proposal tugas akhir
TRANSCRIPT
PROPOSAL TUGAS AKHIR
ANALISA LINK POWER BUDGET, RISE TIME BUDGET
SABAGAI PARAMETER PENINGKATAN TRANSMISI FIBER OPTIK
STUDY KASUS PT. TELKOM PEKANBARU
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Elektro
Oleh:
SUYANTO
10755000338
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTAN SYARIF KASIM RIAU
PEKANBARU
2011
ABSTRAK
Peningkatkan kapasitas telepon merupakan tujuan utama dari peningkatan kapasitas
faber optik. Peningkatan kapasitas serat optik dilakukan dengan rekayasa profil indeks bias
cladding untuk mengatasi masalah dispersi.
Dispersi merupakan penyebaran pulsa optik pada saat transmisian berlangsung, hal ini
disebabkan karena indexs bias yang berbeda sehingga terjadi interference atau kesalahan
dalam penerimaan sinyal.
Metode yang digunakan dalam menganalisa karakteristik transmisi serat optik
digunakan metode Equivalent Step-Index Fiber (ESI)
Kata kunci: Equivalent Step-Index Fiber (ESI), Dispersi, link power budget.
1.1 Latar Belakang
Salah satu aplikasi fiber optik adalah sebagai media transmisi penghubung antar sentral
telepon. Yang memiliki jumlah pengguna telepon yang besar dan terus bertambah untuk
keperluan kantor dan aktivitas yang lain, sangat mungkin dibutuhkan kapasitas yang
bertambah besar. Hal tersebut perlu diantisipasi dengan upaya peningkatan kapasitas.
Peningkatan kapasitas serat optik dilakukan dengan rekayasa profil indeks bias cladding
untuk mengatasi masalah dispersi. Untuk menganalisa karakteristik transmisi serat yang
didesain digunakan metode Equivalent Step-Index Fiber (ESI).
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang ingin diatasi melalui proposal tugas akhir ini adalah analisa link
power budget sebagai parameter peningkatan kapasita transmisi fiber optik dalam merancang
kebutuhan pelanggan jangka panjang sesuai yang di inginkan.
1.3 Batasan Masalah
Pembahasan mengenai peningkatan kapasitas dibatasi
1. Pada ruang lingkup komponen-komponen optik dari sistem transmisi.
2. Penggunaan metode Equivalent Step-Index Fiber (ESI).
3. Analisa link power budget yang menentukan apakah link serat optik memenuhi
batasan atenuasi untuk jarak yang diinginkan untuk Bit Error Rate (BER) yang telah
ditentukan.
4. Analisa risetime budget sebagai performansi sistem.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan pembuatan Proposal Tugas Akhir ini adalah untuk peningkatan kapasitas serat
optik yang dilakukan dengan analisa link power budget dan analisa rise time budget, yang
dapat memperkirakan transmisi sesuai yang di inginkan untuh beberapa tahun kedepan.
Sedangkan rise time bugdet sebagai performasi sistem terpenuhi.
1.5 Metode Penelitian
1. Menentukan jenis dan spesifikasi fiber optik
2. Menganalisa spesifikasi fiber optik dan menghitung kapasitas untuk pelanggan
dari jenis fiber optik yang akan digunakan menggunakan metode ESI
3. Pengujian Dan Analisis data link power budget dan analisa rise time budget
sebagai penentu sistem berdasarkan waktu yang telah ditentuakan.
1.6 Landasan Teori
1. Dispersi Pada Serat Optik Step-Index Single Mode
a. Dispersi Material
Variasi indeks bias material optik terhadap panjang gelombang diberikan dengan
Persamaan Sellmeier
n2=1+∑k=3
3 A i⋏2
⋏2−li2
dengan Ai adalah koefisien kekuatan osilator material dan li panjang gelombang
osilator Jika gelombang monokromatik merambat melalui material ini, kecepatan
perambatan Vp = (c/n0) adalah kecepatan fasa material dan n0 adalah indeks fase
material. γ0 = σλ/λ, dan σλ adalah nilai spectral linewidth sumber cahaya.
Didefinisikan koefisien dispersi material yang diukur dalam ps/(km.nm):
Dm = (-λ/c)(d2n/dλ2)
b. Dispersi Waveguide
Pelebaran pulsa karena dispersi waveguide diberikan dengan persamaan
σ wg=σ λ
dτwg
dλ=
−n2 L Δσ λ
CλV (Vb)
c. Dispersi Total
Dispersi kromatik dτ/dλ (τ adalah delay grup gelombang optik) terdiri dari faktor
dispersi material, dispersi waveguide, dan dispersi gabungan. Penelitian lebih lanjut
menunjukkan bahwa efek penambahan dopan pada material dapat diabaikan karena
sangat kecil perbedaannya.
dτdλ
≈ Dm−Δncλ
V (Vb)
d. Bandwidth Serat Optik
Parameter yang mungkin lebih menarik perhatian dibandingkan bandwidth optik adalah
bit rate maksimum yang dapat ditransmisikan melalui serat optik. Dengan pendekatan
pulsa Gaussian, didapatkan Bτ(max) = 1,34 Bopt sehingga
Bτ(max) = 1.34 0,187
σ ≈
0,25σ
e. Rekayasa Profil Indeks Bias
Seperti yang sudah dibahas pada bagian sebelumnya, dispersi material dipengaruhi oleh
jenis material bahan yang dipakai. Oleh karena itu cara untuk mengatasinya relatif sulit.
