ROMARIA NIM :

ANALISIS PENGARUH DISPERSI TERHADAP RUGI-RUGI DAYA TRANSMISI PADA SERAT OPTIK SINGLE MODE REKOMENDASI ITU-T SERI G.655 Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S1) pada Departemen Teknik Elektro Oleh : ROMARIA NIM : 110422062 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2013 i

ii

ABSTRAK Serat optik sebagai salah satu media transmisi yang berkembang saat ini masih terdapat berbagai macam rugi-rugi, diantaranya rugi rugi yang diakibatkan oleh dispersi. Dispersi merupakan peristiwa melebarnya pulsa optik yang merambat sepanjang serat optik sehingga bertumpang tindih dengan pulsa tetangganya, mengakibatkan sejumlah bit error dalam transmisi bertambah besar dapat mempengaruhi bit rate sinyal dan ukuran kapasitas informasi yang dikirim. Pada Tugas Akhir, dianalisis pengaruh dispersi pada serat optik single mode G.655 dengan membandingkan metode pengukuran dan perhitungan. Adapun hasil yang diperoleh dari analisis dispersi untuk panjang gelombang 1550 nm pada link Medan Centrum Pulo Brayan sebesar 16,589 ps/km.nm dan link Pulo Brayan Bandar Baru sebesar 8,214 ps/km.nm, nilai ini tidak jauh berbeda dengan hasil perhitungan yaitu 16,535 ps/km.nm untuk link Medan Centrum Pulo Brayan dan 8,158 ps/km.nm untuk link Pulo Brayan Bandar Baru. Nilai dispersi pada sistem harus lebih kecil dari nilai bit rate agar tidak mengganggu kinerja dari sistem. Untuk mengatasi dispersi, perlu dilakukan dispersion power penalty (P d ) yaitu menaikkan daya input yang dibutuhkan receiver untuk mengeliminasi degradasi pada BER (bit error rate) dengan nilai P d < 2 db. Kata kunci : serat optik,dispersi, dispersion power penalty. i

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas Berkah dan Rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul: ANALISIS PENGARUH DISPERSI TERHADAP RUGI-RUGI DAYA TRANSMISI PADA SERAT OPTIK SINGLE MODE Tugas akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu (S-1) di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada: 1. Kedua orang tua penulis Alm.Hesekiel Gultom dan Tiurlan Purba atas semangat dan doanya kepada penulis dengan segala pengorbanan dan kasih sayang yang tidak ternilai harganya. 2. Bapak Ir. M. Zulfin MT sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis yang selalu bersedia memberikan bantuan yang sangat dibutuhkan oleh penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan, MT sebagai Dosen Wali penulis yang membantu penulis selama menyelesaikan pendidikan di kampus USU. 4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si sebagai Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. ii

5. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT sebagai Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. 6. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU. 7. Kepada saudara penulis Januarlin Gultom, Poltak Gultom, Yuyner G Gultom dan saudari penulis Nurhayani Gultom, Anna Maria Gultom yang tak henti-hentinya memberikan dukungan penuh, doa, dan nasihat bagi penulis. 8. Seluruh sahabat penulis Tiolina, Ice Rosari, Ria Sihotang, Fitria, Yolanda, Desy dan teman-teman Ekstensi stambuk 2011 lainnya, atas kebersamaan dan dukungan yang diberikan selama penulis bergelut di kampus. 9. Seluruh senior dan junior di Departemen Teknik Elektro, atas dukungan dan bantuan yang diberikan kepada penulis. 10. Semua orang yang pernah mengisi setiap detik waktu yang telah dilalui bersama penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Tanpa mereka, pengalaman penulis tidaklah lengkap. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya. Kritik dan saran dari pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini sangat penulis harapkan. Kiranya Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Terimakasih Medan, Desember 2013 Penulis Romaria iii

DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR SINGKATAN... x I. PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Penulisan... 2 1.4 Batasan Masalah... 2 1.5 Metode Penulisan... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 4 II. SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK... 5 2.1 Umum... 5 2.2 Sejarah Perkembangan Serat Optik... 6 2.3 Struktur Dasar Serat Optik... 9 2.4 Persyaratan Bahan Baku... 11 iv

