BAB II
BAGIAN - BAGIAN SISTEM OPTOELEKTRONIS
Pembahasan bagian-bagian sistem Optoelektronis disini mulai dengan yang paling mendasar hingga yang telah berkembang teknologi fabrikasinya untuk memudahkan pemahaman asas fungsi dan wataknya sebelum yang makin dalam kenyataannya.
II. 1. SISTEM OPTOELEKTRONIS
Kata sistem mengandung satu kesatuan pengertian. Penilaian terhadap suatu sistem antara lain meliputi : macam sistem, unjuk-kerja sistem, dan hasil kerja sistem. Model sistem dapat digambarkan dengan diagram kotak pada Gambar 2.1. Isi kotak menunjukkan sifat atau fungsi sistem yang menanggapi/mengolah masukan menjadi keluaran.
Gambar 2.1 Diagram Kotak Model Sistem Optoelektronis
Dalam praktek, penInjauan terhadap suatu sistem bukanlah diarahkan pada komponen pembentuknya secara sendiri - sendiri, melainkan pada hasil kerja berbagai yang terlibat, secara bersama-sama.
Jadi dapat dikatakan bahwa suatu sistern adalah kesatuan berbagai komponen yang terkait secara fungsional, serta secara keseluruhan membentuk fungsi tertentu. Pengertian tersebut secara fungsional dapat diartikan terhubung secara fisis, non-fisis, maupun keduanya, bersama-sama.
Sistem optoelektronis adalah kesatuan berbagai komponen optoelektronika yang saling terkait secara fungsional serta secara keseluruhan membentuk fungsi optoelektronis tertentu. Fungsi - fungsi yang dapat terbentuk antara lain : fungsi komunikasi, fungsi kendali dan fungsi pengukuran.
sistem
Bagian-bagian dasar sistem optoelektro (1) Subsistern pe
(2) Subsistem pengolahan isyarat; dan (3) Subsistem pene
II. 2. SUBSISTEM PEMANCARAN ISYARAT
Bagian ini memerlukan masukan elektrik dan mem
sehingga membentuk berbagai sumber elektroluminesens. Meskipun demikian dalam sistem optoelektronis hanya ada dua macam yang cocok untuk digunakan. Alasannya menyangkut baik faktor teknis, antara lain konst
efisien dan sebagainya, maupun faktor nonteknis, terutama u tentang biaya/harga.
Kedua macam sumber elektroluminesens tersebut adalah diode pancar cahaya (Light Emitting Diode, LED) dan laser suntikan (
laser diode). Bentuk dan ukuran LED maupun ILD dibuat kompak (kecil) sehingga cocok untuk digunakan bersama serat optis sebagai media penyaluran isyarat cahayanya. Bahan kedua komponen
LED inframerah yang banyak digunakan dalam sistem optoelektronis semacam dengan LED biasa yang banyak digunakan, tetapi dengan ko
cara pembuatannya yang lebih cermat agar daya puncak cahayanya berada pada kawasan inframerah. LED lebih cocok digunakan untuk komunikasi jarak pendek karena daya cahaya keluarannya yang kecil
laser lebih cocok digunakan untuk komunikasi jarak lebih besar, sifat cahayanya koheren (hanya mempunyai fase) dan berkas cahayanya relatif mengumpul. S dilukiskan pada Gambar 2.2.
bagian dasar sistem optoelektronis adalah : (1) Subsistern pemancaran isyarat;
(2) Subsistem pengolahan isyarat; dan (3) Subsistem penerimaan isyarat. SUBSISTEM PEMANCARAN ISYARAT
rlukan masukan elektrik dan memberikan keluaran optis sehingga membentuk berbagai sumber elektroluminesens. Meskipun demikian dalam em optoelektronis hanya ada dua macam yang cocok untuk digunakan. Alasannya menyangkut baik faktor teknis, antara lain konstruksi sederhana, unjuk-kerja bai efisien dan sebagainya, maupun faktor nonteknis, terutama untuk pertimbangan
Kedua macam sumber elektroluminesens tersebut adalah diode pancar , LED) dan laser suntikan (Injection Laser Diode
laser diode). Bentuk dan ukuran LED maupun ILD dibuat kompak (kecil) sehingga rsama serat optis sebagai media penyaluran isyarat cahayanya. Bahan kedua komponen relatif sama, namun konfigurasinya berbeda.
