LABORATORIUM SISTEM TRANSMISI NOMOR PERCOBAAN : 01 JUDUL PERCOBAAN : FIBER OPTIK SINYAL ANALOG KELAS / KELOMPOK : TT - 5A / KELOMPOK 4 NAMA PRAKTIKAN : 1. SOCRATES PUTRA NUSANTARA (1315030082) NAMA KELOMPOK : 1. ALIFIA AZZAHRA (1315030032) : 2. MUSTIKA PUTRI (1315030064) : 3. MUHAMMAD RIFKY RAYNALDI (1315030063) : 4. SEVTHIA NUGRAHA (1315030115) TANGGAL PERCOBAAN : 12 SEPTEMBER 2017 TGL. PENYERAHAN LAP. : 18 SEPTEMBER 2017 NILAI : DOSEN : YENNIWARTI RAFSYAM SST, MT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2017
FIBER OPTIK SINYAL ANALOG I. TUJUAN 1. Mengamati dan menguji pengiriman sinyal analog melalui fiber optik. 2. Mengukur pengaruh panjang saluran terhadap redaman pada transmisi fiber optik. 3. Membandingkan input dan output sinyal analog melalui fiber optik. 4. Menguji pengiriman suara dari handphone melalui fiber optik II. DASAR TEORI 1. Rugi-rugi Fiber Optik Dalam pentransmisian sinyal pada teknologi komunikasi, fiber optik makin banyak menggantikan saluran transmisi kawat. Hal ini disebabkan saluran fiber optik memberikan beberapa keuntungan dibandingkan dengan saluran kawat. Pertama, karena cahaya secara efektif adalah sama seperti radiasi radio frekuensi yang jauh lebih tinggi, maka dalam teori kapasitas pembawaan informasi dar isuatu fiber adalah jauh lebih besar dari pada sistem-sistem radio gelombang mikro. Berikutnya, bahan yang digunakan dalam fiber adalah gelas silika atau dioksida silikon, yang adalah salah satu dari bahan-bahan yang paling banyak terdapat di bumi kita, sehingga nantinya biaya saluran-saluran semacam ini pastiakan jauh lebih rendah, baik dari saluran-saluran kawat maupun sistem-sistem gelombang mikro. Lagi pula fiber-fiber tidak bersifat menghantarkan listrik, sehingga merekadapat digunakan di daerah-daerah dimana isolasi listrik dan interferensi merupakan masalah berat. Dan karena kapasitas informasinya yang tinggi, rute-rute saluran majemuk dapat diringkas menjadi kabel-kabel yang jauh lebih kecil sehingga dengan demikia dapat mengurangi kemacetan pada chanel yang sudah sangat padat. Dengan teknologi yang telah dikuasi pada saat ini, sistem komunikasi fiber optik masih sedikit lebih mahal daripada sistem kawat atau radio yang setara, tetapi keadaan ini sedang berubah dengan cepat. Sistem fiber optik dengan cepat akan mampu bersaing dengan sistemsistem lain dalam harga, dan dengan kelebihan-kelebihannya yang lain, makin lama akan makin banyak sistem lain yang menggantikannya. Rugi-rugi dalam fiber : a. Rugi-rugi penyebaran Rayleigh Gelas dalam fiber optik adalah suatu benda pada amorphous (tidak berbentuk kristal atau noncrystalline), yang dibentuk dengan cara membiarkan gelas itu mendingin dari keadaan cairnya pada suhu tinggi hingga dia membeku, sementara masih
dalam keadaan plastik, gelas itu ditarik dengan menggunakan tegangan kedalam bentuk fiber yang panjang. Selama dalam proses pembentukan ini, variasi-variasi submikroskopis dalam kerapatan gelas dan dalam campuran-campuran di dalamnya ikut dibekukan di dalam gelas, dan kemudian menjadi facet-facet yang memantulkan dan membiaskan serta menyebarkan sebagian kecil cahaya yang lewat melalui gelas tersebut. Meskipun teknik pembuatan yang teliti dapat mengurangi anomali-anomal iini hingga minimum, hal tersebut tidak dapat sepenuhnyadihilangkan. b. Rugi-rugi penyerapan Terdapat tiga macam, yaitu penyerapan ultraviolet, penyerapan infra merah, dan penyerapan resonansi ion. c. Rugi-rugi penggandengan Cacat-cacat kecil pada inti atau pada interface inti pelapis, seperti misalnya variasi kecil pada diameter inti, bentuk penampang atau gelembung-gelembung dalam gelasdapat menyebabkan penggandengan yang tidak sempurna. d. Rugi-rugi pembengkokan Terdapat dua macam, yaitu pembengkokan mikro dan pembengkokan radius konstan. 