TUGAS AKHIR ANALISA KABEL SERAT OPTIK JENIS SINGLE MODE STEP INDEX (SMSI) AKIBAT TEKUKAN (BENDING) Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat dalam Mencapai Gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun Oleh Nama NIM Program Studi Peminatan Pembimbing
: Jeffry Firmansyah : 41405110123 : Teknik Elektro : Teknik Telekomunikasi : Said Attamimi
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2009
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini,
Nama NIM Program Studi Fakultas Judul
: : : : :
Jeffry Firmansyah 41405110123 Teknik Elektro Teknologi Industri Analisa Kabel Serat Optik Jenis Single Mode Step Index (SMSI) akibat Tekukan (Bending)
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Tugas Akhir yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Tugas Akhir ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana.
Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan.
Penulis,
Materai Rp.6000
[Jeffry Firmansyah]
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISA KABEL SERAT OPTIK JENIS SINGLE MODE STEP INDEX (SMSI) AKIBAT TEKUKAN (BENDING)
Disusun Oleh Nama NIM Program Studi Peminatan
: Jeffry Firmansyah : 41405110123 : Teknik Elektro : Teknik Telekomunikasi
Mengetahui, Pembimbing
Ketua Program Studi / Koordinator TA
___________________ (Said Attamimi)
______________________ (Ir. Yudhi Gunardi, MT)
ABSTRAKSI
Analisa Kabel Serat Optik Jenis Single Mode Step Index (SMSI) Akibat Tekukan (Bending)
Serat optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Kabel serat optik adalah jenis media transmisi yang memiliki nilai redaman paling rendah di antara media transmisi yang lainnya. Tetapi pada saat instalasi, kabel serat optik adalah media transmisi yang paling rentan rusak karena terbuat dari bahan kaca dan berukuran sangat kecil. Kerusakan tersebut dapat mempengaruhi hasil akhir pada proses pengukuran. Kita harus dapat mengetahui hal apa saja yang dapat mempengaruhi kualitas dari pada serat optik, dan salah satunya adalah dari tekukan kabel serat optik itu sendiri. Pada penelitian ini, alat yan digunakan adalah Optical Laser Source (OLS) dan Optical Power Meter (OPM) yang memiliki panjang gelombang (λ) 1310 nm dan 1550 nm. Pengukuran dilakukan menggunakan Dummy serat optik jenis Single Mode Step Index (SMSI) yang ujung-ujungnya telah disambung dengan pig tail. Pembuatan tekukan kabel dilakukan secara manual dengan menggunakan tangan. Pada tugas akhir ini metode yang digunakan adalah metode End to End Test. Hasil perhitungan yang diperoleh, jari-jari kritis tekukan (RCS) untuk panjang gelombang (λ) = 1310 adalah sama dengan 0.9674 cm dan RCS = 1.3151 cm untuk panjang gelombang (λ) = 1550 nm. Kata kunci : Serat Optik jenis Single Mode Step Index (SMSI), Tekukan Serat Optik, Redaman Serat Optik
- iv -
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat-Nya laporan tugas akhir ini terselesaikan. Laporan ini dibuat berdasarkan hasil studi literatur dan data yang diambil di PT. Telekomunikasi Indonesia Datel Jakarta Barat. Laporan ini disusun guna melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar sarjana Strata Satu (S1) Fakultas Teknologi Industri Program Studi Teknik Elektro Universitas Mercu Buana. Dalam laporan ini kami mencoba memberikan pengetahuan tentang nilai maksimum dari tekukan pada kabel serat optik. Kami menyadari terwujudnya laporan tugas akhir ini juga karena dorongan, bantuan dan saran dari berbagai pihak. Untuk itu, dalam kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya terutama kepada : 1. Allah SWT atas ridho dan petunjuk-Nya. 2. Rasulullah SAW atas syafa’atnya. 3. Orang tua dan keluarga tercinta yang selalu memberikan do’a dan dukungannya selama ini. 4. Aditya Febrinoviana selaku istri tercinta yang selalu memberikan do’a, motivasi, perhatian, masukan, cinta dan kasih sayangnya selama ini. 5. Bapak Said Attamimi selaku dosen pembimbing, atas arahan dan bimbingannya selama proses pembuatan laporan tugas akhir ini. 6. Bapak Mudrik Alaydrus yang telah memberikan masukan sehingga laporan tugas akhir ini dapat disusun. 7. Bapak Martunus selaku pembimbing di lapangan atas kesempatan belajar dan rekan-rekan Fiber and Radio Access Maintenance (FRAM) area-1 di PT. Telekomunikasi Indonesia Datel Jakarta Barat, yang membantu pemahaman tentang kabel serat optik.
- vi -
8. Bapak Rudi Mulyadi Natakusuma yang telah memberikan masukan dan saran selama di Universitas Mercu Buana. 9. Teman - teman di Universitas Mercu Buana yang telah membantu saya di dalam perkuliahan. 10. Seluruh dosen di Universitas Mercu Buana yang tidak dapat saya sebutkan namanya namun tidak mengurangi rasa hormat, karena telah memberikan ilmunya selama ini. 11. Rektor, Dekan, Ketua Program Studi, Koordinator Tugas Akhir, petugas Tata Usaha, dan petugas Perpustakaan Universitas Mercu Buana yang telah membantu proses tugas akhir ini. 12. Semua pihak yang telah banyak membantu dalam pembuatan laporan ini yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu. Penyusun menyadari banyaknya kekurangan yang terdapat pada laporan ini, baik tulisan maupun ketidaklengkapan data yang disebabkan keterbatasan kemampuan penyusun dan terbatasnya waktu penyusunan laporan, karena itu saran dan kritik sangat kami harapkan dari pembaca sekalian. Sebagai penutup, kami mengharapkan semoga laporan ini dapat bermanfaat untuk menambah wawasan dan pengetahuan bagi para pembaca sekalian.
Jakarta,
Juli 2009
Penyusun
DAFTAR ISI Judul..……………………………………………………….........................
i
Lembar Pernyataan..………………………………………………………
ii
Lembar Pengesahan..……………………………………………………… iii Abstraksi……………………………………………………........................
iv
Kata Pengatar………………………………………………........................ v Daftar Isi …………………………………………………………………...
vii
Daftar Tabel………………………………………………………………... ix Daftar Gambar……………………………………………………………..
x
Bab I. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Masalah………………………………………………... 1 1.2. Rumusan Masalah..……………………………………………………..
1
1.3. Batasan Masalah.……………………………………………………….
2
1.4. Tujuan Penelitian.………………………………………………………
2
1.5. Metodologi Penelitian…………………………………………………..
2
1.6. Sistematika Penulisan ……………………………………………….....
2
Bab II. Landasan Teori 2.1. Sejarah Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO) 2.1.1. Generasi Pertama (mulai 1975)...................................................... 4 2.1.2. Generasi Kedua (mulai 1981)........................................................
