ANALISIS RUGI-RUGI PADA SISTEM TRANSMISI SERAT OPTIK

Transkripsi

1 ANALISIS RUGI-RUGI PADA SISTEM TRANSMISI SERAT OPTIK Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana (S-I) pada Departemen Teknik Elektro Oleh : FIRMAN PANE DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 ANALISIS RUGI-RUGI PADA SISTEM TRANSMISI SERAT OPTIK Disusun Oleh : FIRMAN PANE Disetujui dan disahkan oleh: Pembimbing Tugas Akhir, IR. M. ZULFIN, MT NIP Diketahui oleh: Pelaksana Harian Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU PROF. DR. IR. USMAN BAAFAI NIP DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3 ANALISIS RUGI-RUGI PADA SISTEM TRANSMISI SERAT OPTIK Oleh: FIRMAN PANE NIM : Tugas Akhir ini diajukan untuk memperlengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN Sidang pada Tanggal 28 Bulan Desember Tahun 2010 di depan penguji: 1. Ketua Penguji : Ali Hanafiah Rambe, ST. MT 2. Anggota Penguji : Ir. Arman Sani, MT 3. Anggota Penguji : Rahmad Fauzi, ST. MT Diketahui oleh: Pelaksana Harian Ketua Departemen Teknik Elektro, Disetujui Oleh: Pembimbing Tugas Akhir Prof. Dr. Ir.Usman Baafai Ir. M. Zulfin, MT NIP: NIP:

4 ABSTRAK Fiber optik atau serat optik adalah medium penghantar yang terbuat dari serabut-serabut kaca yang tipis. Ukurannya seperti diameter rambut manusia. Proses pengiriman data atau informasi sangat cepat. Disamping itu bandwidthnya juga sangat besar sehingga kebutuhan pelanggan bisa terpenuhi. Rugi-rugi pada transmisi serat optik bisa diakibatkan oleh perbedaan garis tengah inti dan apertur numerik, rugi rugi celah, rugi-rugi akibat pemantulan Fresnel, rugi rugi akibat redaman (attenuasi) dan rugi rugi akibat pembengkokan yang terjadi pada serat optik. Dari hasil analisis rugi-rugi pada sistem transmisi serat optik ini diperoleh bahwa rugi rugi akibat perbedaan garis tengah inti dan apertur numerik sebesar - 0,3128 db, rugi rugi celah karena selisih posisi sebesar - 0, db, rugirugi akibat pemantulan Fresnel sebesar - 0, db, rugi-rugi akibat redaman sebesar α = 0,315 db.

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa oleh berkatnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. Tugas Akhir ini yang berjudul ANALISIS RUGI RUGI PADA SISTEM TRANSMISI SERAT OPTIK penulis persembahkan kepada yang teristimewa Ayahanda M Pane, Spd dan Ibunda M Siahaan yang telah membesarkan, mendidik, dan memberikan kasih sayang yang tidak akan pernah habis kepada penulis sampai akhir hayat mereka. Juga kepada abang dan kakak penulis yang tersayang, Thamrin H Pane, Sannur Pane SPd, Jinton Pane ST, Donal H Pane SE, Rudolf M Pane ST, dan adik penulis Suprianto Pane yang selalu memberikan doa dan motivasi kepada penulis. Selama penulisan Tugas Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan dan dukungan serta masukan dari banyak pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan ribuan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. DR. Ir. Usman Baafai dan Rahmad Fauzi ST, MT, selaku Ketua Pelaksana Harian dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. 2. Bapak Ir. M. Zulfin, MT selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak membantu dalam penulisan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. Zahiful Bahri sebagai Dosen Wali penulis yang telah memberikan dukungan moril kepada penulis.

6 4. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Elektro, khususnya pada Konsentrasi Teknik Telekomunikasi yaitu Bapak Ir. Arman Sani MT, Bapak Maksum Pinem ST, MT, Bapak Ali H Rambe ST, MT, yang telah memberikan banyak inspirasi, pelajaran moral dan spiritual serta masukan dan motivasi bagi penulis untuk selalu menjadi lebih baik. 5. Seluruh Karyawan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 6. Keluarga Besar PT. Telkom khususnya Bapak Sofian, Bapak Yermon dan Bapak Firman yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tugas Akhir ini. 7. Yang tersayang Novalina Butar-Butar, terima kasih telah memberikan doa, dukungan, dan perhatian demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. 8. Sahabat-sahabat seperjuangan untuk mencapai tujuan bersama menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 9. Serta semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Berbagai usaha telah penulis lakukan demi terselesaikannya Tugas Akhir ini dengan baik, tetapi penulis menyadari akan kekurangan dan keterbatasan penulis. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang Tugas Akhir ini.

