Your Federal Quarterly Tax Payments are due April 15th Get Help Now >>

rugi serat optik by lighterized_elf

VIEWS: 126 PAGES: 38

									Optical Synthetic Loss
Kelompok 8:

      Afit Darwanda       09-015
      Riki Ardoni         09-026
      Denny Pasaribu      09-049
      Daniel Hermanto M   09-094
      Frans Christian S   09-097
Rugi-Rugi Dalam Fiber Optik
A. Rugi-Rugi di Dalam Fiber
B. Dispersi
C. Atenuasi
D. Konektor
A. Rugi-Rugi di Dalam Fiber
1. Rugi-Rugi Penyebaran Rayleigh
2. Rugi-rugi Pembengkokan (Bending Losses)
3. Rugi-rugi Penggandengan Ragam (Mode Coupling Losses)
4. Rugi-rugi Penyambungan
5. Penyerapan Bahan
1. Rugi-Rugi Penyebaran Rayleigh
(I)
• Terjadi akibat tidak homogennya indeks bias pada core serat
  optik.
• Bilamana pada core serat optik terjadi perubahan indeks bias
  yang lebih pendek daripada panjang gelombang sinar yang
  dirambatkan, maka akan terjadi hamburan.
• Peristiwa ini juga terjadi karena adanya berkas cahaya yang
  mengenai suatu materi dalam serat optik yang kemudian
  menghamburkan/ memancarkan berkas-berkas cahaya
  tersebut ke segala arah
Rugi-Rugi Penyebaran Rayleigh (II)


dengan:
α S = Rugi-rugi Rayleigh (dB)
β t = Koefisien kemampatan isothermis bahan = 7.10-11 m2 /N
n = Indeks bias inti = 1.46
kB = konstanta Boltzman = 1.38 x 10-23 Joule/ 0K
Tf = suhu dimana fluktuasi kerapatan melebur dalam glass =
   1400K
����    = panjang gelombang (m)
Tf = temperatur (0C/0 K)
βT = isothermal coupressibility (m2 /N)
Rugi-Rugi Penyebaran Rayleigh
(III)
2. Rugi-rugi Pembengkokan (Bending
Losses) (I)
Ada dua jenis :
• Pembengkokan-mikro (microbending)

• Pembengkokan-makro (macrobending)
• Pembengkokan-mikro
(microbending)
• Berasal dari keadaan kabel luar yang tidak sempurna akibat
  berbagai pengaruh dari luar kabel, seperti tekanan dari luar,
  ataupu ketidaksempurnaan bentuk inti di dalam kabel
  tersebut.
• Rugi-rugi ini termasuk sebagai akibat adanya permukaan yang
  tidak rata (dalam orde mikro) sebagai akibat proses perbaikan
  bahan yang kurang sempurna.
Gambar Pembengkokan-mikro
(microbending)
• Pembengkokan-makro
(macrobending)
• Rugi-rugi ini terjadi pada saat sinar melalui serat optik yang
  dilengkungkan, dimana sudut datang sinar lebih kecil dari pada
  sudut kritis sehingga sinar tidak dipantulkan sempurna tapi
  dibiaskan.
• Untuk mengurangi rugi-rugi karena pelengkungan ini maka
  harga Numerical Arpature dibuat besar.
Gambar Pembengkokan-makro
(macrobending)
3. Rugi-rugi Penggandengan
Ragam (Mode Coupling Losses) (I)
• terjadi karena rugi-rugi ini timbul pada saat serat optik
  dikopel/disambungkan dengan sumber cahaya atau photo
  detector.
• dapat diperkecil dengan penambahan lensa di depan sumber
  cahaya atau pembentukan permukaan tertentu (misalnya
  spherical-surface) pada sumber cahaya atau ujung fiber.
3. Rugi-rugi Penggandengan
Ragam (Mode Coupling Losses) (II)
3. Rugi-rugi Penggandengan
Ragam (Mode Coupling Losses) (II)
Kualitas kopling dinyatakan dengan effisiensi kopling seperti
  dinyatakan dengan rumus :

                           µ = Pt / Ps
dimana :
Ps = daya yang dipanncarkan oleh sumber cahaya
Pt = daya yang dimasukkan ke dalam serat optik
4. Rugi-rugi Penyambungan (I)
• Ditimbulkan akibat tidak sempurnanya kegiatan
  penyambungan (splice) sehingga sinar dari serat optik yang
  satu tidak dapat dirambatkan seluruhnya ke dalam serat yang
  lainnya
4. Rugi-rugi Penyambungan (II)
Untuk mengukur besarnya rugi-rugi karena sambungan
  digunakan rumus :
                   L (dB) = 10 Log (P out/ P in)
dimana :
• P out = daya sesudah sambungan
• P in = daya sebelum sambungan
4. Rugi-rugi Penyambungan (III)
Beberapa kesalahan penyambungan yang dapat menimbulkan
  rugi-rugi:
• Sambungan kedua serat optik membentuk sudut
• Sumbu kedua serat optik tidak sejajar
• Sumbu kedua serat optik berimpit namun masih ada celah
  diantaranya
• Ada perbedaan ukuran antara kedua serat optik yang
  disambung
5. Penyerapan Bahan (Absorption
Loss)
• Rugi-rugi yang disebabkan karena masih banyaknya kotoran-
  kotoran pada bahan gelas (terutama yang terbuat dari glass
  multi komponen).
• Kotoran tersebut dapat berupa logam (besi, tembaga) atau air
  dalam bentuk ion-ipn yang dapat menyerap sinar yang
  melaluinya akan berubah menjadi energi panas.
• Energi panas ini akan menyebabkan daya berkurang.
B. Dispersi

• Dispersi Intramodal
• Dispersi Intermodal
Dispersi Intramodal
• pelebaran pulsa yang terjadi pada masing-masing pulsa
  (mode) yang ditransmisikan, akibat dari kecepatan grup (group
  velocity) sebagai fungsi panjang gelombang.
• Dispersi Bahan
• Dispersi Pandu Gelombang
Dispersi Bahan
• Indeks bias bahan serat optik berubah terhadap perubahan
  panjang gelombang.

