LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK OPTIK

FIBER OPTIK

ANGGOTA:

1. RA’AN SHALIHAN (2410100097)2. NUR IKA PUJI AYU (2411100017)3. AGIL DISWANTORO (2411100097)4. GWYN WALESA (2411100128)5. WINONA ANDNINDYARA (2412100045)

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam perkembangan zaman, kecepatan transmisi data yang cepat, efektif dan

efisien semakin diperlukan untuk memenuhi kebutuhan manusia, karena transmisi data

dapat membantu mengirim sebuah data yang mengandung informasi dapat sampai secara

akurat ke penerima transmisi data tersebut. Teknologi yang mendukung semakin cepat,

efektif dan efisien salah satunya adalah serat optik dimana merupakan aplikasi dari ilmu

optik yang telah ada, yaitu mengenai hukum snellius.

Namun, dalam fiber optik pastinya memiliki kehilangan daya yang salah satunya

diakibatkan oleh pembelokan pada fiber optik atau bisa disebut bending. Terjadinya

bending juga bisa dipengaruhi oleh kebutuhan pemasangan dari serat optik tersebut. Dari

beberapa keterangan diatas, perlu diketahui prinsip-prinsip transmisi pada serat optik

serta sejauh mana pengaruh bending pada serat optik.

B. Rumusan Masalah

Adapun permasalahan yang terjadi pada percobaan P-2 teknik optik ini adalah :

a. Bagaimana prinsip-prinsip transmisi pada fiber optik ?

b. Bagaimana pengaruh bending pada kecepatan transmisi sebuah fiber optik ?

1. Tujuan

Adapun tujuan dari percobaan P-2 teknik optik ini adalah :

a. Mengetahui prinsip-prinsip transmisi pada fiber optik.

b. Mengetahui seberapa besar pengaruh bending pada jalannya transmisi dalam fiber

optik.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fiber Optik

Fiber optik merupakan saluran transmisi (pemindah informasi) yang digunakan untuk

mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Fiber Optik terbuat dari serat

kaca dan bentuknya panjang dan tipis serta berdiameter sebesar rambut manusia. Serat kaca ini

merupakan serat yang dibuat secara khusus yang terbuat dari bahan kaca murni dan kemudian

diproses menjadi sebentuk gulungan kabel agar dapat digunakan untuk melewati data yang ingin

dikirim atauditerima.

Fiber optik ini terdiri dari beberapa bagian yaitu Cladding, Core, dan Buffer Coating.

Core adalah kaca tipis yang merupakan bagian inti dari fiber optik dan menjadi tempat

berjalannya cahaya sehingga pengiriman cahaya dapat dilakukan. Cladding adalah lapisan luar

yang membungkus Core dan memantulkan kembali cahaya yang terpancar keluar kembali ke

dalam Core. Sedangkan Buffer Coating merupakan lapisan plastik yang melindungi serat dari

kerusakan dan kelembaban.

Terdapat dua jenis fiber optik yang umumnya digunakan, yaitu Single Mode dan Multi

Mode. Kabel Single Mode mempunyai ukuran Core yang kecil dan dapat menjangkau jarak yang

lebih jauh hingga ratusan kilometer serta hanya dapat mengirim satu sinyal pada satu waktu

(contoh: telepon dan TV kabel). Sedangkan Multi Mode memiliki ukuran Core yang lebih besar,

dapat mengirim sinyal yang berbeda pada saat yang bersamaan, namun hanya mampu

menjangkau kurang dari 550 meter. Di dalam sistem komunikasi menggunakan fiber optik,

sinyal informasi yang lalu-lalang di dalamnya adalah berwujud cahaya karena cahaya relatif

lebih kebal terhadap gangguan dari luar.

Kecepatan transmisi fiber optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai

saluran komunikasi seperti telepon, TV kabel, atau internet. Fiber optik juga digunakan untuk

keperluan pemotretan medis , sensor, dan optik pencitraan. Komunikasi di dunia tidak akan

berkembang demikian cepat tanpa adanya teknologi yang satu ini.

Fiber optik memiliki banyak kelebihan di antaranya adalah informasi yang ada

ditransmisikan dengan kapasitas (bandwidth) yang besar. Fiber optik dapat dipergunakan dengan

kecepatan yang tinggi, hingga mencapai beberapa gigabit/detik. Karena murni terbuat dari kaca

dan plastik maka signal tidak terpengaruh pada gelombang elektromagnetik dan frekuensi radio.

Ukurannya kecil dan ringan sehingga sangat memudahkan pengangkutan dan pemasangan di

lokasi. Fiber optik juga sangat aman dipasang di tempat-tempat yang mudah terbakar karena

tidak akan terjadi hubungan api pada saat kontak atau terputusnya fiber optik.

Fiber optik memerlukan daya listrik yang relatif tidak terlalu besar. Karena fiber optik

tidak digunakan untuk melewatkan sinyal-sinyal listrik, maka fiber optik tidak akan mengalami

kepanasan dan penipisan akibat tegangan listrik yang lewat di dalamnya. Fiber optik bisa

ditanam di tanah jenis apapun atau digantung di daerah manapun tanpa harus cemas mengalami

korosi/berkarat. Komunikasi menggunakan fiber optik lebih aman karena informasi yang lewat

tidak mudah untuk disadap atau dikacaukan dari luar.

Di antara begitu banyak kelebihan yang dimilikinya, fiber optik juga memiliki

kekurangan di antaranya adalah harganya yang cukup mahal serta fiber optik ini susah untuk

disambung dibandingkan kabel biasa karena metode penyambungannya yang harus

menggunakan teknik dan alat khusus serta ketelitian yang tinggi.

2.2 Bending

Suatu serat optik yang memiliki panjang tertenu memiliki beberapa aspek kerugian nilai yang perlu

diperhitungkan.Salah satu nilai yang diperhitungkan adalah daya. Nilai rugi daya yang disebabkan dengan

membengkokan sepotong pendek serat optik biasanya akan memiliki bilai yang lebih kecil apabila

dibandingkan dengan serat optik dengan panjang yang nilainya jauh lebih besar. Lengkungan tajam

tersebut harus dihindarkan guna memperoleh kinerja serat optik yang optimal.Bending radius serat optik

yang diukur adalah radius paling kecil ketika serat optik dapat dilengkungkan tanpa membuatnya kusut,

menghancurkannya ataupun memperpendek umur dari serat optik tersebut.