5
2.1.3. Generasi Ketiga (mulai 1982)........................................................
5
2.1.4. Generasi Keempat (mulai 1984)....................................................
5
2.1.5. Generasi Kelima (mulai 1989).......................................................
5
2.1.6. Generasi Keenam...........................................................................
6
2.2. Keuntungan dan Kerugian Serat Optik....................................................
7
2.3. Struktur Serat Optik 2.3.1. Core................................................................................................
7
2.3.2. Cladding.........................................................................................
8
2.3.3. Coating...........................................................................................
8
- vii -
2.4. Jenis-jenis Serat Optik 2.4.1. Multi Mode Step Index (MMSI)....................................................
9
2.4.2. Multi Mode Graded Index (MMGI)............................................... 9 2.4.3. Single Mode Step Index (SMSI)....................................................
10
2.5. Redaman pada Kabel Serat Optik............................................................
11
2.6. Parameter - parameter Optik 2.6.1. Kecepatan Propagasi......................................................................
12
2.6.2. Pemantulan dan Pembiasan............................................................ 12 2.6.3. Pemantulan Sempurna dan Sudut Kritis........................................
13
2.6.4. Numerical Aperture........................................................................ 14 2.7. Rugi - rugi Tekukan pada Kabel Serat Optik........................................... 15 Bab III. Pengukuran dan Pengambilan Data 3.1. Peralatan dan Bahan................................................................................. 17 3.1.1. Optical Laser Source (OLS)........................................................... 17 3.1.2. Optical Power Meter (OPM).......................................................... 18 3.1.3. ‘Dummy’ Serat Optik..................................................................... 19 3.2. Skema dan Prosedur Penelitian................................................................ 20 Bab IV. Analisa Data dan Pembahasan 4.1. Hasil Pengukuran.....................................................................................
22
4.2. Hasil Perhitungan.....................................................................................
25
4.3. Analisa.....................................................................................................
27
4.4. Batasan Tekukan......................................................................................
31
Bab V. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan ..............................................................................................
32
5.2. Saran ........................................................................................................ 32 Daftar Pustaka............................................................................................... xi Lampiran
- viii -
DAFTAR TABEL Halaman
Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Serat Optik dengan λ = 1310 nm...................... 22 Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Serat Optik dengan λ = 1550 nm...................... 24
- ix -
DAFTAR GAMBAR Halaman
Gambar 2.1. Struktur Serat Optik .…………………………………….....…
8
Gambar 2.2. Jenis Serat Optik Multi Mode Step Index (MMSI).................... 9 Gambar 2.3. Jenis Serat Optik Multi Mode Graded Index (MMGI)..............
10
Gambar 2.4. Jenis Serat Optik Single Mode Step Index (SMSI).................... 10 Gambar 2.5. Windows Serat Optik.................................................................
11
Gambar 2.6. Pemantulan pada Bidang Datar..................................................
12
Gambar 2.7. Numerical Aperture.................................................................... 14 Gambar 2.8. Ilustrasi dari Rugi - rugi Radiasi pada Tekukan Serat Optik.....
15
Gambar 2.9. Pengukuran Jari - jari Tekukan pada Serat Optik......................
16
Gambar 3.1. Optical Laser Source (OLS) merk Wandel & Goltermann (WG) type OLS-15..................................................................... 17 Gambar 3.2. Optical Power Meter (OPM) merk Wandel & Goltermann (WG) type OLP-15A.................................................................. 18 Gambar 3.3. Cara Mengukur Kabel Serat Optik Menggunakan Metode ‘End to End Test’.......................................................................
18
Gambar 3.4. Cara Mengukur Kabel Serat Optik Menggunakan Metode ‘Loop Back Test’.......................................................................
19
Gambar 3.5. ‘Dummy’ Fiber Optik merk Fitel...............................................
19
Gambar 3.6. Skema Penelitian........................................................................
20
Gambar 3.7. Diagram Alir Proses Pengukuran............................................... 21
Gambar 4.1. Proses Pembuatan Tekukan pada ‘Dummy’ Serat Optik...........
28
Gambar 4.2. Grafik Pengukuran dengan Panjang Gelombang = 1310 nm..... 29 Gambar 4.3. Grafik Pengukuran dengan Panjang Gelombang = 1550 nm..... 30 Gambar 4.4. Contoh Terminasi / Instalasi pada Kabel Serat Optik................
-x-
31
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Sistem komunikasi di era digital ini, menuntut adanya efisiensi dalam pengiriman informasi dari narasumber kepada penerima. Efisiensi itu berupa kecepatan waktu dalam pengiriman pesan. Perkembangan komunikasi yang menuntut adanya efisiensi waktu ini, kemudian mendorong para ahli untuk menemukan teknologi-teknologi perantara baru yang dapat memfasilitasi keinginan-keinginan tersebut. Kabel menjadi salah satu benda yang disorot. Pengembangan tembaga menjadi serat optik menjadi salah satu temuan mutakhir yang meningkatkan efisiensi waktu dalam sistem komunikasi. Dengan serat optik, narasumber dapat mengirimkan informasi dengan kapasitas yang besar baik itu besaran data maupun kecepatan. Perubahan yang fenomenal ini telah membawa sebuah revolusi dalam komunikasi. Serat optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Untuk itu agar serat optik dapat digunakan dengan seharusnya, maka diperlukan ketepatan di dalam proses instalasi. Serat optik adalah media transmisi yang sangat rentan. Kita harus dapat mengetahui hal apa saja yang dapat mempengaruhi kualitas dari pada serat optik, dan salah satunya adalah dari tekukan kabel serat optik itu sendiri.
1.2. Rumusan Masalah Kabel serat optik adalah jenis media transmisi yang memiliki nilai redaman paling rendah di antara media transmisi yang lainnya. Tetapi pada saat
1
2
instalasi, kabel serat optik adalah media transmisi yang paling rentan rusak karena terbuat dari bahan kaca dan berukuran sangat kecil. Kerusakan tersebut dapat mempengaruhi hasil akhir pada proses pengukuran. Salah satu akibatnya adalah tekukan pada kabel serat optik. Oleh karena itu, penulis ingin meneliti akibat tekukan pada kabel serat optik.
1.3. Batasan Masalah Pada kesempatan kali ini, penulis hanya terfokus pada satu jenis kabel serat optik saja. Jenis dari kabel itu adalah kabel serat optik jenis Single Mode Step Index (SMSI). Selain itu, penulis membatasi masalah hanya sampai pada pengukuran menggunakan alat ukur Optical Laser Source (OLS) dan Optical Power Meter (OPM).
1.4. Tujuan Penelitian Penulis ingin mengetahui berapa nilai minimum dari tekukan yang diperbolehkan pada kabel serat optik sehingga penulis dapat memberikan petunjuk pada para installer ketika melakukan instalasi.
1.5. Metodologi Penelitian Pembahasan masalah dalam penyusunan tugas akhir ini menggunakan metode studi kepustakaan untuk teori - teori pendukung dan studi kasus/lapangan dengan cara melakukan pengukuran - pengukuran yang diperlukan
serta
wawancara dan diskusi dengan petugas di lapangan.
