Makalah SKSO Ready

download Makalah SKSO Ready

of 22

description

czxcxzcxzcxzcxz

Transcript of Makalah SKSO Ready

BAB IPENDAHULUANPerkembangan teknologi sekarang mengalami perkembangan sangat pesat. Ini semua mengakibatkan bertambahnya kebutuhan akan informasi , yang terus memacu para pengembang teknologi untuk menciptakan suatu media transmisi yang dapat di andalkan dari kualitas sinyal, kecepatan (no delay), tingkat keamanan, media cakupan yang besar, maupun harga yang murah. Untuk saat ini teknologi yang sedang berkembang adalah teknologi serat optik. Serat optik di percaya memiliki kecepatan yang tinggi dan mempunyai bandwidt yang lebar untuk menampung informasi dalam jumlah yang besar. Dalam sistem komunikasi serat optik , itu terbagi menjadi beberapa bagian :

Terdiri dari :1. DriverBerfungsi mengendalikan sumber optik berdasarkan sinyal elektrik yang diterima dan mengubah sinyal elektrik menjadi sinyal optik.

1. Sumber Optik (Cahaya)Dapat menggunakan LED atau LASER. LED merupakan perangkat yang memancarkan cahaya dengan arah menyebar. Pada umumnya digunakan untuk serat optik multimode step indeks. LASER dapat memancarkan cahaya dengan daya 10-100 kali lebih besar dibandingkan dengan LED. Pada umumnya digunakan untuk serat optik singlemode step indeks. Untuk transmisi jarak jauh, penggunaan LASER sebagai sumber cahaya lebih menguntungkan dibandingkan menggunakan LED.

1. Detektor Optik Berfungsi untuk mengubah kembali sinyal optik menjadi sinyal elektrik. Detektor optik dapat menghasilkan gelombang sesuai aslinya, dengan meminimalisasi losses yang timbul selama perambatan, sehingga dapat juga menghasilkan sinyal elektrik yang maksimum dengan daya optik yang kecil.

DESKRIPSI UMUM SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIKSerat optik adalah sebuah serat gelas yang membawa cahaya sepanjang panjang gelombangnya. Serat optik digunakan secara luas pada sistem komunikasi serat optik yang memungkinkan data ditransmisikan dengan kapasitas besar, kecepatan tinggi, dan jarak jauh. Serat optik lebih banyak digunakan untuk keperluan transmisi komunikasi ini dikarenakan sifatnya yang rendah loss energi dan tahan terhadap gangguan interferensi elektromagnetik. Struktur serat optic antara lain :

Core (inti) : berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari satu ujung ke ujung lainnya. Cladding (lapisan) : berfungsi sebagai cermin, yakni memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. Coating (jaket) : berfungsi sebagai pelindung mekanis sebagai pengkodean warna.

Berikut secara umum blok diagram sistem komunikasi serat optik:

DataData

DecoderEncoderr

Repeater (Photo- DetectorModulatorLaser Diode Fiber optic Fiber optic

EDFAAPD

Konfigurasi Dasar Sistem Komunikasi Serat OptikSistem Komunikasi Serat optik terdiri dari 3 komponen utama yaitu: Transmitter berupa Laser Diode ( LD ) dan Light Emmiting Diode (LED) Media transmisi berupa serat optik Receiver yang merupakan detektor penerima digunakan PIN dan APD.

TransmitterTransmitter terdiri dari 2 bagian yaitu : Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal analog, selanjutnya data tersebut ditumpangkan kedalam sinyal gelombang optik yang telah termodulasi Sumber gelombang optik berupa sinar Laser Diode (LD) dan LED ( light emmiting diode ) yang pemakaiannya disesuaikan dengan sistem komunikasi yang diperlukan.