2.3 Jenis-Jenis Serat Optik

1. Single mode : serat optik dengan inti (core) yang sangat kecil (biasanya sekitar 8,3

mikron), diameter intinya sangat sempit mendekati panjang gelombang sehingga cahaya

yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding selongsong (cladding).

Bahagian inti serat optik single-mode terbuat dari bahan kaca silika (SiO2) dengan

sejumlah kecil kaca Germania (GeO2) untuk meningkatkan indeks biasnya. Untuk

mendapatkan performa yang baik pada kabel ini, biasanya untuk ukuran selongsongnya

adalah sekitar 15 kali dari ukuran inti (sekitar 125 mikron). Kabel untuk jenis ini paling

mahal, tetapi memiliki pelemahan (kurang dari 0.35dB per kilometer), sehingga

memungkinkan kecepatan yang sangat tinggi dari jarak yang sangat jauh. Standar terbaru

untuk kabel ini adalah ITU-T G.652D, dan G.657

2. 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.

Bab III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Peralatan Eksperimen

a. Laser

b. Fiber optic multimode

c. Fiber optic singlemode

d. Fiber optic multimode plasatik

e. Penggaris

f. Optical power meter Thorlabs

3.2. Prosedur Eksperimen

1. Mengatur panjang gelombang laser yang akan dialirkan pada Fiber optic.

2. Menyambungkan fiber optic dengan laser dan Optical power meter Thorlabs untuk mengukur Daya pada fiber optic sebelum fiber di tekuk (digulung).

3. Fiber optic dibentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu dari 3cm sampai 0.4cm dengan rentang pengurangan 0.2 cm

4. Mencatat hasil daya yang tertera pada Optical power meter Thorlabs.

BAB IV

ANALISA DATA

4.1 Data Daya pada Fiber Optik untuk panjang gelombang 1310 nm

Pada percobaan bending dengan menggunakan fiber optic multimode dan singlemode pada

panjang gelombang 1310 nm diperoleh data daya sebagai berikut.

Diameter bending

(cm)

Multimode (uW) Singlemode (uW)

0 175.2 152.2

3 175.8 149.5

2.8 175.7 149.3

2.6 175.6 149.3

2.4 175.6 149.1

2.2 175.5 149.0

2.0 175.4 148.8

1.8 175.3 147.2

1.6 175.3 144.2

1.4 175.2 132.2

1.2 175.2 118.2

1.0 174.8 73.3

0.8 174.5 18.8

0.6 174.4 6.45

0.4 174.3 2.3

Tabel 4.1

Sehingga diperoleh grafik diameter terhadap daya sebagai berikut.

0 2.8 2.4 2 1.6 1.2 0.8 0.40

20406080

100120140160180200

Grafik Diameter Bending terhadap Daya pada λ=1310 nm

Multimode (uW)Singlemode (uW)

Daya

(uW

)

4.2 Data Daya pada Fiber Optik S untuk panjang gelombang 1550 nm

Pada percobaan bending dengan menggunakan fiber optic multimode dan singlemode pada

panjang gelombang 1550 nm diperoleh data daya sebagai berikut.

Diameter bending (cm)

Multimode (mW) Singlemode (mW)

0 0.193 0.1703 0.185 0.1682.8 0.181 0.1642.6 0.180 0.1632.4 0.179 0.1622.2 0.178 0.159

2.0 0.177 0.1581.8 0.177 0.1581.6 0.176 0.1321.4 0.176 0.1191.2 0.175 0.06571.0 0.174 0.01560.8 0.173 0.001900.6 0.173 0.001180.4 0.172 0.00055

Tabel 4.2

Sehingga diperoleh grafik diameter terhadap daya sebagai berikut.

0 2.8 2.4 2 1.6 1.2 0.8 0.40

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

Grafik Diameter Bending terhadap Daya pada λ=1550 nm

Multimode (mW)Singlemode (mW)

Daya

(mW

)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa:

1. Fiber optik mentranmisiskan data melewati inti fiber optic (core) berupa gelombang

cahaya.

2. Pada panjang gelombang yang sama, Fiber optic multi mode menyalurkan daya lebih

besar dari pada single mode

3. Semakin kecil diameter bending yang dibentuk pada fiber optic, semakin menurun nilai

daya yang diemisikan.

4. Fiber optik single mode memiliki perubahan lebih besar ketika diameter bending

diperkecil dari pada multi mode.

Disarankan untuk praktikum selanjutnya:

1. Mengarahkan praktikan untuk mengukur daya fiber optic dari diameter awal sampai

selesai sebelum menggati panjang gelombang yang merambat.

LAMPIRAN

TK.

1.

Pada gambar 1Warna terang pada kabel disebabkan oleh terjadinya loss pada pengiriman data, dan pada serat optik yg tidak berwarna data yang dikirim tidak mengalami loss

2. Ketika kabel serat optik di potong terjadi warna merah terang pada ujung serat bekas pemotongan, hal itu terjadi karena indeks bias yang mengalami loss pada sudut kritis

3.Grafik pada layar OTDR mengalami penurunan disebabkan terjadinya loss pada pengiriman data dan grafik tersebut juga dapat menunnjukan letak kable yang harus diperbaiki.