1.6. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang diterapkan dalam laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisikan mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan TA
3
BAB II : LANDASAN TEORI Bab ini berisikan tentang sejarah Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO), pengenalan tentang kabel serat optik dan teori dari pada gangguan yang terjadi pada kabel serat optik akibat tekukan
BAB III : PENGUKURAN DAN PENGAMBILAN DATA Bab ini berisikan cara pengukuran dan pengambilan data pada kabel serat optik jenis Single Mode Step Index (SMSI) menggunakan Optical Laser Source (OLS) dan Optical Power Meter (OPM)
BAB IV : ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Bab ini berisikan analisa dari pada perhitungan/teori dan hasil pengukuran yang telah dilakukan untuk dapat mengetahui nilai maksimum dari tekukan yang diperbolehkan pada kabel serat optik jenis Single Mode Step Index (SMSI)
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Sejarah Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO) Serat optik (optical fiber) merupakan salah satu media transmisi komunikasi yang cukup handal karena mempunyai beberapa kelebihan yang tidak dimiliki oleh media transmisi yang lain. Sesudah tahun 1970, ketika mulai dibuat serat optik dengan redaman kurang dari 20 dB/km, maka perkembangannya semakin dipacu. Dengan bahan-bahan pembuatannya yang semakin teliti, koefisien redaman dapat mencapai kurang dari 4 dB/km. Setelah manusia mampu membuat serat optik single mode, juga semakin pesatnya teknologi sumber dan detektor optik, maka sistem komunikasi serat optik mampu mengatasi masalah bandwidth yang dibutuhkan untuk berbagai jenis pelayanan telekomunikasi yang menggunakan pita lebar (broadband). Di samping itu perkembangan teknik modulasi sinyal TDMA-PCM yang dikombinasikan dengan teknik modulasi WDM
(Wavelength
Division
Multiplex)
juga
menjamin
kelangsungan
penggunaan serat optik sebagai media transmisi masa depan. Berdasarkan penggunaannya maka sistem komunikasi serat optik (SKSO) dibagi menjadi beberapa tahap generasi yaitu : 2.1.1. Generasi Pertama (mulai 1975) Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya, terdiri dari alat encoding : mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik transmitter : mengubah sinyal listrik menjadi sinyal gelombang, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 mm. Serat silika : sebagai penghantar sinyal gelombang repeater : sebagai penguat gelombang yang melemah di perjalanan receiver : mengubah sinyal gelombang menjadi sinyal listrik, berupa foto detektor alat decoding : mengubah sinyal listrik menjadi output (misal suara) Repeater bekerja melalui beberapa tahap, mula-mula ia mengubah sinyal gelombang yang sudah melemah menjadi sinyal listrik, kemudian diperkuat dan diubah kembali menjadi sinyal gelombang. Generasi pertama ini pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi sebesar 10 Gbps.
4
5
2.1.2. Generasi Kedua (mulai 1981) Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran teras serat diperkecil agar menjadi tipe mode tunggal. Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias teras. Dengan sendirinya transmitter juga diganti dengan diode laser, panjang gelombang yang dipancarkannya 1,3 mm. Dengan modifikasi ini generasi kedua mampu mencapai kapasitas transmisi 100 Gbps, 10 kali lipat lebih besar daripada generasi pertama.
2.1.3. Generasi Ketiga (mulai 1982) Terjadi penyempurnaan pembuatan serat silika dan pembuatan chip diode laser berpanjang gelombang 1,55 mm. Kemurnian bahan silika ditingkatkan sehingga transparansinya dapat dibuat untuk panjang gelombang sekitar 1,2 mm sampai 1,6 mm. Penyempurnaan ini meningkatkan kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gbps.
2.1.4. Generasi Keempat (mulai 1984) Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya yang dipakai bukan modulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemah intensitasnya masih dapat dideteksi. Maka jarak yang dapat ditempuh, juga kapasitas transmisinya, ikut membesar. Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai kapasitas sistem deteksi langsung. Sayang, generasi ini terhambat perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi masih jauh tertinggal. Tetapi tidak dapat disangkal bahwa sistem koheren ini punya potensi untuk maju pesat pada masa-masa yang akan datang.
2.1.5. Generasi Kelima (mulai 1989) Pada generasi ini dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater pada generasi-generasi sebelumnya. Sebuah penguat optik terdiri dari sebuah diode laser InGaAsP (panjang gelombang 1,48 mm) dan sejumlah serat optik dengan doping erbium (Er) di terasnya. Pada saat serat ini disinari
6
diode lasernya, atom-atom erbium di dalamnya akan tereksitasi dan membuat inversi populasi, sehingga bila ada sinyal lemah masuk penguat dan lewat di dalam serat, atom-atom itu akan serentak mengadakan deeksitasi yang disebut emisi terangsang (stimulated emission) Einstein. Akibatnya sinyal yang sudah melemah akan diperkuat kembali oleh emisi ini dan diteruskan keluar penguat. Keunggulan penguat optik ini terhadap repeater adalah tidak terjadinya gangguan terhadap perjalanan sinyal gelombang, sinyal gelombang tidak perlu diubah jadi listrik dulu dan seterusnya seperti yang terjadi pada repeater. Dengan adanya penguat optik ini kapasitas transmisi melonjak hebat sekali. Pada awal pengembangannya hanya dicapai 400 Gbps, tetapi setahun kemudian kapasitas transmisi sudah menembus harga 50 ribu Gbps.
2.1.6. Generasi Keenam Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer memelopori sistem komunikasi soliton. Soliton adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang. Komponen-komponennya memiliki panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit, dan juga bervariasi dalam intensitasnya. Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi menjadi beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa soliton merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength division multiplexing). Eksperimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5 saluran yang masing-masing membawa informasi dengan laju 5 Gbps. Cacah saluran dapat dibuat menjadi dua kali lipat lebih banyak jika digunakan multiplexing polarisasi, karena setiap saluran memiliki dua polarisasi yang berbeda. Kapasitas transmisi yang telah diuji mencapai 35 ribu Gbps. Cara kerja sistem soliton ini adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang gelombangnya sama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika intensitasnya melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir efek dispersi, sehingga soliton tidak akan melebar pada waktu sampai di receiver. Hal ini sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan dapat diabaikan. Tampak
7
bahwa penggabungan ciri beberapa generasi teknologi serat optik akan mampu menghasilkan suatu sistem komunikasi yang mendekati ideal, yaitu yang memiliki kapasitas transmisi yang sebesar-besarnya dengan tingkat kesalahan yang sekecilkecilnya yang jelas, dunia komunikasi abad 21 mendatang tidak dapat dihindari lagi akan dirajai oleh teknologi serat optik.
2.2. Keuntungan dan Kerugian Serat Optik Keuntungan serat optik, yaitu : -
Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwidth) yang lebar.
-
Ukuran dan berat serat optik kecil dan ringan.
-
Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnetik.
-
Redaman sangat rendah.
-
Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi.
-
Sistem dapat dihandalkan dan mudah pemeliharaan.
-
Terbuat dari kaca / silika sehingga tidak mengalirkan arus listrik.