ReceiverReceiver atau bagian penerima terdiri dari 2 bagian yaitu detektor penerima dan rangakaian elektrik Detektor penerima berfungsi untuk mengkap cahaya yang berupa gelombang optik pembawa informasi, dapat berupa PIN diode atau APD (Avalance photo Diode) pemilihannya tergantung keperluan sistem komunikasinya. Untuk komunikasi jarak jauh digunakan detektor APD yang dapat bekerja pada panjang gelombang 1300 nm, 1500 nm serta 1550 nm dengan kualitas yang baik. Artinya detektor APD mempunyai sensitivitas dan response yang tinggi terhadap sinar laser LD sebagai pembawa gelombang optik informasi. Untuk komunikasi jarak pendek lebih efisien jika menggunakan ditektor PIN diode, karena PIN baik digunakan untuk bit rate rendah dan sensitivitasnya tinggi untuk LED. Pada gambar 2.2.2. dapat diilustrasikan daerah kerja dari laser LD dan LED serta detektor APD dan PIN diode dan dapat dianalisis sebagai berikut: Sumber cahaya LD terlihat memiliki daya lebih besar, stabil, konstan pada bit rate berapapun, sedangkan sumber cahaya LED mempunyai daya pancar yang lebih kecil dan pada bit rate 100 Mbps dayanya mulai menurun. Detektor penerima PIN bereaksi baik pada bit rate rendah tetapi kurang sensitif bila bit rate dinaikan. Detektor penerima APD lebih sensitif pada bit rate tinggi. Untuk transmisi jarak jauh diperlukan daya pancar yang lebih besar dan sensitifitas yang tinggi, sistem serat optik akan menggunakan laser LD sebagai sumber cahaya dan APD sebagai detektor penerima. Sedangkan untuk transmisi jarak dekat cukup digunakan LED sebagai sumber optik dan PIN sebagai ditektor penerima.

Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi cahaya pembawa informasi terhadap data informasi terhadap data informasi yang dibawa dengan melakukan regenerasi timing, regenerasi pulse serta konversi sinyal elektrik ke dalam interface V.28 yang berupa sinyal digital dan sebaliknya

Sejarah Sistem Komunikasi Serat OptikSistem komunikasi serat optik (SKSO) memiliki sejarah yang panjang dan dimulai dari tahun 1970. Sejarah perkembangannya dibegi menjadi 6 bagian atau 6 generasi, yaitu :Generasi Pertama ( mulai tahun 1970)

Pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi 10 Gb.km/s.Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya terdiri dari :1. Encoding : Mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik.2. Transmitter : Mengubah sinyal listrik menjadi gelombang cahaya termodulasi, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 m. 3. Serat Silika : Sebagai pengantar gelombang cahaya.4. Repeater: Sebagai penguat gelombang cahaya yang melemah di jalan, dengan merubah gelombang cahaya menjadi sinyal listrik kemudian diperkuat secara elektronik dan diubah kembali menjadi gelombang cahaya5. Receiver:Mengubah gelombang cahaya termodulasi menjadi sinyal listrik, berupa fotodetektor6. Decoding: Mengubah sinyal listrik menjadi ouput (misal suara).

Generasi Ke- Dua ( mulai tahun 1981)

Pada tahun 1981, telah ada perubahan pada kabel serat optic diantaranya :- Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran inti serat diperkecil.- Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias inti.- Menggunakan diode laser, panjang gelombang yang dipancarkan 1,3 m.- Kapasitas transmisi menjadi 100 Gb.km/s.

Generasi Ke- Tiga ( mulai tahun 1982)

Pembuatan chip diode laser berpanjang gelombang 1,55 m. Kemurnian bahan silika ditingkatkan sehingga transparansinya dapat dibuat untukpanjang gelombang sekitar 1,2 m sampai 1,6 m Kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.

Generasi Ke- Empat ( mulai tahun 1984)

Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya bukan modulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemah intensitasnya masih dapat dideteksi, maka jarak yang dapat ditempuh, juga kapasitas transmisinya, ikut membesar.

Generasi Ke- Lima ( mulai tahun 1989)

Dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater pada generasi generasi sebelumnya. Pada awal pengembangannya kapasitas transmisi hanya dicapai 400 Gb.km/s tetapi setahun kemudian kapasitas transmisinya sudah menembus 50.000 Gb.km/s.

Generasi Ke- Enam

Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer mempelopori sistem komunikasi optik soliton. Soliton adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit dan juga bervariasi dalam intensitasnya. Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi menjadi beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa soliton merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength division multiplexing). Eksprimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5 saluran yang masing masing membawa informasi dengan laju 5 Gb/s. Kapasitas transmisi yang telah diuji mencapai 35.000 Gb.km/s.

Cara kerja sistem soliton ini adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang gelombangnya sama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika intensitasnya melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir efek dispersi, sehingga soliton tidak melebar pada waktu sampai di receiver. Hal ini sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan dapat diabaikan.

