SlideShare a Scribd company logo
1 of 9
Download to read offline
ANALISIS SISTEM FORMAT MODULASI OPTIK NRZ-DPSK PADA SISTEM
                       LIGHTWAVE BERKECEPATAN TINGGI

                                   James. Madison1, A. Hambali.2, Mamat. R3

                                        Fakultas Elektro dan Komunikasi
                                      Institut Teknologi Telkom, Bandung
                        1
                          xtwo_six@yahoo.com 2HBL@ittelkom.ac.id               3
                                                                                MMR@ittelkom.ac.id


Abstrak - Saat ini, sistem komunikasi kabel tembaga tidak lagi menjadi satu-satunya sistem komunikasi wireline
yang tersedia dan dapat digunakan secara umum. Sekarang telah muncul sistem komunikasi optik sebagai
alternatif sistem komunikasi wireline, karena kelebihan- kelebihan yang dimilikinya dibandingkan sistem
komunikasi kabel tembaga.

Seiring perkembangan teknologi di bidang informasi, saat ini kebutuhan akan bitrate data yang tinggi diperlukan
untuk mendukung kebutuhan masyarakat akan transmisi data yang cepat dan handal. Bahkan pada
pengembangannya sekarang, sistem komunikasi optik telah mampu mencapai bit rate 40 Gbps.

Namun, selain bit rate yang tinggi diperlukan juga pemilihan format modulasi yang tepat agar didapatkan sistem
yang cepat sekaligus handal. Hasil yang dicapai pada tugas akhir ini adalah menganalisis suatu sistem dengan
format modulasi NRZ-DPSK, dengan BER sebagai parameter utamanya. Didapatkan BER sekitar 10−7 , selain itu
dianalisis juga optimasi sistem agar bisa diperoleh BER yang maksimal, yaitu sebesar 10−9

Kata kunci: Kata kunci : BER, NRZ-DPSK, 40 gbps.


Abstract – nowadays, copper wire communication system is not the only choice for the wire line communication
system that people commonly used. Recently, the progress of the communication technology has been emerged
optical communication system as the alternative for the wire line communication, and became the favourite one
because of its excess.

Along the technology growth, especially in information field, nowadays the needs for the high bit rate are totaly
required to support the people demands on fast and reliable data transmition. And even for now, the optical
communication system has advanced to reach the 40 gbps bit rate.

However, high bit rate is not the only advanced technology, choosing for the right modulation format also important
to get not only fast, but also reliable communication system. The aim of this project are, to analyze a system that has
been modeled before, with high bit rate, up to 40 gbps, using the NRZ-DPSK modulation format, BER as the main
parameter. This research has found that the system has 10−7 BER. Beside doing the analysis, this project also make
the optimization for the system for its BER so this system could reach better BER, which are 10−9 .



Keyword: BER, NRZ-DPSK, 40 gbps




                                                                                                                     1
I. PENDAHULUAN                                      kehandalan tinggi. Dengan bandwidth transmisi yang
            Seiring perkembangan jaman, teknologi         mampu mencapai 25 THz, fiber optik sangat tepat
telekomunikasi semakin maju dengan pesat. Salah           digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan akan
satu produk teknologi telekomunikasi adalah serat         berbagai layanan informasi yang kian beragam dan
optik (lightwave system) yang memberikan kontribusi       kompleks, serta memerlukan bandwidth tinggi.
penting bagi dunia telekomunikasi saat ini.
                                                                  Berbeda dengan sistem komunikasi radio
            Sistem lightwave atau sering disebut          yang mempergunakan gelombang elektromagnet,
sistem optik merupakan suatu sistem yang                  pada fiber optik gelombang cahaya yang bertugas
menggunakan gelombang cahaya sebagai metode               membawa sinyal informasi. Sebelum ditransmisikan,
komunikasi untuk menyalurkan suatu informasi dari         sinyal yang masih berupa sinyal elektrik ini akan
sumber informasi melalui media transmisi ke suatu         dimodulasi dan diubah menjadi gelombang cahaya
tujuan tertentu. Inti dari sistem lightwave itu sendiri   pada transmitter, dan setibanya di receiver akan
adalah fiber optik. Fiber optik merupakan salah satu      dikonversi kembali ke bentuk elektrik.
jenis media transmisi yang pada dewasa ini telah
menjadi alternatif utama dalam sistem komunikasi
karena kemampuannya untuk menyalurkan informasi
dengan kapasitas besar dan dengan kecepatan yang
sangat tinggi. Dengan bandwidth transmisi yang
besar, fiber optik sangat tepat digunakan untuk
mengakomodasi kebutuhan terhadap berbagai                          Gambar 2.1 skema komunikasi optik
layanan informasi yang          semakin beragam dan
kompleks.                                                 2.2          Sumber Cahaya

Kebutuhan teknologi pada kapasitas yang besar dapat              Ada dua sumber cahaya yang dikenal dalam
teratasi dengan penerapan fiber optik dalam sistem        komunikasi optik: Light Emitting Diode (LED) dan
komunikasi. Tetapi perlu diketahui bahwa sensitifitas     Illuminating Laser Diode (ILD) yang lebih sering
yang tinggi pada fiber optik merupakan kendala            disebut laser.
utama dalam menghasilkan suatu sistem optik yang
optimal. Untuk menghasilkan suatu sistem yang             Perbandingan karakteristik LED dan LASER:
optimal maka diperlukan suatu format modulasi yang
memiliki kualitas sinyal yang baik sampai di              Light Emitting Diode (LED):
penerima, terutama sistem dengan kecepatan tinggi.
                                                                  1.        Daya optik keluaran rendah.
Format yang umum digunakan pada saat ini adalah                   2.        Penguatan cahaya tidak ada.
format modulasi NRZ-DPSK dan RZ-DPSK, karena                      3.        Stabil terhadap suhu.
telah terbukti lebih andal dibanding dengan format                4.        Disipasi panas kecil.
modulasi terdahulunya, yaitu NRZ-OOK. Format                      5.        Arus pacu kecil.
modulasi NRZ-DPSK dan            RZ-DPSK sendiri                  6.        Lifetime lebih sedikit.
memiliki keandalan dan kekurangannya masing-
masing. Pada tugas akhir ini akan dibahas                 Light Amplification by Stimulated Emission of
karakteristik format modulasi NRZ-DPSK pada               Radiation (LASER):
sistem optik dengan kecepatan tinggi, dengan (Bit
Error Rate) BER sebagai parameter utamanya.                       1.        Daya optik keluaran besar.
                                                                  2.        Terdapat penguatan cahaya.
                                                                  3.        Kurang stabil terhadap suhu.
II. LANDASAN TEORI
                                                                  4.        Disipasi panas besar.
                                                                  5.        Lifetime lebih lama.
2.1      Konsep Dasar Sistem Komunikasi Fiber
Optik
                                                          Dari perbandingan karakteristik di atas, maka
        Secara umum, sistem komunikasi berfungsi
                                                          diperoleh bahwa LASER mempunyai kriteria yang
untuk menyalurkan sinyal dari sumber informasi
                                                          lebih baik dan lebih cocok untuk sistem yang
melalui media transmisi ke suatu tujuan. Sebagai
                                                          digunakan daripada LED sebagai sumber cahaya.
media transmisi, fiber optik telah menjadi alternatif
utama karena kemampuannya untuk menyalurkan
informasi dengan kapasitas besar dan dengan tingkat


                                                                                                           2
2.3      Media Transmisi                                   tidak di tangani, pelebaran pulsa ini akan bertumpuk
                                                           sehingga pada akhirnya tidak dapat dibedakan mana
           Serat optik adalah merupakan saluran            yang bernilai satu ataupun bernilai nol.
transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca
atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari                    Pada umumnya terdapat dua penyebab
sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk                  terjadinya dispersi pada serat optik. Yaitu dispersi
mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke         intermodal dan dispersi intramodal. Namun pada
tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya         tugas akhir ini, yang digunakan adalah kabel optik
adalah laser atau LED. Cahaya yang ada di dalam            jenis singlemode, jadi dispersi yang terjadi hanyalah
serat optik tidak diteruskan keluar kabel karena           dispersi intramodal
indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias
dari udara. Kecepatan transmisi serat optik sangat         2.4.1 Dispersi intramodal
tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai
saluran komunikasi.                                                    Dispersi jenis ini terjadi karena pengaruh
                                                           dari panjang gelombang terhadap kecepatan rambat
                                                           cahaya di dalam fiber optik, dimana bahan penyusun
                                                           fiber optik ini juga mempengaruhi besarnya dispersi.
                                                           Dispersi ini biasanya diberikan dalam satuan
                                                           picoseconds per kilometer per nanometer line width
                                                           [ps/(km x nm)].