Kerugian serat optik, yaitu : -
Karena terbuat dari kaca / silika, maka untuk keperluan catuan repeater diperlukan catuan yang terpisah.
-
Instalasi
awal
sulit,
misalnya
penyambungan
serat
optik
harus
menggunakan teknik dan ketelitian yang tinggi. -
Konstruksi serat optik cukup lemah sehingga apabila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan akan merubah karakteristik transmisi.
-
Intensitas energi cahaya yang dipancarkan pada spektrum sinar infra merah bila terkena retina mata akan merusak mata.
2.3. Struktur Serat Optik 2.3.1. Core Core atau inti serat merupakan bagian utama dari serat optik karena bagian ini informasi yang berisi pulsa cahaya ditransmisikan. Core mempunyai ukuran diameter yang sangat kecil yaitu antara 2-50 µm. Besar kecilnya diameter core
8
merupakan hal yang sangat penting karena akan menetukan karakteristik serat optik. Core memiliki indeks bias yang selalu lebih besar daripada cladding.
2.3.2. Cladding Cladding merupakan pelapis core dan mempunyai bahan dasar yang sama dengan core tetapi dibuat sedemikian rupa sehingga memiliki indeks bias yang lebih kecil daripada core. Dengan membuat perbedaan indeks bias ini sampai pada batas kritis, maka pada sudut datang tertentu akan terjadi pembiasan dalam total (total internal reflection). Dengan demikian cahaya akan selalu merambat dalam core sampai pada ujung serat. Diameter cladding berkisar antara 5-125 µm.
2.3.3. Coating Coating berfungsi sebagai pelindung core dan cladding dari tekanan fisik. Jadi, pada dasarnya coating hanya berfungsi sebagai pelindung fisik yang datang dari luar dan tidak terpengaruh terhadap perambatan cahaya. Coating terbuat dari plastik (polimer) yang sangat berkualitas.
Gambar 2.1. Struktur Serat Optik
9
2.4. Jenis-jenis Serat Optik 2.4.1. Multi Mode Step Index (MMSI) Serat optik MMSI merupakan serat optik generasi pertama, karena pembuatannya relatif mudah. Oleh sebab itu serat optik jenis ini adalah yang pertama kali dipasarkan. Serat optik ini memiliki diameter core sebesar ± 50 µm, index bias core dibuat konstan dan merata sepanjang serat. Harga dari serat optik ini murah dan mudah dalam melakukan proses penyambungan karena memiliki core yang besar. Kerugian serat optik ini adalah terjadinya dispersi modal yang tinggi. Oleh karena itu serat optik ini hanya bisa digunakan pada bit rate rendah. Redaman serat optik ini berkisar antara 5-30 dB/km dan memiliki bandwidth antara 10-100 MHz.
Gambar 2.2. Jenis Serat Optik Multi Mode Step Index (MMSI)
2.4.2. Multi Mode Graded Index (MMGI) Serat ini merupakan generasi kedua. Disebut graded index karena serat ini mempunyai core dengan index bias yang bertahap (graded). Index bias paling besar berada pada bagian core paling dalam dan berangsur-angsur berkurang untuk bagian core yang lebih luar sampai batas antara core-cladding. Sedangkan index bias cladding tetap. Tujuan utama dibuatnya serat optik ini adalah untuk mengurangi dispersi modal. Serat optik MMGI mempunyai core dengan diameter ± 50 µm dan cladding ± 125 µm. Serat optik jenis ini mempunyai redaman < 4 dB/km dan mempunyai bandwidth sekitar 1 GHz. Meskipun secara teknis memberikan kualitas yang lebih baik daripada MMSI, tetapi serat optik jenis MMGI sangat
10
sulit dibuat sehingga harganya lebih mahal. Jenis ini cocok untuk komunikasi jarak sedang yaitu 20 – 40 km.
Gambar 2.3. Jenis Serat Optik Multi Mode Graded Index (MMGI)
2.4.3. Single Mode Step Index (SMSI) Segera setelah perkembangan kedua jenis serat optik sebelumnya, kebutuhan akan bandwidth yang lebih besar tidak dapat dihindarkan. Dapat dilihat bahwa semakin sedikit jumlah mode cahaya, maka akan semakin besar bandwidth serat optik. Panjang gelombang infra merah terletak antara 800 – 1600 nm, berarti apabila kita inginkan satu mode cahaya, maka diameter core harus sebesar 0.8 – 1.6 µm. Tetapi karena keterbatasan manusia, maka serat optik saat ini dibuat dengan diameter core 2 – 10 µm. Serat optik single mode memiliki redaman antara 0.2 – 0.4 dB/km dengan bandwidth 1 THz. Pada awal pembuatannya serat optik ini bisa digunakan pada jarak di atas 50 km, sekarang serat optik ini bisa digunakan pada jarak > 200 km.
Gambar 2.4. Jenis Serat Optik Single Mode Step Index (SMSI)
11
2.5. Redaman pada Kabel Serat Optik Karakteristik khusus yang ada pada komunikasi serat optik adalah redaman dan dispersi. Faktor redaman dan dispersi ini sangat menentukan kualitas serat optik tersebut sebagai media transmisi. Melalui penelitian yang mendalam tentang material bahan serat optik dan panjang gelombang optik yang digunakan, ternyata didapati bahwa hubungan panjang gelombang infra merah, bahan material silika dan redaman yang terjadi dapat digambarkan dengan kurva window serat optik. Walaupun spektrum gelombang infra merah memiliki panjang gelombang antara 800 sampai dengan 1600 nm tetapi dari spektrum panjang gelombang tersebut hanya bisa dipakai tiga buah panjang gelombang yaitu pada daerah 850 nm, 1310 nm dan 1550 nm. Hal ini dikarenakan redaman pada ketiga panjang gelombang tersebut minimum seperti terlihat pada kurva berikut.
Gambar 2.5. Windows Serat Optik
12
2.6. Parameter - parameter Optik 2.6.1. Kecepatan Propagasi Kecepatan propagasi cahaya di ruang hampa/udara didefinisikan oleh Maxwell mendekati 3 x 108 m/s. Sedangkan kecepatan cahaya pada medium lain dirumuskan dengan v=c/n
dimana
..........(2.1.)
c : kecepatan cahaya pada ruang hampa (3 x 108 m/s) v : kecepatan cahaya pada medium n : indeks bias medium
2.6.2. Pemantulan dan Pembiasan Untuk mengetahui cara cahaya merambat pada serat optik, maka terlebih dahulu kita harus mengetahui cara cahaya merambat dari medium udara ke medium lainnya. Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara cepat rambat cahaya di udara dengan cepat rambat cahaya di medium tersebut. Kecepatan cahaya akan berubah apabila cahaya merambat dari medium yang kurang padat ke medium yang lebih padat. Apabila cahaya merambat dari udara ke medium lainnya misalnya : kaca, air, minyak dan lain sebagainya maka kecepatan cahaya akan berkurang karena medium selain udara secara otomatis memiliki kerapatan yang lebih besar dari udara. Hukum pemantulan pada cermin datar mengatakan : -
Sudut datang dan sudut pantul terletak pada bidang yang sama.