2. Komunikasi dantransmisi data Fiber Optik Prinsip prinsip dasar dari komunikasi fiber optik. Signal itu lewat dari fase seperti pada bentuk gelombang analog. Kemudian melalui pengubah analog menjadi digital yang mngubah gelombang analog menjadi rangkaian pulsa digital. Kemudian signal digital itu melewati sumber sinyal yang mungkin laser atau LED, yang mengubah pulsa digital elektronik menjadi pulsa sinar yang ekuivalen. Pada akhir penerimaan suatu detektor menangkap pulsa sinar dan menterjemahkannya dalam pulsa digital, yang kemudian terus melalui pengubah analog menghubungkan dengan kabel fiber optik yang mengeluarkan sinar digital, seperti misal komputer, konversi anaog menjadi digital tidak diperlukan. Dalam banyak sirkuit fiber optik teresterial, repeater yang untuk membuat sinyal ditempati kira kira setiap 40 Km. Supaya dibuat, pulsa sinar
itu pertama tama harus diubah lagi menjadi pulsa elektrik. Kemudian sinyal itu dibuat dan diubah lagi dalam pulsa sinar. Berlainan dengan telekomunikasi yang mempergunakan gelombang elektromagnet maka pada fiber optik gelombang cahayalah yang bertugas membawa sinyal informasi. Pertama-tama microphone merubah sinyal suara menjadi sinyal listrik. Kemudian sinyal listrik ini dibawa oleh gelombang pembawa cahaya melalui fiber optik dari pengirim (transmitter) menuju alat penerima (receiver) yang terletak pada ujung lainnya dari fiber. Modulasi gelombang cahaya ini dapat dilakukan dengan merubah sinyal listrik termodulasi menjadi gelombang cahaya pada transmitter dan kemudian merubahnya kembali menjadi sinyal listrik pada receiver. Pada receiver sinyal listrik dapat dirubah kembali menjadi gelombang suara. Tugas untuk merubah sinyal listrik ke gelombang cahaya atau kebalikannya dapat dilakukan oleh komponen elektronik yang dikenal dengan nama komponen optoelectronic pada setiap ujung fiber optik. III. ALAT ALAT YANG DIGUNAKAN - 1 buah Driver OMI99A - 1 buah Optical Fiber 1.57 meter, 2 meter, 2.5 meter - 1 buah Osiloskop - 1 buah Function Generator - 1 buah Power Supply - 1 buah Power Meter - Kabel konektor secukupnya IV. PROSEDUR MELAKUKAN PERCOBAAN 4.1. Mengukur Daya Output dan Rugi-rugi Serat Optik 1. Siapkan peralatan sesuai dengan seperti yang dituliskan di Daftar Alat dan Komponen. 2. Hubungkan keluaran Function generator ke Osiloskop dan atur frekuensinya 10 khz dengan tegangan 2 Vpp. 3. Hubungkan ujung fiber optik yang memiliki redaman rendah dengan keluaran modul transmitter dan ujung lainnya dengan power meter, seperti pada Gambar 1.
4. Hubungkan keluaran Function Generator dengan input Transmitter dan catatlah hasil pengukuran yang ditampilkan pada power meter kedalam Tabel Hasil Percobaan 1. 5. Ubahlah frekuensi input sesuai Tabel 1 dan mencatat hasil pengukuran kedalam Tabel 1 tersebut. Ulangi langkah 2 s.d. 4 6. Catat hasil berupa panjang kabel optic berikutnya redamannyapadatabel 1. 4.2 Membandingkan Sinyal Analog Input dan Output Serat Optik 1. Rangkailah rangkaian seperti pada Diagram 2 2. Atur Function Generator Sebesar 5 khz dengan tegangan sebesar 28 mvpp 3. Amati Output keluaran di osiloskop, dengan menghubungkan port jack 3,5 mm ke Input High Z lalu hubungkan ke input osiloskop. 4. Gambarkan sinyal input dan output fiber optic pada osiloskop di kertas millimeter block dan Masukan pada Tabel 2. Bandingkan! 5. Ulangi langkah 1 s.d. 4 untuk tegangan 40 mvpp, 60 mvpp, 80mVpp, 100 mvpp. 4.3 Menguji Transmisi Data Pada Kabel Fiber Optik 1. Rangkailah rangkaian seperti pada Diagram 3 2. Hubungkan port jack receiver analog pada posisi low Z, ke osiloskop. 3. Hubungkan device (Handphone, alat pemutar musik) melalui jack 3.5 mm ke Osiloskop. 4. Putar sebuah lagu (file.mp3) dari device tersebut lalu dengarkan outputnya pada speaker Receiver Fiber Optik. 5. Catat hasil nya pada Tabel 3. 4.4 Mengukur rugi-rugi pembelokan 1. Instalasi rangkaian pengukuran seperti gambar 4 dengan frekuensi 1 MHz dan tegangan 4 Vpp 2. Lengkapi Tabel 4.