           Gambar 2.2 susunan kabel optik                             Kecepatan cahaya dalam serat optik
                                                           tergantung pada besarnya λ. Jika line width 820
         Dari gambar di atas dapat dilihat susunan         sampai 850 nm (30 nm), energi pulsa pada bagian
kabel optik, terdiri dari tiga bagian utama, yaitu core,   820 nm bergerak lebih lambat dari pada energi pulsa
cladding,dan coating. Core adalah bagian dimana            pada bagian panjang gelombang 850 nm. Sedangkan
cahaya akan dilewatkan. Cladding berfungsi untuk           untuk sumber sinar dengan λ di atas 1,3 μm,
memantulkan kembali cahaya ke dalam kabel optik,           keadaannya malah menjadi terbalik. Jika terdapat
sehingga cahaya tidak akan keluar dari core.               sebuah line width 1320 – 1350, maka bagian λ=1320
Sedangkan coating berfungsi sebagai pelindung kabel        nm bergerak lebih cepat dari pada bagian λ=1350 nm,
optik. Kita tahu bahwa kabel optik dibuat dari kaca,       sehingga terjadi pelebaran pulsa seperti keadaan di
maka akan sangat rapuh, maka dibutuhkan coating            atas.
sebagai pelindung serat optik ini.
                                                                      Bit time   Bit time
                                                                         1            0      1          0


2.3.1 Fiber optik single mode                               (a)




                                                            (b)
           Sesuai namanya, kabel optik jenis ini
hanya mampu melewatkan satu modus cahaya saja.              (c)

Hal ini di karenakan rancangan geometrinya yang
memiliki diameter inti yang sangat kecil, yaitu sekitar     (d)


8 – 12 μ Meter. Efek dari kecilnya diameter ini
adalah, kabel jenis ini hanya mampu melewatkan satu                    Gambar 2.3 ISI akibat dispersi
jenis modus optik. Namun hal ini membawa
keuntungan, yaitu lintasan tempuh oleh sinyal optik                  Dispersi sinyal akan membatasi nilai lebar
jadi minimum, dengan demikian bit rate data yang           pita (bandwith) maksimum yang dapat dicapai.
dapat dilewatkan lebih tinggi daripada fiber jenis         Hubungan antara bandwith dan bit rate pada sistem
multimode.                                                 NRZ adalah sebagai berikut, [3]
2.4 Dispersi
                                                                                 (max)=2×                   (2.1)
            Serat   optik     memiliki     beberapa
karakteristik penting dalam menyalurkan sinyal                       Persamaan di atas dipakai dengan
informasi diantaranya adalah dispersi. Sinyal              menganggap tidak ada nilai ISI, namun pada
informasi dalam serat optik akan mengalami                 kenyataanya nilai ISI akan muncul. Sehingga
pelebaran pulsa pada proses transmisinya. Proses           besarnya Bandwith kerja alat akan lebih besar
terjadinya pelebaran pulsa ini disebut dispersi. Bila

                                                                                                                3
daripada hasil persamaan di atas. Hal ini untuk            4.      Analisa dengan matlab 7
mengatasi gangguan akibat ISI.
                                                           3.2 Penentuan Hardware yang digunakan
2.5 Detektor optik
                                                           3.2.1 Transmitter
           Detektor optik / fotodetektor, atau lebih
khusus photo diode berfungsi mengubah sinyal optik                  Sumber cahaya yang digunakan pada tugas
menjadi sinyal elektrik. Proses ini digambarkan            akhir ini adalah Light Amplification by Stimulated
dengan sistematis pada gambar 2.6. Foton diserap           Emision of Radiation (LASER). LASER dipilih
atom dan menyebabkan elektron berpindah dari pita          karena       merupakan       sumber     gelombang
valensi ke pita konduksi. Perubahan energi pada            elektromagnetik koheren yang memancarkan
elektron adalah Eg; yang berarti foton harus memiliki      gelombang pada frekuensi infra merah dan cahaya
level energi yang-minimal-sama dengan Eg. Dengan           tampak. Koheren dalam hal ini adalah berfrekuensi
demikian, keadaan ini bisa dinyatakan dengan               tunggal, sefase, terarah dan terpolarisasi dan
persamaan berikut.                                         memiliki lifetime yang panjang.

                      E p  Eg
                                                  (2.2)             Tabel 3.1: Parameter Transmitter
                      h  f  Eg
                                                                Nama           Lambang    Nilai    Satuan

 Level energi            elektron
                                                                power          P          5        dBm
 pita konduksi
                                                                output
                                      Eg
      foton



         Level
                               hole                             muatan         q          1,6 x    C
        energi
                                                                                             -19
        valensi
                                                                elektron                  10

     Gambar 2.6: proses pembentukan elektron-hole               wavelength     λ          1550     nm

           Dapat     ditarik   kesimpulan      bahwa            Rise/fall      tr/tf      9        ps
fotodetektor tidak akan merespon frekuensi di bawah             time

                       fc  Eg / h                 (2.3)        lebar                   8        pm
                                                                spektral
Atau panjang gelombang yang melebihi :
                                                                Threshold      Ith        35       mA
                      c  c  h  / E g          (2.4)
                                                                current



                                                           3.2.2 Kanal Transmisi
III. SPESIFIKASI SISTEM
                                                                    Kabel serat optik merupakan media
3.1 Pendahuluan                                            propagasi sinyal informasi yang dikirim oleh
                                                           transmitter ke receiver. Serat optik yang digunakan
Dalam proses menuju pembuatan, penulis melakukan           di sini adalah jenis singel-mode yaitu jenis NZDSF
terlebih dahulu suatu perancangan tahapan untuk            Pemilihan jenis fiber NZDSF dikarenakan pemakaian
mendapatkan hasil desain yang optimal untuk di             transmitter yang bekerja pada panjang gelombang
implementasikan. Adapun tahapan yang dilakukan             1550 nm. Dimana pada panjang gelombang 1550 nm
adalah sebagai berikut:                                    NZDSF memiliki dispersi yang paling minimum.
                                                           Sedangkan pada NDSF, dispersi minimumnya terjadi
1.            Penentuan hardware yang digunakan
                                                           pada panjang gelombang 1310 nm.
2.            Mencari datasheet hardware
3.            Perhitungan     berdasarkan    spesifikasi
              hardware

                                                                                                            4
Tabel 3.2: Parameter Serat Optik           IV. ANALISA SISTEM DAN MODULASI

                                                         4.1 Pendahuluan
   Nama                    Lambang    Nilai   Satuan
                                                         Analisa sistem dapat dilakukan setelah perancangan,
                                                         dan pemilihan harddwarw mencukupi. Hasil ukur
   Sensitifitas                       -34     dBm        yang diperoleh akan dijadikan perbandingan dengan
   minimum Rx              PRx                           hasil simulasi, untuk kemudian dilakukan analisis
                                                         terhadap penyimpangan dari hasil simulasi yang
   Margin Sistem           Ms         6       dB         dilakukan.

   Redaman                      c    1       dB         4.2 Analisa Format Modulasi Keluaran Modulator
   konektor                                              Mach Zehnder

   Redaman splice               s    0,1     dB                  Proses pembentukan bit informasi adalah
                                                         dengan menerapkan operasi xor. Bit informasi
                                                         pertama yang masuk di delay selama satu periode bit,
   Redaman fiber                f    0,22    dB/km
                                                         untuk kemudian di xor kan dengan bit setelahnya.
                                                         Jadi bisa dikatakan, pada DPSK bit informasi adalah
   Panjang       fiber     Lkab       20      km         hasil operasi xor bit sekarang dengan bit sebelumnya.
   per roll

   Dispersi fiber          Dfiber     8       ps/nm.km




3.2.3 Receiver

        Receiver merupakan bagian sistem yang
berfungsi menerima sinyal yang dipropagasikan
untuk kemudian diolah dalam proses selanjutnya.
Secara umum, fungsi utama receiver adalah                Gambar 4.2 pembentukan format modulasi NRZ-
memisahkan sinyal info dari gangguan noise untuk         DPSK
kemudian direkonstruksi kembali sehingga sesuai
dengan info yang dikirim.[10]                                     Gambar yang pertama, menunjukan bit-bit
                                                         informasi yang akan dikirimkan. Kemudian gambar
      Tabel 3.3: Parameter photo detector APD            kedua menunjukan gambar yang dikeluarkan oleh
                                                         dpsk modulator, yang tentu saja sudah dalam format
                                                         modulasi DPSK. Perlu diingat disini, bit satu dan nol
                                                         tidaklah mempresentasikan level daya dari bit
Nama                Lambang          Nilai     Satuan
                                                         informasi. Melainkan suatu perubahan fasa sinyal.
                                                         Karena seperti telah dijelaskan diawal, NRZ-DPSK
                                                         tidak menggunakan perubahan level daya dalam
Wavelength          λ                1550      nm        sistem representasi bit informasi.