-
Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.
Gambar 2.6. Pemantulan pada Bidang Datar
13
Apabila cahaya merambat pada dua medium yang berbeda indeks biasnya maka cahaya akan mengalami pembiasan, peristiwa pembiasan yang sehari - hari kita lihat misalnya : bengkokan sendok yang kita lihat pada segelas air dan lain lain. Ada dua keadaan yang berlaku pada peristiwa pembiasan yaitu : -
Apabila cahaya datang dari medium kurang padat ke medium yang lebih padat, maka cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal.
-
Apabila cahaya datang dari medium yang lebih padat ke medium yang kurang padat, maka cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal.
-
Garis normal adalah garis yang tegak lurus terhadap bidang batas.
Snellius telah merumuskan hukum pembiasan sebagai berikut
..........(2.2.) ..........(2.3.)
dimana
n1 : indeks bias medium yang dilalui sinar datang n2 : indeks bias medium yang dilalui sinar bias θ1 : sudut datang θ2 : sudut bias v1 : cepat rambat cahaya pada sinar datang v2 : cepat rambat cahaya pada sinar bias
2.6.3. Pemantulan Sempurna dan Sudut Kritis Apabila sinar datang dari medium yang lebih padat ke medium yang kurang padat, maka di samping terjadi pembiasan terjadi pula pemantulan dalam sempurna (total internal reflection) atau yang sering disebut dengan pemantulan sempurna. Pada keadaan normal sinar datang dari air/kaca ke udara dan membentuk sudut tertentu dengan garis normal, maka cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal. Apabila sudut sinar datang secara terus - menerus kita perbesar, maka sudut sinar bias juga akan membesar sampai pada suatu keadaan sudut sinar biasnya akan sejajar dengan bidang batas. Sudut kritis adalah sudut datang yang menyebabkan sudut bias sejajar dengan bidang batas dua medium.
14
Apabila ada sinar datang yang sudut datangnya melebihi sudut kritis, maka sinar tersebut tidak akan dibiaskan tetapi akan dipantulkan. Fenomena ini yang sering disebut dengan pemantulan sempurna. Fenomena ini yang menjadi prinsip pemantulan cahaya pada serat optik agar cahaya dapat merambat secara mantul memantul sepanjang serat optik. Sin θc = n2 / n1 dimana
..........(2.4.)
n1 : indeks bias medium yang dilalui sinar datang n2 : indeks bias medium yang dilalui sinar bias θc : sudut kritis
2.6.4. Numerical Aperture Numerical Aperture adalah suatu ukuran atau besaran sinus sudut pancaran maksimum dari suatu sumber optik ke core serat optik dimana cahaya masih bisa dipantulkan secara total.
Gambar 2.7. Numerical Aperture Jika sudut datang berkas cahaya lebih besar dari NA atau sudut kritis maka berkas tidak akan dipantulkan kembali ke dalam serat melainkan akan menembus cladding dan akan keluar dari serat. Semakin besar NA maka semakin banyak jumlah cahaya yang diterima oleh serat. Besarnya Numerical Aperture (NA) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : ..........(2.5.) dimana
n1 : indeks bias core serat optik n2 : indeks bias cladding serat optik ∆ : perbedaan indeks pembelokan (beda indeks bias relatif)
15
2.7. Rugi - rugi Tekukan pada Kabel Serat Optik Serat optik mengalami kehilangan radiasi pada saat tekukan atau tikungan di dalam perambatannya. Ilustrasi dari situasi ini ditunjukkan pada Gambar 2.8. Bagian dari mode yang berada di luar/cladding pada tekukan diharuskan untuk melintas lebih cepat daripada yang berada di dalam/core sehingga dengan demikian gelombang tegak lurus terhadap arah propagasi dapat dipertahankan. Oleh karena itu, bagian dari mode pada cladding diharuskan untuk melintas lebih cepat dari kecepatan cahaya di medium/core. Bila ini tidak memungkinkan, energi pada bagian dari mode ini akan hilang melalui radiasi.
radiation cladding
core
Gambar 2.8. Ilustrasi dari Rugi - rugi Radiasi pada Tekukan Serat Optik Potensial rugi - rugi tekukan bisa berkurang dengan cara : -
Mendesain fiber dengan selisih indeks pembelokan relatif yang besar.
-
Mengoperasikan pada panjang gelombang terpendek.
16
Rugi - rugi tekukan terjadi jika tekukan pada serat optik sudah melebihi daripada jari-jari kritis tekukan (Rcs) yang diperkirakan berdasarkan dari :
20λ
Rcs ≈
(n1 – n2)3/2 dimana
(
-3
)
..........(2.6.)
Rcs : jari-jari kritis tekukan λc : panjang gelombang cutoff pada serat optik jenis single mode λ : panjang gelombang yang digunakan n1 : indeks bias core serat optik n2 : indeks bias cladding serat optik 2πan1(2∆)1/2
λc =
2.405
∆ =
dimana
λ 2.748 – 0.996 λc
∆
..........(2.7.)
n12 – n22 2n12
..........(2.8.)
: perbedaan indeks pembelokan (beda indeks bias relatif)
jari - jari tekukan
Gambar 2.9. Pengukuran Jari - jari Tekukan pada Serat Optik
BAB III PENGUKURAN DAN PENGAMBILAN DATA 3.1. Peralatan dan Bahan Pada tugas akhir ini, alat yang digunakan untuk mengukur serat optik adalah Optical Laser Source (OLS) dan Optical Power Meter (OPM). Kedua alat tersebut akan digunakan untuk mengukur objek yang berupa ‘Dummy’ Serat optik.
3.1.1. Optical Laser Source (OLS) Optical Laser Source (OLS) adalah sebuah alat yang dapat mengeluarkan sinar cahaya / infra merah. Alat ini biasanya digunakan untuk mengukur redaman kabel serat optik yang penggunaannya harus dibarengi dengan alat Optical Power Meter (OPM). Optical Laser Source (OLS) memiliki panjang gelombang (λ) yang dapat diubah-ubah yaitu 1310 dan 1550 nm. Optical Laser Source (OLS) yang baik harus memiliki keluaran cahaya yang stabil dimana cahaya tersebut dapat bersumber dari laser atau LED. Pada tugas akhir ini, Optical Laser Source (OLS) yang digunakan adalah merek Wandel & Goltermann (WG) tipe OLS-15 dengan daya pancar sebesar -7 dBm atau 0,19952623 mW.
Gambar 3.1. Optical Laser Source (OLS) merk Wandel & Goltermann (WG) type OLS-15
17
18
3.1.2. Optical Power Meter (OPM) Optical Power Meter (OPM) adalah alat yang digunakan untuk mengukur total loss dalam sebuah link / kabel serat optik baik pada saat instalasi atau pada saat pemeliharaan. Alat ini harus sering dikalibrasi minimal 1 (satu) tahun sekali agar hasil yang diukur dapat sesuai dengan kondisi yang seharusnya. Optical Power Meter (OPM) yang digunakan pada tugas akhir ini bermerek Wandel & Goltermann (WG) tipe OLP-15A yang bisa digunakan untuk menerima panjang gelombang (λ) sebesar 850 nm, 1300 nm, 1310 nm dan 1550 nm. Tetapi berhubung Optical Laser Source (OLS) yang digunakan hanya mampu menggunakan panjang gelombang (λ) sebesar 1310 nm dan 1550 nm, maka pada tugas akhir ini hanya diukur menggunakan panjang gelombang (λ) 1310 nm dan 1550 nm.