V. DATA HASIL PERCOBAAN Tabel 1 Daya dan Rugi-rugi Fiber Optik (Untuk 4.1) Panjang 1,57 meter 2 meter 2,5 meter f (KHz) Pout (dbm) Pout (dbm) Pout (dbm) 10 24,7 28,5 32,8 20 24,7 28,5 32,9 30 24,7 28,5 32,9 40 24,7 28,5 32,9 50 24,7 28,5 32,9 60 24,7 28,6 32,9 70 24,7 28,6 32,9 80 24,7 28,6 33 90 24,7 28,6 33 100 24,7 28,6 33 200 24,7 28,7 33 300 24,7 29,5 33 400 24,7 29,5 33 500 24,7 29,5 33,1 600 24,7 29,5 33,1 700 24,7 29,5 33,1 800 24,7 29,5 33,1 900 24,7 29,6 33,1 1000 24,7 29,6 33,1
Percobaan 4.2 Tabel 2. F = 5KHz, Vin=236 mv F = 5 Khz, Vin 40mV
F = 5 KHZ, Vin = 60mV F = 5 KHZ, Vin = 80mV F = 5 KHZ, Vin = 100mV
F = 50 KHZ, Vin = 236mV F = 50 KHZ, Vin = 40mV F = 50 KHZ, Vin = 60mV
F = 50 KHZ, Vin = 80mV F = 50 KHZ, Vin = 28mV
Untuk 4.3 Transmisi Data Kabel Fiber Optik Pengaruh Analog Gain pada Transmitter Saat Min : Daya yang digunakan untuk mengirimkan data kecil Saat Max : Daya yang digunakan untuk mengirimkan data besar Pengaruh Analog Gain pada Receiver Saat Min : Membuat suara yang dihasilkan receiver kecil Saat Max : Membuat suara yang dihasilkan receiver besar Pertanyaan: Pada posisi manakah Analog Gain transmitter dan receiver yang mengeluarkan output bunyi yang terbaik (paling bagus)? Jelaskan! Pada posisi transmitter max dan receiver min. Karena saat posisi analog Gain Transmitter max sinyal suara asli terlebih dahulu dikuatkan sebelum ditransmisikan lewat kabel Fiber Optik, sementara jika pada posisi analog Gain Receiver max sinyal yang dikuatkan adalah sinyal suara yang sebelumnya sudah mengalami pelemahan ketika ditransmisikan. KONDISI POSISI KNOB Tabel 3. TRANSMITTER, RECEIVER TRANSMITTER, RECEIVER Suara yang dihasilkan receiver kecil Suara yang dihasilkan receiver cukup besar dan merupakan hasil yang paling bagus TRANSMITTER, RECEIVER Suara yang dihasilkan receiver besar tetapi suara pecah TRANSMITTER, RECEIVER Suara yang dihasilkan receiver paling besar dan juga pecah
Tabel 4 Kabel 1,57 meter, F = 1 MHz Diameter Pembengkokan (cm) Pout (dbm) 45 24,7 40 24,9 35 24,8 30 25 25 24,7 20 25 15 25,3 10 25,2 5 25
VI. GAMBAR RANGKAIAN OSILOSKOP 5.823 FUNCTION GENERATOR SIGNAL GENERATOR DIGITAL SQUARE WAVE ANALOGUE OUTPUT POWER 37.5 21.1 ANALOGUE GAIN ANALOGUE INPUT CMOS GROUND HIGH Z LOW Z FIBER OPTIC TRANSMITTER DBM METER Gambar 1. Rangkaian Pengukuran Serat Optik Menggunakan OPM / DB Meter
SIGNAL GENERATOR OSILOSKOP FUNCTION GENERATOR FIBER OPTIC TRANSMITTER FIBER OPTIC RECEIVER DIGITAL ANALOGUE OUTPUT POWER DIGITAL ANALOGUE SPEAKER SQUARE WAVE FIBER OPTIC DIGITAL ANALOGUE ANALOGUE GAIN SENSITIVITY ANALOGUE GAIN ANALOGUE INPUT ANALOGUE OUTPUT HIGH Z LOW Z HIGH Z LOW Z Gambar 2.Rangkaian Pengukuran Sinyal Analog Input dan Output
SIGNAL GENERATOR OSILOSKOP HP DIGITAL ANALOGUE OUTPUT POWER DIGITAL ANALOGUE SPEAKER SQUARE WAVE DIGITAL ANALOGUE ANALOGUE GAIN SENSITIVITY ANALOGUE GAIN ANALOGUE INPUT ANALOGUE OUTPUT HIGH Z LOW Z HIGH Z LOW Z FIBER OPTIC TRANSMITTER FIBER OPTIC RECEIVER Gambar 3. Rangkaian Percobaan Pengiriman Suara Melalui Serat Optik
Gambar 4. Rangkaian percobaan rugi-rugi pembengkokan
VII. ANALISA
VIII. KESIMPULAN