LED inframerah yang banyak digunakan dalam sistem optoelektronis semacam dengan LED biasa yang banyak digunakan, tetapi dengan konstruksi dan cara pembuatannya yang lebih cermat agar daya puncak cahayanya berada pada . LED lebih cocok digunakan untuk komunikasi jarak pendek karena daya cahaya keluarannya yang kecil berkas cahayanya yang melebar. Diode ocok digunakan untuk komunikasi jarak jauh. Daya keluaran cahayanya lebih besar, sifat cahayanya koheren (hanya mempunyai panjang-gelombang dan satu fase) dan berkas cahayanya relatif mengumpul. Sifat penyebaran cahayanya d
berikan keluaran optis sehingga membentuk berbagai sumber elektroluminesens. Meskipun demikian dalam em optoelektronis hanya ada dua macam yang cocok untuk digunakan. Alasannya kerja baik, ntuk pertimbangan Kedua macam sumber elektroluminesens tersebut adalah diode pancar ection Laser Diode, ILD atau laser diode). Bentuk dan ukuran LED maupun ILD dibuat kompak (kecil) sehingga rsama serat optis sebagai media penyaluran isyarat
sama, namun konfigurasinya berbeda. LED inframerah yang banyak digunakan dalam sistem optoelektronis
nstruksi dan cara pembuatannya yang lebih cermat agar daya puncak cahayanya berada pada . LED lebih cocok digunakan untuk komunikasi jarak pendek berkas cahayanya yang melebar. Diode jauh. Daya keluaran cahayanya gelombang dan satu ifat penyebaran cahayanya dapat
Diode laser mempunyai pola pancaran menyamping yang lebih sempit sehingga kerugian gandengannya lebih kecil dibandingkan dengan LED. Dengan demikian efisiensi gandengannya lebih tinggi. Di samping beberapa keunggulan diode laser dibanding dengan LED, ada beberapa kelemahannya, antara lain :
1) harga diode laser lebih tinggi,
2) lebih peka terhadap perubahan suhu.
(dalam penggunaannya, laser memerlukan untai kompensasi untuk menjaga agar unjuk-kerjanya tetap optimun. Hal mi menyebabkan untai menjadi lebih kompleks dan keandalannya berkurang), dan
3) umur laser lebih pendek daripada LED pada kondisi kerja normal.
Cahaya keluaran LED relatif berbanding lurus dengan arus masukannya. Dengan yang demikian maka LED Iebih cocok untuk menyalurkan isyarat analog; untuk jarak dan pesat modulasi yang rendah (di bawah 50 MHz). Pada pesat modulasi yang modulasi dengan isyarat analog kurang menguntungkan karena adanya penyebaran sehingga menimbulkan cacat.
Baik LED maupun diode laser cocok untuk operasi pengiriman data digital. Tanggapan waktu laser lebih cepat sehingga laser dapat digunakan dengan pesat modulasi yang tinggi (di atas 50 MHz).
Diode Pancar Cahaya (Light Emitting Diode, LED)
Dasar kerja LED yang digunakan dalam bidang optoelektronika sama dengan LED biasa. Beberapa persyaratan khusus harus dipenuhi oleh LED jenis ini, misalnya cahaya yang terpancar harus lebih banyak, maka konstruksinya Iebih kompleks.
Proses pemancaran cahaya pada LED dan ILD secara singkat adalah sebagai berikut :
Jika suatu sambungan P-N diberi prasikap maju maka elektron akan terdorong ke arah sambungan dan mengadakan penggabungan/rekombinasi dengan lubang yang datang dan arah yang berlawanan. Elektron bermuatan negatif sedangkan lubang bermuatan positif. Jika bahan semikonduktor yang digunakan adalah jenis tertentu, pada saat proses penggabungan berlangsung akan dilepaskan tenaga dalam bentuk foton. Foton yang dihasilkan akan lepas dalam bentuk cahaya.
Bahan yang digunakan disesuaikan dengan cahaya yang diinginkan; cahaya tampak atau sinar inframerah. Sebagai contoh: bahan GaAIAs menghasilkan radiasi
sinar inframerah dan bahan GaAsP melukiskan proses tersebut.
Gambar 2.3 Teori Terjadinya cahaya pada LED
Pemilihan jenis LED disesuaikan digunakan bersama. Hal ini
daya isyarat yang berbeda untuk berbagai panjang peka terhadap cahaya dengan panjang
panjang-gelombang lainnya.
Terdapat dua jenis LED yang sering dijumpai yaitu jenis LED pancar permukaan (surface emitter LED
LED jenis pancar permukaan Iebih umum digunakan, karena p relatif lebih baik. Kelemahannya adalah kerugian gandengannya leb jenis LED ini dibahas lebih lanjut berikut
an GaAsP menghasilkan radiasi merah. Gam
Gambar 2.3 Teori Terjadinya cahaya pada LED
Pemilihan jenis LED disesuaikan dengan detektor dan serat optis yang akan sangat penting karena serat optis memiliki penyusutan daya isyarat yang berbeda untuk berbagai panjang-gelombang. Detektor akan lebih peka terhadap cahaya dengan panjang-gelombang tertentu dibandingkan
Terdapat dua jenis LED yang sering dijumpai yaitu jenis LED pancar surface emitter LED) dan jenis LED pancar pinggir (edge emitter LED LED jenis pancar permukaan Iebih umum digunakan, karena pancaran cahayanya
k. Kelemahannya adalah kerugian gandengannya lebih besar. Kedua dibahas lebih lanjut berikut ini.
ambar 2.3
dengan detektor dan serat optis yang akan karena serat optis memiliki penyusutan gelombang. Detektor akan lebih dingkan dengan Terdapat dua jenis LED yang sering dijumpai yaitu jenis LED pancar edge emitter LED). ancaran cahayanya besar. Kedua
LED Pancar Permukaan
Di antara beberapa jenis LED pancar permukaan, yang banyak digunakan adalah Burrus, karena cukup efisien. Struktur Diode Burrus tampak pada Gambar 2.4 berikut.