Gambar 3.2. Optical Power Meter (OPM) merk Wandel & Goltermann (WG) type OLP-15A Untuk melakukan pengukuran dapat digunakan 2 (dua) metode yang berbeda, yaitu : -
End to End
-
Loop Back
Gambar 3.3. Cara Mengukur Kabel Serat Optik Menggunakan Metode ‘End to End Test’
19
Gambar 3.4. Cara Mengukur Kabel Serat Optik Menggunakan Metode ‘Loop Back Test’ Pada tugas akhir ini metode yang digunakan adalah metode yang pertama yaitu : ‘End to End Test’. Hanya saja objek yang diukur berupa ‘Dummy’ Serat optik.
3.1.3. ‘Dummy’ Serat Optik ‘Dummy’ serat optik adalah kabel serat optik yang hanya memiliki 1 (satu) buah core saja dengan jenis serat optik Single Mode Step Index (SMSI). Serat optik ini memiliki indeks bias core (n1) sebesar 1,46 dan indeks bias cladding (n2) sebesar 1,456 dengan panjang 0,33322 km serta memiliki diameter core (a) sebesar 8,5 µm. Untuk mengukur serat optik ini, kedua ujungnya harus disambung dengan pig tail atau patch core yang dipotong menjadi 2 (dua) bagian. Cara penyambungannya juga tidak dilakukan seperti penyambungan kabel tembaga biasa yang hanya perlu dililit atau disolder. Untuk menyambungan kabel serat optik
diperlukan
alat
yang
bernama
Fusion
Splicer
beserta
segala
perlengkapannya seperti : Fiber Cleaver, Fiber Stripper, Loose Tube Cutter, Protection Sleeve dan lain sebagainya.
Gambar 3.5. ‘Dummy’ Fiber Optic merk Fitel
20
3.2. Skema dan Prosedur Penelitian Skematik penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.6 dimana Optical Laser Source (OLS) dipasang pada ujung ‘Dummy’ serat optik dan Optical Power Meter (OPM) dipasang pada ujung ‘Dummy’ serat optik yang satunya lagi. Alat ukur Optical Laser Source (OLS) dan Optical Power Meter (OPM) serta objek ‘Dummy’ serat optik ditempatkan pada tempat yang sama agar tidak terjadi kesalahan di dalam melakukan pengukuran. Lalu untuk pembuatan tekukan pada saat pengukuran dilakukan secara manual dengan tangan.
‘Dummy’ Serat Optik
Tekukan Serat Optik
Serat Optik
Diameter Tekukan Serat Optik Protection Sleeve
Pig Tail
Dikoneksikan
Optical Light Source
Optical Power Meter
Gambar 3.6. Skema Penelitian
Secara umum, proses pengukuran dilakukan sesuai dengan mengikuti Gambar 3.7 dimana langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : -
Menyiapkan alat-alatnya seperti : Optical Laser Source (OLS) dan Optical Power Meter (OPM)
-
Menyiapkan objek ukur yaitu : ‘Dummy’ serat optik
-
Memasang alat-alat beserta objek sesuai dengan skema Gambar 3.4
-
‘Power On’ Optical Laser Source (OLS) dan Optical Power Meter (OPM)
21
-
Mencatat nilai yang tampil pada Optical Power Meter (OPM)
-
Melakukan tekukan pada ‘Dummy’ serat optik dan penyesuaian panjang gelombang (λ) sesuai dengan data yang akan diukur
Gambar 3.7. Diagram Alir Proses Pengukuran
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengukuran Hasil pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.1 di bawah ini. Pengukuran dilakukan menggunakan alat ukur Optical Laser Source (OLS) dan Optical Power Meter (OPM) dengan menggunakan objek ‘Dummy’ serat optik. Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Serat Optik dengan λ = 1310 nm "END to END" FIBER Test Numbers
Radius of Curvature (cm)
1
Measured Loss Pin (dBm)
Pout (dBm)
Loss (dB)
Attenuation (dB)
Description
-
-7
-9
2
0
Tanpa Tekukan
2
1.451061
-7
-9
2
0
3
1.209218
-7
-9
2
0
4
1.11248
-7
-9
2
0
5
1.015743
-7
-9
2
0
6
0.991559
-7
-9
2
0
7
0.967374
-7
-9.01
2.01
0.01
8
0.899883
-7
-9.01
2.01
0.01
9
0.879431
-7
-9.02
2.02
0.02
10
0.859888
-7
-9.02
2.02
0.02
11
0.841195
-7
-9.04
2.04
0.04
12
0.823297
-7
-9.04
2.04
0.04
13
0.806145
-7
-9.04
2.04
0.04
14
0.789693
-7
-9.04
2.04
0.04
15
0.773899
-7
-9.08
2.08
0.08
16
0.758725
-7
-9.08
2.08
0.08
17
0.744134
-7
-9.08
2.08
0.08
18
0.730094
-7
-9.15
2.15
0.15
19
0.716573
-7
-9.18
2.18
0.18
20
0.703545
-7
-9.18
2.18
0.18
21
0.690982
-7
-9.25
2.25
0.25
22
0.678859
-7
-9.29
2.29
0.29
23
0.667155
-7
-9.44
2.44
0.44
24
0.655847
-7
-9.46
2.46
0.46
22
Mulai Terjadi Redaman
25
0.644916
-7
-9.52
2.52
0.52
26
0.634344
-7
-9.55
2.55
0.55
27
0.624112
-7
-9.59
2.59
0.59
28
0.614206
-7
-9.68
2.68
0.68
29
0.604609
-7
-9.71
2.71
0.71
30
0.595307
-7
-9.71
2.71
0.71
31
0.586287
-7
-9.89
2.89
0.89
32
0.577537
-7
-10.3
3.3
1.3
33
0.569044
-7
-10.34
3.34
1.34
34
0.560797
-7
-10.39
3.39
1.39
35
0.552785
-7
-10.68
3.68
1.68
36
0.545
-7
-10.7
3.7
1.7
37
0.53743
-7
-10.83
3.83
1.83
38
0.530068
-7
-10.9
3.9
1.9
39
0.522905
-7
-10.93
3.93
1.93
40
0.515933
-7
-11.1
4.1
2.1
41
0.509144
-7
-11.14
4.14
2.14
42
0.502532
-7
-11.2
4.2
2.2
43
0.496089
-7
-11.34
4.34
2.34
44
0.48981
-7
-11.38
4.38
2.38
45
0.483687
-7
-11.69
4.69
2.69
46
0.429944
-7
-13.3
6.3
4.3
47
0.38695
-7
-14.16
7.16
5.16
48
0.351772
-7
-16.6
9.6
7.6
49
0.322458
-7
-19.35
12.35
10.35
50
0.297654
-7
-25.69
18.69
16.69
51
> 0.297654
-7
-
-
-
Kabel Putus