1. Halida Glass untuk Fiber Optik

Padatahun1975, peneliti dari Universite de Rennes menyelidiki mengenai fluoride glasses yang memiliki loss transmisi rendah pada panjang gelombang infrared (0,2 – 8 μm dengan loss terendah pada 2,55 μm). Fluoride glasses termasuk ke dalam golongan gelas halida dimana material anion nya adalah elemen dari golongan VIIA dari tabel periodik unsur (F, Cl, Br, I). Material yang diteliti itu adalah heavy metal fluoride glass yang menggunakan ZrF4 sebagai komponen utamanya . Selain ZrF4 ada komponen lainnya yang dapat digunakan untuk membuat Halide Glass Fiber yaitu BaF2, LaF3, AlF3, NaF yang semua material itu diistilah kandengan ZBLAN (ZrF4, BaF2, LaF3, AlF3, NaF) . Material ZBLAN tersebut membentuk bagian core dari fiber, sedangkan untuk mendapatkan indek bias yang lebih rendah salah satu bagian dari ZrF4 diganti dengan HaF4 sehingga menjadi ZHBLAN yang digunakansebagai cladding (kulit)

Keuntungannya, memiliki redaman yang rendah 0,01 – 0,001 dB/km. Kerugiannya, dalam fabrikasi sulit untuk dibuat panjang karena:

1. Material harus sangat murni untuk bisa mendapatkan low loss level2. Fluoride glass sangat mudah mengalami devitrification yang bisa menyebabkan efek

scattering losses

2. Keuntungan Fiber OptikPlastik&Silika

Jenis fiber optik bervariasi dari high loss glass fiber dengan radius core yang lebar untuk komunikasi dengan jarak yang pendek sampai very transparant (low loss) fiber yang digunakan untuk komunikasi dengan jarak yang lebih jauh (long haul communication)

Fiber yang terbuat dari bahan plastik jarang digunakan karena redaman-nya yang lebih besar dibandingkan glass fiber (Silica). Kegunaan fiber plastik ini biasanya untuk aplikasi komunikasi dengan jarak yang pendek (ratusan meter) dan pada kondisi lingkungan yang ekstrim dimana fiber plastik lebih memiliki keuntungan dalam hal kekuatan mekanik (mechanical strength) daripada Silika

3. Microbending dan Macrobending

Microbending dalam fiber optik adalah kelengkungan yang terjadi pada skala yang sangat kecil dapat menyebabkan loss walaupun kabel pada fiber optik terlihat lurus secara kasat mata. Microbending juga mempengaruhi polarisasi dan dispersi pada mode.

Marcrobending dalam fiber optik adalah pelengkungan atau pembengkokan yang terjadi dan kasat mata atau dalam ukuran makro, dimana pembengkokan kabel fiber optikinijugadapatmenyebabkan loss.

Adapun gambar dari Microbending dan Macrobending untuk memperjelas deskripsi diatas adalah sebagai berikut:

Micro bending

Macro bending

RESUME JURNAL.

1. RA’AN SHALIHAN (2410100097)

RESUME JURNAL ANALISA PERHITUNGAN DAN PENGUKURAN TRANSMISI

JARINGAN SERAT OPTIK TELKOMSEL REGIONAL JAWA TENGAH

Serat optik sebagai media transmisi mampu meningkatkan pelayanan sistem komunikasi

data, suara, dan video seperti peningkatan jumlah kanal yang tersedia, tersedianya bandwidth

yang besar, kemampuan mengirim data dengan kecepatan yang tinggi, terjaminnya kerahasiaan

data yang dikirimkan, dan tidak terganggu oleh pengaruh gelombang elektromagnetik, petir dan

cuaca. Akan tetapi pada saat serat optik dipilih sebagai media transmisi, maka perlu dilakukan

suatau perhitungan dan analisi power link budget dan rise time budget sebelum serat optik

digunakan dalam sebuah jaringan telekomunikasi agar suatu sistem komunikasi optik dapat

berjalan dengan lancar dan baik, seperti adanya rugi-rugi transmisi (loss) pada kabel serat optik

yang dapat menurunkan kualitas transmisi.

Gambar 1 : Struktur Fiber Optik

Secara umum struktur serat optik terdiri dari 3 bagian, yaitu :

1. Inti (Core)

Core atau inti serat, merupakan bagian paling utama dari serat optik, karena pada bagian

ini informasi yang berupa pulsa cahaya ditransmisikan.

2. Bungkus (Cladding)

Cladding merupakan pelapis core, dan mempunyai bahan dasar yang sama dengan core

tetapi mempunyai indeks bias yang lebih kecil daripada core.

3. Jaket (Coating)

Coating berfungsi sebagai pelindung core dan cladding dari tekanan fisik.

Prinsip kerja dari serat optic ini adalah sinyal awal/source yang berbentuk sinyal listrik ini

pada transmitter diubah oleh transducer elektrooptik (Dioda/Laser Dioda) menjadi gelombang

cahaya yang kemudian ditransmisikan melalui kabel serat optic menuju penerima/receiver yang

terletak pada ujung lainnya dari serat optik, pada penerima/receiver sinyal optik ini diubah oleh

transducer Optoelektronik (Photo Dioda/Avalanche Photo Dioda) menjadi sinyal elektris

kembali. Dalam perjalanan sinyal optic dari transmitter menuju receiver akan terjadi redaman

cahaya di sepanjang kabel optik, sambungan-sambungan kabel dan konektor-konektor di

perangkatnya, oleh karena itu jika jarak transmisinya jauh maka diperlukan sebuah atau beberapa

repeater yang berfungsi untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah mengalami redaman

sepanjang perjalanannya.

Ada beberapa komponen yang menjadi bahan pertimbangan dalam mendesain suatu

jaringan. Salah satunya adalah rugi-rugi transmisi serat optik (attenuation). Rugi-rugi transmisi

ini adalah salah satu karakterisktik yang penting dari serat optik. Rugi-rugi ini mengahasilkan

penurunan dari cahaya dan juga penurunan bandwidth dari sistem, transmisi informasi yang

dibawa, efisien, dan kapasitas sistem secara keseluruhan. Rugi-rugi serat optik meliputi : Rugi-

rugi Absorpsi, Rugi-rugi Pada Inti dan Cladding, dan Rugi-rugi Konektor dan Splice Power link

bugdet merupakan perhitungan daya yang dilakukan pada suatu sistem transmisi yang didasarkan

pada karakteristik saluran redaman serat optik, sumber optik dan sensitivitas

detektor.Perhitungan daya penerima diformulasikan dengan persamaan :

