PROPOSAL TUGAS AKHIR

ANALISA LINK POWER BUDGET, RISE TIME BUDGET

SABAGAI PARAMETER PENINGKATAN TRANSMISI FIBER OPTIK

STUDY KASUS PT. TELKOM PEKANBARU

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Elektro

Oleh:

SUYANTO

10755000338

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTAN SYARIF KASIM RIAU

PEKANBARU

2011

ABSTRAK

Peningkatkan kapasitas telepon merupakan tujuan utama dari peningkatan kapasitas

faber optik. Peningkatan kapasitas serat optik dilakukan dengan rekayasa profil indeks bias

cladding untuk mengatasi masalah dispersi.

Dispersi merupakan penyebaran pulsa optik pada saat transmisian berlangsung, hal ini

disebabkan karena indexs bias yang berbeda sehingga terjadi interference atau kesalahan

dalam penerimaan sinyal.

Metode yang digunakan dalam menganalisa karakteristik transmisi serat optik

digunakan metode Equivalent Step-Index Fiber (ESI)

Kata kunci: Equivalent Step-Index Fiber (ESI), Dispersi, link power budget.

1.1 Latar Belakang

Salah satu aplikasi fiber optik adalah sebagai media transmisi penghubung antar sentral

telepon. Yang memiliki jumlah pengguna telepon yang besar dan terus bertambah untuk

keperluan kantor dan aktivitas yang lain, sangat mungkin dibutuhkan kapasitas yang

bertambah besar. Hal tersebut perlu diantisipasi dengan upaya peningkatan kapasitas.

Peningkatan kapasitas serat optik dilakukan dengan rekayasa profil indeks bias cladding

untuk mengatasi masalah dispersi. Untuk menganalisa karakteristik transmisi serat yang

didesain digunakan metode Equivalent Step-Index Fiber (ESI).

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang ingin diatasi melalui proposal tugas akhir ini adalah analisa link

power budget sebagai parameter peningkatan kapasita transmisi fiber optik dalam merancang

kebutuhan pelanggan jangka panjang sesuai yang di inginkan.

1.3 Batasan Masalah

Pembahasan mengenai peningkatan kapasitas dibatasi

1. Pada ruang lingkup komponen-komponen optik dari sistem transmisi.

2. Penggunaan metode Equivalent Step-Index Fiber (ESI).

3. Analisa link power budget yang menentukan apakah link serat optik memenuhi

batasan atenuasi untuk jarak yang diinginkan untuk Bit Error Rate (BER) yang telah

ditentukan.

4. Analisa risetime budget sebagai performansi sistem.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan pembuatan Proposal Tugas Akhir ini adalah untuk peningkatan kapasitas serat

optik yang dilakukan dengan analisa link power budget dan analisa rise time budget, yang

dapat memperkirakan transmisi sesuai yang di inginkan untuh beberapa tahun kedepan.

Sedangkan rise time bugdet sebagai performasi sistem terpenuhi.

1.5 Metode Penelitian

1. Menentukan jenis dan spesifikasi fiber optik

2. Menganalisa spesifikasi fiber optik dan menghitung kapasitas untuk pelanggan

dari jenis fiber optik yang akan digunakan menggunakan metode ESI

3. Pengujian Dan Analisis data link power budget dan analisa rise time budget

sebagai penentu sistem berdasarkan waktu yang telah ditentuakan.

1.6 Landasan Teori

1. Dispersi Pada Serat Optik Step-Index Single Mode

a. Dispersi Material

Variasi indeks bias material optik terhadap panjang gelombang diberikan dengan

Persamaan Sellmeier

n2=1+∑k=3

3 A i⋏2

⋏2−li2

dengan Ai adalah koefisien kekuatan osilator material dan li panjang gelombang

osilator Jika gelombang monokromatik merambat melalui material ini, kecepatan

perambatan Vp = (c/n0) adalah kecepatan fasa material dan n0 adalah indeks fase

material. γ0 = σλ/λ, dan σλ adalah nilai spectral linewidth sumber cahaya.

Didefinisikan koefisien dispersi material yang diukur dalam ps/(km.nm):

Dm = (-λ/c)(d2n/dλ2)

b. Dispersi Waveguide

Pelebaran pulsa karena dispersi waveguide diberikan dengan persamaan

σ wg=σ λ

dτwg

dλ=

−n2 L Δσ λ

CλV (Vb)

c. Dispersi Total

Dispersi kromatik dτ/dλ (τ adalah delay grup gelombang optik) terdiri dari faktor

dispersi material, dispersi waveguide, dan dispersi gabungan. Penelitian lebih lanjut

menunjukkan bahwa efek penambahan dopan pada material dapat diabaikan karena

sangat kecil perbedaannya.

dτdλ

≈ Dm−Δncλ

V (Vb)

d. Bandwidth Serat Optik

Parameter yang mungkin lebih menarik perhatian dibandingkan bandwidth optik adalah

bit rate maksimum yang dapat ditransmisikan melalui serat optik. Dengan pendekatan

pulsa Gaussian, didapatkan Bτ(max) = 1,34 Bopt sehingga

Bτ(max) = 1.34 0,187

σ ≈

0,25σ

e. Rekayasa Profil Indeks Bias

Seperti yang sudah dibahas pada bagian sebelumnya, dispersi material dipengaruhi oleh

jenis material bahan yang dipakai. Oleh karena itu cara untuk mengatasinya relatif sulit.