                                                         4.3 Perhitungan dan Analisa Sistem
Optikal
                    Pmin             -34       dBm
sensitivity                                              4.3.1 Analisa Rise Time Budget

                                                                  Pada awalnya sistem ini direncanakan untuk
APD                                                      transmisi data sejauh 800 Km. Namun pada
                    R                0,4       A/W
responsivity                                             kenyataannya sistem tidak mampu mencapai jarak
                                                         tersebut dikarenakan dibatasi oleh risetime budget.




                                                                                                            5
Margin daya                     6      dB

                                                            Daya terkecil yang dapat
                                                                                            -34    dBm
                                                            diterima receiver


                                                                   Dengan menggunakan parameter-parameter
                                                          di atas maka power budget dapat di hitung
                                                          menggunakan persamaan di BAB III. Hasil
                                                          perhitungan didapatkan bahwa jarak terjauh yang
Gambar 4.3 risetime membatasi jarak transmisi             bisa ditempuh adalah 171,36 Km. Jarak tempuh ini
                                                          masih dalam batasan risetime NRZ-DPSK.
         Pada grafik diatas digambarkan bagaimana
hubungan risetime dengan jarak transmisi data.            4.3.3 ANALISA DISPERSI
Dimana garis merah menyatakan risetime total
sistem, dan garis hijau adalah total risetime yang        Estimasi konservatif yang biasa digunakan untuk
diperbolehkan dalam format modulasi NRZ-DPSK              memprediksi batasan dispersi adalah sebagai berikut
pada bit rate 40 Gbps.                                    [3]

          Sistem akan bekerja dengan baik jika masih                             =
dibawah batasan risetime, atau dari grafik di atas bisa
dikatakan, selama risetime sistem masih dibawah
nilai 17,5 ps. Dari grafik di atas juga dapat dilihat,              dengan     = bandwith perangkat
sebelum data di transmisikan, sistem sudah memiliki                    = besarnya dispersi
risetime sebesar hampir 13 ps. Nilai ini muncul dari
risetime receiver dan transmitter yang nilainya dapat              Dari persamaan di atas dapat di tentukan
dilihat di BAB III bagian daftar spesifikasi hardware.    batasan dispersi untuk sistem ini adalah sebesar 11.1
Ini berarti sistem ini hanya memiliki sisa kira-kira      ps. Namun dispersi sekarang sudah bisa diatasi
hanya 4 ps untuk masih bisa berjalan maksimal.            dengan penggunaan kabel optik jenis DCF(
                                                          dispersion compensate fiber). Yaitu kabel optik yang
4.3.2 ANALISA POWER BUDGET                                dibuat sedemikian rupa sehingga bisa menghasilkan
                                                          nilai dispersi negatif. Merujuk pada penelitian
         Pada tabel berikut akan di tampilkan             sebelumnya, masalah dispersi akan diatasi dengan
parameter-parameter yang berkaitan erat dengan            penggunaan kabel optik single mode triple cladding,
perhitugan power link budget sistem. Nilai-nilai pada     yang memiliki nilai dispersi sebesar -196.5 ps/nm.km
tabel ini diambil dari dari datasheet hardware yang       [5]. Panjangnya DCF yang dibutuhkan dapat di
digunakan. Dari data-data berikut akan dilakukan          tentukan dengan persamaan berikut :
perhitungan power link budget
                                                                            L=         ×L
          Tabel 4.1 Parameter power budget
                                                          dengan,
  +Nama                          Nilai     Satuan                            L =panjang DCF
                                                                             D = nilai dispersi fiber optik
  Daya kirim                     5         dBm                               L= panjang link transmisi
                                                                                 = nilai dispersi DCF
  Redaman                                                          Maka didapat untuk jarak transmisi sebesar
                                 0,1       dB
  sambungan(fusion splice)                                171.36 Km dibutuhkan kabel DCF sepanjang 6.97
                                                          km. Kabel ini nantinya akan disisipkan di bagian-
  Redaman kabel optik            0,22      dB/km          bagian dimana dispersinya sudah melewati ambang
                                                          batas dispersi sistem.
  Panjang kabel per roll         20        km

  Redaman konektor               1         dB


                                                                                                             6
4.3.4 Analisa BER (Bit error rate)

Analisa BER dilakukan berdasarkan perhitungan S/N
sistem. S/N adalah perbandingan antara level daya              Dari hasil kalkulasi, didapatkan nilai x
sinyal dengan level daya noise. Semakin besar nilai    adalah 3.5395 saat perangkat receiver bekerja pada
S/N maka sistem akan menandakan sistem tersebut        suhu 10 C , dan 3,5386 saat suhu kerja alat adalah 35
bekerja baik.                                          C.

     Tabel 4.2 Noise terhadap temperatur alat


  TEMPERATUR       NOISE TOTAL    SNR


       C (283 K)




       C (308 K)



                                                                Gambar 4.7 erf(x) pada suhu 283 K
          Tabel diatas menunjukan besarnya noise
total sistem yang dipengaruhi oleh temperatur kerja
alat. Kemudian setelah nilai SNR didapatkan, dapat
dilakukan      perhitungan     BERnya       dengan
menggunakan persamaan berikut


                      =   - erf (0.354         )


dan didapatkanlah hasil perhitungan sebagai berikut,
pada suhu kerja perangkat

Tabel 4.3 nilai BER pada suhu kerja tertinggi dan
terendah                                                        Gambar 4.8 erf(x) pada suhu 308 K

                                                       4.4 Optimasi Sistem

                                                                Hasil analisa didapatkan bahwa BER sistem
TEMPERATUR KERJA ALAT                    BER           adalah                     pada kondisi terbaiknya. Hal
                                                       ini tidak terlalu baik, karena ini berarti sistem
                                                       berpeluang terjadi kesalahan sebesar 5,589 bit dalam
    C (283 K)                                          setiap       data rate. Ini berarti dalam sistem yang
                                                       menerapkan 40 X             bit per sekon, akan terjadi
                                                       sekitar 715 bit error setiap detiknya.
    C (308 K)




        Sedangkan nilai erf(x) kita tentukan dengan
persamaan berikut :



                                                                                                            7
Sebab, tanpa penggunaan DCF, jarak
                                                                 transmisi yang bisa terjadi hanya sejauh
                                                                 11,1 Km saja
                                                                 4.       Agar      BER     bisa    mencapai
                                                                              maka dapat dilakukan pemilihan
                                                                 receiver dengan responsivitas yang lebih
                                                                 tinggi atau dengan cara memperbesar
                                                                 preamplification di sisi receiver, namun
                                                                 harus      juga     tetap     memperhatikan
                                                                 kemungkinan penambahan noise yang
                                                                 terjadi. Baik itu shot noise ataupun thermal
                                                                 noise
             Gambar 4.9 Optimasi BER

