sistem komunikasi serat dengan indeks bias yang berbeda), maka ... jika media di luarnya adalah...

Download SISTEM KOMUNIKASI SERAT  dengan indeks bias yang berbeda), maka ... jika media di luarnya adalah udara ... • Penyambungan kabel lebih mudah dan harga relatif murah Profil Indeks bias n

Post on 13-Feb-2018

213 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • LOGO

    SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

    SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

    PURWOKERTO

    Submitted by Dadiek Pranindito ST, MT,.

  • Topik Pembahasan

    Click the words to explore

    Press

  • LOGO

    1. Perkembangan SKSO

    2. Konsep Sistem Komunikasi Serat Optik

    3. Susunan Serat Optik

    Overview SKSOChapter 1

  • Perkembangan SKSO (1)

  • Perkembangan SKSO (2)

    Generasi Sistem Komunikasi Serat Optik

    Bit rate-distance product BL, di mana B adalah bit rate transmisi dan L

    adalah spasi repeater, adalah ukuran kapasitas transmisi link serat optic.

    Generasi pertama beroperasi di 850 nm dengan serat multimode dan bit

    rate 45 s.d. 140 Mbps dengan spasi repeater 10 km.

    Berikutnya penggunaan serat Single Mode memungkinkan bit rate 155

    Mbps, 622 Mbps, hingga 2,5 Gbps dengan spasi repeater 40 km.

    Sistem 1550 nm memberikan kapasitas sampai 10 Gbps dengan spasi

    repeater hingga 90 km pada 2,5 Gbps.

  • Elec-

    trical

    Circuit

    Rx

    Elec-

    trical

    Circuit

    Tx

    Serat Optik

    DDF DDF

    Optical Transmitter Optical Receiver

    Driver

    Sumber

    Optik

    Detektor

    Optik

    Main

    Amplifier

    Sistem Komunikasi Serat Optik (1)

  • SKSO Terdiri dari :

    1. Pemancar/Sumber Optik ( Optical Transmitter )

    LED ( Light Emitting Diode ) atau Diode LASER ( Light

    Amplification by Stimulated Emission of Radiation )

    Electrical Circuit Transmit

    2. Serat Optik ( Optical Fiber ) sebagai Media

    Dibuat dari serat kaca dengan diameter dalam mikrometer.

    3. Penerima Optik ( Optical Receiver )

    Diode PIN (Positive Intrinsic Negative), atau APD (Avalanche

    Photo Diode).

    Electrical Circuit Receive

    Sistem Komunikasi Serat Optik (2)

  • Sistem Komunikasi Serat Optik (3)

    Fungsi :

    1. Sisi Pengirim

    Memperbaiki karakteristik dan menggabungkan sinyal-sinyal

    input.

    Mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik

    2. Sisi Penerima

    Mengubah sinyal optik menjadi sinyal listrik.

    Memisahkan dan memperbaiki karakteristik sinyal input.

  • Aplikasi Jaringan SKSO

    Gambar berikut adalah salah satu contoh konfigurasi jaringan optik untuk

    Wide Area Network (WAN), regional network, dan local network dengan

    node yang berbeda-beda

  • Coating

    Cladding

    Core

    2~125 mm

    5~250 mm

    Susunan serat optik dari lapisan paling dalam adalah :

    Core : dengan diameter antara 2 s/d 125m

    Cladding : dengan diameter antara 5 s/d 250m

    Coating (jaket).

    Susunan Serat Optik (1)

  • Susunan Serat Optik (2)

    1. Core ( Inti Serat )

    Terbuat dari bahan kuarsa atau silika

    Merupakan bagian utama, karena perambatan cahaya melintas

    pada bagian ini.

    Memiliki diameter dari 2 mm ~ 125 mm

    berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari

    satu ujung ke ujung lainnya

  • Susunan Serat Optik (3)

    2. Cladding ( Selimut )

    berfungsi sebagai cermin, yakni memantulkan

    cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya.

    Terbuat dari bahan kuarsa atau silika dengan nilai indeks bias

    lebih kecil dari Core.

    Merupakan selubung dari Core.

    Hubungan indeks bias antara Core dan cladding akan

    mempengaruhi perambatan cahaya pada Core ( berpengaruh

    terhadap besarnya sudut Kritis).

    Memiliki diameter dari 5 mm ~ 250 mm.

  • Susunan Serat Optik (4)

    3. Coating ( Jaket )

    berfungsi sebagai pelindung mekanis sebagai

    pengkodean warna

    Terbuat dari bahan plastik

    Berfungsi untuk melindungi core dan cladding dari kerusakan

  • LOGO

    1. Teori Perambatan Cahaya

    2. Sudut Kritis

    3. Total Internal Reflection (TIR)

    4. Numerical Aperture

    Perambatan CahayaChapter 2

  • Ilustrasi Perambatan Cahaya

  • Hukum Optik (snellius) :

    Cahaya merambat lurus dalam suatu medium.

    Cahaya dapat diubah arahnya dengan menggunakan kaca /

    permukaan licin

    Cahaya yang dipantulkan ke cermin membentuk sudut datang

    yang sama dengan sudut pantul.

    Teori Perambatan Cahaya

  • Pemantulan (reflection)

    Cahaya merambat lurus dalam suatu medium

    Garis normal

    Sinar datang

    Sudut

    datang

    Sinar pantul

    Sudut

    pantul

    Permukaan licin

    kaca

  • Pembiasan (Refraksi) - 1

    Bila cahaya merambat dari satu medium ke medium lain

    (dengan indeks bias yang berbeda), maka akan dibiaskan.