Gambar 2.4 Struktur LED Burrus
Daerah pancaran pada Substrat GaAs dibentuk lekukan (berbentuk lubang kawah) memperbaiki pola pancar dan
hadapan pancaran dipasang sepotong serat optis yang dilekatkan pada permukaan LED.
Pemasangan sepotong serat optis yang dinamakan “ekor juga mempermudah penggadengan dengan piranti lain
babi ini cukup rapuh sehingga komponen
dalam piranti ini akan merusak seluruh fungsi LED tersebut.
Di samping dengan pemasangan serat optis, efisiensi gandengan dapat ditingkatkan dengan memberi lensa berbentuk kubah pada perrnuka
akan terpusat tegak lurus daerah pancaran. Pemberian lensa pembuatan sehingga harga piranti menjad
ke serat optis meningkat. LED Pancar Pinggir
Struktur LED jems pancar pmggi
permukaan. Pola pancar cahaya LED ini mengumpul sehingga cocok digunakan Di antara beberapa jenis LED pancar permukaan, yang banyak digunakan karena cukup efisien. Struktur Diode Burrus tampak pada Gambar 2.4
Gambar 2.4 Struktur LED Burrus
Daerah pancaran pada Substrat GaAs dibentuk lekukan (berbentuk lubang memperbaiki pola pancar dan mempertinggi efisiensi gandengan,
dipasang sepotong serat optis yang dilekatkan pada permukaan Pemasangan sepotong serat optis yang dinamakan “ekor-babi” (pigtail) juga mempermudah penggadengan dengan piranti lain. Ujung persambungan ekor
ga komponen ini kurang andal. Kerusakan pada bagian akan merusak seluruh fungsi LED tersebut.
Di samping dengan pemasangan serat optis, efisiensi gandengan dapat ditingkatkan dengan memberi lensa berbentuk kubah pada perrnukaan LED. Cahaya akan terpusat tegak lurus daerah pancaran. Pemberian lensa ini mempertinggi
harga piranti menjadi tinggi, narnun daya yang dapat disalurkan
Struktur LED jems pancar pmggir berbeda dengan LED jenis pancar pancar cahaya LED ini mengumpul sehingga cocok digunakan Di antara beberapa jenis LED pancar permukaan, yang banyak digunakan karena cukup efisien. Struktur Diode Burrus tampak pada Gambar 2.4
Daerah pancaran pada Substrat GaAs dibentuk lekukan (berbentuk lubang si gandengan, karena di dipasang sepotong serat optis yang dilekatkan pada permukaan (pigtail) ini . Ujung persambungan ekor-kurang andal. Kerusakan pada bagian Di samping dengan pemasangan serat optis, efisiensi gandengan dapat an LED. Cahaya ini mempertinggi biaya tinggi, narnun daya yang dapat disalurkan
r berbeda dengan LED jenis pancar pancar cahaya LED ini mengumpul sehingga cocok digunakan
dengan serat optis yang bergaris tengah kecil. Struktur LED pancar pinggir tampak pada Gambar 2.5 berikut.
Gambar 2.5 Struktu
dengan serat optis yang bergaris tengah kecil. Struktur LED pancar pinggir tampak
Gambar 2.5 Struktur LED Pancar Pinggir
Diode Laser Suntikan (Injection Laser Diode)
Dewasa ini dikenal beberapa macam laser, antara la
padat, laser semihantar. Jems laser bahan semihantar adalah yang paling cocok digunakan dengan serat optis karen
dan harga yang lebih rendah daripada jems lain. Laser sernihantar yang banyak digunakan adalah jenis laser suntikan. Struktur dasar laser suntikan dilukiskan seperti pada Gambar 2.7
Gambar 2.6
(Injection Laser Diode)
dikenal beberapa macam laser, antara lain laser gas, laser zat padat, laser semihantar. Jems laser bahan semihantar adalah yang paling cocok digunakan dengan serat optis karena ukuran kecil, aras tegangan yang relatif rendah, dan harga yang lebih rendah daripada jems lain. Laser sernihantar yang banyak digunakan adalah jenis laser suntikan. Struktur dasar laser suntikan dilukiskan seperti
Gambar 2.6 Struktur Laser Suntikan
laser gas, laser zat padat, laser semihantar. Jems laser bahan semihantar adalah yang paling cocok a ukuran kecil, aras tegangan yang relatif rendah, dan harga yang lebih rendah daripada jems lain. Laser sernihantar yang banyak digunakan adalah jenis laser suntikan. Struktur dasar laser suntikan dilukiskan seperti
Gambar 2.7 Contoh Watak Laser Suntikan
Dalam daerah di bawah nilai a mempunyai spektrum yang lebar. Di atas
satu panjang-gelombang. Bila ILD diberi prasikap yang sesuai, lubang dan elektron akan bergerak menuju daerah aktif/
menghasilkan tenaga/foton. Sebagian foton terkuning di dalam daerah aktif oleh pinggir dinding yang berlaku seba
balik sehingga dapat memacu terjadinya
penggabungan dan terpancar foton lagi. Jadi foton pertama merangsang foton kedua dan seterusnya, sehmgga terjadi penguat
ini dibutuhkan arus prasikap yang konstan dan cukup besar. Arus
mendorong pembawa muatan ke daerah aktif, tempat foton terkurung. Penyuntikan muatan pembawa ini berlangsung
kuat dan konstan.