         Pada grafik optimasi di atas, tampak bahwa      5.2 Saran
untuk mendapatkan BER 1 x           , dibutuhkan nilai
erf(x) sebesar 4.202 . Kemudian kita kalkulasi                     Saran untuk penelitian dan pengembangan
dengan persamaan 4.X didapat SNR yang dibutuhkan         selanjutnya yang berhubungan dengan topik tugas
adalah sebesar 140.89dB, bandingkan dengan sistem        akhir ini adalah:
ini yang memiliki SNR sebesar 99,98 dB.
Dibutuhkan sekitar 40 dB lagi.                                   1.        Analisa terhadap bitrate yang lebih
                                                                 tinggi (80 Gbps) dan juga penggunaan pada
V. KESIMPULAN DAN SARAN                                          sistem multi kanal.
                                                                 2.        Analisa dan perbandingan dalam
5.1 PENDAHULUAN                                                  bitrate yang sama terhadap format modulasi
         Dari pengujian dan analisa yang dilakukan,              yang lain, misalnya NRZ mark, Return to
dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :              bias, Biphase (Manchester).
         1.      Sistem berjalan cukup baik, batasan             3.        Analisa efek Penggunaan EDFA
         rise time oleh format modulasi NRZ cukup                pada sistem jarak yang lebih jauh.
         untuk mendukung transmisi jarak jauh.
         Dengan format modulasi DPSK, sistem jadi                DAFTAR PUSTAKA
         lebih tahan terhadap error dimana hasil
         analisis menunjukan BER sistem adalah                   [1] .   Powers, John, “Fiber Optic
                                                                         Systems”,     Second Edition,
         sebesar                 .
                                                                         Singapore, 1999
         2.      Parameter yang berpengaruh pada
         BER sistem adalah temperatur kerja
                                                                 [2].    Palais,    J.C.,     “Fiber     Optic
         perangkat, responsivitas receiver, dan
                                                                         Communications”,        Prentice-Hall
         bandwith sistem. Dimana kinerja sistem
                                                                         International, Inc.,
         akan      sebanding    terhadap     tingkat
                                                                         Second Edition, London, United
         responsivitas receiver dan juga besaran
                                                                         Kingdom, 1988
         bandwith sistem, namun akan berbanding
         terbalik terhadap besarnya temperatur
                                                                 [3].    Zanger, H & Zanger, C, ”Fiber
         perangkat. Semakin besar bandwith kerja
                                                                         Optics: Communication and Other
         sistem, maka bitrate akan makin tinggi,
                                                                         Applications”,
         namun bit rate yang makin tinggi itu juga
                                                                         Collier McMillan Canada, Inc.,
         akan mengakibatkan noise yang timbul
                                                                         Toronto, Canada, 1991
         akan makin besar.
         3.      Sistem memiliki keterbatasan dari
                                                                 [4].    S. Ramachandran, B. Mikkelsen, L.
         sisi perangkat. Risetime total perangkat
                                                                         C. Cowsar, M. F. Yan, G. Raybon,
         yang digunakan masih cukup besar untuk
                                                                         L. Boivin,       M. Fishteyn, W.
         bisa mencapai jarak tempuh yang
                                                                         A. Reed, P. Wisk, D. Brownlow, R.
         diinginkan di awal, yaitu 800 km. Selain
                                                                         G. Huff, and L. Gruner-
         itu, diperlukan juga penggunaan serat
                                                                         Nielsen,”All-Fiber Grating-Based
         DCF(Dispersion Compensate Fiber) untuk
                                                                         Higher Order Mode Dispersion
         mengatasi masalah dispersi yang timbul.

                                                                                                            8
Compensator     for Broad-Band
        Compensation     and    1000-km
        Transmission at 40 Gb/s ”. IEEE
        PHOTONICS        TECHNOLOGY
        LETTERS, VOL. 13, NO. 6, JUNE
        2001

[5].    Wicaksono, Prima., ” Perancangan
        dispersion compensating fiber pada
        fiber    singel  mode      dengan
        panjang gelombang 1550 nm” TA.
        IT Telkom. Bandung,       2009

[6].    S.Q.Mawlud and M.I.Azawi ,
        “Influence    of     Laser     Diode
        Parameters           on          the
        Performance of Mach Zehnder
        Modulator”. Physics Dept., College
        of Education,     University      of
        Salahaddin, Erbil, Iraq ,2006
[7].    Dr. Ilya Lyubomirsky., “ Advanced
        Modulation Formats for Ultra-
        Dense Wavelength            Division
        Multiplexing”.      University    of
        California, California,     USA,
        2007

[8].    Zaenol    Rachman,A      “Analisa
        Perbandingan    Sistem    Format
        Modulasi Optik NRZ-     DPSK &
        RZ-DPSK Terhadap NRZ-OOK
        Pada      Sistem       Ligthwave
        Berkecepatan    Tinggi” TA. IT
        Telkom. Bandung,        2009

[9].    Agus Salim, D , “ Perencanaan
        Jaringan Serat Optik DWDM PT
        Bakrie Tbk,link Bogor-Bandung”,
        TA FT.UI. Depok, 2008

[10].   Selvarajan, A., “Optical Fiber
        Communication Principles and
        Systems”, Mc. Graw -        Hill,
        Comp.,     International edition,
        Singapore, 2002




                                               9

More Related Content

What's hot

Makalah transmisi data
Makalah transmisi dataMakalah transmisi data
Makalah transmisi data
guest044324a2
 
Bab 5 media transmisi
Bab 5 media transmisiBab 5 media transmisi
Bab 5 media transmisi
EKO SUPRIYADI
 
Pengaruh Propagasi Terhadap Komunikasi Data Pada Jaringan Nirkabel
Pengaruh Propagasi Terhadap Komunikasi Data Pada Jaringan Nirkabel Pengaruh Propagasi Terhadap Komunikasi Data Pada Jaringan Nirkabel
Pengaruh Propagasi Terhadap Komunikasi Data Pada Jaringan Nirkabel
Materi Kuliah Online
 
Pertemuan 5 media transmisi-wire ok
Pertemuan 5   media transmisi-wire okPertemuan 5   media transmisi-wire ok
Pertemuan 5 media transmisi-wire ok
eli priyatna laidan
 
Sim, hani melinda, hapzi ali,provider penyediaan sistem & pengertian impl...
Sim, hani melinda, hapzi ali,provider penyediaan sistem & pengertian impl...Sim, hani melinda, hapzi ali,provider penyediaan sistem & pengertian impl...
Sim, hani melinda, hapzi ali,provider penyediaan sistem & pengertian impl...
hani melinda
 

What's hot (19)

03 kajian penggunaan media transmisi fiber optik untuk meningkatkan nilai per...
03 kajian penggunaan media transmisi fiber optik untuk meningkatkan nilai per...03 kajian penggunaan media transmisi fiber optik untuk meningkatkan nilai per...
03 kajian penggunaan media transmisi fiber optik untuk meningkatkan nilai per...
 
Fiber optik
Fiber optikFiber optik
Fiber optik
 
Fiber Optik
Fiber OptikFiber Optik
Fiber Optik
 
Sim, nia kurniawati, hapzi ali, telekominikasi, internet dan teknologi nirkab...
Sim, nia kurniawati, hapzi ali, telekominikasi, internet dan teknologi nirkab...Sim, nia kurniawati, hapzi ali, telekominikasi, internet dan teknologi nirkab...
Sim, nia kurniawati, hapzi ali, telekominikasi, internet dan teknologi nirkab...
 
Media Transmisi Data
Media Transmisi DataMedia Transmisi Data
Media Transmisi Data
 
Dasar komunikasi-fiber-optik
Dasar komunikasi-fiber-optikDasar komunikasi-fiber-optik
Dasar komunikasi-fiber-optik
 
Ekonomi teknik Fiber Optic
Ekonomi teknik Fiber OpticEkonomi teknik Fiber Optic
Ekonomi teknik Fiber Optic
 
Media Transmisi Data Kabel Dan Nirkabel
Media Transmisi Data Kabel Dan NirkabelMedia Transmisi Data Kabel Dan Nirkabel
Media Transmisi Data Kabel Dan Nirkabel
 
Makalah transmisi data
Makalah transmisi dataMakalah transmisi data
Makalah transmisi data
 
Bab 5 media transmisi
Bab 5 media transmisiBab 5 media transmisi
Bab 5 media transmisi
 
Pengaruh Propagasi Terhadap Komunikasi Data Pada Jaringan Nirkabel
Pengaruh Propagasi Terhadap Komunikasi Data Pada Jaringan Nirkabel Pengaruh Propagasi Terhadap Komunikasi Data Pada Jaringan Nirkabel
Pengaruh Propagasi Terhadap Komunikasi Data Pada Jaringan Nirkabel
 
Serat optik satria dhaniswara r.w. t.elektro (135060300111004)
Serat optik satria dhaniswara r.w. t.elektro (135060300111004)Serat optik satria dhaniswara r.w. t.elektro (135060300111004)
Serat optik satria dhaniswara r.w. t.elektro (135060300111004)
 
Sim , pak hapzli ali, yuliana devi, 43216110127, jasa dan provider penyediaan...
Sim , pak hapzli ali, yuliana devi, 43216110127, jasa dan provider penyediaan...Sim , pak hapzli ali, yuliana devi, 43216110127, jasa dan provider penyediaan...
Sim , pak hapzli ali, yuliana devi, 43216110127, jasa dan provider penyediaan...
 
