Upload
mohammad-arif-harfianto
View
236
Download
9
Embed Size (px)
DESCRIPTION
training tentang optik
Citation preview
ISSUED - 4/17/2004 11
Training Center
MODUL KONSEP DASAR KABEL SERAT OPTIK
qq KONSEP PERAMBATAN KONSEP PERAMBATAN CAHAYACAHAYA
qq JENIS SERAT OPTIKJENIS SERAT OPTIK
qq STRUKTUR SERAT OPTIKSTRUKTUR SERAT OPTIK
qq JENIS, KODE WARNA DAN PENANDAAN KABEL OPTIKJENIS, KODE WARNA DAN PENANDAAN KABEL OPTIK
q KARAKTERISTIK SERAT OPTIK
qq FUNGSI ELEMEN SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIKFUNGSI ELEMEN SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK
ISSUED - 4/17/2004 22
Training Center
KONSEP PERAMBATAN CAHAYAKONSEP PERAMBATAN CAHAYA
Tujuan :
• Siswa dapat memahami prinsip pemantulan danpembiasan cahaya.
• Siswa dapat memahami perambatan cahayadalam serat optik.
ISSUED - 4/17/2004 33
Training Center
BESARAN BESARAN PENTING
λ = Panjang gelombang = wave length, T = Perioda.
c = Kecepatan cahaya dalam ruang bebas / hampa = 300.000 km/dt.
λ = T x c atau λ = c/f di mana T = 1/f
NOTASI - NOTASI
ISSUED - 4/17/2004 44
Training Center
Refractive Index (Indeks bias)
Bila gelombang cahaya merambat melalui material, tidak dalamvacuum, maka kecepatannya lebih kecil dibandingkan dalam vacuum.
V = c/n, atau n = c/V
Di mana :n1 = Refractive index atau indeks bias.V = Kecepatan rambat cahaya dalam material.
Cahaya merambat dalam suatu medium dengan tiga cara :
• Merambat lurus.• Dibiaskan.• Dipantulkan.
ISSUED - 4/17/2004 55
Training Center
Contoh Pemantulan Penuh.
Kalau kita berada di bawah air, permukaan air kadang kala kelihatan bersinar sepertisuatu cermin, dan benda yang ada di atas permukaan air tidak dapat dilihat. Hal ini karena adanya pemantulan penuh.
Gambar 1 : Ilustrasi Perambatan Cahaya
ISSUED - 4/17/2004 66
Training Center
sudutrefleksi
Sudutdatang
cermin
REFLEKSI
udara
air
cahayacahaya
cahaya dibelokkanpada permukaan air
REFRAKSI
r
i
PEMANTULAN DAN PEMBIASAN
ISSUED - 4/17/2004 77
Training Center
Garisnormal
i1
i3i2
r3 = 90 0r2
r1
i4r4
i1
i2
i3
i4
< r3 = 90 0 ; i3 = Sudut kritis
< r2
< r1
= r4
HUKUM Snell
n1 Sin i = n2 Sin r
n1 [air]
n2 [ udara]
n1 > n2
ISSUED - 4/17/2004 88
Training Center
Hukum Refleksi (pemantulan) menyatakan : θ1 = θ2
• Bila θ1 = 90°, maka θ2 = 90°, berarti cahaya yang direfleksikan segarisdengan cahaya datang.
Hubungan θ1 dengan θ2 dapat dinyatakan dengan hukum Snellius:
n2 Sin θ1 = n2 Sin θ2 atau Sin θ1/ θ2 = Sin θ2 / θ1.
• Cahaya yang bergerak dari materi dengan indek bias lebih besar (padat) ke materi dengan indeks bias lebih kecil (tipis) maka akan bergerakmenjauhi sumbu tegak lurus (garis normal). Sudut datang lebih kecildaripada sudut bias.
• Cahaya yang bergerak dari materi dengan indek bias lebih kecil (tipis) kemateri dengan indeks bias lebih besar (padat) maka akan bergerakmendekati sumbu tegak lurus (garis normal). Sudut datang lebih besardaripada sudut bias.
ISSUED - 4/17/2004 99
Training Center
Gambar 2.a : Pemantulan dan pembiasan cahaya
ISSUED - 4/17/2004 1010
Training Center
Gambar 2.b : Pemantulan dan pembiasan cahaya
ISSUED - 4/17/2004 1111
Training Center
Besar dari cahaya yang direflesikan tergantung dari sudutdatang.
Dengan mengatur θ1, maka akan diperoleh θ2 = 90º.Jika θ2 = 90º, maka cahya yang direfraksikan tidak berjalanmelalui material kedua (n2), tetapi merambat melaluipermukaan (batas n1 dan n2).
ISSUED - 4/17/2004 1212
Training Center
Sin θ1 n2=
Sin θ2 n1
Jika : θ2 = 90º → Sin θ2 = 1, sehingga : Sin θ1 = n2 / n1.
Jika cahaya merambat dengan sudut datang (θ1) dan sudut bias (θ2) sebesar90º, maka θ1 disebut sudut kritis (θc).
Sehingga :
Sin θc = n2 / n1 atau Sin-1 (n2 / n1).
Dalam keadaan ini :
• Tidak ada cahaya yang direfraksikan bila θ1 ≥ θc.• Cahaya datang direflesikan saat sudut datang lebih besar dari θc.
Kondisi ini disebut sebagai Total Internal Reflection, yang dapatterjadi hanya saat cahaya bergerak dari material dengan n lebih besarke material dengan n lebih kecil.
Dengan memperhatikan rumus :
ISSUED - 4/17/2004 1313
Training Center
• Bila cahaya memasuki salah satu ujung serat optik, Sebagian besarcahaya terkurung didalam fiber dan akan dituntun ke ujung jauh.
• Serat optik disebut sebagai penuntun cahaya (light guide)• Cahaya tetap berada dalam serat karena dipantulkan secara total oleh
permukaan sebelah dalam serat.• Pantulan dalam total (Total Internal Reflection) dapat terjadi bila
dipenuhi dua hal :1. Indek bias inti (n1) lebih besar dari cladding (n2)2. Sudut masuk cahaya harus lebih besar dari sudut kritis.