Bila pada pinggir dinding yang berlaku sebagai
maka sebagian cahaya akan memancar keluar dengan berkas yang sempit dan tenaga besar. Berkas laser ini bersifat koheren dan memancar lurus.
Arus prasikap harus diusahakan tetap di atas nilai ambangnya untuk menjaga berkas cahaya keluaran yang tetap. Arus ambang
suhu sehingga penerapannya diperlukan untai kompensasi untuk menjaga kemantapan kerjanya.
Gambar 2.7 Contoh Watak Laser Suntikan
Dalam daerah di bawah nilai arus ambangnya, ILD bersifat seperti LED; yaitu mempunyai spektrum yang lebar. Di atas arus ambangnya ILD mulai berosilasi pada gelombang. Bila ILD diberi prasikap yang sesuai, lubang dan elektron an bergerak menuju daerah aktif/sambungan dan penggabungan yang terjadi menghasilkan tenaga/foton. Sebagian foton terkuning di dalam daerah aktif oleh yang berlaku sebagai cermin. Foton di daerah aktif ini terpantul bolak
memacu terjadinya elektron bebas lagi sehingga penggabungan dan terpancar foton lagi. Jadi foton pertama merangsang foton kedua dan seterusnya, sehmgga terjadi penguatan. Untuk mempertahankan keadaan
prasikap yang konstan dan cukup besar. Arus ini terus
mendorong pembawa muatan ke daerah aktif, tempat foton terkurung. Penyuntikan berlangsung terus sehingga cahaya yang diperoleh bertambah gir dinding yang berlaku sebagai cermin pemantul diberi lubang maka sebagian cahaya akan memancar keluar dengan berkas yang sempit dan tenaga
bersifat koheren dan memancar lurus.
rasikap harus diusahakan tetap di atas nilai ambangnya untuk menjaga keluaran yang tetap. Arus ambang ini sangat peka terhadap perubahan penerapannya diperlukan untai kompensasi untuk menjaga ambangnya, ILD bersifat seperti LED; yaitu ambangnya ILD mulai berosilasi pada gelombang. Bila ILD diberi prasikap yang sesuai, lubang dan elektron sambungan dan penggabungan yang terjadi menghasilkan tenaga/foton. Sebagian foton terkuning di dalam daerah aktif oleh terpantul
bolak-hingga terjadi penggabungan dan terpancar foton lagi. Jadi foton pertama merangsang foton-foton an. Untuk mempertahankan keadaan terus-menerus mendorong pembawa muatan ke daerah aktif, tempat foton terkurung. Penyuntikan oleh bertambah cermin pemantul diberi lubang maka sebagian cahaya akan memancar keluar dengan berkas yang sempit dan tenaga rasikap harus diusahakan tetap di atas nilai ambangnya untuk menjaga sangat peka terhadap perubahan penerapannya diperlukan untai kompensasi untuk menjaga
Pemancaran Isyarat
Dengan LED Pemancar
Pada Subbab terdahulu telah dipaparkan secara smgkat sumber
elektroluminesens. Pada penerapannya sebagai pernancar rnasih diperlukan komponen atau untai lain sebagai pendukung kerja komponen utarnanya, yaitu LED atau laser. Untai pendukung tersebut antara lain: untai antarmuka, penguat, dan penghubung.
Secara sederhana untai pemancar dapat digambarkan dalam diagram kotak pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8.
Data analog atau digital dimasuk
yang digambarkan pada kotak pertama. Data digital dimasukkan melalui antarmuka nalar (Iogika) untuk disesuaikan aras tegangannya dengan aras (level) yang diperlukan oleh untai berikutnya. Fungsi untai antarmuka a
aras tegangan dan pengubahan isyarat analog
isyarat analog, antar muka menyangkut masalah penyesuaian impedans dengan untai berikutnya.