Sedangkan dispersi waveguide dapat diatasi dengan mengubah dari profil core step-
index
Gambar 2. Serat dengan variasi indeks bias cladding,(a) Raised Inner Cladding (b)
Depressed Inner Cladding[6]
Karena alasan teknologi pembuatan dan untuk meningkatkan karakteristik perambatan,
menyebabkan munculnya desain variasi indeks bias pada cladding dalam serat single-
mode step-index.
f. Metode Equivalent Step-Inda Fiber (ESI)
Untuk menganalisa karakteristik transmisi serat optik dengan variasi indeks bias pada
cladding ini kita akan menggunakan metode Equivalent Step-Index Fiber (ESI).
Metode ini dapat memberikan evaluasi secara cepat dari parameter transmisi dengan
akurasi yang dapat diterima. Kita akan membatasi analisa pada
–1 < δ < 0.2 (23)
yang merupakan kasus yang banyak dijumpai dalam aplikasinya. Prinsip dari metode
ini adalah mengambil indeks bias core sebagai referensi, dan mencari serat step-index
yang mempunyai indeks bias cladding yang menjadi nilai ratarata indeks aktual n2 dan
n3.
g. Analisa Link Power Budget Dan Rise Time Budget
Ada dua analisa yang biasanya dilakukan untuk memastikan bahwa performansi link
transmisi serat optik dapat memenuhi kebutuhan yang diinginkan. Yang pertama adalah
analisa link power budget yang menentukan apakah link serat optik memenuhi batasan
atenuasi untuk jarak yang diinginkan untuk Bit Error Rate (BER) yang telah
ditentukan. Selanjutnya dilakukan analisa risetime budget untuk memastikan
performansi sistem keseluruhan telah dipenuhi
h. Link Power Budget
Daya optik yang diterima detektor cahaya tergantung pada banyaknya cahaya yang
dimasukkan ke dalam serat dan rugi-rugi yang terjadi dalam serat, konektor dan splice.
Link power budget didapatkan dari akibat kerugian dari tiap elemen dalam link. Sebagai
tambahan penyebab rugi lain adalah link power margin yang dicadangkan untuk
mengantisipasi usia komponen, fluktuasi temperatur udara, dan rugi lain dari komponen
yang mungkin ditambahkan di kemudian hari. Umumnya digunakan link margin
sebesar 6 dB sampai 8 dB untuk sistem yang diperkirakan tidak mengalami perubahan
atau penambahan komponen. Link loss budget memperhatikan rugi daya optik total
yang diijinkan antara sumber cahaya dan detektor cahaya, serta mengalokasikannya
untuk atenuasi kabel, rugi pada konektor, rugi pada splice, dan margin dari sistem. Jika
PS adalah daya optik pada ujung serat yang terhubung ke sumber cahaya, dan jika PR
adalah sensitivitas penerima, maka
PT = PS – PR
2lIc + αfL + Margin sistem (27)
dengan lc adalah rugi konektor (dB), αfL adalah atenuasi serat (dB/km), L adalah jarak
transmisi, dan margin sistem umumnya diberikan 6 dB. Di sini diasumsikan bahwa
kabel dengan panjang L mempunyai konektor hanya pada ujungujungnya. Rugi splice
digabungkan dalam rugi kabel untuk penyederhanaan.
i. Rise Time Budget
Setelah melakukan analisa link power budget, proses selanjutnya adalah melakukan
analisa rise time sistem untuk memastikan bahwa performansi keseluruhan telah
memenuhi kebutuhan analisa rise-time budget adalah metode untuk menentukan
batasan dispersi suatu link serat optik. Ini sangat berguna untuk menganalisa sistem
transmisi digital. Dengan metode ini rise time link keseluruhan tsys adalah akar dari
penjumlahan kuadrat dari rise time dari tiap komponen ti Elemen-elemen dasar yang
secara siginifikan membatasi kecepatan sistem adalah rise time sumber t tx, dispersi rise
time serat tdis, dan rise time detektor trx. Total rise time sistem dinyatakan dalam
persamaan:
tsys = [ttx2 + D2σλ
2L2 + trx2]1/2
dengan
ttx = rise time sumber cahaya
D = dispersi total
σλ = lebar spektral sumber cahaya
L = panjang link
trx = rise time detektor
Umumnya degradasi total waktu transisi dari link digital tidak melebihi 70 persen dari
satu periode bit NRZ (Non-retum-to-zero) atau 35 persen dari satu periode bit untuk
data RZ (return-to-zero). Satu periode bit didefinisikan sebagai resiprokal dari data
rate.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan,
manfaat penulisan, dan sistematika penulisan.
BAB II : TEORI DASAR
Bab ini berisikan tentang dasar teori yang digunakan pada skripsi ini meliputi
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisikan metodologi penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini.
BAB IV : PERANCANGAN SISTEM DAN HASIL
Bab ini menjelaskan prosedur yang digunakan dalam perancangan dan hasil yang
didapat.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan dan temuan-temuan yang dihasilkan dari penelitian dan
saran-saran untuk penelitian selanjutnya.
1.8 Jadwal Kegiatan
Secara garis besar jadwal kegiatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
Kegiatan
Sep. Okt. Nov. Des. Jan.
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Penulisan propsal
Seminar proposal
Revisi proposal
Bab 1
Bab 2
Bab 3
Bab 4
Bab 5
Fiinishing
Seminar hasil
Refisi laporan
Sidang TA
Refisi laporan
DAFTAR PUSTAKA
Joseph C. Palais, 2007. ” Pengenalan Sistem Komunikasi Serat Optik”.
Rk.susanti 2011. “ karaterirtik serat optik”. Handout kuliah, Jurusan Teknik Elektro-uin suska
riau.
Mochamad Wahyudi. “mengenel teknologi fiber optik”.