7 Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis. Medan, Oktober 2010 Penulis, FIRMAN PANE NIM

8 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 3 BAB II CAHAYA 2.1 Pendahuluan Gelombang Elektromagnetik Prinsip Gelombang Elektromagnetik Spektrum Gelombang Elektromagnetik Spektrum Elektromagnetik Cahaya Optik... 13

9 2.3.1 Dispersi Cahaya Difraksi Pemantulan Cahaya Hukum Pemantulan Cahaya Sudut Kritis Pemantulan Internal Sempurna Pemantulan Total Pembiasan Cahaya Indeks Bias Hukum Pembiasan Cahaya ( Hukum Snellius ) BAB III SINGLE MODE FIBER 3.1 Pendahuluan Perutean Panjang Gelombang Splicing (Penyambungan) Fusion Splices ( Penyambungan Lebur ) Mechanical Spilces ( Penyambungan Mekanis ) Non Dispersion Shifted Fiber (NDSF) Non Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF) Panjang Gelombang Serat Optik Propagasi Cahaya di dalam Serat Optik Memasukkan Cahaya ke dalam Serat Optik Kerucut Penerimaan Rugi Rugi Penyambungan... 40

10 3.8.1 Garis Tengah Inti Apertur Numerik ( NA ) Rugi Celah Permasalahan Selisih Posisi Dispersi Single Mode Fiber Modus Serat Optik Banyak Modus di Dalam Serat Optik Redaman (Attenuasi) Penyerapan (Absorbtion) pada Serat Optik Pemantulan Fresnel Memanfaatkan Pemantulan Fresnel Lekukan Kabel ( Bending ) BAB IV ANALISIS RUGI-RUGI PADA SISTEM TRANSMISI SERAT OPTIK 4.1 Pendahuluan Analisis Perhitungan Rugi Rugi Akibat Perbedaan Garis Tengah Inti dan Apertur Numerik Analisis Perhitungan Rugi-rugi Akibat Selisih Celah Analisis Perhitungan Rugi Akibat Pemantulan Fresnel Analisis Perhitungan Rugi Akibat Redaman BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

11 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA DAFTAR GAMBAR

12 Gambar 2.1 Spektrum Gelombang Elektromagnetik... 9 Gambar 2.2 Spektrum Gelombang Gambar 2.3 Cahaya merambat kesegala arah dengan lurus Gambar 2.4 Dispersi Cahaya Gambar 2.5 Difraksi Cahaya Gambar 2.6 Pemantulan Teratur Gambar 2.7 Pemantulan Baur Gambar 2.8 Pemantulan Cahaya Gambar 2.9 Pemantulan Internal Sempurna Gambar 2.10 Pembiasan Cahaya Gambar 2.11 Cahaya Mendekati Garis Normal Gambar 2.12 Cahaya Menjauhi Garis Normal Gambar 2.13 Cahaya Berubah Kecepatannya Gambar 2.14 Cahaya Mengalami Pembiasan ( Patah ) Gambar 2.15 Penjelasan Istilah-Istilah Gambar 3.1 Struktur Serat Optik Gambar 3.2 Langkah-langkah Penyambungan Serat Optik Gambar 3.3 Penyambungan Mekanik Pita Gambar 3.4 Jendela-jendela pada Spektrum Inframerah untuk Komunikasi Serat Optik Gambar 3.5 Cahaya Merambat Melalui Serangkaian Pemantulan Gambar 3.6 Cahaya Masuk ke Mantel Saat Pemantulan Gambar 3.7 Cahaya Menyebar Keluar dari Ujung Output Serat Optik 39 Gambar 3.8 Sudut Penerimaan

13 (Nilai maksimum yang dapat diterima serat optik) Gambar 3.9 Rugi-Rugi Daya karena Ukuran Inti yang Tidak Sama Gambar 3.10 Rugi Daya karena Perbedaan Apertur Numerik Gambar 3.11 Rugi Celah Gambar 3.12 Selisih Posisi Sumbu Gambar 3.13 Rugi Eksentrisitas Inti Gambar 3.14 Selisih Posisi Angular Gambar 3.15 Sinar B tiba lebih dulu Gambar 3.16 Pulsa Cahaya Memuai Gambar 3.17 Grafik Hasil Pengukuran Redaman Gambar 3.18 Pemantulan Fresnel Gambar 3.19 Pemantulan Fresnel di setiap Bidang Batas Gambar 3.20 Keadaan Normal Gambar 3.21 Lekukan Tajam Berakibat Buruk Gambar 3.22 Jari Jari Aman Terkecil (dalam ukuran sebenarnya) Gambar 3.23 Lekukan ditampilkan dalam ukuran sebenarnya (dapat mengakibatkan kerusakan pada serat) Gambar 3.24 Perbedaan Laju Penyusutan Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengukuran Redaman Gambar 4.2 Tampilan Hasil Data dari Grafik FO DAFTAR TABEL

14 Tabel 2.1 Spektrum dan Panjang Gelombang Tabel 2.2 Indeks Bias Beberapa Medium yang berbeda Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Redaman Menggunakan OTDR Tabel 4.2 Standar Rugi-Rugi Serat Optik Tabel 4.3 Analisis Rugi-Rugi Serat optik... 76

15 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Pengukuran Redaman FO Core 11 Lampiran 2 Pengukuran Redaman FO Core 12 Lampiran 3 Data Hasil Pengukuran Menggunakan OTDR