Kotak berikutnya berisi untai penguat arus dan p
bekerja normal maka LED diberi prasikap (bias) yang sesuai, dan dilindungi terhadap pengaruh ibahan suhu dengan untai dan teknik
sehingga IU menimbulkan variasi aras keluaran LED, maka i
sebagai saklar bekerjanya sesuai dengan variasi isyarat masukannya (untuk digital). Dengan LED Pemancar
Pada Subbab terdahulu telah dipaparkan secara smgkat sumber
elektroluminesens. Pada penerapannya sebagai pernancar rnasih diperlukan komponen atau untai lain sebagai pendukung kerja komponen utarnanya, yaitu LED ntai pendukung tersebut antara lain: untai antarmuka, penguat, dan Secara sederhana untai pemancar dapat digambarkan dalam diagram kotak
Gambar 2.8. Diagram kotak rangkaian pemancar
Data analog atau digital dimasukkan ke dalam sistem melalui untai antarmuka yang digambarkan pada kotak pertama. Data digital dimasukkan melalui antarmuka nalar (Iogika) untuk disesuaikan aras tegangannya dengan aras (level) yang diperlukan oleh untai berikutnya. Fungsi untai antarmuka antara lain rnenyangkut pengubahan aras tegangan dan pengubahan isyarat analog-ke-digital. Sedangkan pada pengolahan muka menyangkut masalah penyesuaian impedans dengan untai Kotak berikutnya berisi untai penguat arus dan pendorong LED. Agar dapat normal maka LED diberi prasikap (bias) yang sesuai, dan dilindungi terhadap pengaruh ibahan suhu dengan untai dan teknik-teknik tertentu. Agar isyarat cukup kuat sehingga IU menimbulkan variasi aras keluaran LED, maka isyarat diperlakukan
bekerjanya sesuai dengan variasi isyarat masukannya (untuk digital). Pada Subbab terdahulu telah dipaparkan secara smgkat sumber-sumber elektroluminesens. Pada penerapannya sebagai pernancar rnasih diperlukan komponen atau untai lain sebagai pendukung kerja komponen utarnanya, yaitu LED ntai pendukung tersebut antara lain: untai antarmuka, penguat, dan Secara sederhana untai pemancar dapat digambarkan dalam diagram kotak
kan ke dalam sistem melalui untai antarmuka yang digambarkan pada kotak pertama. Data digital dimasukkan melalui antarmuka nalar (Iogika) untuk disesuaikan aras tegangannya dengan aras (level) yang diperlukan ntara lain rnenyangkut pengubahan digital. Sedangkan pada pengolahan muka menyangkut masalah penyesuaian impedans dengan untai endorong LED. Agar dapat normal maka LED diberi prasikap (bias) yang sesuai, dan dilindungi terhadap teknik tertentu. Agar isyarat cukup kuat at diperlakukan bekerjanya sesuai dengan variasi isyarat masukannya (untuk digital).
Kotak terakhir pada Gambar 2.8 tersebut terdin atas LED sebag
pokok sumber gelombang pembawa dan penghubung (connector) dengan peralatan berikutnya. Kedua komponen tersebut dapat berupa komponen diskret atau komponen terpadu. Bentuk terpadu lebih menguntungkan karena mempunyai efisiensi gandengan yang tinggi.
Dengan Laser Pemancar Laser dapat dimodulasi
Berdasarkan wataknya, jenis laser pemancar lebih cocok untuk dengan pesat yang tinggi.
Untai sistem laser pemancar lebih kompleks daripada LED pemancar. Arus ambang laser sangat peka terhadap perubahan suhu. Untuk menjaga
kerjanya diberi untai kompen susunan sistem laser pemancar
Gambar 2.9 Diagram kotak rangkaian laser pemancar dengan Kotak terakhir pada Gambar 2.8 tersebut terdin atas LED sebagai
sumber gelombang pembawa dan penghubung (connector) dengan peralatan nya. Kedua komponen tersebut dapat berupa komponen diskret atau komponen terpadu. Bentuk terpadu lebih menguntungkan karena mempunyai efisiensi gandengan
Dengan Laser Pemancar
dimodulasi baik rnenggunakan isyarat analog maupun dig Berdasarkan wataknya, jenis laser pemancar lebih cocok untuk pengaman data digital
Untai sistem laser pemancar lebih kompleks daripada LED pemancar. Arus ambang laser sangat peka terhadap perubahan suhu. Untuk menjaga keman
kompensasi yang dapat berupa untai umpan-balik. C ancar pada Gambar 2.9.
ambar 2.9 Diagram kotak rangkaian laser pemancar dengan sistem umpan balik.
komponen sumber gelombang pembawa dan penghubung (connector) dengan peralatan nya. Kedua komponen tersebut dapat berupa komponen diskret atau komponen terpadu. Bentuk terpadu lebih menguntungkan karena mempunyai efisiensi gandengan
baik rnenggunakan isyarat analog maupun digital. data digital Untai sistem laser pemancar lebih kompleks daripada LED pemancar. Arus kemantapan balik. Contoh
Data digital yang ditampung di dalam penyangga digunakan untuk memodulasi arus diode laser. Sumber arus prasikap digunakan untuk memberi prasikap diode laser. Besar arus prasikap diatur oleh pembatas arus dan hasil keluaran untai penguat galat (error amplifier). Masukan penguat galat dari untai umpan – balik dan komponen arus DC dari untai.
II. 3. SUBSISTEM PENGOLAHAN ISYARAT
Disini akan dimulai dengan asas-asas pengolahan isyarat elektrik pada umumnya dan dilanjutkan dengan isyarat optoelektronis pada khususnya. Perlu difahami benar, bahwa pada dasarnya isyarat optis atau cahaya dihasilkan oleh sumbernya dengan panjang-gelombang atau frekuensi tertentu. Dengan demikian pengolahan isyarat ini terjadi pada amplitude atau intensitasnya.
Pengolahan dapat langsung pada isyarat optis dalarn bentuk pengubahan atau modulasi intensitas cahaya yang keluar dan sumbernya. Modulasi berlangsung melalui perubahan data elektrik yang membangkitkan isyarat optis ini. Bentuk modulasi sesuai dengan bentuk perubahan daya elektrik pencatunya. Bentuk yang dimaksud tidak lain adalah bentuk mformasi yang akan dibawa oleh isyarat optis hasil modulasi dan ada dua macam bentuk informasi, yaitu analog dan .