Perhitungan Power Link Budger

Rise time budget merupakan metoda untuk menentukan batasan dispersi pada saluran

transmisi, tujuannya adalah untuk menganalisis kerja sistem secara keseluruhan dan memenuhi

kapasitas kanal yang diinginkan. Rise time budget sistem secara keseluruhan diberikan dengan

persamaan sebagai berikut:

Dengan:

ttx = Rise time sumber optik(ps)

trx = Rise time detectoroptik (ps)

tf = Rise time fiber (ps)

D = Koefisiensi dispersi (ps/nm.km)

σλ = Lebar spektral (nm)

L = Jarak (km)

Nilai Rise Time Budget sistem untuk line coding berbeda dapat dirumuskan sebagai

berikut :

Dimana BR merupakan bit rate sistem

Sebagai acuan data teknis yang digunakan dalam sistem transmisi jaringan serat optik Link

Bawen – Payaman dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Tabel 1 : Tabel Data Parameter Link Bawean-Payaman

Perhitungan Power Link Budget dan Rise Time Budget

Pada perhitungan ini, sejumlah data diambil dari ketentuan dan data teknis yang ada, dimana

dapat dilihat satu contoh perhitungan Link Bawen – Ambarawa.

Tabel 2 : Spesifikasi Link Bawen-Ambarawa (λ) = 1310 nm

Perhitungan Power Link Budget

Perhitungan Rise Time Budget

Maka nilai rise time sistem sebagai berikut :

Dengan hasil ini dapat disimpulkan bahwa nilai ini berada di bawah ketentuan KPI yaitu ≤

70 ps.

Perhitungan Power Link Budget dan Rise Time Budget Berdasarkan hasil

pengukuran OTDR

Hasil pengamatan melalui OTDR kemudian dipakai untuk melakukan perhitungan power

link budget dan rise time budget. Sebagai satu contoh, berikut dilakukan pengolahan hasil

pengukurna untuk link Bawen – Ambarawa menggunakan Panjang gelombang (λ) = 1310 nm

Gambar 2 : Tampilan hasil perngukuran OTDR Link Bawen-Ambarawa

Perhitungan Power Link Budget

Dengan cara yang sama dapat dihitung pula power link budget pada link yang lainnya.

Perhitungan Rise Time Budget

Maka nilai rise time sistem sebagai berikut :

Dengan hasil ini dapat disimpulkan bahwa nilai ini berada di bawah ketentuan KPI yaitu ≤

70 ps. Dengan cara yang sama dapat dihitung pula rise time budget pada link yang lainnya.

Analisis Nilai Redaman

Analisa redaman sangat diperlukan untuk mengetahui kelayakan jalur instalasi jaringan serat

optik link Bawen-Payaman. Penjelasan lebih lengkapnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Tabel 3 : Nilai redaman hasil perhitungan dan pengukuran

Redaman kabel hasil perhitungan nilanya berbeda dengan redaman kabel hasil

pengukuraan OTDR. Bila dilihat pada seluruh link Bawen-Payaman dengan panjang

gelombang (λ=1310 nm) semua nilai redaman kabel hasil pengukuran OTDR nilainya lebih

besar dibandingkan hasil perhitungan, hal ini disebabkan karena untuk perhitungan kabel

diasumsikan baru (kondisi ideal), sedangkan pada saat pengukuran dilakukan terhadap kabel

yang memang sudah digelar di lapangan, jadi sudah terpengaruh oleh berbagai kondisi

lingkungan yang menyebabkan redamannya bertambah. Sedangkan untuk redaman

sambungan (splice) dengan panjang gelombang (λ=1550 nm) untuk link Bawen-Ambarawa dan

Ambarawa-Coffe Eva nilai hasil pengukuran lebih besar dibandingkan dengan nilai hasil

perhitungan, hal ini disebabkan oleh tidak sempurnanya pada saat penyambungan kabel

(splicing).

Analisis Power Link Budget

Dengan menghitung Power LinkBudget, maka akan dapat diketahui kelayakan performansi

Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO). Di bawah ini adalah tabel daya terima (P r) hasil

perhitungan dan pengukuran berdasarkan OTDR untuk panjang gelombang 1310 nm dan 1550

nm :

Tabel 4 : Nilai daya terima hasil perhitungan dan pengukuran

Daya terima hasil pengukuran OTDR berbeda nilainya dengan nilai hasil perhitungan

berdasarkan data spesifikasi Telkomsel.Hal ini disebabkan karena pada daya terima hasil

pengukuran memiliki nilai redaman yang besar baik dari redaman kabel maupun redaman

sambungan. Akan tetapi nilai total keseluruhan hasil power link budget berdasarkan

pengukuran nilainya masih dibawah standar KPI (Key Performance Indicator) Telkomsel

sebesar – 4 dBm, maka dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran nilainya masih memenuhi

ketentuan dari Telkomsel.

Analisis Rise Time Budget

Evaluasi terhadap parameter ini diperlukan karena dalam Sistem Komunikasi Serat

Optik (SKSO) terdapat dispersi yang harus diperhatikan agar informasi dalam jaringan serat

optik tetap terjamin dan system dapat melewatkan bit rate yang ditransmisikan. Dengan

perhitungan rise time budget dapat ditentukan batasan dispersi maksimum suatu jaringan

transmisi dan dapat diketahui kemungkinan terjadinya degradasi (penurunan) sinyal digital

sepanjang jaringan transmisi yang disebabkan oleh komponen yang digunakan.

Tabel 5 : Rise time budget hasil perhitungan dan pengukuran λ=1310 nm dan 1550 nm

Hasil rise time budget pengukuran OTDR disemua link apabila dibandingkan dengan

hasil perhitungan berdasarkan data spesifikasi Telkomsel, memiliki perbedaan selisih yang

sangat kecil. Dari hasil perhitungan dan pengukuran OTDR didapat bahwa semua link

memenuhi syarat tsist ≤ 70 ps artinya adalah dispersi yang ada pada sistem tersebut masih dalam

batas normal yang berarti tidak menggangu kinerja sistem.