Gambar 3 : Fenomena Sudut Kritis di dalam serat optik
ISSUED - 4/17/2004 1414
Training Center
Bila cahaya lewat dari daerah indkes bias lebih rendah n0 ke indeks bias lebihtinggi n1 (cahaya memasuki ujung serat) dengan sudut masuk θ0, dimana θ0 lebihkecil dari sudut Kritis θc, sinar akan masuk / dibiaskan ke dalam daerah denganindeks bias yang lebih tinggi, dengan sudut keluar θ1 yang lebih kecil dari θ0.Bila θ0 > θc maka terjadilah pantulan.
Gambar 4 : Pembiasan pada suatu interface
ISSUED - 4/17/2004 1515
Training Center
Hukum Snellius :no Sin θ0 = n1 Sin θ1n0 = 1θ0 = Sudut masuk luarSinar memasuki inti padatitik A dengan sudut bias θ1, dipantulkan pada titikdengan sudut ∅
ABCθ1 = 90º - ∅
ISSUED - 4/17/2004 1616
Training Center
Sin θ1 = Sin (90º - ∅ ) = Cos ∅n1
Sin θ0 = Cos ∅n2
Bila cahaya masuk dengan sudut sedemikian sehingga sudut masuk dalam ∅lebih kecil dari sudut kritis ∅c, maka cahaya akan merambat keujung jauh.Bila ∅ > ∅c maka cahaya yang masuk fiber dibiaskan keluar dan hilang.
Nilai maksimum kritis untuk sudut masuk luar θ0 adalah :
1
22
21
nn -n
c Cos =φ
Nilai maksimum dari sudut luar, untuk mana cahaya akan merambat didalam serat :
Sudut ini dinamakan sudut penerimaan atau setengah sudut kerucut penerimaan.
=
0
22
211-
)(0 nn - n
Sin maksθ
Teorema Pythagoras yang menghubungkan cos ∅c dengan sin ∅c :
ISSUED - 4/17/2004 1717
Training Center
Setiap cahaya yang diarahkan ke ujung serat di dalam kerucut akanditerima dan diteruskan ke ujung jauh.
Dengan memutar sudut penerimaan ® didapat kerucut penerimaan.
Kerucut penerimaan yang diperoleh dengan memutar sudutpenerimaan terhadap sumbu serat
ISSUED - 4/17/2004 1818
Training Center
Kerucut penerimaan disebut sebagai celah numerik (Numerical Aperture = NA)
Jika n0 = 1, maka :
0
22
21
(maks) c nn - n
Sin NA == θ
22
21(maks) c n - n Sin NA == θ
ISSUED - 4/17/2004 1919
Training Center
Core [n1]
Clading [n2]
Arc
Sin
.NA
0
22
21
nnn
NA−
=NA= Numerical Aparturen1 = Indeks bias coren2 = Indeks bias claddingn0 = Indeks bias pelepasan
Merambatlurus
Dipantulkan
Dibiaskan
Kerucut penerimaan = arc Sin NA
ISSUED - 4/17/2004 2020
Training Center
ISSUED - 4/17/2004 2121
Training Center
JENIS SERAT OPTIK:JENIS SERAT OPTIK:
< Step index multimode< Graded index multimode< Step index singlemode
ISSUED - 4/17/2004 2222
Training Center
Mode Mode PerambatanPerambatan CahayaCahaya ::
§ Cahaya dapat merambat dalam serat optik melalui sejumlah lintasanyang berbeda.
§ Lintasan cahaya yang berbeda-beda ini disebut mode dari suatu serat optik.
§ Ukuran diameter core menentukan jumlah mode yang ada dalam suatuserat optik.
§ Serat optik yang memiliki lebih dari satu mode disebut serat optik multimode.
§ Serat optik yang hanya satu mode saja disebut serat optik single mode, serat optik single mode memiliki ukuran core yang lebih kecil.
ISSUED - 4/17/2004 2323
Training Center
coatingcladding
core
3
2 1
Sinar merambat lurus sepanjang sumbu serat tanpa mengalami refleksi/refraksi
Sinar mengalami refleksi total karena memiliki sudut datang yang lebih besar dari sudut kritis dan akan merambat sepanjang serat melalui pantulan-pantulan.
Sinarakan mengalami refraksi dan tidak akan dirambatkan sepanjang serat karena memiliki sudut datang yang lebih kecil dari sudut kritis
1
2
3
PrinsipPrinsip perambatanperambatan cahayacahaya dalamdalam seratserat optikoptik
ISSUED - 4/17/2004 2424
Training Center
n2 n1
Profil indeks bias
50 µm 125 µm
§ Indeks bias core konstan.§ Ukuran core besar (50µm) dan dilapisi cladding yang sangat tipis.§ Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki core yang besar.§ terjadi dispersi.§ Hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data bit rate
rendah.
Step Index MultimodeStep Index Multimode
ISSUED - 4/17/2004 2525
Training Center
50 µm 125 µm
profil index bias
A Core terdiri dari sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda, indeks bias tertinggi terdapat pada pusat core dan berangsur-angsur turun sampai ke batas core-cladding,
A Cahaya merambat karena difraksi yang terjadi pada core sehiggarambatan cahaya sejajar dengan sumbu serat,
A Dispersi minimum,A Harganya lebih mahal dari serat optik SI karena proses pembuatannya
lebih sulit.
SeratSerat optikoptik grade index multimodegrade index multimode
ISSUED - 4/17/2004 2626
Training Center
PROPAGASI CAHAYA MULTI MODE GRADED INDEX
Masing-masing kecepatan berbedaè tetapi sampainya bareng
ISSUED - 4/17/2004 2727
Training Center
§ Serat optik SI monomode memiliki diameter core yang sangat kecil dibandingkan ukuran claddingnya.
§ Cahaya hanya merambat dalam satu mode saja yaitu sejajar dengan sumbu serat optik.
§ Digunakan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi.
9 µm 125 µm
profilindeks bias
SeratSerat optikoptik step index single modestep index single mode
ISSUED - 4/17/2004 2828
Training Center
SINGLE MODE
INPUT PULSE (LASER)
CORE
OUTPUT PULSE
Serat Optik jenis Single Mode
LIGHT SOURCE CLADDING
RambatanRambatan pulsapulsa padapada seratserat optikoptik
ISSUED - 4/17/2004 2929
Training Center
STRUKTUR SERAT OPTIKSTRUKTUR SERAT OPTIK
TUJUAN :
Siswa dapat memahami :
• Konstruksi Serat Optik.
