sistem transmisi optik dan link power budget
TRANSCRIPT
Sistem Transmisi Optik dan
PenyambunganRef : Keiser
Perancangan Jaringan Pelanggan
• Definisi• Jaringan akses adalah bagian dari public
switched network yang menghubungkan titik akses dengan pelanggan. Lebih sederhana lagi, jaringan akses adalah penghubung akhir dalam suatu jaringan antara customer premise dan titik penghubung pertama ke infrastruktur jaringan, PoP atau CO. Jaringan akses selama ini didominasi oleh kabel tembaga twisted-pair.
Diagram Alir Tahapan Perencanaan Jaringan
Mulai
Menentukan batas daerah layanan
Survey demand dan pendataan di lapangan
Menentukan jenis layanan yang dibutuhkan
Menentukan Jenis Teknologi
Menentukan arsitektur jaringan
A
• Fiber To The Building (FTTB)• TKO terletak di dalam gedung dan biasanya
terletak pada ruang telekomunikasi basement. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga indoor. FTTB dapat dianalogikan dengan Daerah Catu Langsung (DCL) pada jaringan akses tembaga
KonfigurasiKonfigurasi (3) PON(3) PON
Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (2)FTTB (2)
OLTOLT ONUONU
PS
2f
LE LE
OLTOLTPSPS
ONUONU
ONUONU ONUONU
ONUONU
2f
2f2f
2f2f
4f
2f2f
2f2f
KonfigurasiKonfigurasi (4) (4) PONPON
LE LE
KonfigurasiKonfigurasi (3) PON(3) PON
Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (2)FTTB (2)
OLTOLT ONUONU
PS
2f
LE LE
KonfigurasiKonfigurasi (3) PON(3) PON
Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (2)FTTB (2)
OLTOLT ONUONU
PS
2f
LE LE
Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (2)FTTB (2)
OLTOLT ONUONU
PS
2f
LE LE
OLTOLTPSPS
ONUONU
ONUONU ONUONU
ONUONU
2f
2f2f
2f2f
4f
2f2f
2f2f
KonfigurasiKonfigurasi (4) (4) PONPON
LE LE
• Fiber To The Curb (FTTC)• TKO terletak di suatu tempat di luar bangunan, baik di
dalam kabinet, di atas tiang maupun manhole. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga hingga beberapa ratus meter. FTTC dapat dianalogikan sebagai pengganti KP.
Modus Modus AplikasiAplikasi FTTC FTTC
OLTOLTOLT ONUONUONU
PSPS
2f 2f2f terminalterminalpelangganpelanggan
curbcurb
LE LE
OLTOLTOLT ONUONUONU
PSPS
2f 2f2f terminalterminalpelangganpelanggan
curbcurb
LE LE
ONUONUONU
PSPS
OLTOLT
2f
2f terminalterminalpelangganpelanggan
curbcurb
2f
LELE
ONUONUONU
PSPSPSPS
OLTOLT
2f
2f terminalterminalpelangganpelanggan
curbcurb
2f
LELE
• Fiber To The Zone (FTTZ)• TKO terletak di suatu tempat di luar bangunan, baik di
dalam kabinet maupun manhole. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga hingga beberapa kilometer. FTTZ dapat dianalogikan sebagai pengganti RK.
Modus Modus AplikasiAplikasi FTTZ FTTZ
CTCTCT RTRTRT
terminalterminalpelangganpelanggan
DPDP
2f
KonfigurasiKonfigurasi DLCDLC
LELE
CTCTCT RTRTRT
terminalterminalpelangganpelanggan
DPDP
2f
KonfigurasiKonfigurasi DLCDLC
LELE
• Fiber To The Home (FTTH)• TKO terletak di rumah pelanggan. Terminal pelanggan
dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga indoor atau IKR hingga beberapa puluh meter. FTTH dapat dianalogikan sebagai pengganti Terminal Blok (TB).
Modus Modus AplikasiAplikasi FTTH FTTH
OLTOLTOLT ONUONU
PSPS
2f 2fLELE
OLTOLTOLT ONUONU
PSPS
2f
2f
2f
LELE
Modus Modus AplikasiAplikasi FTTH FTTH
OLTOLTOLT ONUONU
PSPS
2f 2fLELE
OLTOLTOLT ONUONU
PSPS
2f 2fLELE
OLTOLTOLT ONUONU
PSPS
2f
2f
2f
LELE
OLTOLTOLT ONUONU
PSPS
2f
2f
2f
LELE
Hubungan Jarak dan Laju Bit
Link Power Budget
Panjanggelombang
Operasi
Jarak tidak terlalu jauh,gunakan 800 - 900 nm
Jarak jauh, gunakanpanjang gelombang1300 atau 1550 nm
Pilihkomponen
Tx & Rxyang sesuai
Pilih komponen Tx sepertisumber optik dan rangkaiandrivernya serta pilih Rxdengan amplifier danequalizernya
Menghitung KinerjaBER, Biaya, BW-distance product
Tentukan kinerjaphotodetector dan serat optikkemudian cari sumber optikyang sesuai
terpenuhikinerja ?
Selesai
Y
T
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
Misalignment mekanis
• Jenis misalignment utama :– Separasi longitudinal, terjadi jika fiber memiliki
sumbu sama tetpai 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
d
a
d
a
xx
(a) Separasi longitudinal
(b) Angular misalignment
(c) Lateral displacement
Axial/lateral displacement
d
a
d
a
Common core area
2
2
, 41
2arccos2
a
d
a
d
a
d
A
A
F
commstepF
Efisiensi gandengan fiber SI :
2
2
2
2
, 25
641
2arccos
2
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/,
WdlatSM e
W : jari-jari Mode Field
Separasi
2
tan
c
F sa
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 :
222/ 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 : 22
,
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
Loss berkaitan dgn perbedaan fiberPerbedaan dimensi dan karakteristik fiber yg disambungkan akan menambah loss gandengan.
Jari-jari fiber berbeda :
0
2
)( E
R
aF a
a ER aa
ER aa
utk
utk
NA berbeda :
00
02
)( E
R
NAF NA
NA
)0()0( ER NANA
)0()0( ER NANA
Profil indeks bias berbeda :
0
2
2
)( RE
ER
F
ER ER
utk
utk
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.
Kesalahan Pemotongan
• 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.
1
2
3
4
Fusion splicing
V-groove splicing
Elastic tube splicing
3-rods splicing
• Penyambungan menggunakan mechanical splice ini bersifat semi permanen dan besar redaman yang dihasilkan bersifat sedang.
Mechanical Splicing
• Konektor• Penyambunagn serat optik menggunakan
konektor bersifat tidak permanen, artinya dapat dibongkar pasang. Konektor biasanya digunakan untuk kontak dengan terminal perangkat aktif.
Konektor
• Persyartan 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
Konektor Multimode Konektor Singlemode
Konektor SFF Konektor FC
Sensitifitas Detektor
Link Loss Budget
• Rise-Time Budget• Analisis rise-time budget sangat tepat
untuk menentukan batas dispersi sebuah link serat optik, khusus dalam sistem digital. Rise time link total tsys adalah jumlah rms rise time dari tiap kontributor tI pada degradasi rise-time pulsa
Rise Time pada Serat MM
NRZ
RZ