BAB IIJENIS JENIS SERAT OPTIK

Pembagian serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan:

a. Berdasarkan Mode yang dirambatkan: Single mode: serat optik dengancoreyang sangat kecil, diameter mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dindingcladding. Multi mode: serat optik dengan diameter core yang agak besar yang membuat laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth dari serat optik jenis ini.

Gambar (a)Gambar (b)Ket:Gambar (a) merupakan Singel modeGambar (b) merupakan Multi mode

b.Berdasarkan indeks bias core: Step indeks: pada serat optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen. Graded indeks: indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding semakin kecil. Jadi pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling besar. serat graded indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih besar, karena pelebaran pulsa yang terjadi dapat diminimalkan.

Menurut jenisnya, kabel serat optik dibedakan menjadi 3 macam :a. Step-index singlemodeJenis fiber optik yang memiliki fiber tunggal dengan diamater antara 8.3 - 10 mikron yang mempunyai transmisi satu mode. Singlemode dengan garis tengah (diameter) sempit hanya dapat menyebarkan antara 1310 1550 nano meter. Singlemode dapat mentransmisikan di atas rata-rata dan 50 kali lipat jarak dibandingkan multimode. Fiber singlemode memilikicorelebih kecil dibandingkan multimode.Corekecil tersebut dan gelombang cahaya tunggal dapat mengurangi distorsi yang diakibatkan overlap cahaya, penyediaan sedikit sinyal atenuasi dan kecepatan transmisi yang tinggi.Secara garis besar tipe fiber optik ini memiliki ciri-ciri sebagai berikut: Diameter core lebih kecil dibandingkan diameter cladding. Digunakan untuk transmisi jarak jauh, bisa mencapi 120 km, band frekuensi lebar, dan penyusutan transmisi sangat kecil.Kelebihan: Digunakan untuk jarak jauh dan mampu menyalurkan data dengan kecepatan bit rate yang tinggi; Dispersi minimum. Karena seluruh sinar merambat pada fiber dengan jalur yang hampir sama, maka sinar-sinar tersebut membutuhkan waktu yang hampir sama untuk tiba di ujung fiber. Sebagai akibatnya, pulsa cahaya yang memasuki kabel fiber dapat direproduksi di penerima dengan sangat akurat. Karena akurasi yang tinggi, maka bandwidth yang lebih lebar dan kecepatan transmisi informasi yang tinggi memungkinkan dengan single mode step index fiber dari pada tipe fiber yang lainnya.

Kekurangan: Karena ukuran core sangat kecil, maka sulit untuk menggandeng cahaya ke dalam dan keluar fiber serta melakukan penyambungan; Harganya mahal dan sulit untuk dibuat.b. Grade-index multimodeBerisi sebuahcoredimana refraksi indeks mengurangi secara perlahan -lahan dari poros pusat ke luarcladding. Refraksi indeks tertinggi pada pusat membuat cahaya bergerak lebih perlahan pada porosnya dibandingkan cahaya yang lebih dekat dengan cladding. Alur yang dipendekkan dan kecepatan yang tinggi mengijinkan cahaya di bagian luar untuk sampai ke penerima pada waktu yang sama secara perlahan tetapi cahaya lurus langsung melalui inticore. Hasilnya sinyal digital mengalami distorsi yang sedikit.

Ciri-ciri tipe fiber optik jenis ini adalah: Diameter corenya antara 30 mm 60 mm sedangkan diametercladdingnya 100 mm 150 mm Merupakan penggabungan fiber single mode dan fiber multimode step index Biasanya untuk jarak transmisi 10 20 km pentransmisian informasi jarak menengah seperti pada LANKelebihan: Dispersi lebih kecil dibanding dengan Multimode Step Index, tapi lebih besar dari singlemode step index fiber; Bandwidth dan kecepatan lebih besar disbandingkan dengan multimode step index tapi lebih kecil dibandingkan singlemode step index; Mudah menggandeng cahaya ke dalam atau keluar fiber dibandingkan dengan single mode step index fiber, tetapi lebih susah dibandingkan dengan multimode step index fiber.