Dengan:       τm = dispersi bahan ( ns )
              Δλ = lebar spektrum sumber cahaya
 (nm )
              D = Panjang Serat Optik (km)
              M = koefisien dispersi bahan(ps/(nm
 .km ))
Dispersi Pandu Gelombang

• Terjadi akibat dari karakteristik perambatan pulsa sebagai
  fungsi perbandingan antara jari-jari inti serat optik dan
  struktur pandu gelombang.
 Dispersi Pandu
 Gelombang ll
Dimana :
τw = dispersi pandu gelombang ( ns )
D = panjang serat optik ( km )
C = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s)
λ = panjang gelombang yang ditransmisikan

    ( nm )
Dw = koefisien dispersi pandu gelombang
Dispersi Intermodal
• Waktu yang dibutuhkan oleh masing-masing pulsa untuk
  mencapai ujung serat optik berbeda.
• Bila pulsa-pulsa tersebut dijumlahkan, maka akan dihasilkan
  pulsa yang melebar.
• Pelebaran pulsa optik ini disebut dengan dispersi intermodal
  (τim )
• Dispersi intermodal tidak terjadi pada serat singlemode.
Total Dispersi
• Pada setiap panjang gelombang, total dispersi adalah
  kombinasi rms (root mean square) dari ketiga dispersi. Yaitu
  dispersi bahan, dispersi pandu gelombang, dan dispersi
  intermodal

Dimana:
τf = Total dispersi (ns)
C. Atenuasi

• Disebabkan oleh penyerapan cahaya oleh bahan material serat
  optik serta penghamburan cahaya.
• Besarnya atenuasi tergantung jarak yang ditempuh dan
  karakteristik bahan serat optik.
Attenuasi (II)


Dimana :
 α = redaman (db/km)
 Pin = daya terima (mW)
 Pout = daya kirim (mW)
 L    = panjang serat (km)
D. Rugi Pada Konektor
Karena sebuah fiber harus selalu berakhir pada sebuah
  pemancar di salah satu ujungnya dan pada sebuah penerima
  di ujung yang lain sehingga pada pengkoneksiannya terdapat
  rugi pada konektor.
Rugi pada Konektor (I)
Faktor yang mempengaruhi rugi dalam konektor pada suatu
panjang kabel, yaitu:
 • Ketidaksesuaian ukuran inti
 • Kesalahan letak inti melintang
 • Pemisahan celah memanjang
 • Rugi-rugi celah optis
 • Kesalahan letak sudut
 • Persiapan ujung fiber yang tidak sempurna
 • Kotoran
Rugi Pada Konektor (II)
Redaman dari konektor fiber optik :
                     A = -10 log [Pout/Pin]
Dimana:
  A = Atenuasi (dB)
  Pin = daya optik sebelum titik koneksi (Watt)
  Pout = daya optik setelah titik koneksi (Watt)
Fresnel Reflection (I)
• Pada penggunaan konektor, terdapat jarak antara dua serat
  optik sehingga memberikan celah udara diantaranya.
• Hal ini mengakibatkan adanya pantulan daya ke arah pengirim
  akibat perbedaan indeks bias antara inti serat optik dengan
  udara.
Fresnel Reflection (II)

Dimana:
     : Indeks bias dari serat optik pengirim
     : Medium perantara
     : Faktor fresnel
TOTAL REDAMAN
Redaman total saluran dalam transmisi serat optik ialah :



Dimana :
αtot = besarnya redaman total (dB)
nc = jumlah konektor yang digunakan
αc = redaman konektor (dB)
ns = jumlah sambungan
αs = redaman splice/sambungan (dB)
αf = redaman serat optik (dB/Km)
L = panjang kabel optik (Km)
Rise Time
• Waktu yang diperlukan output untuk meningkatkan respon
  dari 10% menjadi 90% ketika input diubah secara tiba-tiba.
  (Killen, 1991)
Rise Time ll


Dimana :
τsis = total rise-time sistem (ns)
τr = rise-time detektor cahaya (ns)
τs = rise-time sumber cahaya (ns)
τf = total dispersi serat optik (ns)
Link Power Budget
• Pertimbangan lain yang paling penting untuk sistem transmisi
  optik adalah power budget.
• Dengan mengurangkan seluruh redaman optik sistem daya
  yang dikirimkan oleh transmitter, perencanaan sistem serat
  optik memastikan bahwa sistem mempunyai daya yang cukup
  untuk mengemudikan receiver pada level yang diinginkan.
Link Power Budget (I)
Persamaan umum untuk perencanaan power budget adalah:
                    Pout = Pin + αtot + Ms
dimana :
  Pout = Daya ouput (dBm)
  Pin = Daya Terima (dBm)
  αtot = Loss channel total (dB)
  Ms = Sistem margin/cadangan daya (dB)
          3 - 10 dB
Link Power Budget (II)

								
To top