Perancangan Coupling Antara Solar Collector - Serat Optik Untuk Sistem Pencahayaan Alami

Nur Ika Puji Ayu (2411100017)

Oleh : Bantara Bayu Permana Putra

Energi matahari dapat digunakan sebagai sumber energi listrik dengan menggunakan solar cell dan dapat pula digunakan sebagai sumber pencahayaan ruangan yaitu dengan fiber optic day lighting system yang sudah mulai banyak berkembang. Penelitian-penelitian itu meliputi model kolektor mulai dari jenis parabola, cermin datar, limas segi empat dan kerucut. Untuk mendapatkan output atau intensitas pada serat optik yang tinggi perlu dilakukan analisa pada setiap sistem solar lighting itu sendiri.

Pada perancangan kolektor menggunakan perbandingan f dn d maka akan diperoleh sudut θ atau sudut yang dibentuk oleh sinar matahari di titik fokus

Gambar 1. Mekanisme pengumpulan sinar pada kolektor

Adapun spesifikasi dari serat optik yang digunakan adalah sebagai berikut : Jenis : Solid core end glow cable Bahan core : Polymethil Methacrylate Resin (PMMA) Bahan cladding : Fluorinated Polymer Bahan jacket : black PVC Indeks bias core : 1,49 Diameter core : 6 mm Sudut penerimaan : 60° Loss : 0,3 dB/m

Penyesuaian spesifikasi serat optik yaitu besar numerical aperture. Penyesuaian numerical aperture dapat diperoleh dengan menggunakan rumus berikut

NA=n sinθdimana : NA = Numerical Aperture n = Indeks bias udara θ = Sudut penerimaan

Langkah pertama yang dilakukan adalah mendapatkan besar intensitas dititik fokus dengan menggunakan persamaan dibawah ini

loss( dBm )=10 log I ¿I out

dimana : loss (dB/m) = besar nilai loss pada serat optik Iin = Intensitas masukan Iout = Intensitas keluaran= 153 lux

Kemudian mencari besar sudut dengan menggunakan NA sebesar 0.866, 0.766, 0.6428, 0.5, 0.342, dan 0.1736 dengan panjang fokus 46 cm. Setelah nilai aperture diperoleh dilakukan perhitungan untuk memperoleh intensitas pada masing – masing NA

dxdo

=I xI o

dimana : dx = Aperture surface x do = Aperture surface awal Ix = Intensitas x Io = Intensitas awal

Gambar 2. Variasi Sudut pada nilai apareture

Kemudian dilakukan perhitungan kembali agar mendapatkan intensitas di titik fokus pada setiap sudutnya.

f xf o

=I xnI o

dimana : fx = Panjang fokus surface x

fo = Panjang fokus surface awal Ixn = Intensitas xn Io = Intensitas awal

ANALISA DATA

Dari percobaan diperoleh data grafik sebagai berikut.

Gambar 3 . Perbandingan intensitas terhadap sudut pada titik fokus

Semakin kecil sudut yang dibentuk maka intensitas yang dapat masuk semakin kecil pula. Dalam gambar diatas terlihat polanya dari kanan ke kiri besar intensitas semakin kecil.

Gambar 4. grafik intensitas terhadap panjang focus

Dapat disimpulkan bahwa aperture sebanding dengan intensitas dan sudut. Kemudian dilakukan persentase antara besar intensitas di titik fokus dengan intensitas yang pada keluaran serat optik

Tabel 4. Persentase Coupling antara Intensitas di Titik Fokus denngan Intensitas Keluaran Serat Optik.

Dalam perhitungan cahaya seharusnya dapat ditransmisikan secara maksimal. Namun hal tersebut terjadi akibat pada pembuatan parabola yang kurang tepat atau simetris. Hal ini dapat dilihat pada perhitungan dengan menggunakan software OSLO spot size kurang dari diameter core yaitu sebesar 4,13 x 10-3 mm sedangkan dalam eksperimen lebih besar dari diameter core

Kesimpulan yang didapat dari penelitian yang telah dilakukan adalah: a. Telah dilakukan perancangan sistem pencahayaan alami dengan serat optik dengan

menggunakan 1 kolektor parabola dan 1 serat optik jenis end glow sepanjang 50 m. b. Dari hasil perhitungan dapat diperoleh kolektor parabola dengan panjang fokus 1,51 m

dan aperture radius atau diameter 1,30 m yang dapat memenuhi kriteria SNI yaitu intensitas keluaran serat optik sebesar 500 lux.

c. Pada percobaan diperoleh persentase coupling rata – rat 0,2% sehingga sistem coupling cahaya tidak dapat berfungsi secara penuh. Hal ini diakibatkan oleh bentuk parabola yang kurang simetris sehingga diameter spot size berkas lebih besar daripada diameter core.

RESUME PAPER SERAT OPTIK UNTUK TELEKOMUNIKASIGWYN WALESA (2411100128)

Dalam paper yang berjudul, ANALISA DAN PENENTUAN REDAMAN KABEL SERAT OPTIK YANG DIGUNAKAN DALAM SISTEM TELEKOMUNIKASI PADA PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA dipaparkan bahwa paper ini merupakan penelitian mengenai serat optik untuk bidang telekomunikasi.Dalam paper ini telah dilakukan analisa dan penentuan redaman kabel serat optik yang digunakan dalam sistem telekomunikasi pada PT. Chevron Pacific Indonesia. Serat optik yang digunakan dalam penelitian ini adalah sear optik Single Mode Step Indeks tipe G.652. Dalam pengaplikasian serat optic, transmisi cahaya di dalam serat optik mengalami redaman yang secara fisik disebabkan oleh absorbsi, hal ini disebabkan oleh kerusakan pada penyambunganserta kerusakan fisik lainnya. Pengujian jaringan dilakukan pada panjang gelombang λ=1310 nm dan λ=1550 nm pada 6 jalur.

