BAB IV HASIL ANALISIS DATA
4.1 Konfigurasi Simulasi
Mengenai konfigurasi teknik modulasi yang menggunakan variasi line coding pada transmisi radio over fiber dengan simulasi menggunakan software opticsystem 7.0, beserta komponen-komponen yang diperlukan dalam penelitian yang menggunakan 2 skema dengan line coding yang berbeda, konfigurasi simulasi pertama menggunakan line coding NRZ dan konfigurasi kedua menggunakan line coding RZ dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan 4.2
Gambar 4.1 Perancangan ROF dengan line coding NRZ
22 Gambar 4.2 Peracangan ROF dengan line coding RZ
Perancangan ini menggunakan pembangkit sinyal yaitu PRBS generator, pada PRBS dibangkitkan oleh bit bit yang berburutan secara acak. Selanjutnya menuju ke elektrical PSK modulator dan NRZ pulse Generator pada perancangan yang dapat dilihat pada Gambar 4.1, sedangkan perancangan simulasi kedua pada Gambar 4.2 menggunakan komponen elektrical PSK modulator dan RZ pulse Generator. Kemudian output Pulse Generator NRZ maupun RZ dengan elektrical PSK Modulator di gabungkan dengan menggunakan combiner 2x1. Lalu sinyal termodulasi ini dikonversikan menjadi sinyal optik pada komponen modulasi eksternal. Komponen ini menggunakan sumber cahaya nya adalah Modulasi eksternal jenis Mach Zehnder yang di modulasikan dengan menggunakan CW laser. Kemudian sinyal optik ditransmisikan ke fiber optik. Variasi jarak fiber optik adalah 40 km sampai dengan 100 km. Kemudian yang diperkuat oleh sinyal dengan menggunakan optical amplifier. Pada sisi penerima menggunakan photodetector APD. Kemudian sinyal elektrik di filter dengan menggunakan komponen low pass bessel filter yang berfungsi untuk menghilangkan noise pada frekuensi tinggi. Setelah perancangan disusun secara baik dan bener, maka dilakukan proses simulasi untuk menganalisa perancangan sistem transmisi ROF.
Untuk dapat mengetahui nilai BER dan Q-factor dengan menggunakan komponen BER analyzer.
23 4.2 Proses pengambilan data
Dalam proses pengambilan data pada penelitian ini dimulai dengan mempersiapkan perangkat yang digunakan adalah opticsystem 7.0 pada PC.
Setelah merancang sistem transmisi Radio over fiber yang dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan 4.2 perancangan sistem dibuat berdasarkan komponen-komponen yang diperlukan.
Pada penelitian sistem transmisi radio over fiber yang menggunakan variasi format modulasi PSK. Modulator eksternal yang digunakan yaitu jenis mach zehnder modulator. Dalam simulasi menggunakan bit rate 8 Gbps. Daya yang digunakan yaitu -3 dBm dan -5 dBm. Rentang jarak fiber optik di mulai dari 40 km sampai dengan 100 km. Setelah melakukan penyusunan komponen dan simulasi, maka langkah selanjutnya melakukan simulasi dan pengukuran.
4.3 Hasil Data Simulasi menganalisis hitungan power link budget secara teori.
4.3.1 Analisis pengaruh jarak fiber optik terhadap BER
Berikut adalah hasil penelitian data simulasi pengaruh line coding jenis NRZ dan RZ terhadap jarak fiber optik yang bervariasi pada sistem transmisi ROF. Data hasil simulasi parameter BER yang dapat dilihat pada Tabel 4.1 dan 4.2
24 Tabel 4. 1 Hasil simulasi nilai BER pada daya -3dBm
No. Line coding Jarak fiber optik (Km) Min BER
Tabel 4. 2 Hasil simulasi nilai BER pada daya -5 dBm No. Line coding Jarak fiber optik (Km) Min BER
25 BER merupakan nilai perbandingan antara nilai bit yang salah pada saat proses transmisi yang sedang berlangsung dimulai dari sisi penerima. Untuk bisa mendapatkan kualitas sinyal yang baik maka diharapkan mempunyai nilai BER yang sekecil mungkin. Apabila pengaruh dari nilai BER yang tinggi maka data yang diterima tidak sesuai dengan data yang di kirimkan. Jika hal ini terjadi maka pengirim berhak mengirimkan ulang data yang error dan transmisi berjalan lebih lama.