• Macam-macam Serat Optik.
ISSUED - 4/17/2004 3030
Training Center
Susunan Serat OptikSusunan Serat Optik
coatingcladding
core
Gambar 1: Struktur Dasar Serat Optik
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 sebagaipengkodean warna.
Indek bias (n) Core selalu lebih besar daripada indek bias Cladding (Nc > Nd)
Struktur Dasar Serat Optik Struktur Dasar Serat Optik Core (Inti)
Cladding (lapisan)
Coating (jaket)
ISSUED - 4/17/2004 3131
Training Center
CoreCore§ Terbuat dari bahan kuarsa dengan kualitas sangat tinggi§ Merupakan bagian utama dari serat optik karena perambatan cahaya
sebenarnya terjadi pada bagian ini.§ Memiliki diameter 10 mm ~ 50 mm. ukuran core sangat mempengaruhi
karakteristik serat optik.
CladdingCladding§ Terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias lebih kecil dari core§ Merupakan selubung dari core§ Hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi
perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut kritis).
CoatingCoating§ Terbuat dari bahan plastik.§ Berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan.
KETERANGAN :
ISSUED - 4/17/2004 3232
Training Center
Macam Serat Optik menurut susunannya :
a. Single coreb. Ribbon
Single Core Ribbon
coatingcladding
core
ISSUED - 4/17/2004 3333
Training Center
KeuntunganKeuntungan SeratSerat OptikOptik ::
§ Band width lebar.§ Informasi yang dikirim dalam satu saat lebih banyak.§ Redaman kecil.§ Jarak jangkau pengiriman tanpa repeater lebih jauh.§ Kebal terhadap induksi.
Tidak terpengaruh oleh kilat, transmisi radio.§ Keamanan rahasia informasi lebih baik.
Penyadapan informasi dengan induksi atau hubungan sederhana tidakdapat dilakukan.
§ Aman dari bahaya listrik.Tidak ada bahaya sengatan listrik, kebocoran ke tanah / ground atauhubung singkat. Penambahan kanal / kapasitas terpasan lebih mudah
§ Tidak ada cakap silang (Crosstalk).§ Tidak berkarat.§ Lebih ekonomis.§ Tahan temperatur tinggi.§ Konsumsi daya rendah.
ISSUED - 4/17/2004 3434
Training Center
KerugianKerugian SeratSerat OptikOptik ::
• Tidak menyalurkan energi listrik, sehingga diperlukan catuan listrik dari luar untuk mencatu sistem repeater, transmistter & receiver.
• Perangkat sambung relatif lebih sulit, karena terbuat dari gelas silica, memerlukan penanganan yang lebih hati-hati.
• Perangkat terminasi lebih mahal.
• Perbaikan lebih sulit
ISSUED - 4/17/2004 3535
Training Center
JENIS, KODE WARNA DAN JENIS, KODE WARNA DAN PENANDAAN KABEL OPTIKPENANDAAN KABEL OPTIK
TUJUAN :
Siswa dapat memahami :
• Jenis Kabel Optik
• Spesifikasi Kabel optik
• Kode warna Serat
ISSUED - 4/17/2004 3636
Training Center
KABEL SERAT OPTIK
Berbeda dengan kabel metalik, kabel serat optik ukurannya kecil, + 3 cm, dan lebih ringan sehingga instalasi kabel serat optik dapat dilakukan melalui beberapa span secara sekaligus. Panjang kabel serat optik dalam satu haspel biasanya mencapai 2 s/d 4 km.
Pada saat ini, untuk mengatasi keterbatasan kapasitas kabel tembaga, maka pembangunan junction menggunakan kabel serat optik jenis single mode.
Ada dua jenis kabel optik, yaitu :
1. PIPA LONGGAR (Loose Tube).
Serat optik ditempatkan di dalam pipa longgar (loose tube) yang terbuat dari bahan PBTP (Polybutylene Terepthalete) dan berisi jelly.
Saat ini sebuah kabel optik maksimum mempunyai kapasitas 8 loose tube, di mana setiap loose tube berisi 12 serat optik.
2. ALUR (Slot)
Serat optik ditempatkan pada alur (slot) di dalam silinder yang terbuat dari bahan PE (Polyethyiene). Pada saat di Jepang telah dibuat kabel jenis slot dengan kapasitas 1.000 serat dan 3.000 serat.
ISSUED - 4/17/2004 3737
Training Center
Diameter dan berat kabel optik jenis slot ( di Jepang) :
Cable typeCable type Diameter (mm)Diameter (mm) Weight (kg)Weight (kg)
400-fiber cable 24 (25) 0.57 (0.65) 600-fiber cable 24 (25) 0.57 (0.65) 800-fiber cable 30 (31) 0.85 (1.02) 1.000-fiber cable 30 (31) 0.85 (1.02)
ISSUED - 4/17/2004 3838
Training Center
Penampang Kabel Optik JenisPenampang Kabel Optik Jenis Loose TubeLoose Tube
ISSUED - 4/17/2004 3939
Training Center
Penampang Kabel Optik JenisPenampang Kabel Optik Jenis SlotSlot
ISSUED - 4/17/2004 4040
Training Center
Sesuai dengan konstruksinya kabel optik terdiri dari :
a. Kabel duct
b. Kabel tanah
c. Kabel atas tanah
d. Kabel rumah
KONSTRUKSI KABEL OPTIKKONSTRUKSI KABEL OPTIK
ISSUED - 4/17/2004 4141
Training Center
Konstruksi Dasar Kabel Optik Duct
ISSUED - 4/17/2004 4242
Training Center
Konstruksi Dasar Kabel Optik Bawah TanahKonstruksi Dasar Kabel Optik Bawah Tanah
ISSUED - 4/17/2004 4343
Training Center
Konstruksi dasar Kabel Optik Atas Konstruksi dasar Kabel Optik Atas TanahTanah
ISSUED - 4/17/2004 4444
Training Center
Konstruksi Dasar Kabel RumahKonstruksi Dasar Kabel Rumah (2 s/d 6 fiber)(2 s/d 6 fiber)
SINGLE FIBRE DESIGN
ISSUED - 4/17/2004 4545
Training Center
Konstruksi Dasar Kabel RumahKonstruksi Dasar Kabel Rumah (8 s/d 12 fiber)(8 s/d 12 fiber)
ISSUED - 4/17/2004 4646
Training Center
Fungsi dan bagian-bagian kabel optik jenis loose tube :
a. Loose tube, berbentuk tabung longgar yang terbuat dari bahan PBTP (Polybuty leneterepthalete) yang berisi thixotropic gel dan serat optik ditempatkan didalamnya.