Kekurangan: Digunakan untuk jarak menengah; Harga relatif mahal dari multimode step index, karena faktor pembuatannya lebih sulit. Mudah dibuat dibandingkan dengan single mode step index fiber tetapi lebih sulit dibandingkan dengan multimode step index fiber.c. Step-index multimodeBerisi sebuahcorebesar dengan diameter lebih dari 100 mikron. Hasilnya, beberapa cahaya membuat sinyal digital melewati rute utama (direct route), sedangkan yang lainnya berliku-liku (zig zag) ketika sinar tersebut memantul cladding. Alternatif jalan kecil ini menyebabkan pengelompokan cahaya yang berbeda yang dikenal sebagai sebuah mode, tiba secara terpisah pada sebuah titik penerima. Kebutuhan untuk meninggalkan jarak antar sinyal untuk mencegah overlap batas bandwith adalah jumlah informasi yang dapat dikirim ke titik penerima. Sebagai konsekuensinya, fiber optik tipe ini lebih cocok untuk jarak yang pendek/singkat.Ciri-ciri tipe fiber optik jenis ini adalah: Ukuran intinya berkisar 50 mm 125 mm dengan diameter cladding 125 mm 500 mm Diameter core yang besar digunakan agar penyambungan kabel lebih mudah Hanya baik digunakan untuk data atau informasi dengan kecepatan rendah dan untuk jarak yang relatif dekat.Kelebihan : Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki core yang besar; Mudah dibuat, sehingga menjadi fiber optic pertama yang ada dipasaran; Murah karena mudah dalam pembuatannya.

Kekurangan: Hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data bit rate rendah; Sinar cahaya menempuh banyak jalur yang berbeda, yang menghasilkan perbedaan waktu yang besar dalam perambatannya untuk mencapai ujung fiber. Karena hal ini, sinar yang merambat dalam fiber tipe ini memiliki kecenderungan untuk membentang. Sebagai akibatnya, pulsa cahaya yang merambat dalam multimode step index fiber mengalami distorsi yang lebih dari pada tipe fiber yang lainnya. Kecepatan transfer informasi dan bandwidth dengan tipe fiber ini kurang dari tipe fiber yang lainnya.

BAB IIISUMBER SERAT OPTIK

Ada dua jenis sumber optik yang sering digunakan, yakni LED (Light Emitting Diode) dan LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). LEDLight Emiting Diode (LED) adalah salah satu jenis dioda yang dapat memancarkan cahaya ketika diberi bias maju. Pada sistem komunikasi serat optik, LED digunakan sebagai sumber cahaya yang berfungsi sebagai carrier. Cahaya yang dihasilkan oleh LED diakibatkan oleh terjadinya rekombinasi antara elektron dengan hole, dimana panjang gelombang yang dihasilkan ditentukan oleh selisih pita energi konduksi dan pita energi valensi. Panjang gelombang ini besarnya harus sesuai dengan karakteristik dari serat optik yang digunakan, sehingga didapatkan hasil komunikasi yang optimum (loss power dan error rate yang kecil, data rate dan bandwidth yang besar). LEDdigunakanuntuk sistem komunikasi jarak sedang dan dekat agar sistem dapat ekonomis dan efektif karena LED lebih mudah pembuatanya, sehingga harganyapun lebih murahHasil cahaya keluaran inkoheren dengan artian spektrum lebar dan emisi tidak terarah. Jenis LED yang digunakan : Surface Emitter (dioda burrus) LEDKarakteristik : tipe high radiance radiasi keluaran dengan sudut pancar 180o bersifat lambertian source memerlukan bias maju emisi cahaya melalui permukaan daerah aktif berbentuk lingkaran dengan diameter 50 m kemasan pigtail dengan serat optik langsung pada daerah aktif sepanjang 30 cm.

Edged Emitter LEDKarakteristiknya radiasi keluaran lebih terarah, daerah aktif berbentuk pipih segi empat (stripe) spektrum pancaran berbentuk ellips emisi cahaya ke arah samping atau ujung memerlukan bias maju lebar spektrum keluaran sudut paralel : 120o sudut yang tegak lurus = 25o 35o

Keuntungan dari lampu LED: Led Lightstidak mengandung Mercury Jauh lebih hemat dalam hal pemakain listrik Daya tahan lebih lama, yaitu 60x lebih lama dibanding dengan tipe lampu Incandescent dan 10x lebih lama dibanding tipe Fluorescent. LampuLed Outdoor Lightsjuga tidak menghasilkan panas sehingga dapat menghemat pemakaian AC (air conditioning).