Gambar 4. 3 Grafik pengaruh BER terhadap line coding
Gambar 4.3 dan Gambar 4.4 menunjukan grafik hasil pengaruh BER terhadap jarak fiber optik dengan Bit rate 8 Gbps untuk daya -3 dbm dan -5 dbm dengan rentang jarak 40 km sampai dengan 100 km. Grafik terlihat bahwa nilai BER dengan line coding NRZ maupun RZ jika semakin jauh jarak fiber optik nya maka nilai BER semakin tinggi. Ketika pada daya -3 dBm untuk jarak 90 km dengan line coding NRZ nilai BER adalah 10-12 dan sedangkan pada line coding RZ untuk jarak 80 km mendapatkan nilai BER sebesar 10-14. Nilai BER tersebut, sangat terlihat bahwa performansi sistem sangat baik karena mempunyai nilai BER yang jauh lebih kecil dari nilai 10-12. Sehingga di simpulkan model sistem transmisi ROF dengan bit rate 8 Gbps pada jarak yang 40 km sampai dengan 100 km untuk daya -3 dBm line coding NRZ mampu memberikan kinerja yang baik
26 pada simulasi. Sedangkan pada RZ nilai kualitas BER yang baik hanya mampu pada jarak 40 km sampai dengan 80 km. Karena line coding Rz membutuhkan bandwidth yang lebih lebar dari pada line coding NRZ.
Gambar 4. 4 Pengaruh BER terhadap jarak untuk daya 5 dBm
Pada Gambar 4.4 untuk daya -5 dBm untuk jarak 90 km dengan line coding NRZ nilai BER di dapatkan adalah 10-10 dan pada line coding RZ jarak 80 km nilai BER di dapatkan adalah 10-11. Pada jarak 40 km sampai 80 km untuk daya 5 dbm pada line coding NRZ dan untuk RZ jarak 40 km sampai dengan 70 km mampu memberikan kinerja yang baik yang sesuai standart BER yang diatur dalam ITU-T, yang artinya sistem dapat bekerja dengan baik apabila digunakan untuk mentransmisikan data dari pengirim sampai ke penerima.
Berdasarkan dari data hasil simulasi dengan menggunakan daya -3 dBm dalam bit rate 8 Gbps dengan jarak fiber optik 90 km dengan line coding NRZ, dimana nilai BER di peroleh yaitu 8,84 x 10-12. Secara perhitungan berdasarkan teori nilai BER yang dibuktikan dengan persamaan 2.1 sebagai berikut.
(
√ )
√
27
Nilai BER yang dihasilkan dari hasil perhitungan teori yang didapat membuktikan bahwa nilai mendektai nilai hasil simulasi.
BER pada rancangan sistem transmisi ROF dengan jarak 90 km disimulasikan dalam dalam BER Analyzer sehingga pada Gambar 4.5 menunjukkan nilai BER yang didapatkan bahwa jaringan transmisi ROF yang di rancang memberikan kualitas sinyal yang baik karena Nilar BER yang didapatkan lebih kecil dari 10-12. Sistem transmisi juga memiliki performansi yang baik dapat dilihat dari pada Gambar 4.5 yang menunjukan perbedaan yang jelas antara informasi bit „1‟ an bit „0‟ dan tiddddak mempunyai jitter.
Gambar 4.5 BER pada jarak 90 km
Sedangkan pada jarak 80 km dengan line coding RZ pada bit rate 8 Gbps mendapatkan hasil simulasi BER sebesar 2,31x10-14. Berdasarkan perhitungan teori nilai BER dapat dibuktikan dengan persamaan 2.1 sebagai berikut.
(
√ )
√
28 Nilai BER yang dihasilkan dari hasil perhitungan teori yang didapat membuktikan bahwa nilai mendekati nilai hasil simulasi.
4.3.2 Analisis pengaruh jarak fiber optik dan daya terhadap Q-factor Pada bagian ini membahas tentang analisis pengaruh jarak fiber optik dan daya terhadap Q-factor dengan menggunakan bit rate 8 Gbps yang divariasikan dengan line coding NRZ dan RZ untuk dapat menghasilkan nilai Q-factor yang baik. Dapat dilihat pada Tabel dan gambar grafik dibawah ini.