Metode yang digunakan adalah link budget yaitu untuk mengetahui kinerja dari sistem komunikasi kabel serat optik akibat dari redaman yang terjadi di sepanjang kabel. Dari hasil pengukuran menggunakan alat OTDR M200 didapatkan bahwa redaman tertinggi berada pada jalur IT Tower ke kantor

Hasil dari pengukuran yang didapatkan adalah ACME pada jarak 1,2 Km jatuh pada core 1 dengan panjang gelombang λ=1550 nm, memiliki nilai redaman total 11,5 dB. Redamantersebut diakibatkan oleh ketidak murnian bahan penyusun serat optik ketika prosespenyambungan (splice). Pada jalur Rangau ke Pematang MS terdapat 10 core yang putus dari 18 core yang tersedia. Sedangkan untuk jalur lainnya dalam keadaan normal yaitu berada dibawah standar ITU (International Telecomunication Union) no. T-REC-G.651-199802-I yaitu 0.35 dB/km pada panjang gelombang λ=1310 nm dan 0,25 dB/Km pada panjang gelombang λ=1550 nm yang mengindikasikan seluruh jalur yang telah dibangun memiliki kinerja yang baik dan dalam keadaan normal sehingga dapat digunakan untuk beroperasi.

Dari hasil perhitungan tersebut, analisa redaman di sepanjang kabel serat optik dibandingkan dengan hasil redaman dari alat ukur. Dari hasil perbandingan tersebut diperoleh, hasil dari pengukuran di lapangan lebih kecil dari pada hasil perhitungan secara teoritis, hal ini menunjukkan bahwa instalansi jaringan serat optik di PT. Chevron distrik Duri dalam keadaan normal. Pada jalur IT Tower Duri link ke Technology Support Labolatory layak untuk dioperasikan. Pada tabel 2 didapatkan hasil nilai redaman terbesar di sepanjang kabel serat optik sebesar 0,5 dB pada panjang gelombang 1550 nm dengan jarak 0,689 Km, besarnya loss ini disebabkan oleh alat ukur dan ketidakmurnian serat optik yang digunakan. Pada jalur IT Tower Duri link ke ACME Office Pokok Jengkol didapatkan hasil pengukuran redaman tertinggi terdapat pada core 1 pada panjang gelombang 1550 nm sebesar 11,5 dB pada jarak 1.207 Km, sedangkan pada core yang sama pada panjang gelombang 1310 nm menunjukkan keadaan yang normal hal ini disebabkan oleh Absorbsi sehingga pada panjang gelombang 1550 nm terjadi penyerapan yang besar, kemudian dilanjutkan pada core 2 sebesar 0,5 dB disebabkan oleh sambungan, core 15 sebesar 1,2 dB dengan jarak 1.207 Km pada panjang gelombang 1550 nm disebabkan oleh absorbsi. Pada core 15 untuk panjang Gelombang 1310 nm sebesar 0,5 dB disebabkan oleh Konektor dan alat ukur OTDR.

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SUMBER DAN DETEKTOR CAHAYA UNTUKEKSTENSOMETER SERAT OPTIKAGIL DISWANTORO (2411100097)

Tomi Budi Waluyo, Dwi Bayuwati, Bambang WidiyatmokoBidang Instrumentasi Fisis dan Optoelektronika,Pusat Penelitian Fisika – Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia

Pada makalah ini menjelaskan tentag pembuatan sumber cahaya menggunakan diode laser yang distabilkan menggunakan teknik APC (Automatic Power Control), dan detektor cahaya yang merupakan paduan suatu diodefoto PIN dan penguat operasional derau rendah jenis CA-251F4 untuk digunakan pada sistem ekstensometer serat optik. Syarat utama bagi ekstensometer serat optik yang berbasis perubahan intensitas cahaya adalah tersedianya sumber cahaya dan detektor cahaya yang andal. Intensitas cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya harus tetap nilainya (jika mengalami perubahan harus dalam batas toleransi penggunaan). Detektor yang digunakan harus peka terhadap perubahan intensitas cahaya dan mempunyai taraf derau yang rendah. Adapun untuk karakterisasinya digunakan Picoscope 3224 yang berfungsi sebagai data logger. Sumber dan detektor cahaya yang dibuat ini dapat digunakan pada sistem ekstensometer optis untuk mengukur pergeseran tanah dengan tingkatketelitian 0.2 mm. Yang menjadi syarat utama bagi sumber cahaya yang akan digunakan pada sistem sensor serat optik berbasis perubahan intensitas cahaya adalah kestabilan intensitas cahaya yang dipancarkannya. Perubahan intensitas cahaya yang diterima oleh detektor adalah akibat besaran fisis yang dideteksi oleh sensor. Detektor cahaya yang digunakan harus peka terhadap setiap perubahan intensitas cahaya yang terjadi dan mempunyai taraf derau yang rendah. Pada umumnya sistem sensor serat optik berbasis perubahan intensitas cahaya menggunakan minimal dua detektor cahaya. Satu detektor digunakan untuk mengukur perubahan intensitas cahaya akibat besaran fisis yang dirasakan oleh sensor, sedangkan detektor lainnya digunakan untuk memonitor apakah terjadi perubahan intensitas pada sumber cahayanya. Telah dibuat sumber cahaya diode laser terstabilkan menggunakan modul ThorlabsLD2000APC dan detektor cahaya menggunakan penguat operasional derau rendah CA-251F4 dengan waktu warming up untuk mencapai kestabilan sekitar 100 menit yang memadai untuk digunakan sebagai ekstensometer optis dengan tingkat ketelitian 0.2 mm (sebagai perbandingan, tingkat ketelitian ekstensometer elektronik komersial ada yang nilainya berkisar antara 0.25 – 1.0 mm). Tingkat ketelitian yang hanya sebesar 0.2 mm ini dikarenakan pengukuran perubahan intensitas cahaya akibat rugi lengkungan yang dilakukan pada karakterisasi ini merupakan pengukuran di yang didominasi oleh derau 1/f (1/f noise).