Laser DiodeSebuahdioda laseradalahlaserdimana medium aktif sebuahsemikonduktormirip dengan yang ditemukan dalamdioda pemancar cahaya.Yang paling umum dan praktis jenis dioda laser dibentuk daripn junctiondan didukung oleh menyuntikkanarus listrik. Laser Diode dapat digunakan untuk sistem komunikasi optik yang sangatjauh seperti Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) dan Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO),karena laser LD mempunyai karakteristik yang handal yaitu dapat memancarkan daya dengan intensitas yang tinggi, stabil, hampir monokromatis, terfokus, dan merambat dengan kecepatan sangat tinggi,sehingga dapat menempuh jarak sangat jauh. Pembuatannya sangat sukar karena memerlukan spesifikasi tertentu sehingga harganyapun mahal. Jadi LD tidak ekonomis dan tidak efisien jika digunakan untuk sistem komunikasi jarak dekat dan pada trafik kurang padat.Laser merupakan sumber optik yang koheren. Bahan dasarnya berupa gas, cairan, kristal dan semikonduktor. Komunikasi jarak jauh memerlukan laser monomode (single mode). Perkembangan laser monomode adalah sbb : DFB : Distributed Feedback Laser DBR : Distributed Bragg Reflector Laser DR : Distributed Reflector Laser SEL : Surface Emitting Laser

Karakteristik dioda laser adalah sbb : daya optik keluarannya besar. ada penguatan optik. harus bekerja di atas arus threshold. memiliki rongga resonan optik (Fabry Perrot Resonator). Disipasi panas besar, sehingga diperlukan stabilitasi temperatur. Arus threshold dipengaruhi temperatur.

Perbedaan antara LED dan Laser DiodeKarakteristikLEDLASER DIODE

Spektrum keluaranTidak koherenKoheren

Daya Optik keluaranLebih rendah (0,4-4,0mW)Lebih tinggi (1,5-8,0mW)

Kestabilan operasi terhadap temperaturLebih stabilKurang stabil

Penguatan cahayaTidak adaAda

Arah pancaran cahayaKurang terarahSangat terarah

Arus pacuKecilBesar

Disipasi panasKecilBesar

HargaLebih murahLebih mahal

Kemudahan penggunaanLebih mudahLebih sulit

Kecepatan (rise time)Lebih lambat (2 10 ns)Lebih cepat (0,3 0,7 ns)

Panjang gelombang800-850, 1300 nm800-850, 1300, 1500 nm

Lebar pita (nm)30-60 ( = 800-850 nm)50-150 (=1300)1-2 ( = 800-850 nm)2-5 ( = 1300 nm)2-10 ( = 1500 nm)

Daya ke serat0,03 0,15 mW0,4 3,0 mW

Frekuensi modulasi0,08 0,3 Ghz2 3 GHz

Kepekaan-Elektrostatik

BAB IVPHOTODETECTOR APD dan PIN

Detektor cahaya (photodetector) adalah alat yang menerima cahaya dari sumber yang kemudian merubah variasi-variasi daya optik menjadi variasi arus listrik. Gambaran umum seperti pada gambar berikut :

Persyaratan suatu alat untuk menjadi detektor cahaya pada sistem komunikasi serat optik yaitu : Respon atau sensitifitas yg tinggi terhadap rentang panjang gelombang yg digunakan oleh sumber gelombang Waktu tanggapan yang pendek Noise kecil memiliki bandwith yg cukup lebar Tidak sensitif terhadap perubahan suhu Cocok ukurannya dengan dimensi fisik serat optik atau dengan kata lain ukurannya kecil Memiliki masa hidup yg lama Ekonomis

Berdasarkan tipenya photodetector terbagi menjadi 2 : Avalanche photo diode (APD)Avalanche photo diode adalah semi konduktor yang terbuat dari perangkat elektronik yang sangat sensitif yang memanfaatkan photoelectric effect untuk mengkonversi cahaya menjadi listrik. Seperti pada gambar berikut .

Gambar 1. Avalanche photodiode .