II-3.1. Ragam Modulasi
Pengolahan isyarat analog
Dalarn sistem optoelektronis, gelombang cahaya digunakan sebagai gelombang pembawa. Isyarat yang dibawanya dapat berupa isyarat audio, isyarat gambar, atau data digital.
Modulasi LED dan laser dapat dIlakukan dengan dua cara : cara langsung dan tak Iangsung. Modulasi dengan cara langsung dilakukan dengan menggunakan isyarat pemodulasi sehingga cahaya keluaran dalam bentuk termodulasi. Modulasi cara tak langsung menggunakan modulator “electronics” atau “magnetooptics”. Komponen modulator terbuat dan bahan dengan indeks bias dapat diubah-ubah dengan menerapkan medan elektrik atau medan magnetik. Modulator “electrooptics” menghasilkan modulasi fase, modulator “magnetooptics” menghasilkan modulasi amplitude. Modulasi langsung lebih cocok untuk frekuensi rendah, sedangkan modulasi tak langsung lebih cocok untuk frekuensi tinggi (7 -11 GHz).
Pada modulasi amplitude, agar tidak terjadi cacat maka amplitude maksimum isyarat pemodulasi tidak diperkenankan melebihi amplitude gelombang pembawa
perbandingan tersebut dinyatakan dalam indeks modulasi, yang nilainya antara 0 - 100%.
Pada proses pengambilan kembali isyarat asli, cahaya diterima oleh fotodetektor yang kemudian diubah menjadi arus elektrik untuk proses selanjutnya. Perlu diingat, intensitas cahaya adalah daya sehingga tidak dapat negatif.
Modulasi frekuensi disebut juga modulasi anguler atau modulasi fase. Pada modulasi frekuensi, amplitude isyarat pemodulasi menentukan seberapa jauh pergeseran frekuensi pembawa dan frekuensi tak termodulasinya. Pergeseran frekuensi ini disebut juga ayunan frekuensi (frequency swing). Gelombang termodulasi frekuensi diperoleh dan sumber gelombang pembawa yang frekuensinya diubah-ubah dengan masukan tegangan yang berubah. Sumber gelombang tersebut adalah osilator khusus yang frekuensi keluarannya dikendalikan oleh aras tegangan masukannya; yaitu yang disebut osilator terkendali tegangan (VCO = Voltage Controlled Oscilator). Pada proses demodulasi, kira-kira 25% amplitude gelombang masukan dieliminasi dengan pembatas/pemotong agar derau yang menumpang pada gelombang tersebut terpotong. Demodulator terdiri atas untai pengubah frekuensi-ketegangan, pembatas, pemotong dan pemulih isyarat ke bentuk aslinya. Gambar 2.11 melukiskan ragam-ragam gelombang terkait pada modulasi AM dan FM.
Gambar 2.11 Ragam
Sistem modulasi yang lain adalah modulasi lebar denyut. Pada sistem amplitude dan frekuensi gelombang pembawa konstan dengan lebar denyut yang bervariasi. Gelombang pembawa
mengubah-ubah lebar denyut (Pulse Width Modulation, PWM) di dengan pada isyarat optis.
Gambar 2.11 Ragam – ragam gelombang modulasi
Sistem modulasi yang lain adalah modulasi lebar denyut. Pada sistem gelombang pembawa konstan dengan lebar denyut yang pembawa berupa gelombang kotak. Isyarat pemodulasi ubah lebar denyut kotak tersebut. Kerja sistem modulasi lebar denyut , PWM) digunakan pada gambar 2.12 yang tidak berbeda Sistem modulasi yang lain adalah modulasi lebar denyut. Pada sistem ini gelombang pembawa konstan dengan lebar denyut yang berupa gelombang kotak. Isyarat pemodulasi tersebut. Kerja sistem modulasi lebar denyut gunakan pada gambar 2.12 yang tidak berbeda
Gambar 2.12 Modulai Lebar Denyut
Pengolahan Isyarat Digital
Komunikasi data adalah pengalih
(digital) dengan peralatan elektronis atau optoelektronis. Istilah umum komunika ditemukan pada sistern komputer, yaitu komu
masukan/keluaran. Namun proses
Isyarat digital lebih unggul diband
karena lebih tahan terhadap derau, pengolahannya leb dalam pengingat dalam bentuk biner.
Sering pengolahan isyarat analog dilakukan
isyarat analog diubah menjadi bentuk digital dengan menggunakan pengubah analog ke-digital (ADC) dan sesudah pengolahan, isyarat diubah lagi ke bentuk analog dengan menggunakan pengubah digital
Komunikasi isyarat digital menggunakan sistem sandi. Beberapa sistem sandi yang sekarang banyak digunakan adalah
ASCII dan EBCDIC hingga sandi Division Multiple ecess). Masing
karakter dibentuk dan bit dengan susunan yang berbeda. Pada pengirimannya, sandi karakter tersebut biasanya ditambah dengan bit
tersebut digunakan untuk keperluan tersebut.
Sering terjadi kepesatan pengolahan isyarat digital Iebih tinggi dan kepesatan transmisinya. Dalam hal demikian diperlukan penyangga untuk menyimpan/mengumpulkan data untuk sementara sebelum diolah untuk
datanya.
