SISTEM KOMUNIKASI OPTIK

PERTEMUAN 5

Penyambungan Serat optik dan PermasalahanyaTipe kedua serat harus saling kompatibelHarus menyisakan sekecil mungkin celah

diantara keduanyaPosisi kedua serat harus saling bersesuaian

seakurat mungkin di titik persambungan

Penyambungan Serat optik dan Permasalahanya: Tipe kedua serat harus saling kompatibel

Garis tengah intiJika cahaya masuk dari inti serat yang lebih besar menuju

yang lebih kecil maka akan terdapat rugi-rugi dayaJika cahaya masuk dari inti serat yang lebih kecil menuju

yang lebih besar maka tidak akan ada rugi-rugi daya inti serat yang kecil akan menyebabkan permasalahan / kesulitan dalam penyambungan yaitu membutuhkan presisi yang tinggi

Jika garis tengah inti yang keluar lebih besar dari garis tengah inti yang masuk maka Besar ukuran rugi-rugi = -10 log (diameter inti masuk/diameter inti keluar)2 dB

Penyambungan Serat optik dan Permasalahanya: Tipe kedua serat harus saling kompatibel

Apertur Numerik (AN)Jika serat yang dimasuki memiliki AN yang sama

atau lebih besar dari AN serat yang ditinggalkan maka rugi-rugi daya tidak terjadi

NA kerucut penerimaanSerat 1 : NA 0,2 kerucut penerimaan = 11,5 ; Serat 2 : NA 0,25 kerucut penerimaan = 14,5 ; Jika cahaya dari serat 1 ke serat 2 maka dapat

diterima dengan baik tetapi dari serat 2 ke serat 1 akan ada daya yang hilang

Rumus untuk menghitung rugi daya = - 10 log (NA masuk/NA keluar)2 dB

Contoh soalDiketahui :Serat 1 memiliki garis tengah inti 100μm,

indeks bias core 1,55 dan indeks bias cladding 1,4

Serat 2 memiliki garis tengah inti 62,5 μm, indeks bias core 1,5 dan indeks bias cladding 1,4

Berapa rugi-rugi daya yang terjadi dititik penyambungan dari serat 1 ke serat 2?

Berapa rugi-rugi daya yang terjadi dititik penyambungan dari serat 2 ke serat 1?

Penyambungan Serat optik dan Permasalahanya:Rugi Celah

Karena ujung-ujung serat yang disambungkan tidak dapat menempel sepenuhnya

Cahaya yang keluar akan menyebar di celah dan sebagian akan hilang menjadi rugi daya

Besar rugi daya kurang signifikan, < 0,5 dB jika kedua ujung serat dipisahkan oleh celah selebar garis tengah inti

Solusi diberi gel yang sama dengan indeks bias inti, dengan tujuan : Mengurangi efek pemantulan fresnelMemperkecil rugi daya dititik persambungan

Rugi celah bertambah secara linier dengan semakin lebar celah

Penyambungan Serat optik dan Permasalahanya: Posisi kedua serat harus saling bersesuaian seakurat mungkin di titik persambungan

Selisih posisi sumbu daerah inti kedua serat tidak sepenuhnya tersambung rugi-rugi daya cukup besar > rugi celah rugi-rugi bertambah secara eksponensial terhadap selisih sumbu ke dua serat optik

Selisih posisi karena cacat inti jika posisi inti tidak tepat berada di tengah (pusat) didalam serat optik

Selisih posisi angular karena pemotongan yg tidak tepat semakin besar selisih angular maka akan semakin banyak sinar yang tidak dapat mengenai inti serat yang didepannya rugi daya naik secara eksponensial terhadap kenaikan sudut selisih pemberian gel menambah rugi-rugi

PENGKOPELANPengkopelan dapat dilakukan untuk dua tujuan;

Membagi sinyal splitterMenggabungkan sinyal-sinyal combiner

Pengkopelan dengan sebuah serat optik tunggal dan dua buah serat optik diujung yang lain disebut pengkopelan 1 x 2

