Dimana :

• d = diameter serat optik (m)

• = panjang gelombang operasi (m)

• dB = redaman serat optik

(dB/km)

• = Bandwidth sumber (GHz)

PB = 4,4 x 10-3.d2.2.dB. watt


RAMAN SCATTERING

Daya optik untuk hamburan Raman ( PR) dalam serat mode tunggal adalah :


PR = 5,9 x 10-2 d-2 ..dB watt

REFERENSI

• Govind P Agrawal - Fiber Optics Communication Systems_Very-Good.pdf

• Chapter II Serat Optik.pdf

• 04-karakteristik-transmisi-serat-optik-by-teuinsuska2009-wordpress-com

• Degradasi sinyal.pdf

karakteristik transmisi serat optik

Documents