Konstruksi loose tube yang berbentuk longgar tersebut mempunyai tujuanagar serat optik dapat bebas bergerak, tidak langsung mengalami tekanan atau gesekan yang dapat merusak serat pada saat instalasi kabel optik.
Thixotropic gel adalah bahan semacam jelly yang berfungsi melindungi serat dari pengaruh mekanis dan juga untuk menahan air.
Sebuah loose tube dapat bersisi 2 sampai dengan 12 serat optik. Sebuah kabel optik dapat bersisi 6 sampai dengan 8 loose tube.
b. HDPE Sheath atau High Density Polyethylene Sheath yaitu bahan sejenispolyethylene keras yang digunakan sebagai kulit kabel optik berfungsi sebagai bantalan untuk melindungi serat optik dari pengaruh mekanis pada saat instalasi.
ISSUED - 4/17/2004 4747
Training Center
c. Alumunium tape atau lapisan alumunium ditempatkan diantara kulit kabel dan water blocking berfungsi sebagai konduktivitas elektris dan melindungi kabel dari pengaruh mekanis.
d. Flooding gel adalah bahan campuran petroleum, synthetic dan silicon yang mempunyai sifat anti air. Flooding gel merupakan bahan pengisi yang digunakan pada kabel optik agar kabel menjadi padat.
e. PE Sheath adalah bahan polyethylene yang menutupi bagian central strength member.
f. Central strength member adalah bagian penguat yang terletak ditengah-tengah kabel optik. f Central Strength Member dapat merupakan: pilinan kawat baja, atau Solid Steel Core atau Glass Reinforced Plastic.
Central Strength member mempunyai kekuatan mekanis yang tinggiyang diperlukan pada saat instalasi.
g. Peripheral Strain Elements terbuat dari bahan polyramid yang merupakan elemen pelengkap optik yang diperlukan untuk menambah kekuatan kabel optik. Polyramid mempunyai kekuatan tarik tinggi.
ISSUED - 4/17/2004 4848
Training Center
Fungsi dan bagianFungsi dan bagian--bagian kabel optik jenisbagian kabel optik jenis slot:slot:
a. Kulit kabel, terbuat dari bahan sejenis polyethylene keras, berfungsi sebagai bantalan untuk melindungi serat optik dari pengaruh mekanis saat instalasi.
b. Aluran (slot) terbuat dari bahan polyethylene berfungsi untuk menempatkan sejumlah serat. Untuk kabel optik jenis slot dengan kapasitas 1000 serat, diperlukan 13 aluran (slot) dan 1slot berisi 10 fiber ribbons. 1 fiber ribon berisi 8 serat.
c. Central strength member adalah bagianpenguat yang terletak ditengah-tengah kabel optik. Central strength member terbuat dari pilinan kawat baja yang mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi yang diperlukan pada saat instalasi.
ISSUED - 4/17/2004 4949
Training Center
Karakteristik Mekanis :
SPESIFIKASI KABEL OPTIKSPESIFIKASI KABEL OPTIK
1. Fibre Bending (tekukan Serat)Tekukan serat yang berlebihan (terlalu kecil) dapat mengakibatkan bertambahnya optical loss.
2. Cable Bending (tekukan Kabel)Tekukan kabel pada saat instalasi harus di jaga agar tidak terlalu kecil, karena halini dapat memerusak serat sehingga menambah optical loss.
3. Tensile StrengthTensile strength yang berlebihan dapat merusakan kabel atau serat.
4. CrushCrush atau tekanan yang berlebihan dapat mengakibatkan serat retak / patah,sehingga dapat menaikkan optical loss
5. ImpactImpact adalah beban dengan berat tertentu yang dijatuhkan dan mengenai kabel optik. Berat beban yang berlebihan dapat mengakibatkan serat retak / patah,sehingga dapat menaikkan optical loss.
6. Cable TorsionTorsi yang diberian kepada kabel dapat merusak selubung kabel dan serat
ISSUED - 4/17/2004 5050
Training Center
Spesifikasi kabel optik.