Tabel 4.3 Hasil simulasi penelitian pada daya -3 dBm dengan line coding NRZ No. Line coding Jarak fiber optik (Km) Max Q-factor
Tabel 4. 4 Hasil simulasi penelitian pada daya -3 dBm dengan line coding RZ No. Line coding Jarak fiber optik (Km) Max Q-factor
29 Tabel 4. 5 Hasil simulasi penelitian pada daya -5 dBm dengan line coding NRZ
No. Line coding Jarak fiber optik (Km) Max Q-factor
Tabel 4. 6 Hasil simulasi penelitian pada daya -5 dBm dengan line coding RZ No. Line coding Jarak fiber optik (Km) Max Q-factor
1 saat panjang fiber optik link semakin jauh. Nilai Q-factor pada format line coding NRZ lebih besar dari pada nilai RZ, karena NRZ mengalami kompensasi dipersi linier. Sedangkan RZ mengalami distorsi sinyal nonlinier. Jika dispersi semakin tinggi maka nilai Q-factor semakin kecil. Nilai standart Q-factor adalah diatas 6, maka pada jarak 40 km sampai dengan 90 km menggunakan line coding jenis NRZ berdasarkan hasil simulasi nilai Q-factor masih memenuhui standart dan layak tetapi pada jarak 100 km tidak memenuhui stadart dari Q-factor. Sedangkan pada line coding jenis RZ dengan jarak 40 km sampai dengan 80 km bedasarkan hasil simulasi nilai Q-factor masih memenuhui standart dan layak, tetapi pada jarak 90 km sampai dengan 100 km nilai Q-factor tidak memenuhui standart dari
30 Q-factor ITU-T.
Gambar 4.6 Pengaruh Q-factor terhadap jarak untuk daya 3 dBm
Gambar 4.7 Pengaruh Q-factor terhadap jarak untuk daya 5 dBm
Gambar 4.5 dan Gambar 4.6 terlihat bahwa nilai Q-factor berbanding terbalik dengan nilai BER dengan kedua daya berbeda. Nilai Q-factor untuk menyatakan kualitas dari suatu sinyal optik. Kegunaan dari Q-factor untuk mengevaluasi pelemahan propagasi yang diakibatkan oleh dispersi. Pengukuran
31 Q-factor yang dilakukan dengan perangkat BER analyzer dalam software opticsystem dengan jarak fiber optik mulai dari 40 km sampai dengan 100 km.
Pada hasil simulasi bit rate 8 Gbps dengan menggunakan line coding NRZ untuk daya -3 dBm mendapatkan nilai Q-factor terbesar pada jarak 40 km dengan nilai s ebesar 15,045. Untuk nilai Q-factor terkecil dengan line coding NRZ pada jarak 100 km sebesar 5,7602. Sedangkan nilai Q-factor dengan line coding jenis RZ nilai terbesar pada jarak 40 km dengan nilai 14,603. Dan pada jarak 100 km nilai Q-factor sebesar 4,474. Sedangkan pada daya -5 dbm nilai Q-factor terbesar pada jarak 40 km dengan NRZ adalah 14.6091 dan untuk nilai Q-factor terkecil pada jarak 100 km adalah 5,34627. Pada line coding RZ nilai Q-factor terbesar jarak 40 km adalah 13,7172 dan untuk Q-factor terkecil pada jarak 100 km bernilai 3,83487.
4.3.3 Analisis BER terhadap jarak dan Bit rate yang berbeda
Melakukan percobaan untuk dapat mengetahui kinerja sistem transmisi ROF apabila menggunakan variasi bit rate yang berbeda dengan jarak yang bervariasi mulai dari 40 km sampai dengan 100 km ketika daya -3 dBm. Hasil penelitian simulasi dapat dilihat pada Tabel 4.7 dan 4.8.