Komunikasi Data - Pengertian Data dan Media Transmisi
Komunikasi Data - Pengertian Data dan Media TransmisiKomunikasi Data - Pengertian Data dan Media Transmisi
Komunikasi Data - Pengertian Data dan Media Transmisi
 
Sistem Komunikasi Bergerak
Sistem Komunikasi BergerakSistem Komunikasi Bergerak
Sistem Komunikasi Bergerak
 
Pertemuan 5 media transmisi-wire ok
Pertemuan 5   media transmisi-wire okPertemuan 5   media transmisi-wire ok
Pertemuan 5 media transmisi-wire ok
 
Sim, hani melinda, hapzi ali,provider penyediaan sistem & pengertian impl...
Sim, hani melinda, hapzi ali,provider penyediaan sistem & pengertian impl...Sim, hani melinda, hapzi ali,provider penyediaan sistem & pengertian impl...
Sim, hani melinda, hapzi ali,provider penyediaan sistem & pengertian impl...
 
Media transmisi
Media transmisiMedia transmisi
Media transmisi
 
Media transmisi
Media transmisiMedia transmisi
Media transmisi
 

Viewers also liked

Music video research
Music video researchMusic video research
Music video research
sophiejane27
 
أصابع أميركية في الانتخابات الاوكرانية
أصابع أميركية في الانتخابات الاوكرانيةأصابع أميركية في الانتخابات الاوكرانية
أصابع أميركية في الانتخابات الاوكرانية
Ibrahimia Church Ftriends
 
El conillet Ramonet
El conillet RamonetEl conillet Ramonet
El conillet Ramonet
Angymor3
 
وتكونون لى شهود القس مايكل انور
وتكونون لى شهود   القس مايكل انوروتكونون لى شهود   القس مايكل انور
وتكونون لى شهود القس مايكل انور
Ibrahimia Church Ftriends
 
Waldorf pedagogia, power pointak
Waldorf pedagogia, power pointakWaldorf pedagogia, power pointak
Waldorf pedagogia, power pointak
uzuxunago
 

Viewers also liked (20)

04 tk 1073 jaringan access
04   tk 1073 jaringan access04   tk 1073 jaringan access
04 tk 1073 jaringan access
 
Materi 3 Perangkat dan Aksesoris IKR IKG FTTX
Materi 3 Perangkat dan Aksesoris IKR IKG FTTXMateri 3 Perangkat dan Aksesoris IKR IKG FTTX
Materi 3 Perangkat dan Aksesoris IKR IKG FTTX
 
Materi 2 Instalasi Kabel Rumah / Gedung (IKR IKG) FTTX
Materi 2   Instalasi Kabel Rumah / Gedung (IKR IKG) FTTXMateri 2   Instalasi Kabel Rumah / Gedung (IKR IKG) FTTX
Materi 2 Instalasi Kabel Rumah / Gedung (IKR IKG) FTTX
 
Ueta 2012
Ueta 2012Ueta 2012
Ueta 2012
 
Music video research
Music video researchMusic video research
Music video research
 
фразеологизмы (1)
фразеологизмы (1)фразеологизмы (1)
фразеологизмы (1)
 
أصابع أميركية في الانتخابات الاوكرانية
أصابع أميركية في الانتخابات الاوكرانيةأصابع أميركية في الانتخابات الاوكرانية
أصابع أميركية في الانتخابات الاوكرانية
 
пушкин
пушкинпушкин
пушкин
 
Vowel I- ice cream
Vowel  I-   ice creamVowel  I-   ice cream
Vowel I- ice cream
 
Gombi Privacy Day
Gombi Privacy DayGombi Privacy Day
Gombi Privacy Day
 
9 european geo
9 european geo9 european geo
9 european geo
 
The Plot
The PlotThe Plot
The Plot
 
Brain pop
Brain popBrain pop
Brain pop
 
El conillet Ramonet
El conillet RamonetEl conillet Ramonet
El conillet Ramonet
 
Urban PR (УРБАН ГРУПП PR)
Urban PR (УРБАН ГРУПП PR)Urban PR (УРБАН ГРУПП PR)
Urban PR (УРБАН ГРУПП PR)
 
وتكونون لى شهود القس مايكل انور
وتكونون لى شهود   القس مايكل انوروتكونون لى شهود   القس مايكل انور
وتكونون لى شهود القس مايكل انور
 
Tema 11 power point
Tema 11 power pointTema 11 power point
Tema 11 power point
 
Waldorf pedagogia, power pointak
Waldorf pedagogia, power pointakWaldorf pedagogia, power pointak
Waldorf pedagogia, power pointak
 
Twitter pp
Twitter ppTwitter pp
Twitter pp
 
Русский язык
Русский языкРусский язык
Русский язык
 

Similar to Jurnaltajames

Pengertian FO (Fiber Optik)
Pengertian FO (Fiber Optik)Pengertian FO (Fiber Optik)
Pengertian FO (Fiber Optik)
Febry San
 
1-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pptx
1-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pptx1-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pptx
1-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pptx
MuhammadAddinillah
 

Similar to Jurnaltajames (20)

Jurnal kelompok
Jurnal kelompokJurnal kelompok
Jurnal kelompok
 
Pengertian fiber optik
Pengertian fiber optikPengertian fiber optik
Pengertian fiber optik
 
Pengertian fiber-optik
Pengertian fiber-optikPengertian fiber-optik
Pengertian fiber-optik
 
Module Optical Networking.pptx
Module  Optical Networking.pptxModule  Optical Networking.pptx
Module Optical Networking.pptx
 
Pengertian FO (Fiber Optik)
Pengertian FO (Fiber Optik)Pengertian FO (Fiber Optik)
Pengertian FO (Fiber Optik)
 
fJULIANS.pptx
fJULIANS.pptxfJULIANS.pptx
fJULIANS.pptx
 
PengenalanFO.pptx
PengenalanFO.pptxPengenalanFO.pptx
PengenalanFO.pptx
 
1-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pptx
1-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pptx1-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pptx
1-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pptx
 
Makalah media transmisi jaringan kabel dan wireless
Makalah media transmisi jaringan kabel dan wirelessMakalah media transmisi jaringan kabel dan wireless
Makalah media transmisi jaringan kabel dan wireless
 
11-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pdf
11-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pdf11-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pdf
11-Konsep Dasar Jaringan Fiber Optik.pdf
 
Makalah OSN PERTAMINA 2011 ( Transmisi Cahaya Melalui Serat Optis)
Makalah OSN PERTAMINA 2011 ( Transmisi Cahaya Melalui Serat Optis)Makalah OSN PERTAMINA 2011 ( Transmisi Cahaya Melalui Serat Optis)
Makalah OSN PERTAMINA 2011 ( Transmisi Cahaya Melalui Serat Optis)
 
Komuikasi fiber optik
Komuikasi fiber optik Komuikasi fiber optik
Komuikasi fiber optik
 
Komuikasi fiber optik
Komuikasi fiber optik Komuikasi fiber optik
Komuikasi fiber optik
 
Fiber optik
Fiber optikFiber optik
Fiber optik
 
Fiber optic cable
Fiber optic cableFiber optic cable
Fiber optic cable
 
Kelompok 8
Kelompok 8Kelompok 8
Kelompok 8
 
Presentation1
Presentation1Presentation1
Presentation1
 
Presentation1
Presentation1Presentation1
Presentation1
 
Presentation1
Presentation1Presentation1
Presentation1
 
Presentation1
Presentation1Presentation1
Presentation1
 

More from Akhmad Hambali

More from Akhmad Hambali (7)

Slides day one
Slides   day oneSlides   day one
Slides day one
 
Slides day two
Slides   day twoSlides   day two
Slides day two
 
Jurnaltarudisnpr
JurnaltarudisnprJurnaltarudisnpr
Jurnaltarudisnpr
 
Jurnaltayana
JurnaltayanaJurnaltayana
Jurnaltayana
 
Jurnaltaramadhanftth
JurnaltaramadhanftthJurnaltaramadhanftth
Jurnaltaramadhanftth
 
Jurnal tesis hbl
Jurnal tesis hblJurnal tesis hbl
Jurnal tesis hbl
 
Analisis karakteristik gain edf
Analisis karakteristik gain edfAnalisis karakteristik gain edf
Analisis karakteristik gain edf
 