Jumlah Jumlah serat Diameter luar/dalam Diameter luar Jumlah seratloose tube per loose tube Loose tube kabel (mm)
(mm)
6 2 2.2 x 1.4 13 4-126 4 2.2 x 1.4 13 4-246 6 2.5 x 1.5 13.5 6-366 12 3.5 x 2.5 16 12-728 4 2.2 x 1.4 15 248 6 2.5 x 1.5 16 24-488 12 3.5 x 2.5 17.5 24-96
ISSUED - 4/17/2004 5151
Training Center
Loose tubes Number1 2 3 4 5 6
Fiber count (Biru) (Oranye ) (Hijau) (Coklat) (Abu-abu) (Putih)
4 2 Filler Quad/Filler 2 Filler Quad/Filler4 4 Filler Filler Filler Filler Quad/Filler6 2 2 Quad/Filler 2 Filler Quad/Filler6 6 Filler Quad/Filler Filler Filler Quad/Filler8 2 2 Quad/Filler 2 2 Quad/Filler8 4 Filler Quad/Filler 4 Filler Quad/Filler10 2 2 2 2 2 Quad/Filler12 2 2 2 2 2 212 4 4 Quad/Filler Filler 4 Quad/Filler12 6 Filler Quad/Filler 6 Filler Quad/Filler16 4 4 Quad/Filler 4 4 Quad/Filler18 6 6 Quad/Filler Filler 6 Quad/Filler24 4 4 4 4 4 424 6 6 Quad/Filler 6 6 Quad/Filler24 12 Filler Quad/Filler 12 Filler Quad/Filler36 6 6 6 6 6 636 12 12 Quad/Filler Filler 12 Quad/Filler48 12 12 Quad/Filler 12 12 Quad/Filler60 12 12 12 12 12 Quad/Filler72 12 12 12 12 12 12
Jumlah fiber pada 6 Loose tube
ISSUED - 4/17/2004 5252
Training Center
Loose tubes Number1 2 3 4 5 6 7 8
Fiber Count (Biru) (Oranye) (Hijau) (Coklat) (Abu-abu) (Putih) (Merah) (Hitam)
24 4 4 4 Quad/Filler 4 4 4 Quad/Filler24 6 Filler 6 Quad/Filler 6 Filler 6 Quad/Filler24 12 Filler Filler Quad/Filler 12 Filler Filler Quad/Filler36 6 6 6 Quad/Filler 6 6 6 Quad/Filler36 12 12 Filler Quad/Filler 12 Filler 12 Quad/Filler48 6 6 6 6 6 6 6 648 12 Filler 12 Quad/Filler 12 Filler 12 Quad/Filler60 12 12 Filler Quad/Filler 12 12 12 Quad/Filler72 12 12 12 Quad/Filler 12 12 12 Quad/Filler84 12 12 12 12 12 12 12 Quad/Filler96 12 12 12 12 12 12 12 12
Jumlah fiber pada 8 loose tube
ISSUED - 4/17/2004 5353
Training Center
Six loose tubes design PositionOne quad 6Two quad 3 and 6
Eight loose tubes design PositionOne quad 8Two quad 4 and 8
Placement of copper quads
Copper Conductor
ISSUED - 4/17/2004 5454
Training Center
Kode warna serat
1 2 3 4 5 6Biru Oranye Hijau Coklat Abu-abu Putih
7 8 9 10 11 12Merah Hitam Kuning Ungu Pink Turquoise
ISSUED - 4/17/2004 5555
Training Center
No. Tabung Warna1 Biru2 Oranye3 Hijau4 Coklat5 Abu-abu6 Putih7 Merah8 Hitam
Kode warna tabung
ISSUED - 4/17/2004 5656
Training Center
Diketahui Kabel Optik mempunyai 8 tabung, tiap-tiap tabung berisi 12 serat. Tentukan warna tabung dan serat untuk serat nomor : 12, 21, 32, 43, 54, 65, 76, 80
No. Serat Warna tabung Warna serat1221324354657680
ISSUED - 4/17/2004 5757
Training Center
Tanda Pengenal Kabel Optik
Kabel Optik harus diberi tanda pengenal yang tidak mudah hilang yangtertera pada kulit kabel di sepanjang kabel.Adapun tanda pengenal tersebut meliputi :
- Nama pabrik pembuat- Tahun pembuatan
* Tipe serat optik : - SM = Single Mode - GI = Graded Indeks - SI = Step Index
* Pemakaian kabel optik : - D = Duct- A = Aerial- B = Buried- S = Submarine- I = Indoor
ISSUED - 4/17/2004 5858
Training Center
* Jenis kabel optik : - LT = Loose tube- SC = Slotted core- TB = Tight Buffered
* Struktur penguat : - SS = Solid Steel Core- WS = Standred Wire Steel- GRP = Glass Reinforced Plastik
Panjang tanda pengenal kabel termasuk nama pabrik dan tahun pembuatan adalah satu meter.Contoh: SM-D-LT SS 6-3X2 2Q
Length mark Length mark
ISSUED - 4/17/2004 5959
Training Center
SMD-LT SS6-3T 2Q, adalah tanda pengenal kabel optik single mode untuk pemakaian ductdengan jenis loose tube, struktur penguatnya Solid State Core, jumlah serat adalah 6dengan 3 buah loose tube dan juga mempunyai 2 quad kabel tembaga
* The fibre strain at the rated tensile strength must not exceed 50% of its proof stress strain
ISSUED - 4/17/2004 6060
Training Center
No. Property Value UnitSix loose tubes cable design
1 Tensile strength* N2.2 mm OD min. 23002.5 mm OD min. 27003.5 mm OD min. 2700
2 Crush resistance ≥ 4.5 KN/100 mm3 Exitension 0.5 %4 Max. weight 420 Kg/km
Eight loose tubes cable design1 Tensile strength* N
2.2 mm OD min. 23002.5 mm OD min. 27003.5 mm OD min. 2700
2 Crush resistance ≥ 4.5 KN/100 mm3 Exitension 0.5 %4 Max. weight 480 Kg/km
Cable Mechanical Characteristics
ISSUED - 4/17/2004 6161
Training Center
No. Property Max.Turn Diameter Load Duration Attenuation
1 Cable Bending 20 20 x OD - 40 seconds 0.1 dB/km2 Tensile Strength
a. Six Loose Tube - 2.2 mm OD 2500 N2.5 mm OD 2900 N3.5 mm OD 2900 N
10 Minutes 0.1 dB/kmb. Eigth Loose Tube - 2.2 mm OD 2900 N
2.5 mm OD 3100 N3.5 mm OD 3100 N
3 Torsion 10 - - 10 minutes 0.1 dB/km4 Crush - - 4500 N when
crushed between two flat platens of
100 mm long.
- 0.1 dB/km at 1550 nm
5 Impact - - 3 kg dropped from a height of 1 m
- 0.1 dB/km
Test parameter
Typical Mechanical Test Requirement
Note : The cable shall also be able to withstand a long term residual tension of1000 N and the fibre strain shall be close to 0.0%.