Tabel 4.7 Hasil BER terhadap bit rate yang berbeda dengan line coding NRZ
No Jarak (Km) 2.5 Gbps 4 Gbps 8 Gbps 10 Gbps
32 Tabel 4.8 Hasil BER terhadap bit rate yang berbeda dengan line coding RZ
No Jarak (Km) 2.5 Gbps 4 Gbps 8 Gbps 10 Gbps
1 40 2.42 × 10-203 4.09 × 10-201 1,29 × 10-48 2.54 × 10-32 2 50 4.91 × 10-143 2.39 × 10-145 1,40 × 10-36 1.26 × 10-23 3 60 2.78 × 10-113 1.47 × 10-99 1,29 × 10-26 8.85 × 10-19 4 70 8.25 × 10-86 1.78 × 10-68 1,27 × 10-18 3.44 × 10-12 5 80 3.15 × 10-61 8.03 × 10-53 2,31 × 10-14 4.67 × 10-6 6 90 2.93 × 10-46 4.56 × 10-32 2,87 × 10-09 1 7 100 8.69 × 10-33 1.26 × 10-24 3,73 × 10-06 1
Gambar 4. 8 BER terhadap bit rate yang bervariasi
Pada Gambar 4.8 dapat dilihat bahwa semakin kecil bit rate yang digunakan dalam simulasi maka nilai BER yang diperoleh semakin kecil yang berarti kualitas sinyal baik. Sedangkan pada jarak yang variasi, jika semakin jauh jarak maka nilai BER juga semakin besar.
Dalam penelitian ini menggunakan bit rate yaitu 2,5 Gbps , 4 Gbps, 8Gbps masih berada diatas standart BER ITU-T. Tetapi pada saat menggunakan bit rate 10 Gbps tidak mencapai standart Nilai BER yang baik. Hal ini dikarenakan oleh spesifikasi perangkat yang digunakan dalam simulasi belum mendukung bit rate 10 Gbps ke atas dan juga jarak yang jauh.
33 4.3.4 Perhitungan Power Link Budget
Hasil dari perhitungan power link budget dalam simulasi software opticsystem tidak terdapat analyzer untuk parameter PLB. Sehingga semua hasil perhitungan PLB dihitung secara manual yang mengacu pada hasil data penelitian berikut perhitungan.
Data yang digunakan pada perhitungan adalah :
a. Daya keluaran laser (Ptx) = -3 dBm b. Sensitivitas photodetector (APD) = -29 dBm c. Redaman serat optik = 0,2 dB/km
Berikut adalah perhitungan power link budget ROF pada jarak 80 km yaitu :
Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
34 Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ;
( ) ( ( ))
Dari hasil perhitungan power link budget dengan redaman total adalah sebesar -21,9 dBm dimana nilai sensitivitas photodtector sesuai dengan standart adalah -29 dBm dan margin daya nilai sebesar 1,1 dBm, dari nilaimargin yang diperoleh maka memenuhui kelayakan power link budget karena nilai margin diatas 0.
35 kesimpulan yang dibuat adalah sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil penelitian sistem dengan bit rate 8 Gbps pada jarak yang 40 km sampai dengan 100 km untuk daya -3 dBm line coding NRZ mampu memberikan kinerja yang baik. Sedangkan pada RZ nilai kualitas BER yang baik hanya mampu pada jarak 40 km sampai dengan 90 km.
2. Berdasarkan hasil peneltian untuk daya -5 dBm hanya mampu pada jarak 40 km sampai 90 km dengan line coding NRZ dan untuk RZ hanya mampu jarak 40 km sampai dengan 80 km memberikan kinerja yang baik yang sesuai standart BER.
3. Dari hasil perhitungan power link budget sistem transmisi ROF untuk jarak 80 km dengan daya -3 dBm adalah -21,9 dBm dan margin sistem bernilai 1.1 dBm, nilai power link budget tersebut masih memenuhui standart sensitivitas -29 dBm maka layak untuk digunakan.
4. Berdasarkan hasil penelitian didapatakan pada bit rate yang bervariasi 2,5 Gbps, 4 Gbps, 8 Gbps masih berada diatas standart nilai BER yang baik, tetapi pada 10 Gbps tidak mencapai standart Ber yang baik dengan menggunakan line coding NRZ maupun RZ.
5.2 Saran
Untuk dapat meningkatkan sistem transmisi Radio Over fiber dengan menggunakan format line coding NRZ dan RZ diharapkan pada penelitian selanjutnya agar dapat menggunakan modulasi digital lainya dan meningkatkan kualitas BER untuk jarak yang lebih jauh.
36 DAFTAR PUSTAKA
[1] R. Ashiddiqy and S. N. Sari, “ANALYSIS SYSTEM TRANSMISSION RADIO OVER FIBER ( ROF ) WITH EXTERNAL MODULATION USING LINE CODING VARIATION,” Univ. Brawijaya, 2017.
