Sistem Komunikasi Optik_p5
-
Upload
muhammad-abdi-fadilat-mufti -
Category
Documents
-
view
105 -
download
24
Transcript of Sistem Komunikasi Optik_p5
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