ISSUED - 4/17/2004 6262
Training Center
Number Characteristic Value1 Additional loss < 0.12 Radius 30 mm3 Number of turn 100
Fibre Bending
ISSUED - 4/17/2004 6363
Training Center
Number Characteristic Value1 Fibre type Single mode
2Mode Field diameter
(1310 nm)9.3 ± 0.5 µm
3 Mode field concentricity error Not exceed 1 µm4 Cladding diameter 125 ± 2 µm5 Cladding non circularity < 2%
KARAKTERISTIK SERAT OPTIK
a. 1310 nm Optimized Fibre and Cable Characteristics
Rec. ITU-T G.652
Table I.ATypical Fibre Construction
ISSUED - 4/17/2004 6464
Training Center
Number Characteristic Value1 Maximum Attenuation at 1310 nm 0.4 dB/Km2 Maximum Attenuation at 1550 nm 0.3 dB/Km*3 Maximum chromatic dispersion at 1310 nm 3.5 ps/ (nm.km)4 Maximum chromatic dispersion at 1550 nm 20 ps/ (nm.km)5 Min. Bending radius at full tensile strength 20 x cable OD6 Maximum cut-off wavelength at 1310 nm (λcc) 1270 nm
7 Zero Dispersion Wavelength (λ0) 1300 - 1324 nm
8 Slope at Zero Dispersion Wavelength (S0) ≤ 0.093 ps/ (nm² km)
Table II.ATypical Optical Fibre Cable Characteristics
Note (*): For some applications, the maximum attenuation at 1550 nm region could be as small as 0.25 dB/km.
ISSUED - 4/17/2004 6565
Training Center
Number Characteristic Value1 Fibre type Single mode2 Mode Field diameter
(1550 nm)7.0 - 8.3 ± 0.5 µm
3 Mode field concentricity error Not exceed 1 µm4 Cladding diameter 125 ± 2 µm5 Cladding non circularity < 2%
b. Dispersion Shifted Fibre and Cable Characteristics
Table I.BTypical Fibre Construction
Number Characteristic Value1 Maximum Attenuation at 1310 nm 0.4 dB/Km2 Maximum Attenuation at 1550 nm 0.25 dB/Km*3 Maximum chromatic dispersion at 1550 nm 3.5 ps/ (nm.km)4 Min. Bending radius at full tensile strength 20 x cable OD5 Zero Dispersion Wavelength (λ0) 1550 ± 15 nm
6 Slope at Zero Dispersion Wavelength (S0) ≤ 0.085 ps/ (nm² km)
Table II.BTypical Optical Fibre Cable Characteristics
ISSUED - 4/17/2004 6666
Training Center
Number Characteristic Value1 Fibre type Single mode
2Mode Field diameter
(1310 nm)9.3 ± 0.5 µm
3 Mode field concentricity error Not exceed 1 µm4 Cladding diameter 125 ± 2 µm5 Cladding non circularity < 2%
c. 1550 nm Optimized Fibre and Cable Characteristics
Table I.CTypical Fibre Construction
ISSUED - 4/17/2004 6767
Training Center
Number Characteristic Value1 Maximum Attenuation at 1310 nm 0.4 dB/Km2 Maximum Attenuation at 1550 nm 0.2 dB/Km*3 Maximum chromatic dispersion at 1310 nm 3.5 ps/ (nm.km)4 Maximum chromatic dispersion at 1550 nm 20 ps/ (nm.km)5 Min. Bending radius at full tensile strength 20 x cable OD6 Maximum cut-off wavelength at 1550 nm
region (λcc)1530 nm
7 Maximum Dispersion-slope at 1550 nm 0.06 ps/(nm²km)
Table II.CTypical Optical Fibre Cable Characteristics
ISSUED - 4/17/2004 6868
Training Center
Karakteristik Kabel Optik Multimode
No. Karakteristik Nilai1 Redaman maksimum pada 850 nm 4 dB/km2 Redaman maksimum pada 1310 nm 2 dB/km3 Modal distorsion bandwidth (pada kemiringan -3 dB optik) pada 850 nm > 200 MHz.km4 Modal distorsion bandwidth (pada kemiringan -3 dB optik) pada 1310 nm > 200 MHz.km5 Dispersi chromatic pada 850 nm £ 120 ps/(nm.km)6 Dispersi chromatic pada 1310 nm £ 6 ps/(nm.km)
ISSUED - 4/17/2004 6969
Training Center
Persyaratan yang dibutuhkan oleh serat optik adalah :
a. Tidak putus saat gaya rentang (tensile force) bekerja pada serat optik.
b. Tidak mengalami perubahan kulaitas perambatan cahaya akibat tekanan darisamping seperti misalnya microbending.
c. Serat optik ditempatkan secara khusus didalam kabel optik.
d. Pada sambungan serat optik harus diberi penguat.
ISSUED - 4/17/2004 7070
Training Center
Secara garis besar rugi-rugi yang terjadi diakibatkan oleh :> Faktor intrinsik (dari serat itu sendiri).> Terjadi karena kabel optik yang diinstalasi.
RugiRugi--rugirugi karena karena seratserat optikoptik ::>Penghamburan (scaterring loss)§ Rayleigh scattering§Microbending§ Core size variation§Mode coupling
>Penyerapan (absorption loss)
RugiRugi--rugi karena rugi karena instalasiinstalasi ::•Rugi-rugi penyambungan•Fresnel reflection•Bengkokan (macro bending)
RUGI RUGI SERAT OPTIK
ISSUED - 4/17/2004 7171
Training Center
• Disebabkan karena adanya facet facet yang memantulkan dan membiaskan cahaya.
• Rayleigh scattering terjadi pada seluruh serat• Penghamburan dapat disebabkan karena :' Micro bending' Variasi ukuran inti / core' Mode coupling effects
RUGI-RUGI PENGHAMBURAN Back Scattering LossBack Scattering Loss
ISSUED - 4/17/2004 7272
Training Center
RugiRugi--rugi karena micro bendingrugi karena micro bending
Scattering by large obstructionsScattering by large obstructions
RugiRugi--rugirugi PenghamburanPenghamburan
ISSUED - 4/17/2004 7373
Training Center
• Rugi-rugi karena mode couplingTerjadi bila sudut sebuah mode yang direfleksikan berubah karena perubahan diameter inti, pada kasus ini beberapa mode menyatu(couple)
• Mode coupling juga terjadi pada sambungan serat (connection & splices) bila ujung fibber disatukan
RugiRugi--rugirugi PenghamburanPenghamburan
ISSUED - 4/17/2004 7474
Training Center
RugiRugi--rugi karena rugi karena variasivariasi ukuranukuran intiinti
RugiRugi--rugirugi PenghamburanPenghamburan
ISSUED - 4/17/2004 7575
Training Center
Rugi-rugi penyebaran Rayleigh pada fiber-fiber silika.