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Serat Optik dengan λ = 1550 nm "END to END" FIBER Test Measured Loss Pout Loss (dBm) (dB)
Numbers
Radius of Curvature (cm)
Pin (dBm)
1
-
-7
-8.73
1.73
0
2
1.972605
-7
-8.73
1.73
0
3
1.643837
-7
-8.73
1.73
0
4
1.51233
-7
-8.73
1.73
0
5
1.380823
-7
-8.73
1.73
0
6
1.347947
-7
-8.73
1.73
0
7
1.31507
-7
-8.74
1.74
0.01
8
1.223321
-7
-8.74
1.74
0.01
9
1.195518
-7
-8.74
1.74
0.01
10
1.168951
-7
-8.75
1.75
0.02
11
1.143539
-7
-8.79
1.79
0.06
12
1.119208
-7
-8.86
1.86
0.13
13
1.095891
-7
-8.87
1.87
0.14
14
1.073526
-7
-8.97
1.97
0.24
15
1.052056
-7
-9.04
2.04
0.31
16
1.031427
-7
-9.17
2.17
0.44
17
1.011592
-7
-9.22
2.22
0.49
18
0.992505
-7
-9.24
2.24
0.51
19
0.974126
-7
-9.28
2.28
0.55
20
0.956414
-7
-9.31
2.31
0.58
21
0.939336
-7
-9.35
2.35
0.62
22
0.922856
-7
-9.43
2.43
0.7
23
0.906945
-7
-9.55
2.55
0.82
24
0.891573
-7
-9.59
2.59
0.86
25
0.876713
-7
-9.81
2.81
1.08
26
0.862341
-7
-9.99
2.99
1.26
27
0.848432
-7
-10.38
3.38
1.65
28
0.834965
-7
-10.54
3.54
1.81
29
0.821919
-7
-10.55
3.55
1.82
30
0.809274
-7
-10.63
3.63
1.9
31
0.797012
-7
-10.73
3.73
2
32
0.785116
-7
-11.24
4.24
2.51
33
0.77357
-7
-11.38
4.38
2.65
34
0.762359
-7
-11.75
4.75
3.02
Attenuation (dB)
Description
Tanpa Tekukan
Mulai Terjadi Redaman
35
0.751468
-7
-11.86
4.86
3.13
36
0.740884
-7
-11.9
4.9
3.17
37
0.730594
-7
-12.04
5.04
3.31
38
0.720586
-7
-12.6
5.6
3.87
39
0.710849
-7
-12.78
5.78
4.05
40
0.701371
-7
-12.86
5.86
4.13
41
0.692142
-7
-13.39
6.39
4.66
42
0.683153
-7
-13.5
6.5
4.77
43
0.674395
-7
-13.63
6.63
4.9
44
0.665858
-7
-13.7
6.7
4.97
45
0.657535
-7
-13.85
6.85
5.12
46
0.584475
-7
-16.9
9.9
8.17
47
0.526028
-7
-20.13
13.13
11.4
48
0.478207
-7
-20.93
13.93
12.2
49
0.438357
-7
-24.82
17.82
16.09
50
0.404637
-7
-38.19
31.19
29.46
51
0.375734
-7
-44.5
37.5
35.77
52
0.350685
-7
-45.79
38.79
37.06
53
0.328767
-7
-48.36
41.36
39.63
54
0.309428
-7
-51.24
44.24
42.51
55
0.297654
-7
-53.49
46.49
44.76
56
> 0.297654
-7
-
-
-
Kabel Putus
4.2. Hasil Perhitungan Untuk mengetahui nilai jari-jari kritis tekukan (RCS) pada kabel serat optik jenis Single Mode Step Index (SMSI) sesuai dengan teori, maka kita dapat menggunakan persamaan 2.6
Rcs ≈
20λ (n1 – n2)3/2
(
2.748 – 0.996
λ λc
-3
)
Tetapi sebelum itu kita harus mengetahui terlebih dahulu nilai dari pada panjang gelombang cutoff (λc) yang bisa didapatkan dari persamaan 2.7
26
λc =
2πan1(2∆)1/2 2.405
Dan untuk mengetahui nilai dari panjang gelombang cutoff (λc), kita juga harus mengetahui nilai beda indeks bias relatif (∆) yang didapatkan pada persamaan 2.8 ∆ =
n12 – n22 2n12
Pada tugas akhir ini, diketahui nilai indeks bias core (n1) sebesar 1,46 dan indeks bias cladding (n2) sebesar 1,456 sehingga nilai beda indeks bias relatif (∆) : ∆ = (n12 – n22) / (2*n12) ∆ = (1.462 – 1.4562) / (2*1.462) ∆ = (2.1316 – 2.119936) / (2*2.1316) ∆ = 0.011664 / 4.2632 ∆ = 0.00273597 Serta diketahui nilai diameter core (a) sebesar 8,5 µm atau sama dengan 8,5*10-6 m sehingga dapat diketahui panjang gelombang cutoff (λc) : λc = (2*π*a*n1*(2*∆)1/2) / 2.405 λc = (2*3.14159*8,5*10-6*1.46*(2*0.00273597)1/2) / 2.405 λc = (2*3.14159*8,5*10-6*1.46*(0.00547194)1/2) / 2.405 λc = (2*3.14159*8,5*10-6*1.46* 0.07397) / 2.405 λc = (5.767756*10-6) / 2.405 λc = 2.398235*10-6 m = 2.398235 µm λc = 0.000002398235 m Kemudian dari hasil yang diperoleh oleh 2 (dua) persamaan di atas, maka dapat diketahui nilai jari-jari kritis tekukan (RCS) pada kabel serat optik jenis Single Mode Step Index (SMSI) : RCS ≈ ((20*λ) / (n1 – n2)3/2) * (2.748 – (0.996*(λ / λc)))-3 RCS ≈ ((20*λ) / (1.46 – 1.456)3/2)*(2.748 – (0.996*(λ/0.000002398235)))-3 RCS ≈ ((20*λ) / 0.00025298)*(2.748 – (0.996*(λ/0.000002398235)))-3
27
Dimana untuk panjang gelombang (λ) = 1310 nm RCS ≈ ((20*λ) / 0.00025298)*(2.748 – (0.996*(λ/0.000002398235)))-3 RCS ≈ ((20*1310*10-9) / 0.00025298)* (2.748 – (0.996*(1310*10-9/ 0.000002398235)))-3 RCS ≈ (0.0000262 / 0.00025298)* (2.748 – (0.996*0.546235))-3 RCS ≈ 0.103565* (2.748 – 0.54405006)-3 RCS ≈ 0.103565* 0.09341 RCS ≈ 0.009674 m RCS ≈ 0.9674 cm Dan untuk panjang gelombang (λ) = 1550 nm RCS ≈ ((20*λ) / 0.00025298)*(2.748 – (0.996*(λ/0.000002398235)))-3 RCS ≈ ((20*1550*10-9) / 0.00025298)* (2.748 – (0.996*(1550*10-9/ 0.000002398235)))-3 RCS ≈ (0.000031 / 0.00025298)* (2.748 – (0.996* 0.6463086))-3 RCS ≈ 0.122539* (2.748 – 0.64372)-3 RCS ≈ 0.122539* 0.10732 RCS ≈ 0.013151 m RCS ≈ 1.3151 cm 4.3. Analisa Hasil pengukuran pada Tabel 4.1 menunjukkan nilai redaman yang diperoleh dari pengukuran serat optik menggunakan alat ukur Optical Laser Source (OLS) dan Optical Power Meter (OPM). Pada tabel tersebut terlihat bahwa semakin kecil jari-jari dari pada tekukan kabel serat optik, maka akan semakin besar nilai redaman yang diterima oleh Optical Power Meter (OPM). Seperti pada persamaan 2.6 yang telah dihitung bahwa nilai redaman pada titik jari-jari kritis tekukan (RCS), di Optical Power Meter (OPM) mulai menunjukkan nilai peningkatan redaman. Walaupun nilai tersebut masih terbilang kecil yaitu sebesar 0.01 dBm. Selain itu, kita melihat bahwa terjadi perbedaan nilai redaman pada masing-masing panjang gelombang (λ). Dimana kita melihat bahwa panjang