Keunggulan dari APD : Mempunyai amplifikasi sendiri Memiliki respon yang tinggi Mempunyai sensitivitas yang tinggi Memliki bandwidth yang lebar Memiliki daya yang tinggi mencapai 20 Volt

Kekurangan dari APD : Ketika mesin bekerja mengeluarkan suara yang berisik Terkadang tidak ada respon Dan masih terbatas

PIN (Positive Intrinsic Negative Photo diode)Diode PIN adalah sebuah semikonduktor dengan bagian yang didop P, sebuah intrinsik dan bagian yang didop N,sehingga sebagai berikut dapat menimbulkan satu pasang elektron tunggal yang diabsorbsi. PIN terdiri dari dua daerah P dan N yang disisipi dengan bahan intrinsic dengan doping ringan dengan porsi yang cukup tebal. Photon yang melalui sambungan ini akan diserap pada saat bias mundur, dan menghasilkan electron dan hole yang dapat diubah menjadi arus listrik.

Gambar 2. Silicon PIN Gambar 3. PIN Untuk General Microwave

Keunggulan dari PIN : Menggunakan bahan intrinsic

Kekurangan dari PIN : Responsivitasnya kecil Membutuhkan lebih penguatan Perbedaan karakteristik antara PIN dan APD :NOKarakteristikPINAPD

1.ResponsivitasKecilLebih besar

2.NoiseKecilLebih besar

3.Penguatan1 kali10-250 kali

4.Photo currentKecilLebih Besar

5.Waktu Jangkit (rise Time)0,06-0,30,1-0,3

Perancangan dan pemilihan perangkat penerima, sangat menentukan dalam suatu analisis sensitivitas dari besarnya daya optik minimum yang didapat dideteksi oleh detektor. Beberapa hal yang menjadi pertimbangan antara lain (Robert J. Hoss, 1990) : 1. Pemilihan panjang gelombang optik yang beroperasi. Sifat redaman serat optik sebagai fungsi dari panjang gelombang dan jarak, akan menentukan berapa daya yang diterima detektor.1. Range/jangkauan penerimaan daya optik. Range yang lebih lebar akan membuat fleksibilitas yang tinggi dalam penerapan dilapangan. 1. Penguatan daya optik sesaat setelah cahaya optik dideteksi. Daya sinyal optik yang sampai diujung penerima, biasanya tidak terlalu besar karena berkurang sepanjang transmisinya dalam serat optik, sehingga perlu dikuatkan terlebih dahulu sehingga pemrosesan penterjemahan informasi dapat dilakukan dengan sempurna.1. Loss kopling yaitu rugi-rugi daya sesaat setelah sinyal keluar dari serat optik dan masuk ke detektor penerima.

BAB VOPTICAL AMPLIFIER dan REPEATER

Repeater merupakan istilah yang tidak asing didalam dunia telekomunikasi. Tidak hanya dalam komunikasi serat optik, dalam ilmu komunikasi lain repeater juga berperan penting. Menurut Kamu Istilah Telekomunikasi, repeater adalah istilah yang sering digunakan dalam teknologi telekomunikasi untuk menyatakan perangkat atau stasiun yang berfungsi memperkuat sinyal yang dikirim, setelah mengalami kelemahan dalam perambtan jarak jauh. Dari definisi tersebut secara tidak langsung menyatakan bahwa repeater pada intinya adalah perangkat atau statsiun yang berfungsi untuk menguatkan sinyal. Hal itu yang membuat repeater merupakan salah satu perangkat yang sangat penting didalam suatu system komunikasi.

Repeater dalam SKSODalam sistem komunikasi serat optik, repeater dapat berupa Repeater Elektronik atau dapat berupa Repeater Optik. Repeater elektronikRepeater ini memiliki cara kerja mengkonversikan signal optik ke listrik. Kemudian signal akan mengalami penguatan secara elektronik. Setelah mengalami penguatan signal kemudian dikonversikan kembali kedalam signal optik. Pada dasarnya cara kerja repeater inilah yang menjadi kelemahannya sendiri didalam system komunikasi serat optik. Dengan cara kerja seperti itu, terjadi suatu penurunan kualitas signal. Disamping itu penerapannya akan menjadi sangat kompleks dan sangat mahal untuk system berbasis high speed dan multi wave length.

Repeater OptikUntuk mengatasi kekurangan repeater elektronik, banyak upaya yang telah dilakukan. Sehingga diperoleh suatu repeater yang serba optik. Prinsip kerja dari repeater ini adalah signal optik tidak perlu diubah menjadi signal listrik. Penguatan signal dilakukan tanpa melalui tahapan konversi menuju signal elektronik, tetapi langsung dilakukan ketika signal dalam fase signal optik sehingga signal keluaran adalah signal optik yang sudah mengalami penguatan secara langsung. Istilah ini lebih dikenal dengan Optical Amplifier.