Seperti halnya pada sistem modulasi analog, pada sistem modulasi digital juga dilakukan parameter-parameter amplitude, fase, dan frekuensi isyarat pembawa
Gambar 2.12 Modulai Lebar Denyut
Pengolahan Isyarat Digital
Komunikasi data adalah pengalihan informasi dalam format runtun denyut (digital) dengan peralatan elektronis atau optoelektronis. Istilah umum komunika
omputer, yaitu komunikasi antar komputer dengan piranti masukan/keluaran. Namun proses ini juga digunakan dalam bentuk biner.
Isyarat digital lebih unggul dibandingkan dengan isyarat analog terutama karena lebih tahan terhadap derau, pengolahannya lebih mudah dan dapat disimpan di dalam pengingat dalam bentuk biner.
Sering pengolahan isyarat analog dilakukan dengan cara digital. Untuk isyarat analog diubah menjadi bentuk digital dengan menggunakan pengubah analog
digital (ADC) dan sesudah pengolahan, isyarat diubah lagi ke bentuk analog dengan menggunakan pengubah digital-ke-analog (DAC).
yarat digital menggunakan sistem sandi. Beberapa sistem sandi rang banyak digunakan adalah : sandi Baudot (untuk komunikasi teleks), C hingga sandi-sandi canggih terakhir, seperti pada CDMA (Code Division Multiple ecess). Masing-masing sandi mempunyai jumlah bit tertentu. Sandi bit dengan susunan yang berbeda. Pada pengirimannya, sandi karakter tersebut biasanya ditambah dengan bit-bit baru lagi. Penambahan bit
n untuk keperluan koreksi pesan yang dibawa oleh runtun terjadi kepesatan pengolahan isyarat digital Iebih tinggi dan
Dalam hal demikian diperlukan penyangga untuk /mengumpulkan data untuk sementara sebelum diolah untuk menempatkan halnya pada sistem modulasi analog, pada sistem modulasi digital juga
parameter amplitude, fase, dan frekuensi isyarat pembawa formasi dalam format runtun denyut (digital) dengan peralatan elektronis atau optoelektronis. Istilah umum komunikasi data kasi antar komputer dengan piranti dengan isyarat analog terutama mudah dan dapat disimpan di dengan cara digital. Untuk ini isyarat analog diubah menjadi bentuk digital dengan menggunakan pengubah
analog-digital (ADC) dan sesudah pengolahan, isyarat diubah lagi ke bentuk analog yarat digital menggunakan sistem sandi. Beberapa sistem sandi unikasi teleks), sandi canggih terakhir, seperti pada CDMA (Code sandi mempunyai jumlah bit tertentu. Sandi bit dengan susunan yang berbeda. Pada pengirimannya, sandi bit baru lagi. Penambahan bit-bit baru runtun sandi terjadi kepesatan pengolahan isyarat digital Iebih tinggi dan pada Dalam hal demikian diperlukan penyangga untuk menempatkan halnya pada sistem modulasi analog, pada sistem modulasi digital juga parameter amplitude, fase, dan frekuensi isyarat pembawa
dengan metode penyaklaran
dan sebaliknya. Sistem ini disebut “on 2.13.
Gambar 2.13 Isyarat “ON
Bila pengubahan dilakukan terhadap fase gelombang pembawa yaitu dengan mengubah fase sebesar 1800
ini disebut “phase-shift keying, PSK” seperti tampak pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14 Isyarat Termodulasi PSK
Sistem modulasi yang lain adalah “Frequency Shift Keying, FSK”. Pada sistem ini frekuensi gelombang pemba
frekuensi sesuai dengan data yang memodulasi. Hal ini dapat menggunakan sebuah atau dua Bila men
penghubung berpindah setiap kali tampak pada gambar 2.15 berikut ini.
dengan metode penyaklaran (switching). Amplitude diubah keadaan dari “on” ke of dan sebaliknya. Sistem ini disebut “on-off-keyed. OKK”, seperti tampak pada Gambar
Gambar 2.13 Isyarat “ON-OFF-Keyed (OOK)
Bila pengubahan dilakukan terhadap fase gelombang pembawa yaitu dengan 0 setiap pergantian keadaan arus tegangan data, si shift keying, PSK” seperti tampak pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14 Isyarat Termodulasi PSK
modulasi yang lain adalah “Frequency Shift Keying, FSK”. Pada sistem pembawa diubah-ubah bervariasi antara dua keadaan i dengan data yang memodulasi. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan sebuah atau dua Bila menggunakan dua buah osilator, sakl penghubung berpindah setiap kali terjadi pergantian aras data. Sistem FSK modulasi
pak pada gambar 2.15 berikut ini.
Amplitude diubah keadaan dari “on” ke off” keyed. OKK”, seperti tampak pada Gambar
Bila pengubahan dilakukan terhadap fase gelombang pembawa yaitu dengan keadaan arus tegangan data, sistem
modulasi yang lain adalah “Frequency Shift Keying, FSK”. Pada sistem ubah bervariasi antara dua keadaan dilakukan dengan ggunakan dua buah osilator, saklar FSK modulasi
Gambar 2.15 Sistem modulasi FSK
Disamping ketiga sistem tersebut, masih terdapat system lain, yaitu modulasi denyut sandi (Pulse Coded Modulation, PCM). Pada system ini isyarat analog di dan diubah menjadi sandi-sandi digital.