RugiRugi--rugirugi PenghamburanPenghamburan
ISSUED - 4/17/2004 7676
Training Center
Terutama disebabkan karena adanya molekul-molekul air dalam inti gelas.
OH -
RUGI-RUGI PENYERAPAN AbsorbtionAbsorbtion LossLoss
ISSUED - 4/17/2004 7777
Training Center
Rugi-rugi penyambungan.• Penyambungan dengan :> Busur api>Mekanis> Konektor
RUGI-RUGI KARENA INSTALASI
ISSUED - 4/17/2004 7878
Training Center
RugiRugi--rugi karena macro bendingrugi karena macro bending
Rambatan sinar dalam sebuah fiber yang dibengkokkan
RugiRugi--rugirugi karenakarena instalasiinstalasi
ISSUED - 4/17/2004 7979
Training Center
RugiRugi--rugi karena rugi karena variasivariasi ukuranukuran intiinti dalamdalam seratserat
Radiation loss caused by diameter changes
RugiRugi--rugirugi PenghamburanPenghamburan
ISSUED - 4/17/2004 8080
Training Center
RugiRugi--rugi karena micro bendingrugi karena micro bending
RugiRugi--rugirugi PenghamburanPenghamburan
ISSUED - 4/17/2004 8181
Training Center
Coupling loss with emitting element
Fresnel reflection
Absorbtion lossScattering due to structure disuniformity
Micro bending loss
Radiation loss due to bends
Rayleigh scattering
Pressure from the side (Lateral pressure)
Splicing loss
Fresnel reflection
Coupling loss with receiving element
Dayakirim
Daya tr
Rugi-rugi Optik
ISSUED - 4/17/2004 8282
Training Center
& Terjadi bila cahaya melewati antara dua buah material dengan indeks bias yang berbeda.
& Cahaya yang jatuh tegak lurus pada sebuah permukaan tidak dapat seluruhnya, melampaui permukaan tersebut, sebagian cahaya akan direfleksikan.
PANTULAN FRESNEL
ISSUED - 4/17/2004 8383
Training Center
0.1
0.5
1
5
50
100
0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
(0.94 um)
(1.24 um)
(1.38 um)
1977
1978Absorbtion due to
OH ion
19791984 Infrared absorption
Rayleigh scattering loss
Ultraviolet absorption loss
“1st window”
“3rd window”“2nd
window”
Light wavelength (um)
Op
tica
l lo
ss (
dB
/Km
)
Karakteristik Redaman Optik Mewakili Serat Optik SilikaKarakteristik Redaman Optik Mewakili Serat Optik Silika
ISSUED - 4/17/2004 8484
Training Center
!Dispersi dapat didefinisikan sebagai lebar pulsa cahaya output yang dihasilkan oleh sebuah pulsa input ideal dengan lebar mendekati nol.
!Dalam praktis: pulsa input = tp1pulsa output = tp2
Dispersi = ∆t, didefinisikan sebagai :
∆t = [tp22 - tp1
2]½
Dispersi diukur dalam waktu :B nano detik (10-9), atauB pico detik (10-12)
DISPERSI
ISSUED - 4/17/2004 8585
Training Center
Pulsa cahaya yang dilirim diinginkan diterimadalam keadaan utuh.
Bila loss terlalu besar sehingga “A” kecil dan tidak dapat dideteksi, perlupengulang (repeater)
A
T
A
T
Fiber Optik
Transmitter Repeater Receiver
Dispersi
!Pulsa-pulsa yang melebar dapat menyatu dengan pulsa yang terdahulu danberikutnya.
!Pulsa-pulsa dapat dipisahkan dengan menjauhkan satu dari yang lain padapemancar, ® mengurangi laju bit maksimum
!Pada laju bit yang tinggi, panjang maksimum yang semula dibatasi olehpengaruh dispersi.
ISSUED - 4/17/2004 8686
Training Center
Pulsa cahaya yang dilirim ke dalam serat optik akan mengalami pelebaran.
Dispersi
ISSUED - 4/17/2004 8787
Training Center
!Terjadi karena banyaknya mode dalamsebuah serat!Waktu tempuh masing-
masing mode berbeda!Pulsa yang diterima
adalah penjumlahandari pulsa-pulsa mode, dimana masing-masingdiperlambat denganwaktu yang berbeda.!Keterlambatan total
yang terpendek adalahyang merambat lurus.!Dispersi ini sangat
berpengaruh pada seratmulti mode.
DISPERSI ANTAR MODE (Intermodel Dispersion)Dispersi
ISSUED - 4/17/2004 8888
Training Center
• Disebabkan karena cahaya yang masuk kedalam serat terdiri dari beberapapanjang gelombang.Dispersi ini berhubungan lebar spektrum panjang gelombangDispersi ini umumnya diberikan dalam bentuk : ps/km.nm
• Pada serat optik single mode, dispersi ini yang berpengaruh.
DispersiDISPERSI BAHAN (chromatic Dispersion)
ISSUED - 4/17/2004 8989
Training Center
FUNGSI ELEMENFUNGSI ELEMEN
SISTEM KOMUNIKASI SERAT SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIKOPTIK
ISSUED - 4/17/2004 9090
Training Center
Pada komunikasi serat optik sinyal yang digunakan dalam bentuk sinyal digital, sedangkan penyaluran sinyal melalui serat optik dalam bentuk pulsa cahaya.Pulsa cahaya didapat dari memodulasi sinyal informasi dalam bentuk digital dalam suatu komponen Sumber Optik, proses ini terjadi pada arah kirim. Sedangkan pada arah terima melalui Detektor Optik, pulsa cahaya diubah kembali dalam bentuk sinyal digital.
ISSUED - 4/17/2004 9191
Training Center
Transmisi
Fungsinya untuk menyalurkan informasi (suara, gambar, data) antar titik yang terdapat pada jaringan telekomunikasi.