Optical AmplifierDalam Optical Amplifier tidak terdapat konversi signal optic menjadi ke listrik dan sebaliknya. Sehinggal degradasi sinyal akibat konversi dan penguatan secara elektronik dalam repeater tidak mungkin ada.Optical amplifier tidak hanya diaplikasikan dalam point to point link jarak jauh seperti kabel bawah laut. Optical amplifier saat ini banyak digunakan didalam jaringan LAN dengan berbagai kemungkinan konfigurasi

Penggunaan Optical Amplifier : Power Booster , Sebagai penguat sumber optic terutama tuneable laser In-Line Amplifier , Sebagai penguat signal di fiber Wavelength Conversion Receiver Preamplifier, Alat yang dipasang didepan detector sebagai penguat sensitifitas

Arsitektir umum optical amplifierBagian terpenting dari optical fiber amplifier adalah Active medium. Active medium merupakan potongan fiber yang telah diberi sedikit doping dengan unsur unsur tanah yang langka seperti Erbium (Er), Ytterbium (Yb) yang bekerja pada window 1550nm. Sedangkan untuk window 1300nm digunakan unsur Neodynium (Nd) dan Prasedymium (Pd).

Gambar basic operation dari generic optical amplifierSecara umum terdapat 3 optical amplifier yaitu : EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) FRA (Fiber Raman Amplifier) SOA (Semiconductor optical amplifier)

EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) adalah optical amplifier yang bekerja pada panjang gelombang 1550nm dan memiliki active medium berupa fiber silica sepanjang 10 meter 30 meter yang diberi sedikit doping unsure Erbium (Er). Optical Amplifier ini menggunakan optical pumping dengan menggunakan cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pendek ArsitekturSebuah Optical Amplifier terdiri dari sepotong doped fiber, satu atau lebih pump laser, sebuah passive wavelength coupler, optical isolator dan tap coupler seperti ditunjukkan oleh gambar 3 berikut:

(a)

(b) (c)Gambar : (a). codirectional pumping. (b). counterdirectional pumping.(c). dual pumpingWSC (Wavelength Selector Coupler) berfungsi untuk memasukkan kombinasi daya pump dan signal ke dalam fiber untuk pasangan panjang gelombang 980/1550 nm atau 1480/1550 nm. Tap coupler ini sangat sensitif terhadap panjang gelombang dan tipikal split rasio 99 : 1 atau 95 : 5 di kedua pihak dari optical amplifier untuk membandingkan signal input dan signal output yang telah diperkuat. OI (Optical Isolator) berfungsi untuk mencegah pemantulan signal yang telah diperkuat kembali ke dalam device, hal mana akan menambah noise dan menurunkan effisiensi. Cahaya pump biasanya diinjeksikan ke fiber dalam arah yang sama dengan arah signal, cara ini dikenal dengan codirectional pumping dan ditunjukkan oleh gambar 3a. Bila arah cahaya pumping berlawanan dengan arah signal seperti dalam gambar 3b, maka disebut counterdirectional pumping. Bila kombinasi keduanya diatas diaplikasikan bersama-sama, maka ini disebut dual pumping, ditunjukkan oleh gambar 3c. Dual pumping memiliki gain resultan yang lebih besar diantara ketiganya. Codirectional pumping memiliki noise performance yang baik namun memiliki gain yang paling kecil. Disamping itu pumping dengan 980 nm lebih baik dibandingkan dengan pumping 1480 nm karena noise yang lebih kecil dan dapat mencapai populasi inversi yang lebih besar.

FRA (Fiber Raman Amplifier)Penguat Raman bekerja pada prinsip hamburan Raman (Raman Scattering). Penguat ini tidak menggunakan medium/serat khusus melakukan penguatan tetapi hanya menggunakan media transmisinya.Karakteristik pada FRA antara lain : Mekanisme penguatan menggunakan Stimulated Raman Scattering (SRS) Secara efektif SRS merampas energi dari panjang gelombang lebih pendek dan memberikannya kepada panjang gelombang yang lebih panjang

Raman ScatteringKetika sebuah cahaya monokromatik mengenai atau menabrak sebuah partikel, akan terjadi interaksi tertentu antara cahaya tersebut dengan partikel yang ditabraknya. Cahaya akan direfleksikan (dipantulkan), diserap (dibiaskan), atau terjadi pengacakan arah cahaya (scattering).Jika scattering menimbulkan perubahan panjang gelombang, maka fenomenanya disebut Raman Scattering.