2.5 Jenis Kabel Pada Serat Optik... 13 2.5.1 Pipa Longgar (Loose Tube)... 13 2.5.2 Alur (Slot)... 15 2.6 Jenis Serat Optik... 16 2.6.1 Single Mode... 16 2.6.2 Multimode... 17 2.7 Perambatan Cahaya Kabel Serat Optik... 20 2.7.1 Refraksi (Pembiasan) Cahaya... 21 2.7.2 Difraksi Cahaya... 23 2.7.3 Dispersi Cahaya... 24 2.8 Keuntungan dan Kerugian Serat Optik... 24 2.9 Redaman Serat Optik... 25 2.10 Sistem Transmisi Serat Optik... 25 2.10.1 Sumber Optik (Light Source)... 26 2.10.2 Transmitter Optik... 30 2.10.3 Kabel Serat Optik... 30 2.10.4 Receiver Optik... 30 2.11 Prinsip Kerja Transmisi Pada Serat Optik... 31 III. DISPERSI PADA SERAT OPTIK SINGLE MODE... 34 3.1 Umum... 34 3.2 Teori Dispersi... 34 3.3 Jalur Pengukuran... 38 3.4 Spesifikasi Alat... 39 3.4.1 Alat Ukur JDSU... 39 v

3.4.2 Jenis Kabel Serat Optik Yang Digunakan... 40 3.5 Pengukuran Dispersi... 41 3.6 Dispersi Kromatik... 43 3.7 Rise Time Budget... 45 3.8 Dispersion Power Penalty... 47 IV. ANALISIS DISPERSI SERAT OPTIK SINGLE MODE... 50 4.1 Umum... 50 4.2 Analisis Dispersi... 51 4.2.1 Analisis Dispersi Link MDC - PUBA... 51 4.2.2 Analisis Dispersi Link PUBA BDB... 53 4.3 Analisis Rise Time Budget... 56 4.3.1 Rise Time Budget Link MDC - PUBA... 56 4.3.2 Rise Time Budget Link PUBA BDB... 57 4.4 Analisis Dispersion Power Penalty... 58 4.4.1 Analisis Dispersion Power Penalty Link MDC - PUBA 58 4.4.2 Analisis Dispersion Power Penalty Link PUBA BDB 61 V. KESIMPULAN DAN SARAN... 63 5.1 Kesimpulan... 63 5.2 Saran... 64 DAFTAR PUSTAKA... 65 LAMPIRAN vi

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Serat Optik... 9 Gambar 2.2 Penampang Kabel Loose Tube... 13 Gambar 2.3 Penampang Kabel Optik Jenis Slot... 15 Gambar 2.4 Step Index Single Mode... 19 Gambar 2.5 Step Index Multi Mode... 19 Gambar 2.6 Step Index Multi Mode... 20 Gambar 2.7 Difraksi Cahaya... 23 Gambar 2.8 Dispersi Cahaya... 24 Gambar 2.9 Blok Diagram Sistem Komunikasi Serat Optik... 26 Gambar 2.10 Skema Pemancar Sistem Optik...... 30 Gambar 2.11 Skema Penerima Sistem Optik... 31 Gambar 2.12 Blok Diagram Prinsip Kerja Transmisi Pada Serat Optik... 32 Gambar 3.1 Peristiwa Pelebaran Pulsa Akibat Dispersi... 35 Gambar 3.2 Intersymbol Interference... 35 Gambar 3.3 Jalur Pengukuran Dispersi MDC - PUBA... 38 Gambar 3.4 JDSU MTS-8000... 40 vii

Gambar 4.1 Grafik Dispersi Kromatik Link MDC PUBA...... 52 Gambar 4.2 Grafik Dispersi Kromatik Link PUBA BDB. 54 Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Antara Perhitungan Dispersi Kromatik Pada Link MDC PUBA dan Link PUBA BDB... 55 viii

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sifat Bahan Selubung... 12 Tabel 2.2 Perbandingan jarak repeater antara serat optik multimode dan single mode... 18 Tabel 3.1 Spesifikasi Secara Teknis CD-OTDR JDSU... 39 Tabel 3.2 Parameter Pengukuran Rise Time Budget Pada PT. TELKOM... 46 Tabel 4.1 Perbandingan Nilai Dispersi Berdasarkan Perhitungan Dan Pengukuran Pada Link MDC PUBA... 51 Tabel 4.1 Perbandingan Nilai Dispersi Berdasarkan Perhitungan Dan Pengukuran Pada Link PUBA BDB... 53 ix

DAFTAR SINGKATAN APD BDB BER CD DCF HDPE ISI KPI LD LED MDC NRZ NZDSF OSA OTB OTDR PBTP PUBA RZ SKSO SNR WDM Avalanche Photo Diode Bandar Baru Bit Error Rate Chromatic Dispersion Dispersion Compensate Fiber High Density Polyethylene Intersymbol Interference Key Performance Indicator Laser Diode Light Emmiting Diode Medan Centrum Non Return to Zero Non Zero Dispersion Shifted Fiber Optical Spectrum Analyzer Optical Terminal Box Optical Time Domain Reflectometer Polybuthelene Therepthalate Pulo Brayan Return to Zero Sistem Komunikasi Serat Optik Signal to Noise Ratio Wavelength Division Multiplexing x