FIBER JOINT. Ref : Keiser, Palais

FIBER JOINT Ref : Keiser, Palais

1

Sambungan • Sambungan fiber dng fiber : – Permanen  splice – Tdk permanen  konektor

• Parameter redaman sambungan : – – – –

Distribusi daya masukan ke sambungan Jarak sumber optik dan sambungan Ukuran dan karakteristik ke dua ujung fiber Kualitas permukaan ujung fiber

Efisiensi gandengan :

F 

M comm ME

Mcomm

: jumlah common mode

ME

: jumlah mode di fiber pengemisi

Loss gandengan :

LF  10 log  F 2

Distribusi modus berbeda berkas optik memancar dr fiber menghasilkan loss gandengan berbeda 3

Misalignment mekanis • Jenis misalignment utama : – Separasi longitudinal, terjadi jika fiber memiliki sumbu sama tetapi memiliki celah s – Misalignment sudut (angular), terjadi jika dua sumbu membentuk suatu sudut shg permukaan ujung fiber tidak sejajar – Axial/lateral displacement, terjadi jika kedua sumbu fiber terpisah sejauh d.

• Misaligment paling banyak terjadi : axial displacement

4

(a) Separasi longitudinal

s θ (b) Angular misalignment

a

(c) Lateral displacement d

Jenis misaligment mekanis 5

Axial/lateral displacement Common core area

a

d Efisiensi gandengan fiber SI :

 F ,step

Acomm 2 d d d2   arccos  1 2 AF  2a a 4a 6

Efisiensi gandengan fiber GI :

 F , grad

PT 2  d d2 d  d 2   5  2    arccos  1 2 P   2a 4a 6a  2a 

Jika d/a < 0,4 :

 F , grad

8d  1 3 4a

Efisiensi gandengan SM :

SM ,lat  e

  d / W 2

W : jari-jari Mode Field 7

Separasi

Efek loss jika ujung fiber terpisah sejauh s Efisiensi gandengan Fiber SI :

  a   F    a  s tan  c 

Efisiensi gandengan Fiber SM :



Z  s / 2n2W

2



 SM ,long

2

θC : sdt kritis fiber

4(4 Z 2  1)  4Z 2  2  4Z 2





8

Angular misalignment Efisiensi gandengan Fiber SI (mode memancar seragam):

1 1 1 1 1  1 2 2  F  cos   p 1  p  arcsin p  q  y 1  y  arcsin y      2   2  cos c (1  cos ) p cos3  c q sin  c sin  3 2 2 cos  c  sin   cos2  c (1  cos )  sin 2  y sin  c cos c sin  Efisiensi gandengan Fiber SM :

 SM ,ang  e

 n W   2    

2

9

Perbandingan redaman dr 2 hasil percobaan sumber LED, fiber GI : (1) a = 50 μm, panjang 1,83 m (2) a : 55 μm, panjang 20 m 10

Loss berkaitan dgn perbedaan fiber Perbedaan dimensi dan karakteristik fiber yg disambungkan akan menambah loss gandengan.

Profil indeks bias berbeda :

 F ( )

 R  E  2     E  R  2   1

utk

R  E

utk

R  E

11

NA berbeda Fiber (E)

 F ( NA )

 NA 0  2  R    NA 0  E   1 

utk

NAR (0)  NAE (0)

utk

NAR (0)  NAE (0)

12

Jari-jari fiber berbeda

 F (a)

 a  2  R   a  E  1 

utk

utk

aR  aE

aR  aE

13

Penyiapan muka ujung fiber • Agar cahaya tidak dihamburkan di sambungan, ujung fiber harus dibuat rata, tegak lurus thd sumbu fiber dan halus. • Teknik Grinding dan polishing: – – – –

dpt menghasilkan permukaan fiber yg halus dan tegak lurus sumbu fiber perlu banyak waktu dan ketrampilan operator. Diaplikasikan di lingkungan terkendali spt laborat, pabrik. Tdk cocok utk di lapangan

• Teknik controlled-fracture : – Didasarkan pd cara score-and-break – Fiber dibentangkan diatas permukaan lengkung dan ditarik, selanjutnya dipotong dng sejenis pisau. – Dihasilkan ujung permukaan yg sangat halus dan tegak lurus sb fiber – Perlu pengendalian curvature dr fiber dan besarnya tarikan. – Jika tidak tepat  beberapa crack.

14

• Akibat ketidak tepatan menghasilkan : – – – – – – –

Lip Rolloff, kondisi sebaliknya dr lip Chip, frakcture setempat Hakle, ketidak teraturan ujung fiber Mist, spt hakle tapi lebih sedikit Spiral/step, abrupt change di ujung fiber Shattering, akibat fracture tak terkendali dan tak dpt didefinisikan karakteristik permukaannya.

16

Prosedur controlled-fracture penyiapan ujung fiber

Contoh ketidak tepatan pemotongan ujung fiber 17

Fiber splicing • Teknik splicing : – – – –

Fusi : menyatukan kedua ujung fiber secara termal (di-las) V-groove : menyatukan kedua ujung fiber dgn lem. Tube mechanical splice : pipa terbuat dr bahan elastis Loose-tube splice : menggunakan pipa segiempat, lengkungan fiber mengakibatkan pipa berputar menempatkan fiber di salah satu ujung. – 3-rod : menggunakan 3 tongkat bulat.

18

Fusion splicing

19

Fused splicer active alignment

20

V-groove splicing

21

Elastic tube splicing

22

3-rods splicing 23

Konektor • Persyaratan konektor yg baik : – – – – – –

Loss gandengan rendah Interchangeability/compatibility Mudah pemasangan pd fiber Sensitifitas lingkungan rendah Murah dan konstruksi andal Mudah penyambungan (buka-sambung)

• Jenis konektor : – Butt-joint • Straight sleeve • Tapered sleeve

– Expanded beam

24

(c )

(a) Straight sleeve (b) Tapered sleeve (c ) Expanded beam 25

Ferrule connector

26

Biconical connector

27

Expanded beam connector

28

Efisiensi gandengan konektor SM fiber :

SM , ff

16n n 4  u / q   e n1  n3  q 2 2 1 3





u    1F 2  2FG sin    G 2    1 sin 2 

  kW1 2

n1 = indeks bias inti

q  G    1 2

F  d / kW12 G  s / kW22

  W2 / W1 2 k  2n3 / 

2

n3 = indeks bias media antar fiber

λ = panjang gel sumber d = lateral offset s = longitudinal missaligment θ = angular missalignment W1 = 1/e mode-field radius dr fiber kirim W2 = 1/e mode-field radius dr fiber terima 29

Parts of a Fiber Optic Connector 30

Konektor Multimode

Konektor SFF

Konektor Singlemode

Konektor FC 31