Jurnaltajames

  • 1. ANALISIS SISTEM FORMAT MODULASI OPTIK NRZ-DPSK PADA SISTEM LIGHTWAVE BERKECEPATAN TINGGI James. Madison1, A. Hambali.2, Mamat. R3 Fakultas Elektro dan Komunikasi Institut Teknologi Telkom, Bandung 1 xtwo_six@yahoo.com 2HBL@ittelkom.ac.id 3 MMR@ittelkom.ac.id Abstrak - Saat ini, sistem komunikasi kabel tembaga tidak lagi menjadi satu-satunya sistem komunikasi wireline yang tersedia dan dapat digunakan secara umum. Sekarang telah muncul sistem komunikasi optik sebagai alternatif sistem komunikasi wireline, karena kelebihan- kelebihan yang dimilikinya dibandingkan sistem komunikasi kabel tembaga. Seiring perkembangan teknologi di bidang informasi, saat ini kebutuhan akan bitrate data yang tinggi diperlukan untuk mendukung kebutuhan masyarakat akan transmisi data yang cepat dan handal. Bahkan pada pengembangannya sekarang, sistem komunikasi optik telah mampu mencapai bit rate 40 Gbps. Namun, selain bit rate yang tinggi diperlukan juga pemilihan format modulasi yang tepat agar didapatkan sistem yang cepat sekaligus handal. Hasil yang dicapai pada tugas akhir ini adalah menganalisis suatu sistem dengan format modulasi NRZ-DPSK, dengan BER sebagai parameter utamanya. Didapatkan BER sekitar 10−7 , selain itu dianalisis juga optimasi sistem agar bisa diperoleh BER yang maksimal, yaitu sebesar 10−9 Kata kunci: Kata kunci : BER, NRZ-DPSK, 40 gbps. Abstract – nowadays, copper wire communication system is not the only choice for the wire line communication system that people commonly used. Recently, the progress of the communication technology has been emerged optical communication system as the alternative for the wire line communication, and became the favourite one because of its excess. Along the technology growth, especially in information field, nowadays the needs for the high bit rate are totaly required to support the people demands on fast and reliable data transmition. And even for now, the optical communication system has advanced to reach the 40 gbps bit rate. However, high bit rate is not the only advanced technology, choosing for the right modulation format also important to get not only fast, but also reliable communication system. The aim of this project are, to analyze a system that has been modeled before, with high bit rate, up to 40 gbps, using the NRZ-DPSK modulation format, BER as the main parameter. This research has found that the system has 10−7 BER. Beside doing the analysis, this project also make the optimization for the system for its BER so this system could reach better BER, which are 10−9 . Keyword: BER, NRZ-DPSK, 40 gbps 1
  • 2. I. PENDAHULUAN kehandalan tinggi. Dengan bandwidth transmisi yang Seiring perkembangan jaman, teknologi mampu mencapai 25 THz, fiber optik sangat tepat telekomunikasi semakin maju dengan pesat. Salah digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan akan satu produk teknologi telekomunikasi adalah serat berbagai layanan informasi yang kian beragam dan optik (lightwave system) yang memberikan kontribusi kompleks, serta memerlukan bandwidth tinggi. penting bagi dunia telekomunikasi saat ini. Berbeda dengan sistem komunikasi radio Sistem lightwave atau sering disebut yang mempergunakan gelombang elektromagnet, sistem optik merupakan suatu sistem yang pada fiber optik gelombang cahaya yang bertugas menggunakan gelombang cahaya sebagai metode membawa sinyal informasi. Sebelum ditransmisikan, komunikasi untuk menyalurkan suatu informasi dari sinyal yang masih berupa sinyal elektrik ini akan sumber informasi melalui media transmisi ke suatu dimodulasi dan diubah menjadi gelombang cahaya tujuan tertentu. Inti dari sistem lightwave itu sendiri pada transmitter, dan setibanya di receiver akan adalah fiber optik. Fiber optik merupakan salah satu dikonversi kembali ke bentuk elektrik. jenis media transmisi yang pada dewasa ini telah menjadi alternatif utama dalam sistem komunikasi karena kemampuannya untuk menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dan dengan kecepatan yang sangat tinggi. Dengan bandwidth transmisi yang besar, fiber optik sangat tepat digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan terhadap berbagai Gambar 2.1 skema komunikasi optik layanan informasi yang semakin beragam dan kompleks. 2.2 Sumber Cahaya Kebutuhan teknologi pada kapasitas yang besar dapat Ada dua sumber cahaya yang dikenal dalam teratasi dengan penerapan fiber optik dalam sistem komunikasi optik: Light Emitting Diode (LED) dan komunikasi. Tetapi perlu diketahui bahwa sensitifitas Illuminating Laser Diode (ILD) yang lebih sering yang tinggi pada fiber optik merupakan kendala disebut laser. utama dalam menghasilkan suatu sistem optik yang optimal. Untuk menghasilkan suatu sistem yang Perbandingan karakteristik LED dan LASER: optimal maka diperlukan suatu format modulasi yang memiliki kualitas sinyal yang baik sampai di Light Emitting Diode (LED): penerima, terutama sistem dengan kecepatan tinggi. 1. Daya optik keluaran rendah. Format yang umum digunakan pada saat ini adalah 2. Penguatan cahaya tidak ada. format modulasi NRZ-DPSK dan RZ-DPSK, karena 3. Stabil terhadap suhu. telah terbukti lebih andal dibanding dengan format 4. Disipasi panas kecil. modulasi terdahulunya, yaitu NRZ-OOK. Format 5. Arus pacu kecil. modulasi NRZ-DPSK dan RZ-DPSK sendiri 6. Lifetime lebih sedikit. memiliki keandalan dan kekurangannya masing- masing. Pada tugas akhir ini akan dibahas Light Amplification by Stimulated Emission of karakteristik format modulasi NRZ-DPSK pada Radiation (LASER): sistem optik dengan kecepatan tinggi, dengan (Bit Error Rate) BER sebagai parameter utamanya. 1. Daya optik keluaran besar. 2. Terdapat penguatan cahaya. 3. Kurang stabil terhadap suhu. II. LANDASAN TEORI 4. Disipasi panas besar. 5. Lifetime lebih lama. 2.1 Konsep Dasar Sistem Komunikasi Fiber Optik Dari perbandingan karakteristik di atas, maka Secara umum, sistem komunikasi berfungsi diperoleh bahwa LASER mempunyai kriteria yang untuk menyalurkan sinyal dari sumber informasi lebih baik dan lebih cocok untuk sistem yang melalui media transmisi ke suatu tujuan. Sebagai digunakan daripada LED sebagai sumber cahaya. media transmisi, fiber optik telah menjadi alternatif utama karena kemampuannya untuk menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dan dengan tingkat 2
  • 3. 2.3 Media Transmisi tidak di tangani, pelebaran pulsa ini akan bertumpuk sehingga pada akhirnya tidak dapat dibedakan mana Serat optik adalah merupakan saluran yang bernilai satu ataupun bernilai nol. transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari Pada umumnya terdapat dua penyebab sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk terjadinya dispersi pada serat optik. Yaitu dispersi mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke intermodal dan dispersi intramodal. Namun pada tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya tugas akhir ini, yang digunakan adalah kabel optik adalah laser atau LED. Cahaya yang ada di dalam jenis singlemode, jadi dispersi yang terjadi hanyalah serat optik tidak diteruskan keluar kabel karena dispersi intramodal indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Kecepatan transmisi serat optik sangat 2.4.1 Dispersi intramodal tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Dispersi jenis ini terjadi karena pengaruh dari panjang gelombang terhadap kecepatan rambat cahaya di dalam fiber optik, dimana bahan penyusun fiber optik ini juga mempengaruhi besarnya