PERANCANGAN JARINGAN SISTEM KOMUNIKASI FIBER OPTIK UNTUK APLIKASI DIGITAL BILLBOARD DI KOTA CIMAHI

Winona Andnindyara (2412100045)

Jurnal oleh: 1. Moch Yana H. 2. Akhmad Hambali, Ir MT3. Ida Wahidah, ST, MT

Konsep Dasar Sistem transmisi serat optik memilki tiga komponen, yaitu sumber cahaya, media transmisi dan fotodetektor. Dengan memasang sumber cahaya di salah satu ujung serat optik dan sebuah fotodetektor di ujung yang lainnya maka akan diperoleh sistem tranmisi, seperti yang terlihat pada gambar.

Gambar 2.1 Konfigurasi Sistem Komunikasi Optik

Media optik sebagai media transmisi memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan kabel tembaga maupun gelombang radio. Media serat optik memiliki bandwidth yang lebih lebar dibandingkan dengan kabel tembaga, sehingga memiliki bit rate yang lebih tinggi. Serat optik memiliki redaman yang rendah dibandingkan dengan redaman pada kabel tembaga, sekalipun pada frekuensi tinggi.

Tujuan dari sebuah sistem komunikasi adalah mengirimkan sinyal pesan dari sebuah sumber informasi dalam bentuk yang telah dikenal oleh user. Untuk melakukannya, transmitter memodifikasi sinyal pesan ke dalam bentuk yang cocok sesuai dengan kanal yang dilaluinya yaitu sinyal pembawa (sinyal carrier). Proses ini pada akhirnya kita sebut sebagai modulasi. Receiver kemudian mengembalikan sinyal pesan yang sudah ditransmisikan melalui kanal menjadi sinyal pesan seperti bentuk yang semula.

Proses yang terjadi pada receiver ini disebut dengan demodulasi. Kanal transmisi merupakan medium yang melewatkan informasi dari transmitter ke receiver. Sistem komunikasi optik secara konsep sama dengan sistem komunikasi jenis lain pada umumnya, namun yang membedakannya adalah pada sistem komunikasi optik, sinyal informasi dibawa oleh cahaya.

Karakteristik Serat Optik Performansi sistem komunikasi serat optik dipengaruhi oleh parameter redaman yang menentukan jarak tempuh sinyal optik yang dapat ditransmisikan dan dispersi yang menentukan besarnya laju data.

Redaman Dalam merancang sistem transmisi serat optik, redaman mempunyai peranan yang sangat penting. Redaman menentukan jarak trasmisi maksimum antara transmitter dan receiver, dan juga menentukan banyaknya repeater dan margin daya yang diperlukan dalam sebuah link. Redaman sinyal dalam serat optik dinyatakan dalam decibel.

Power Link Budget Power Budget adalah perhitungan daya yang dilakukan pada suatu sistem transmisi yang didasarkan pada karakteristik saluran(redaman), sumber optik dan sensitivitas fotodetektor. Perhitungan daya sinyal diformulasikan dengan persamaan: Ptx – Prx = Ms + αtotal

Daya diterima detektor : PR = PS – AT AT = 2 αc + n αsp + αf L + MS PS : daya optik dipancarkan dari sumber ujung fiber [dBm] PR : daya diterima detektor [dBm] AT : redaman total [dB] αc : loss konektor [dB/bh] αsp : loss splice [dB/bh] αf : konstanta redaman fiber [dB/Km] L : panjang link [Km] MS : margin sistem [dB]

Rise Time Budget bertujuan untuk menganalisis kemampuan komponen sistem yang menjamin bahwa sistem yang didesain dapat melayani bit rate transmisi yang ditrasmisikan, maka dilakukan perhitungan rise time budget ini. Dalam persamaan berikut ini dituliskan perhitungan untuk rise time budget sistem yang didesain, Untuk menentukan pembatasan dispersi link fiber optik. Rise time sistem keseluruhan : Ttotal = Ttotal : Rise time sistem keseluruhan ti : rise time kontributor ttx : rise time sumber optik/pemancar tmat : rise time dispersi material fiber

tmod : rise time dispersi modus fiber twg : rise time dispersi pandu gelombang trx : rise time detektor optik/penerima Rise time dispersi = pelebaran pulsa karena dispersi σ Ttotal = Ttotal = rise time total sistem (ns)

perancangan jaringan dan parameter input optik

Digital Billboard PT Lintas Mediatama

Gambar 3.8 Jaringan yang akan diimplementasikan

OUTPUT DAN ANALISIS HASIL PERANCANGAN Rise Time Budget (Kalkulasi Waktu Bangkit) Rise time budget diperlukan untuk tujuan menganalisis kemampuan komponen sistem yang dirancang dapat menjamin bahwa sistem yang didesain dapat mentransmisikan bit rate yang dirancang, rise time budget pada Multimode Graded Index ini sangat perlu dilakukan karena adanya keterbatasan akibat pengaruh dispersi pada saluran transmisi optik.

Perhitungan Rise Time Budget ini akan dilakukan antar 2 node point to point. Diambil sampel titik terdekat. Nilai Rise Time Budget akan dipengaruhi 5 faktor yaitu: Ttransmitter, Tmaterial, Treceiver, Tmodus, dan Tpandu gelombang sehingga Ttotal akan didapatkan.

Ttransmitter sesuai dengan Ttransmitter pada LED yang direkomendasikan oleh PT TELKOM sebesar 2 ns sampai dengan 10 ns. Asumsi diambil nilai 2 ns karena semakin kecil waktu bangkit akan berpengaruh pada Bit Error Rate yang semakin handal dan juga bit rate yang bisa dilewatkan akan semakin besar.

Tmaterial ditentukan oleh tiga komponen yaitu; Lebar spektral, Dispersi kromatik material, dan Panjang Link.. Tmaterial = σλ x Dm x L = 50 nm x 120 ps/nm.km x 0.22 km = 1320 ps Tmaterial= 1.32 ns.

3. Treceiver didapatkan dari photodetektor Si-Pin yang digunakan. Dari data sheet spesifikasi perangkat didapatkan Treceiver sebesar 1 ns untuk operasi gelombang pada 850 nm.