Terminal Terminal
Sentral Sentral
Transmisi Transmisi
ISSUED - 4/17/2004 9292
Training Center
Sistem Transmisi
Menurut jenisnya :
ð Fisik (kabel, optik)ð Non Fisik
Menurut aplikasinya :
ð Jaringan aksesð Junction (MEA)ð Trunk
ISSUED - 4/17/2004 9393
Training Center
• Konversi sinyalelectric optic
• Type : L E DLASER
• Media transmisisinyal optik
• Type : MultimodeSinglemode
• Konversi sinyaloptic electric
• Type : P I NA P D
KOMPOSISI DASAR SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIKKOMPOSISI DASAR SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK
LED : Light Emitting DiodeLASER : Light Amplification by Stimulation Emission of RadiationPIN : Positive Intrinsic NegativeAPD : Avalanche Photo Diode
• Konversi sinyaloptic elec optic
• Media transmisisinyal optik
• Type : MultimodeSinglemode
E/O
optical fiber optical fiber
repeaterlight source detector
o/e e/o O/E
(.
:.
TV
(.
:.
TV
ISSUED - 4/17/2004 9494
Training Center
SUMBER OPTIK
* Sumber optik pada sistim transmisi serat optik berfungsi sebagai pengubah besaran sinyal listrik / elektris menjadi sinyal cahaya (E/O converter).
* Tedapat dua jenis sumber optik yaitu LED dan diode laser.
• Pemilihan dari sumber cahaya yang akan digunakan bergantung pada bit rate data yang akan ditransmisikan dan pertimbangan ekonomi (harga dari sumber optik).
ISSUED - 4/17/2004 9595
Training Center
LED (Light Emitting Diode)
* LED merupakan diode semikonduktor yang memancarkan cahaya karena mekanisme emisi spontan.
* Terdapat dua jenis LED yaitu Surface Emitting LED dan Edge Emitting LED, edge emitting led memiliki efisiensi coupling ke serat yang lebih tinggi.
* LED mengubah besaran arus menjadi besaran intensitas cahaya dan karakteristik arus/daya pancar optik memiliki fungsi yang linear.
* Cahaya yang dipancarkan LED bersifat tidak koheren yang akan menyebabkan dispersi chromatic sehingga LED hanya cocok untuk transmisidata dengan bit rate rendah sampai sedang.
* Daya keluaran optik LED adalah -33 dBm s/d -10 dBm.* LED memiliki lebar spektral (spectral width) 30-50 nm pada panjang
gelombang 850 nm dan 50-150 nm pada panjang gelombang 1300 nm.
ISSUED - 4/17/2004 9696
Training Center
Pola Pancaran Daya LED
ISSUED - 4/17/2004 9797
Training Center
Proses Modulasi pada LED
* Modulasi yang diterapkan pada LEDadalah modulasi intensitas.
* Pulsa-pulsa listrik (diwakili dengan kondisiada arus/tidak ada arus) secara langsung diubahmenjadi pulsa-pulsa optik/ cahaya (diwakili dengan ada/ tidaknya pancaran cahaya).
ISSUED - 4/17/2004 9898
Training Center
Diode LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation)
* Diode laser merupakan diode semikonduktor yang memancarkan cahaya karena mekanisme pancaran/ emisi terstimulasi (stimulatedemmision).
* Cahaya yang dipancarkan oleh diode laser bersifat koheren.* Diode laser memiliki lebar spektral yang lebih sempit (s/d 1 nm) jika
dibandingkan dengan LED sehingga dispersi chromatic dapat ditekan.* Diode laser diterapkan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi.* Daya keluaran optik dari diode laser adalah -12 s/d + 3 dBm.* Karakteristik arus kemudi daya optik diode laser tidak linear.* Kinerja (keluaran daya optik, panjang gelombang, umur) dari diode
laser sangat dipengaruhi oleh temperatur operasi.
ISSUED - 4/17/2004 9999
Training Center
Karakteristik I/P0 dan Spektral LED
ISSUED - 4/17/2004 100100
Training Center
Karakteristik Diode Laser
Karakteristik I/Po Karakteristik Spektral
= 0,25 nm
= 4 nm
Narrow band laser
Narrow laser
ISSUED - 4/17/2004 101101
Training Center
Pola Pancaran Daya Diode Laser
ISSUED - 4/17/2004 102102
Training Center
Proses Modulasi Diode Laser
* Pada umumnya modulasiyang diterapkan diode laseradalah modulasi intensitas.
* Karena diode laser memiliki karakteristik I-Po yangtidak linear maka perlu ditambahkan arus pra-tegangan
searah (DC) agar diode bekerja pada daerah linear (daerah operasi laser).
ISSUED - 4/17/2004 103103
Training Center
Detektor Optik / Photodetector
* Photodetector berfungsi mengubah variasi intensitas optik/ cahaya menjadi variasi arus listrik.
* Karena perangkat ini berada di ujung depan dari penerima optik maka photodetector harus memiliki kinerja yang tinggi.
* Persyaratan kinerja yang harus dipenuhi oleh photo diode meliputi :- Memiliki sensitivitas tinggi,- Memiliki lebar-bidang atau kecepatan response/ tanggapan yang cukup untuk
mengakomodasi bit rate data yang diterima,- Hanya memberikan noise tambahan minimum- Tidak peka terhadap perubahan suhu.
ISSUED - 4/17/2004 104104
Training Center
* Pada sistim transmisi serat optik digunakan dua jenis photodetector yaitu :- Diode PIN/ FET (Positive Intrinsic Negative/ Field Effect Transistor)- APD (Avalanche Photo-Diode).
* Photodiode dioperasikan pada prategangan balik.
* Cahaya yang diterima akan diubah menjadi arus listrik, pada tahanan RL arus tersebut diubah menjadi besaran tegangan.
* Perbandingan arus yang dihasilkan photodetector terhadap daya optical yang diterima disebut Sensitivitas optik dan dinyatakan dalam satuan A/W.
* Sensitivitas suatu photodetector sangat bergantung pada panjang gelombang operasi dan bahan photodetector.
ISSUED - 4/17/2004 105105
Training Center
Rangkaian Photo Dioda
ISSUED - 4/17/2004 106106
Training Center
Karakteristik Spektral Photodetector Panjang gelombang cut off Bahan Photodetector
ISSUED - 4/17/2004 107107
Training Center
Karakteristik Photo Dioda
SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIKTraining Center