dispersi. Dispersi ini biasanya diberikan dalam satuan picoseconds per kilometer per nanometer line width [ps/(km x nm)]. Gambar 2.2 susunan kabel optik Kecepatan cahaya dalam serat optik tergantung pada besarnya λ. Jika line width 820 Dari gambar di atas dapat dilihat susunan sampai 850 nm (30 nm), energi pulsa pada bagian kabel optik, terdiri dari tiga bagian utama, yaitu core, 820 nm bergerak lebih lambat dari pada energi pulsa cladding,dan coating. Core adalah bagian dimana pada bagian panjang gelombang 850 nm. Sedangkan cahaya akan dilewatkan. Cladding berfungsi untuk untuk sumber sinar dengan λ di atas 1,3 μm, memantulkan kembali cahaya ke dalam kabel optik, keadaannya malah menjadi terbalik. Jika terdapat sehingga cahaya tidak akan keluar dari core. sebuah line width 1320 – 1350, maka bagian λ=1320 Sedangkan coating berfungsi sebagai pelindung kabel nm bergerak lebih cepat dari pada bagian λ=1350 nm, optik. Kita tahu bahwa kabel optik dibuat dari kaca, sehingga terjadi pelebaran pulsa seperti keadaan di maka akan sangat rapuh, maka dibutuhkan coating atas. sebagai pelindung serat optik ini. Bit time Bit time 1 0 1 0 2.3.1 Fiber optik single mode (a) (b) Sesuai namanya, kabel optik jenis ini hanya mampu melewatkan satu modus cahaya saja. (c) Hal ini di karenakan rancangan geometrinya yang memiliki diameter inti yang sangat kecil, yaitu sekitar (d) 8 – 12 μ Meter. Efek dari kecilnya diameter ini adalah, kabel jenis ini hanya mampu melewatkan satu Gambar 2.3 ISI akibat dispersi jenis modus optik. Namun hal ini membawa keuntungan, yaitu lintasan tempuh oleh sinyal optik Dispersi sinyal akan membatasi nilai lebar jadi minimum, dengan demikian bit rate data yang pita (bandwith) maksimum yang dapat dicapai. dapat dilewatkan lebih tinggi daripada fiber jenis Hubungan antara bandwith dan bit rate pada sistem multimode. NRZ adalah sebagai berikut, [3] 2.4 Dispersi (max)=2× (2.1) Serat optik memiliki beberapa karakteristik penting dalam menyalurkan sinyal Persamaan di atas dipakai dengan informasi diantaranya adalah dispersi. Sinyal menganggap tidak ada nilai ISI, namun pada informasi dalam serat optik akan mengalami kenyataanya nilai ISI akan muncul. Sehingga pelebaran pulsa pada proses transmisinya. Proses besarnya Bandwith kerja alat akan lebih besar terjadinya pelebaran pulsa ini disebut dispersi. Bila 3
  • 4. daripada hasil persamaan di atas. Hal ini untuk 4. Analisa dengan matlab 7 mengatasi gangguan akibat ISI. 3.2 Penentuan Hardware yang digunakan 2.5 Detektor optik 3.2.1 Transmitter Detektor optik / fotodetektor, atau lebih khusus photo diode berfungsi mengubah sinyal optik Sumber cahaya yang digunakan pada tugas menjadi sinyal elektrik. Proses ini digambarkan akhir ini adalah Light Amplification by Stimulated dengan sistematis pada gambar 2.6. Foton diserap Emision of Radiation (LASER). LASER dipilih atom dan menyebabkan elektron berpindah dari pita karena merupakan sumber gelombang valensi ke pita konduksi. Perubahan energi pada elektromagnetik koheren yang memancarkan elektron adalah Eg; yang berarti foton harus memiliki gelombang pada frekuensi infra merah dan cahaya level energi yang-minimal-sama dengan Eg. Dengan tampak. Koheren dalam hal ini adalah berfrekuensi demikian, keadaan ini bisa dinyatakan dengan tunggal, sefase, terarah dan terpolarisasi dan persamaan berikut. memiliki lifetime yang panjang. E p  Eg (2.2) Tabel 3.1: Parameter Transmitter h  f  Eg Nama Lambang Nilai Satuan Level energi elektron power P 5 dBm pita konduksi output Eg foton Level hole muatan q 1,6 x C energi -19 valensi elektron 10 Gambar 2.6: proses pembentukan elektron-hole wavelength λ 1550 nm Dapat ditarik kesimpulan bahwa Rise/fall tr/tf 9 ps fotodetektor tidak akan merespon frekuensi di bawah time fc  Eg / h (2.3) lebar  8 pm spektral Atau panjang gelombang yang melebihi : Threshold Ith 35 mA c  c  h  / E g (2.4) current 3.2.2 Kanal Transmisi III. SPESIFIKASI SISTEM Kabel serat optik merupakan media 3.1 Pendahuluan propagasi sinyal informasi yang dikirim oleh transmitter ke receiver. Serat optik yang digunakan Dalam proses menuju pembuatan, penulis melakukan di sini adalah jenis singel-mode yaitu jenis NZDSF terlebih dahulu suatu perancangan tahapan untuk Pemilihan jenis fiber NZDSF dikarenakan pemakaian mendapatkan hasil desain yang optimal untuk di transmitter yang bekerja pada panjang gelombang implementasikan. Adapun tahapan yang dilakukan 1550 nm. Dimana pada panjang gelombang 1550 nm adalah sebagai berikut: NZDSF memiliki dispersi yang paling minimum. Sedangkan pada NDSF, dispersi minimumnya terjadi 1. Penentuan hardware yang digunakan pada panjang gelombang 1310 nm. 2. Mencari datasheet hardware 3. Perhitungan berdasarkan spesifikasi hardware 4
  • 5. Tabel 3.2: Parameter Serat Optik IV. ANALISA SISTEM DAN MODULASI 4.1 Pendahuluan Nama Lambang Nilai Satuan Analisa sistem dapat dilakukan setelah perancangan, dan pemilihan harddwarw mencukupi. Hasil ukur Sensitifitas -34 dBm yang diperoleh akan dijadikan perbandingan dengan minimum Rx PRx hasil simulasi, untuk kemudian dilakukan analisis terhadap penyimpangan dari hasil simulasi yang Margin Sistem Ms 6 dB dilakukan. Redaman  c 1 dB 4.2 Analisa Format Modulasi Keluaran Modulator konektor Mach Zehnder Redaman splice  s 0,1 dB Proses pembentukan bit informasi adalah dengan menerapkan operasi xor. Bit informasi pertama yang masuk di delay selama satu periode bit, Redaman fiber  f 0,22 dB/km untuk kemudian di xor kan dengan bit setelahnya. Jadi bisa dikatakan, pada DPSK bit informasi adalah Panjang fiber Lkab 20 km hasil operasi xor bit sekarang dengan bit sebelumnya. per roll Dispersi fiber Dfiber 8 ps/nm.km 3.2.3 Receiver Receiver merupakan bagian sistem yang berfungsi menerima sinyal yang dipropagasikan untuk kemudian diolah dalam proses selanjutnya. Secara umum, fungsi utama receiver adalah Gambar 4.2 pembentukan format modulasi NRZ- memisahkan sinyal info dari gangguan noise untuk DPSK kemudian direkonstruksi kembali sehingga sesuai dengan info yang dikirim.[10] Gambar yang pertama, menunjukan bit-bit informasi yang akan dikirimkan. Kemudian gambar Tabel 3.3: Parameter photo detector APD kedua menunjukan gambar yang dikeluarkan oleh dpsk modulator, yang tentu saja sudah dalam format modulasi DPSK. Perlu diingat disini, bit satu dan nol tidaklah mempresentasikan level daya dari bit Nama Lambang Nilai Satuan informasi. Melainkan suatu perubahan fasa sinyal. Karena seperti telah dijelaskan diawal, NRZ-DPSK tidak menggunakan perubahan level daya dalam Wavelength λ 1550 nm sistem representasi bit informasi. 4.3 Perhitungan dan Analisa Sistem Optikal Pmin -34 dBm sensitivity 4.3.1 Analisa Rise Time Budget Pada awalnya sistem ini direncanakan untuk APD transmisi data sejauh 800 Km. Namun pada R 0,4 A/W responsivity kenyataannya sistem tidak mampu mencapai jarak tersebut dikarenakan dibatasi oleh risetime budget. 5