[2] K. Dwi, S. Lestari, I. A. Hambali, I. Uke, and K. Usman, “ANALISIS SIMULASI ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS ( OFDMA ) PADA TEKNOLOGI 4G UNTUK RADIO OVER FIBER ANALYSIS OF SIMULATION ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS ( OFDMA ) IN 4G TECHNOLOGY FOR RADIO OVER FIBER,” e-proceeding Telkom Unniv, vol. 7, no. 2, pp. 3421–3429, 2020. Modulation of Radio over Fiber (RoF) Communication System,” vol. 30, no. September, pp. 37–43, 2017, doi: 10.5281/zenodo.834460.
[5] N. K. Srivastava, A. K. Jaiswal, and M. Kumar, “Design and Performance Analysis of Radio over Fiber System Incorporating Differential Phase Shift Keying Modulation in High Speed Transmission System,” IOSR J.
Electron. Commun. Eng., vol. 9, no. 2, pp. 37–42, 2014, doi:
10.9790/2834-09243742.
[6] D. Systems, “ITU-T,” vol. 55, 2015.
[7] R. Susanti and F. Amilia, “Performansi SCM / WDM Radio Over Fiber dengan Arsitektur PON menggunakan M-ary PSK,” no. 2013, pp. 18–19, 2017.
[8] M. Christine, A. Hambali, and ..., “Analisis Performansi Sistem Jaringan Radio Over Fiber Untuk Pengaplikasian Telekomunikasi Dalam Ruangan,” eProceedings …, vol. 6, no. 2, pp. 3477–3484, 2019, [Online].
Available:
https://openlibrarypublications.telkomuniversity.ac.id/index.php/engineeri
37 ng/article/view/9770.
[9] R. C. Wibisono, F. T. Elektro, U. Telkom, and S. Piko, “Analisis Sistem Radio Over Fiber Pada Aplikasi Sel Piko Untuk Radio Over Fiber Sistem Analysis in Pico Cell Application for,” vol. 6, no. 2, pp. 1–7, 2019.
[10] A. A. Pratama, F. Imansyah, and T. Pontia, “Perancangan jaringan ftth dengan teknologi gpon menggunakan algoritma genetika dan optisystem,”
J. Tek. Elektro Univ. Tanjungpura, vol. 2, no. 1, 2020.
[11] P. K. Sudiarta, N. P. Sastra, P. Studi, T. Elektro, and F. Teknik,
“Perbandingan Unjuk Kerja Line Coding Rz Dan Nrz Pada Jaringan Fiber Optik,” J. SPEKTRUM, vol. 8, no. 1, pp. 148–160, 2021.
[12] H. Muwafaq, M. F. L. Abdullah, K. A. Omar, A. A. Qasim, A. M.
Abdulrahman, and A. Dawood, “MZM For Long Distance Communication,” 2019 Int. Conf. Inf. Sci. Commun. Technol., no. March, pp. 1–6, 2019.
38 LAMPIRAN
Grafik hasil BER analyzer
Pada daya -3 dBm dengan line coding NRZ
Jarak 40 Km Jarak 50 Km
Jarak 60 Km Jarak 70 Km
39
Jarak 90 Km
Jarak 100 Km
40 Pada daya -3 dBm dengan line coding RZ
Jarak 40 Km Jarak 50 Km
Jarak 60 Km Jarak 70 Km
41
Jarak 90 Km
Jarak 100 Km
42 Pada daya -5 dBm dengan line coding NRZ
Jarak 40 Km Jarak 50 Km
Jarak 60 Km Jarak 70 Km
43
Jarak 80 Km Jarak 90 Km
Jarak 100 Km
44 Pada daya -3 dBm dengan line coding RZ
Jarak 40 Km Jarak 50 Km
Jarak 50 Km Jarak 60 Km
45
Jarak 80 Km Jarak 90 Km
Jarak 100 Km
46 Perhitungan Power Link Budget pada daya -3 dBm
1. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
2. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
3. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
47 ( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
4. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
5. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
48
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
6. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
49 Perhitungan Power Link Budget pada daya -5 dBm
1. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
2. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
3. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
50 ( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
4. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
5. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
51
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))
6. Dari persamaan ( 2.3) maka didapatkan redaman total yaitu :
( ) ( ) ( )
Dari persamaan ( 2.4) maka nilai Sensitivitas Penerima yaitu :
( )
Dari persamaan (2.5) didapat Margin maka nilai Margin yaitu ; ( )
( ( ))