28
gelombang (λ) dengan nilai 1310 nm itu memiliki jari-jari kritis tekukan (RCS) yang lebih kecil dari pada panjang gelombang (λ) dengan nilai 1550 nm. Hal ini sama dengan persamaan 2.6 yang telah kita hitung yaitu menunjukkan batasan kabel serat optik yang dapat kita tekuk. Namun demikian, kita melihat adanya ketidakharmonisan perubahan redaman yang terjadi dari setiap perubahan tekukan yang telah dilakukan. Hal ini dapat dimungkinkan karena pada saat melakukan pengukuran, pembuatan tekukan pada kabel serat optik dilakukan secara manual. Pembuatan tekukan pada kabel serat optik secara manual dapat menimbulkan kesalahan-kesalahan sendiri. Kesalahan tersebut terutama berasal dari posisi tangan pada saat melakukan tekukan. Salah satu cara untuk mengatasi kesalahan ini adalah dengan membuat suatu pipa yang berjari-jari sama dengan nilai jari-jari yang akan diukur sehingga dapat dengan sempurna membuat tekukan pada kabel serat optik untuk diukur.
Gambar 4.1. Proses Pembuatan Tekukan pada ‘Dummy’ Serat Optik
29
30
31
4.4. Batasan Tekukan Jika kita melihat dari pada hasil perhitungan pada persamaan 2.6, kita akan mendapatkan nilai jari-jari kritis tekukan (RCS) = 0.9674 cm untuk panjang gelombang (λ) = 1310 nm dan nilai jari-jari kritis tekukan (RCS) = 1.3151 cm untuk panjang gelombang (λ) = 1550 nm . Akan tetapi secara praktisi jika kita lihat dari pengukuran pada Tabel 4.1, nilai redaman yang dihasilkan pada titik tersebut masih dianggap layak dan wajar. Seperti pada referensi buku “Alcatel Interface Module Charateristics” tentang penggunaan modul 1000 BASE SFP pada perangkat router, nilai redaman / loss / link budget maksimum yang bisa untuk digunakan yaitu 7,5 dBm untuk panjang gelombang (λ) = 1310 nm dan 18 dBm untuk panjang gelombang (λ) = 1550 nm. Dalam hal ini untuk panjang gelombang (λ) = 1310 nm pada pengukuran Tabel 4.1, maksimum jari-jari tekukan yang masih dapat digunakan adalah sebesar 0.38695 cm dan untuk panjang gelombang (λ) = 1550 nm maksimum jari-jari tekukan yang masih dapat digunakan adalah sebesar 0.438357cm. Serta perlu diingat bahwa jika tekukan yang dilakukan melebihi dari 0.297654 cm, maka kabel serat optik tersebut akan patah. Jadi, hal itu haruslah sangat dihindari terutama pada saat melakukan instalasi. Namun demikian, hal tersebut tidak akan terjadi dikarenakan di setiap buku instruksi pemasangan terminasi kabel serat optik sudah dijelaskan bahwa batasan maksimal yang diperbolehkan dalam setiap melakukan instalasi adalah ≥ 38 mm.
Gambar 4.4. Contoh Terminasi / Instalasi pada Kabel Serat Optik
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dengan melihat data dan analisa pada bab sebelumnya, maka dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu : - Nilai jari-jari kritis tekukan (RCS) pada kabel serat optik jenis Single Mode Step Index (SMSI) untuk panjang gelombang (λ) = 1310 nm, RCS = 0.9674 cm dan RCS = 1.3151 cm untuk panjang gelombang (λ) = 1550 nm. - Pada saat pengukuran mencapai jari-jari kritis tekukan (RCS), redaman hasil pengukuran mulai menunjukkan terjadinya peningkatan redaman yaitu sebesar 0.01 dB. - Pembuatan tekukan pada kabel serat optik secara manual / menggunakan tangan dapat menimbulkan kesalahan-kesalahan pada saat pengukuran. - Pada modul 1000 BASE SFP perangkat router Alcatel, maksimum jari-jari tekukan yang masih dapat digunakan adalah sebesar 0.38695 cm untuk panjang gelombang (λ) = 1310 nm dan maksimum jari-jari tekukan yang masih dapat digunakan adalah sebesar 0.438357cm untuk panjang gelombang (λ) = 1550 nm. - Jika tekukan melebihi dari 0.297654 cm, maka kabel serat optik tersebut akan patah.
5.2. Saran Melalui tugas akhir ini penyusun ingin memberikan beberapa saran, yaitu : - Di setiap melakukan instalasi / terminasi kabel serat optik, jangan lupa untuk batasan tekukan pada saat pemasangan adalah tidak boleh ≤ 38 mm. - Jangan pernah lupa untuk mengkalibrasi alat ukur yang digunakan minimal 1 (satu) tahun sekali.
32
DAFTAR PUSTAKA Aditya Febrinoviana. 2007. Trouble Management Nokia Flexihopper FIU 19 Plus C4.8 (Build 14). Bandung : Sekolah Tinggi Teknologi Telkom. Jeffry Firmansyah. 2008. Penyambungan Tie Line Kabel Serat Optik di PT. Telekomunikasi Indonesia Datel Jakarta Barat. Jakarta : Universitas Mercu Buana. M.Senior, John. Optical Fiber Communications ”Principles and Practice” (second edition). Prentice Hall. No Name. 2007. Alcatel Interface Module Charateristics. Tanpa Nama. 2004. SKSO/JARLOKAF. Jakarta : SMK Telkom Sandhy Putra. Tanpa Nama. 2004. Teknik Pengukuran Kabel Serat Optik. Jakarta : PT. Telekomunikasi Indonesia Datel Jakarta Barat.
xi
LAMPIRAN-LAMPIRAN