Sering kali orang merujuk satu serat optik sebagai input splitter

Rasio kopling / splitting ratio : seberapa besar bagian (proporsi) dari daya input yang muncul di masing0masing ujung outputContoh 9 :1 ; 1:1

Port yang menerima daya lebih besar port throughput (port keluaran utama) dan Port yang menerima daya lebih kecil port tap

Toleransi kopling : 1 % sampai 5 %

PENGKOPELAN : rugi-rugi daya

Rugi eksesRugi daya yang bersifat nyataEnergi cahay yang masuk mengalami

scattering dan absorbing saat merambat didalam pengkopelan sehingga sebagiannya tidak muncul di ujung output

Membandingkan daya total output terhadap daya total input

Rugi ekses : 10 log (daya output /daya input)Daya output = total daya bsemua port keluaran

PENGKOPELAN : rugi-rugi daya

Rugi direksionalitas atau direktivitasYaitu sinyal mengalami backscatter didalam

pengkopel sehingga sebagian daya terpancar kembali ke arah input

Rugi direksionalitas = 10 log (daya backscatter/daya input) dB

Nilai tipikal untuk rugi daya ini adalah -40 dBRugi direktivitas memberikan informasi yang

sama dengan direksionalitas tapi dengan sudut pandang yang berkebalikan

Rugi direktivitas = 10 log (daya input / daya backscatter)

PENGKOPELAN : rugi-rugi daya

Rugi insersi atau rugi port ke port atau rugi throughput atau rugi tapPerbandingan antara daya salah satu port output terhadap daya

port inputRugi insersi : 10 log (P port output/ P port Input) dBContoh : rugi insersi port 2 = 10 log (daya port 2/ daya

input(port1) )Rugi throughput = rugi insersi yang dilihat untuk port throughputRugi tap = rugi insersi yang dilihat untuk port tap

Rugi koplingSeringkali diabaikanUntuk melakuka pengkoplingan dibutuhkan konektor dan splice

ditiap-tiap ujung alat. Rugi yang ditimbulan oleh konektor dan splice

Latihan soal :PENGKOPELAN rugi-rugi daya

Jika diketahui :Daya input 80 μWRugi ekses 0,8 dBRasio pembagian 3: 1Rugi direksionalitas -40 dBBerapakan rugi throughput dan rugi tap

PENGKOPELAN 2 x 2

P4 P3

P2P1

Latihan soal :PENGKOPELAN rugi-rugi daya

Jika diketahui :Daya input 10 mWRasio pembagian tiap pengkopelan 9 : 1 Rugi ekses pada tiap kopel = 0,5 dBRugi konektor = 0,3 dBTentukan berapa daya throughput dan daya tap

pada ujung sistem ?

Jenis-jenis pengkopelanPengkopelan T

Pengkopelan 1x2 untuk menyalurkan sinyal tunggal ke beberapa terminal yang berbeda

Keunggulan : kesederhanaan, jaringan dapat dibentuk dengan mudah dan cepat,

Kelemahan : daya sinyal akan hilang dengan cepat, daya yang diterima terminal paling “belakang” akan sangat kecil terutama jikan terminal yang disambungkan cukup banyak, kesalahan data meningkat dan output terminal menjadi sangat buruk.

Pengkopelan BintangAlternatif bagi pengkopela T jika jumlah terminal yang

disambungkan cukup banyak1x32 hingga 32 x 32Keunggulan ; rugi-rugi daya lebih kecilKelemahan : membutuhkan kuantitas kabel yang jauh lebih banyak

Metoda pengkopelanPengkoplean Fusi

Sejumlah serat ditempelkan dengan satu sama lainnya dan kemudian disatukan melalui proses fusi, cahaya yang adtang akan memasuki daerah inti serat yang secara efektif lebih lebar dan menyebar secara merata didalamnya, diakhir bagian yang disatukan cahaya akan terpecah memasuki cabang-cabang serat yang terpisah menuju port output