Stimulated Raman Scattering Stimulated Raman Scattering atau SRS adalah interaksi antara gelombang cahaya dengan molekul silika yang bergetar. Jika sebuah photon dengan a mengenai molekul silika yang bergetar, maka molekul tersebut dapat menyerap sebagian energi dari photon. Photon mengalami scattering dan penurunan energi. Photon terbagi menjadi 2 bagian, cahaya dengan b dan c. Cahaya b sama dengan photon awal, a = b , namun dengan energi yang berkurang. Sementara, c adalah cahaya hasil scattering dengan panjang gelombang yang lebih tinggi namun energinya jauh lebih kecil dibanding a. Hanya 110-7 dari total scattered light adalah cahaya c. Cahaya c ini juga yang disebut sebagai cahaya SRS atau cahaya Raman. Photon yang mengalami scattering yakni photon 1 disebut Stokes Photon.

Jika sinyal lain datang atau ada, misalnya d dengan panjang gelombang yang sama dengan c, maka yang terjadi adalah sinyal SRS c akan menguatkan sinyal d. Inilah yang disebut transfer energi dari sinyal yang satu ke sinyal yang lain yang panjang gelombangnya lebih tinggi. Jika efek ini terjadi pada panjang gelombang yang berbeda-beda, maka hasilnya dapat dilihat pada Gambar dibawah ini :

Gambar tersebut menunjukkan fenomena SRS dilihat dari sudut pandang pengiriman bit-bit. Dalam gambar terlihat adaanya transfer energi yang menimbulkan additive noise pada sinyal panjang gelombang lebih lebar dan substractive noise pada sinyal dengan panjang gelombang pendek. Substractive noise yang berlebih dapat meredam amplitudo bit asli sehingga mengubah nilai informasi yang diterima.

Arsitektur

Pada gambar di atas terlihat bahwa penguatan sinyal informasi dilakukan oleh pompa laser dengan menggunakan WDM Coupler sebagai penggabung antara gelombang informasi dengan gelombang pompa. Penguatan maksimum akan diperoleh bila beda/selisih frekuensi antara pompa laser dan sinyal masukan sebesar 13 THz dimana frekuensi sinyal pompa lebih besar dari pada frekuensi sinyal atau panjang gelombang pompa dengan panjang gelombang sinyal selisih 100 nm dengan panjang gelombang pompa lebih kecil. Daya pompa dapat menguatkan sinyal input karena terdapat proses hamburan Raman (Raman Scattering).

SOA (Semiconductor Optical Amplifier)SOA(Semiconductor Optical Amplifier) adalah optical amplifier yang menggunakan semikonduktor untuk menyiapkan penguatan medium. Secara esensial merupakan diode tanpa cermin dimana kedua ujungnya disambungkan ke fiber. SOA merupakan bentuk transmisi dua arah. Dengan ukuran kemasan yang kecil, SOA lebih menguntungkan daripada EDFA.

Bagian bagian SOA

Contoh perangkat SOA

DAFTAR PUSTAKA http://hbl.blog.ittelkom.ac.id/blog/ http://blog.trisakti.ac.id/jetri/files/2010/01/8.2-sunarto.pdf Kamus istilah telekomunikasi drs. gouzali saydam , Bc.TT http://www.ittelkom.ac.id/staf/hbl/JURNAL/JURNALperbandinganEDFA&ROA2009.pdf http://giant-net.blogspot.com/2010/09/stimulated-raman-scattering.html http://eviandrianimosy.blogspot.com/2010/05/macam-macam-optical-amplifier.html http://lab.binus.ac.id/pk/artikelread.asp?idl=12 http://badien.wordpress.com/2008/08/16/dasar-sistem-komunikasi-serat-optik/ http://ikabuh.wordpress.com/tag/step-index-multimode/ http://ayuewiejayantie.wordpress.com/persentasiserat-optik/ http://yonk1991.xtgem.com/post/Kuliah/semester5/SeratOptik/jenis.html http://www.ittelkom.ac.id/staf/sio/PENGAJARAN/INSTRUMENTASI_OPTIK/HANDOUT_1/P=OPTICAL%20AMPLIFIER.pdf6 | Page