  • 6. Margin daya 6 dB Daya terkecil yang dapat -34 dBm diterima receiver Dengan menggunakan parameter-parameter di atas maka power budget dapat di hitung menggunakan persamaan di BAB III. Hasil perhitungan didapatkan bahwa jarak terjauh yang Gambar 4.3 risetime membatasi jarak transmisi bisa ditempuh adalah 171,36 Km. Jarak tempuh ini masih dalam batasan risetime NRZ-DPSK. Pada grafik diatas digambarkan bagaimana hubungan risetime dengan jarak transmisi data. 4.3.3 ANALISA DISPERSI Dimana garis merah menyatakan risetime total sistem, dan garis hijau adalah total risetime yang Estimasi konservatif yang biasa digunakan untuk diperbolehkan dalam format modulasi NRZ-DPSK memprediksi batasan dispersi adalah sebagai berikut pada bit rate 40 Gbps. [3] Sistem akan bekerja dengan baik jika masih = dibawah batasan risetime, atau dari grafik di atas bisa dikatakan, selama risetime sistem masih dibawah nilai 17,5 ps. Dari grafik di atas juga dapat dilihat, dengan = bandwith perangkat sebelum data di transmisikan, sistem sudah memiliki = besarnya dispersi risetime sebesar hampir 13 ps. Nilai ini muncul dari risetime receiver dan transmitter yang nilainya dapat Dari persamaan di atas dapat di tentukan dilihat di BAB III bagian daftar spesifikasi hardware. batasan dispersi untuk sistem ini adalah sebesar 11.1 Ini berarti sistem ini hanya memiliki sisa kira-kira ps. Namun dispersi sekarang sudah bisa diatasi hanya 4 ps untuk masih bisa berjalan maksimal. dengan penggunaan kabel optik jenis DCF( dispersion compensate fiber). Yaitu kabel optik yang 4.3.2 ANALISA POWER BUDGET dibuat sedemikian rupa sehingga bisa menghasilkan nilai dispersi negatif. Merujuk pada penelitian Pada tabel berikut akan di tampilkan sebelumnya, masalah dispersi akan diatasi dengan parameter-parameter yang berkaitan erat dengan penggunaan kabel optik single mode triple cladding, perhitugan power link budget sistem. Nilai-nilai pada yang memiliki nilai dispersi sebesar -196.5 ps/nm.km tabel ini diambil dari dari datasheet hardware yang [5]. Panjangnya DCF yang dibutuhkan dapat di digunakan. Dari data-data berikut akan dilakukan tentukan dengan persamaan berikut : perhitungan power link budget L= ×L Tabel 4.1 Parameter power budget dengan, +Nama Nilai Satuan L =panjang DCF D = nilai dispersi fiber optik Daya kirim 5 dBm L= panjang link transmisi = nilai dispersi DCF Redaman Maka didapat untuk jarak transmisi sebesar 0,1 dB sambungan(fusion splice) 171.36 Km dibutuhkan kabel DCF sepanjang 6.97 km. Kabel ini nantinya akan disisipkan di bagian- Redaman kabel optik 0,22 dB/km bagian dimana dispersinya sudah melewati ambang batas dispersi sistem. Panjang kabel per roll 20 km Redaman konektor 1 dB 6
  • 7. 4.3.4 Analisa BER (Bit error rate) Analisa BER dilakukan berdasarkan perhitungan S/N sistem. S/N adalah perbandingan antara level daya Dari hasil kalkulasi, didapatkan nilai x sinyal dengan level daya noise. Semakin besar nilai adalah 3.5395 saat perangkat receiver bekerja pada S/N maka sistem akan menandakan sistem tersebut suhu 10 C , dan 3,5386 saat suhu kerja alat adalah 35 bekerja baik. C. Tabel 4.2 Noise terhadap temperatur alat TEMPERATUR NOISE TOTAL SNR C (283 K) C (308 K) Gambar 4.7 erf(x) pada suhu 283 K Tabel diatas menunjukan besarnya noise total sistem yang dipengaruhi oleh temperatur kerja alat. Kemudian setelah nilai SNR didapatkan, dapat dilakukan perhitungan BERnya dengan menggunakan persamaan berikut = - erf (0.354 ) dan didapatkanlah hasil perhitungan sebagai berikut, pada suhu kerja perangkat Tabel 4.3 nilai BER pada suhu kerja tertinggi dan terendah Gambar 4.8 erf(x) pada suhu 308 K 4.4 Optimasi Sistem Hasil analisa didapatkan bahwa BER sistem TEMPERATUR KERJA ALAT BER adalah pada kondisi terbaiknya. Hal ini tidak terlalu baik, karena ini berarti sistem berpeluang terjadi kesalahan sebesar 5,589 bit dalam C (283 K) setiap data rate. Ini berarti dalam sistem yang menerapkan 40 X bit per sekon, akan terjadi sekitar 715 bit error setiap detiknya. C (308 K) Sedangkan nilai erf(x) kita tentukan dengan persamaan berikut : 7
  • 8. Sebab, tanpa penggunaan DCF, jarak transmisi yang bisa terjadi hanya sejauh 11,1 Km saja 4. Agar BER bisa mencapai maka dapat dilakukan pemilihan receiver dengan responsivitas yang lebih tinggi atau dengan cara memperbesar preamplification di sisi receiver, namun harus juga tetap memperhatikan kemungkinan penambahan noise yang terjadi. Baik itu shot noise ataupun thermal noise Gambar 4.9 Optimasi BER Pada grafik optimasi di atas, tampak bahwa 5.2 Saran untuk mendapatkan BER 1 x , dibutuhkan nilai erf(x) sebesar 4.202 . Kemudian kita kalkulasi Saran untuk penelitian dan pengembangan dengan persamaan 4.X didapat SNR yang dibutuhkan selanjutnya yang berhubungan dengan topik tugas adalah sebesar 140.89dB, bandingkan dengan sistem akhir ini adalah: ini yang memiliki SNR sebesar 99,98 dB. Dibutuhkan sekitar 40 dB lagi. 1. Analisa terhadap bitrate yang lebih tinggi (80 Gbps) dan juga penggunaan pada V. KESIMPULAN DAN SARAN sistem multi kanal. 2. Analisa dan perbandingan dalam 5.1 PENDAHULUAN bitrate yang sama terhadap format modulasi Dari pengujian dan analisa yang dilakukan, yang lain, misalnya NRZ mark, Return to dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : bias, Biphase (Manchester). 1. Sistem berjalan cukup baik, batasan 3. Analisa efek Penggunaan EDFA rise time oleh format modulasi NRZ cukup pada sistem jarak yang lebih jauh. untuk mendukung transmisi jarak jauh. Dengan format modulasi DPSK, sistem jadi DAFTAR PUSTAKA lebih tahan terhadap error dimana hasil analisis menunjukan BER sistem adalah [1] . Powers, John, “Fiber Optic Systems”, Second Edition, sebesar . Singapore, 1999 2. Parameter yang berpengaruh pada BER sistem adalah temperatur kerja [2]. Palais, J.C., “Fiber Optic perangkat, responsivitas receiver, dan Communications”, Prentice-Hall bandwith sistem. Dimana kinerja sistem International, Inc., akan sebanding terhadap tingkat Second Edition, London, United responsivitas receiver dan juga besaran Kingdom, 1988 bandwith sistem, namun akan berbanding terbalik terhadap besarnya temperatur [3]. Zanger, H & Zanger, C, ”Fiber perangkat. Semakin besar bandwith kerja Optics: Communication and Other sistem, maka bitrate akan makin tinggi, Applications”, namun bit rate yang makin tinggi itu juga Collier McMillan Canada, Inc., akan mengakibatkan noise yang timbul Toronto, Canada, 1991 akan makin besar. 3. Sistem memiliki keterbatasan dari [4]. S. Ramachandran, B. Mikkelsen, L. sisi perangkat. Risetime total perangkat C. Cowsar, M. F. Yan, G. Raybon, yang digunakan masih cukup besar untuk L. Boivin, M. Fishteyn, W. bisa mencapai jarak tempuh yang A. Reed, P. Wisk, D. Brownlow, R. diinginkan di awal, yaitu 800 km. Selain G. Huff, and L. Gruner- itu, diperlukan juga penggunaan serat Nielsen,”All-Fiber Grating-Based DCF(Dispersion Compensate Fiber) untuk Higher Order Mode Dispersion mengatasi masalah dispersi yang timbul. 8
  • 9. Compensator for Broad-Band Compensation and 1000-km Transmission at 40 Gb/s ”. IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 13, NO. 6, JUNE 2001 [5]. Wicaksono, Prima., ” Perancangan dispersion compensating fiber pada fiber singel mode dengan panjang gelombang 1550 nm” TA. IT Telkom. Bandung, 2009 [6]. S.Q.Mawlud and M.I.Azawi , “Influence of Laser Diode Parameters on the Performance of Mach Zehnder Modulator”. Physics Dept., College of Education, University of Salahaddin, Erbil, Iraq ,2006 [7]. Dr. Ilya Lyubomirsky., “ Advanced Modulation Formats for Ultra- Dense Wavelength Division Multiplexing”. University of California, California, USA, 2007 [8]. Zaenol Rachman,A “Analisa Perbandingan Sistem Format Modulasi Optik NRZ- DPSK & RZ-DPSK Terhadap NRZ-OOK Pada Sistem Ligthwave Berkecepatan Tinggi” TA. IT Telkom. Bandung, 2009 [9]. Agus Salim, D , “ Perencanaan Jaringan Serat Optik DWDM PT Bakrie Tbk,link Bogor-Bandung”, TA FT.UI. Depok, 2008 [10]. Selvarajan, A., “Optical Fiber Communication Principles and Systems”, Mc. Graw - Hill, Comp., International edition, Singapore, 2002 9