Pengkopelan buluh penyampur

Pengkopelan variabel

Desain Sistem : latihan 1

Loss patchcord 2,8 dB/ km loss kabel Serat optik 4 dB/km Sensitivitas penerima (daya minimum yang dapat diterima) = -20 dBm Loss konektor 0,8 dB Loss fusi = 0,5 dB Loss aging : kabel 0,001 dB/km, konektor= 0,2 dB, pemancar 1 dB Loss perbaikan 1 dB Loss cadangan 6 dB Berapa daya yang harus dipancarkan

TX

konektor

Sambungan fusi

konektor

Rx30 m

100 m

30 m

4 km

Desain Sistem : latihan 2Spesifikasi kabel : loss 2,7 dB/Km, aging loss

0,001 dB/kmLoss konektor 1,2 dB, dengan aging loss 0,3

dB

Desain Sistem : latihan 1

Loss patchcord 2,8 dB/ km loss kabel Serat optik 4 dB/km Sensitivitas penerima (daya minimum yang dapat diterima) = -20 dBm Loss konektor 0,8 dB Loss fusi = 0,5 dB Loss aging : kabel 0,001 dB/km, konektor= 0,2 dB, pemancar 1 dB Loss perbaikan 1 dB Loss cadangan 6 dB Berapa daya yang harus dipancarkan

TX

konektor

Sambungan fusi

konektor

Rx30 m

100 m

30 m

4 km

Desain Sistem : latihan 1

Loss patchcord 2,2 dB/ km loss kabel Serat optik 3 dB/km Sensitivitas penerima (daya minimum yang dapat diterima) = -23 dBm Loss konektor = 0,75 dB Loss fusi = 0,3dB Loss aging : kabel diabaikan, konektor= 0,1 dB, pemancar 1,2 dB Loss perbaikan 1,5 dB Loss cadangan 3 dB Berapa jarak yang dapat ditempuh jika daya yang dipancarkan -15 dBm

TX

konektor

Sambungan fusi

konektor

Rx40 m

30 m

???? km

Bandwidth sistem multimodeBandwidth sesuai transfer data memuaskanGraded indeks multimode memiliki

bandwidth 300 Mhz – 3 Ghz, single mode 500 Mhz – 10 Ghz

Dispersi menghamburkan pulsa cahaya pulsa akan melebar hingga informasi hilang

Magnitudo dispersi membesar seiring pertambahan panjag kabel dan laju transmisi bandiwidth akan mengecil dengan semakin panjang fiber

Bandwidth sistem multimodeWaktu naik fiber = 0,35/bandwidth fiberWaktu naik sistem = (waktu naik fiber 2 +

waktu naik penerima(detekttor optik)2 +waktu naik pemancar(sumber cahaya)2 )1/2

Bandwidth sistem = 0,35/ waktu naik sistem

Latihan :Carilah bandwidth yang dapat digunakan

dalam sistem fiber optik yang ditunjukan oleh gambar

Waktu naik untuk pemancar 3 nsWaktu naik penerima 4 nsFiber multimode sepanjang 3 km, bandwidth

500 MhzBerapa bandwidth system pada jarak 3km?Berapa jarak maksimum, agar bandwith

masih bernilai 300 Mhz

Bandwidth single modeBandwidth fiber = 0,44/figur dispersiFigur dispersi = spesifikasi dispersi fiber x

lebar spektrum sumber cahaya x panjang fiber

Waktu naik sistem = (waktu naik fiber 2 + waktu naik penerima(detekttor optik)2 +waktu naik pemancar(sumber cahaya)2 )1/2

Bandwidth sistem = 0,35/ waktu naik sistem

Latihan :Kabel single mode : dengan koefisien dispersi 4

ps/nm km.Waktu naik pemancar 1 ns dengan lebar

spektrum 1 nmWaktu naik penerima 2 nsBerapa bandwidth fiber pada jarak 10 km ?Berapa jarak maksimum, sehingga bandwidth

sistem bernilai 3 Ghz