Sedangkan dispersi waveguide dapat diatasi dengan mengubah dari profil core step-

index

Gambar 2. Serat dengan variasi indeks bias cladding,(a) Raised Inner Cladding (b)

Depressed Inner Cladding[6]

Karena alasan teknologi pembuatan dan untuk meningkatkan karakteristik perambatan,

menyebabkan munculnya desain variasi indeks bias pada cladding dalam serat single-

mode step-index.

f. Metode Equivalent Step-Inda Fiber (ESI)

Untuk menganalisa karakteristik transmisi serat optik dengan variasi indeks bias pada

cladding ini kita akan menggunakan metode Equivalent Step-Index Fiber (ESI).

Metode ini dapat memberikan evaluasi secara cepat dari parameter transmisi dengan

akurasi yang dapat diterima. Kita akan membatasi analisa pada

–1 < δ < 0.2 (23)

yang merupakan kasus yang banyak dijumpai dalam aplikasinya. Prinsip dari metode

ini adalah mengambil indeks bias core sebagai referensi, dan mencari serat step-index

yang mempunyai indeks bias cladding yang menjadi nilai ratarata indeks aktual n2 dan

n3.

g. Analisa Link Power Budget Dan Rise Time Budget

Ada dua analisa yang biasanya dilakukan untuk memastikan bahwa performansi link

transmisi serat optik dapat memenuhi kebutuhan yang diinginkan. Yang pertama adalah

analisa link power budget yang menentukan apakah link serat optik memenuhi batasan

atenuasi untuk jarak yang diinginkan untuk Bit Error Rate (BER) yang telah

ditentukan. Selanjutnya dilakukan analisa risetime budget untuk memastikan

performansi sistem keseluruhan telah dipenuhi

h. Link Power Budget

Daya optik yang diterima detektor cahaya tergantung pada banyaknya cahaya yang

dimasukkan ke dalam serat dan rugi-rugi yang terjadi dalam serat, konektor dan splice.

Link power budget didapatkan dari akibat kerugian dari tiap elemen dalam link. Sebagai

tambahan penyebab rugi lain adalah link power margin yang dicadangkan untuk

mengantisipasi usia komponen, fluktuasi temperatur udara, dan rugi lain dari komponen

yang mungkin ditambahkan di kemudian hari. Umumnya digunakan link margin

sebesar 6 dB sampai 8 dB untuk sistem yang diperkirakan tidak mengalami perubahan

atau penambahan komponen. Link loss budget memperhatikan rugi daya optik total

yang diijinkan antara sumber cahaya dan detektor cahaya, serta mengalokasikannya

untuk atenuasi kabel, rugi pada konektor, rugi pada splice, dan margin dari sistem. Jika

PS adalah daya optik pada ujung serat yang terhubung ke sumber cahaya, dan jika PR

adalah sensitivitas penerima, maka

PT = PS – PR

2lIc + αfL + Margin sistem (27)

dengan lc adalah rugi konektor (dB), αfL adalah atenuasi serat (dB/km), L adalah jarak

transmisi, dan margin sistem umumnya diberikan 6 dB. Di sini diasumsikan bahwa

kabel dengan panjang L mempunyai konektor hanya pada ujungujungnya. Rugi splice

digabungkan dalam rugi kabel untuk penyederhanaan.

i. Rise Time Budget

Setelah melakukan analisa link power budget, proses selanjutnya adalah melakukan

analisa rise time sistem untuk memastikan bahwa performansi keseluruhan telah

memenuhi kebutuhan analisa rise-time budget adalah metode untuk menentukan

batasan dispersi suatu link serat optik. Ini sangat berguna untuk menganalisa sistem

transmisi digital. Dengan metode ini rise time link keseluruhan tsys adalah akar dari

penjumlahan kuadrat dari rise time dari tiap komponen ti Elemen-elemen dasar yang

secara siginifikan membatasi kecepatan sistem adalah rise time sumber t tx, dispersi rise

time serat tdis, dan rise time detektor trx. Total rise time sistem dinyatakan dalam

persamaan:

tsys = [ttx2 + D2σλ

2L2 + trx2]1/2

dengan

ttx = rise time sumber cahaya

D = dispersi total

σλ = lebar spektral sumber cahaya

L = panjang link

trx = rise time detektor

Umumnya degradasi total waktu transisi dari link digital tidak melebihi 70 persen dari

satu periode bit NRZ (Non-retum-to-zero) atau 35 persen dari satu periode bit untuk

data RZ (return-to-zero). Satu periode bit didefinisikan sebagai resiprokal dari data

rate.

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan,

manfaat penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II : TEORI DASAR

Bab ini berisikan tentang dasar teori yang digunakan pada skripsi ini meliputi

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisikan metodologi penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini.

BAB IV : PERANCANGAN SISTEM DAN HASIL

Bab ini menjelaskan prosedur yang digunakan dalam perancangan dan hasil yang

didapat.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan kesimpulan dan temuan-temuan yang dihasilkan dari penelitian dan

saran-saran untuk penelitian selanjutnya.

1.8 Jadwal Kegiatan

Secara garis besar jadwal kegiatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

Kegiatan

Sep. Okt. Nov. Des. Jan.

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Penulisan propsal

Seminar proposal

Revisi proposal

Bab 1

Bab 2

Bab 3

Bab 4

Bab 5

Fiinishing

Seminar hasil

Refisi laporan

Sidang TA

Refisi laporan

DAFTAR PUSTAKA

Joseph C. Palais, 2007. ” Pengenalan Sistem Komunikasi Serat Optik”.

Rk.susanti 2011. “ karaterirtik serat optik”. Handout kuliah, Jurusan Teknik Elektro-uin suska

riau.

Mochamad Wahyudi. “mengenel teknologi fiber optik”.