    Garis normal

    Sinar datang

    Sudut

    datang

    Permukaan air

    Sinar bias

    Sudut

    bias

    udara

    air

  • Ada dua kondisi dalam pembiasan, yaitu :

    1. Bila sinar datang dari medium tipis ke medium lebih padat,

    maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal.

    Dalam hal ini, sudut bias lebih kecil daripada sudut datang.

    Pembiasan (Refraksi) - 2

  • 1. Bila sinar datang dari medium padat ke medium lebih tipis,

    maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal.

    Dalam hal ini, sudut bias lebih besar daripada sudut datang.

    Pembiasan (Refraksi) - 3

  • Indeks Bias

    Indeks Bias (Refractive Index)

    Definisi :

    Indeks bias yaitu perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa

    terhadap kecepatan perambatan cahaya dalam suatu medium.

    n = c/v

    dimana :

    n = indeks bias

    c = kecepatan perambatan cahaya di ruang hampa ( 3x108 m/s)

    V = kecepatan perambatan cahaya di medium

  • Sinar bias

    Garis normal

    Sinar datang

    Sudut

    datang

    Sudut

    bias

    Permukaan airUdara (ni)

    Air (nr)

    i

    r

    Hukum Snellius

    sin i . ni = sin r . nr

    atau

    sin i / sin r = nr / ni

    Hukum Snellius

  • Penjalaran cahaya dari media gelas membentuk sudut i1 = 530.

    sudut ini diukur antara berkas sinar dengan permukaan gelas.

    Pada saat penjalaran cahaya, berkas cahaya ada yang

    dibiaskan dan ada yang dipantulkan. Jika berkas bias dan

    pantul saling membentuk sudut 900. Tentukan indeks bias

    gelas? Tentukan juga sudut kritisnya?

    Latihan

  • Sudut datang cahaya dengan kondisi dimana harga diperbesar sampai

    suatu nilai tertentu; sehingga seluruh cahaya yang datang akan

    dipantulkan secara total, hal demikian merupakan kondisi ideal untuk

    mentransmisikan cahaya dalam serat optik.

    Sudut datang yang mengakibatkan sudut bias sebesar 900.

    Sudut datang yang menyebabkan sinar bias merambat sejajar dengan

    permukaan.

    Sudut Kritis

  • Seberkas Sinar Cahaya bergerak di dalam suatu bahan

    transparan yang memiliki indeks bias 1,51 dan datang mendekati

    bidang perbatasan menuju bahan kedua yang memiliki indeks

    bias 1,46. Hitunglah sudut sinar kritis untuk sinar agar arah

    rambatnya di dalam bahan kedua menjadi sejajar bidang

    perbatasan ?

    Latihan

  • Garis normal

    Sinar datang

    Permukaan airudara

    air

    n1 > n2

    i1

    r1

    i1 < r1

    Sinar bias

    r2

    i2

    i2 < r2

    r3

    i3Sudut

    kritis

    i3 < r3 = 90 0 ; i3 = Sudut kritis

    Sinar pantul

    i4 = r4

    Pola Perambatan Cahaya

  • Ic = Critical angle

    Dengan mengatur Ic, maka akan diperoleh I2 = 90

    Jika I2 = 90, maka cahaya yang direfraksikan tidak berjalan melalui

    material kedua ( n2 ), tetapi merambat melalui permukaan ( batas n1

    dan n2 ).

    Total Internal Refletion

  • Dengan memperhatikan rumus : Sin I1 / Sin I2 = n2 / n1

    Jika : I2 = 90 Sin I2 = 1, sehingga : Sin I1 = n2 / n1

    Jika cahaya merambat dengan sudut datang (I1) dan sudut bias (I2)

    sebesar 90, maka I1 disebut sudut kritis (Ic).

    Sin Ic = n2 / n1 atau Sin-1 (n2 / n1)

    Sehingga :

    Rumus Sudut Kritis

  • Core

    Cladding

    Coating

    Dalam keadaan ini :

    Tidak ada cahaya yang direfraksikan bila I1 > Ic.

    Cahaya datang direflesikan saat sudut datang lebih besar dari Ic. Kondisi ini

    disebut sebagai Total Internal Reflection, yang dapat terjadi hanya saat cahaya

    bergerak dari material dengan n lebih besar ke material dengan n lebih kecil.

    Bila cahaya memasuki salah satu ujung serat optik, Sebagian besar cahaya

    terkurung didalam fiber dan akan dituntun ke ujung jauh.

    Serat optik disebut sebagai penuntun cahaya (light guide)

    Cahaya tetap berada dalam serat karena dipantulkan secara total oleh

    permukaan sebelah dalam serat.

    Pantulan dalam total ( Total Internal Reflection ) dapat terjadi bila dipenuhi dua

    hal :

    1. Indek bias inti (n1) lebih besar dari cladding (n2)

    2. Sudut masuk cahaya harus lebih besar dari sudut kritis.

    Perambatan cahaya secara TIR

  • 1I

    2I

    CICoren1n0

    Daerah

    Pelepasan

    Garis normal

    Garis normal

    Sinar Datang

    n2

    n2

    Cladding

    Cladding

    n0 = 1

    I0 = Sudut masuk luar Sinar memasuki inti pada titik A dengan sudut bias I1, dipantulkan

    pada titik B dengan sudut IC

    0I A

    CI

    B

    C

    Pada ABC dapat diperoleh sudut I1 = 90 - IC

    Perambatan Cahaya Dalam SeratOptik (1)

  • Sin I1 = Sin ( 90 - IC )= Cos IC

    Sin I0 = n1 / n0 Cos IC

    Nilai maksimum kritis untuk sudut masuk luar I0 adalah :

    CI 22

    2

    1 n n n1

    n2

    Dengan menggunakan Teorema Pythagoras maka didapat :

    Nilai mak

Recommended

View more >