4. Tmodus, bergantung pada 3 faktor yaitu: Modal distortion bandwidth (Bo) yaitu Bandwidth pada panjang kabel 1 km, faktor q, dan panjang link. Tmodus yang memberikan kontribusi paling besar dalam Ttotal. Nilai konstanta q dari standarisasi ITU-T dan yang digunakan TELKOM berada dalam range interval 0<q<1. Secara umum digunakan nilai q sebesar 0.7. panjang lintasan dari Server BITC menuju

pintu BAROS 1 sebesar 220 meter atau 0.22 km. Sesuai dengan formula Tmodus = (440 x ) km/ Bo MHz.Km. Tmodus =(440 x (0.22)^0.7 Km / 2500 Mhz.Km) = 0.060982966 μs = 60.982966 ns. Tmodus yang sangat berkontribusi paling besar dalam nilai akhir Ttotal dibandingkan dengan nilai rise time yang lain, oleh karenanya itu pembahasan rise time Tmodus relatif lebih panjang.

Power Link Budget Power Link Budget adalah besarnya daya yang diperlukan untuk dapat mentransmisikan data atau informasi dari satu titik ke titik lainnya, dimana selama proses transmisi akan terjadi redaman. Tujuan dari Power Link Budget agar dapat mengestimasi besar daya yang dikirimkan akan lebih besar dari redaman dan sampai di penerima akan lebih besar atau sama dengan sensitivitas penerima. Perhitungan Power Link Budget ini akan dilakukan antar 2 node point to point. Dalam analisis pembahasan Power Link Budget perhitungan untuk titik terdekat.

Titik Terdekat adalah Server BITC ke Pintu masuk atau keluar TOL BAROS 1

Power output LED : -20 dBm (Sesuai Spesifikasi Perangkat Pabrikan).

Sensitivitas penerima : -63 dBm (didapat dari Bit Rate terkecil pada Rise Time Budget, sensitivitas minimum, tabel hubungan bit rate dengan sensitivitas).

Fiber Loss : 2.6 dB/km (Spesifikasi Perangkat).

Konektor : 0.5 dB (Spesifikasi Perangkat).

Splicing Loss : 0.5 dB jika ada (TELKOM 2-4 km/haspel).

Margin System : 6 dB (Teks book).

Panjang Link : 220 m = 0.22 km (Server BITC-Pintu Tol Baros 1).

Untuk lebih memudahkan proses perhitungan manual yang relatif panjang, tahapannya adalah; 1. Proses yang pertama kali dilakukan adalah mendapatkan nilai power link budget atau dengan istilah lain namanya required margin. Power link budget ini didapatkan dengan cara melakukan pengurangan power output LED terhadap sensitivitas penerima. Power link budget = -20 dBm- (-63 dBm) = -20 dBm + 63 dBm = 43 dB.

2. Kedua adalah melakukan perhitungan terhadap semua komponen system loss yang terdiri dari : Fiber loss, dari standarisasi pabrikan didapakan nilai fiber loss = 2.6 dB/km. Panjang link dari server BITC menuju Pintu Tol Baros 1 sebesar 220 m atau kalau dikonversi dalam kilometer sebesar 0.22 km, hal ini diperlukan karena fiber loss merupakan fungsi redaman 2.6 dB dalam 1 km atau eqivalen dengan 1 km terjadi redaman 2.6 dB. dengan demikian dengan cara mengalikan komponen redaman fiber loss dengan panjang link, total fiber loss akan didapatkan. Nilainya sebesar = 2.6 dB/km x 0.22 km = 0.572 dB.

Konektor, dalam hal ini dari Link Server BITC menuju Pintu Tol BAROS 1 akan dibutuhkan 4 konektor. Satu konektor pada output LED yang merupakan komponen berjenis ST, maka semua perangkat konektor akan disesuaikan dengan sumber LED optik yang digunakan dan serat optik Multimode Graded Index. Konektor kedua pada optical switch yang menghubungkan langsung dengan sumber LED. Konektor ketiga merupakan output dari optical switch menuju receiver di pintu tol BAROS Terakhir konektor keempat ada pada perangkat penerima receiver di Pintu Tol BAROS 1. Dari keempat konektor tersebut akan berkontribusi memberikan redaman pada system transmisi. Masing –masing konektor ST sesuai dengan data sheet yang didapat bernilai 0.5 dB. Jadi total redaman konektor = 4 x 0.5 dB = 2 dB.

o Splicing atau sambungan antar fiber optik yang diperlukan jikalau satu gulungan optik sudah habis. Satu gulungan atau dengan nama yang familiar pada fiber optik adalah haspel. Dari standarisasi Telkom, 1 haspel rata-rata sepanjang 2-4 km. dengan mengacu pada standarisasi ITU-T yang terbaru maka asumsi diambil 2 km/haspel.

o Margin System yang lebih dikenal dengan safety margin sesuai dengan teks book teoritis digunakan sebesar interval range 6-8 dB. Margin system yang digunakan diambil yang minimum yaitu 6 dB dengan asumsi yang paling kecil berkontribusi untuk penambahan redaman pada total sytem loss.

Total sytem loss= Fiber Loss + Konektor + Splicing + Margin System

Total Sytem loss= 0.572 dB + 2 dB + 0 dB + 6 dB = 8.572 dB.

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat ditarik dari perancangan jaringan sistem komunikasi fiber optik untuk aplikasi digital billboard di Kota Cimahi ini diantaranya adalah: 1. Topologi kombinasi Star-Bus yang merupakan output algoritma prim.

2. Perangkat; Sumber LED, Konektor ST,diameter core/cladding 62.5/125μm,Optical switch 5 port,Satu FTP server, 12 client PC dan digital billboard,penerima Si.

3. Rise Time Budget.titik terdekat 11.1 Mbps Line coding NRZ,syarat Ttotal<=Tsystem terpenuhi.

Ttotal = 62.71497248 ns dan Tsys = 63.06306306 ns.

4. Power Link Budget,power margin 34.428 dB>0 dB,Pin Receiver -28.572 dBm, dua syarat terpenuhi, redaman bertambah dengan banyaknya optical switch.

5. Bit Rate Digital Billboard 43.2 Mbps denganWaktu Transfer, 10 Mbyte, 9.059 s