Isyarat analog akan dapat
pencuplikan minimum dua kali frekuensi maksimum isyarat analog yang dicuplik (teorema Nyquist). Misalnya isyarat suara manusia yang be
4000 Hz diperlukan frekuensi pencuplikan minimum setinggi 8000 Hz agar suara dapat diperoleh kembali dengan balk setelah proses demodulasi.
Contoh teknik modulasi intensitas (IM = intensity Modulation) tampak pada Gambar 2.16.
Gambar 2.16 Hidrofon serat, gelombang akustik mengenai membrane yang menempel pada ujung bebas serat, sehingga cahaya yang diterima dari serat pengirim berubah
gelombang.
Gambar 2.15 Sistem modulasi FSK
ketiga sistem tersebut, masih terdapat system lain, yaitu modulasi denyut sandi (Pulse Coded Modulation, PCM). Pada system ini isyarat analog di
sandi digital.
Isyarat analog akan dapat diperoleh kembali dengan baik apabila
uplikan minimum dua kali frekuensi maksimum isyarat analog yang dicuplik Nyquist). Misalnya isyarat suara manusia yang berada pada bidang 0
ekuensi pencuplikan minimum setinggi 8000 Hz agar suara dapat diperoleh kembali dengan balk setelah proses demodulasi.
Contoh teknik modulasi intensitas (IM = intensity Modulation) tampak pada
Gambar 2.16 Hidrofon serat, gelombang akustik mengenai membrane yang menempel pada ujung bebas serat, sehingga cahaya yang diterima dari serat pengirim berubah – ubah sesuai intensitas ketiga sistem tersebut, masih terdapat system lain, yaitu modulasi denyut sandi (Pulse Coded Modulation, PCM). Pada system ini isyarat analog dicuplik diperoleh kembali dengan baik apabila frekuensi uplikan minimum dua kali frekuensi maksimum isyarat analog yang dicuplik rada pada bidang 0 — ekuensi pencuplikan minimum setinggi 8000 Hz agar suara dapat Contoh teknik modulasi intensitas (IM = intensity Modulation) tampak pada
Gambar 2.16 Hidrofon serat, gelombang akustik mengenai membrane yang menempel pada ujung bebas serat, sehingga cahaya yang ubah sesuai intensitas
II-3.2. Sistem Penyaluran Isyarat
Penyaluran isyarat analog maupun digital dapat dilakukan dengan cara simpleks, dupleks, dupleks penuh, atau multipleks.
Pada cara simpleks, komunikasi hanya dapat dilakukan ke satu arah. Salah satu ujung sebagai smber data dan ujung yang lain sebagai penerima data.
Pada cara dupleks, komunikasi dapat dilakukan dua arah. Cara setengah dupleks menggunakan satu jalur untuk berkomunikasi pada kedua arah secara bergantian. Dengan unakan cara dupleks penuh komunikasi dapat dilakukan secara serentak pada dua arah. Hal ini dilakukan dengan menggunakan dua jalur penghubung yang pada masing-masing ujungnya terdapat baik pesawat pengirim maupun penerima.
Bila dua pesan atau lebih akan dilewatkan rnelalui sam jalur, maka dilakukan penjamakan (multiplexing). Pengiriman dilakukan bergantian di antara sumber-sumber isyarat. Jenis penjamakan yang umum digunakan adalah:
1. Penjamakan Pembagian Frekuensi (Frequency Division Multiplexing, FDM); lebih cocok digunakan pada frekuensi radio.
2. Penjamakan Pembagian Waktu (Time Division Multiplexing, TDM); bila kemampuan sarana penggantian sumber isyarat jauh lebih tinggi dan vaniasi isyaratnya.
3. Penjamakan Pembagian Panjang-gelombang (Wavelength Division Multiplexing, WDM); khusus untuk isyarat cahaya dengan warna-warna monokromatis berbeda dan pninsipnya sama dengan FDM
Baik TDM maupun WDM cocok digunakan untuk penjamakan pada sistem serat optis.
II-3.3. Pengantarmukaan (Interfacing)
Antarmuka dapat antara pemancar dan penerima cahaya yang saling berjauhan, sehingga berfungsi sebagai pemandu cahaya. Dapat pula untuk pemancar dan penerima yang saling berhadapan, untuk memberikan isolasi elektris antara keduanya. Boleh juga sekedar menjadi penyambungan atau penerus dua atau lebih pemandu cahaya
Serat Optis Pemandu
Serat optis berbentuk seperti benang, lentur dan terbuat da
gelas tembus pandang yang digunakan untuk menyalurkan gelombang cahaya.
Konstruksi serat optis secara garis besar adalah sebagai berikut: Teras serat optis terbuat dan gelas atau plastik. Di bagian luar teras terdapat lapisan dan bahan yang sama tetapi dengan indeks bias yang lebih kecil, yang disebut selimut (cladding). Susunan ini diselubungi lagi dengan bahan pelindung dan penguat sampai beberapa lapis. Terdapat tiga jenis dasar susunan teras
plastik, teras gelas selimut gelas dan teras gelas seli tampak pada gambar 2.17.
Ukuran panjang serat optis secara umum dibuat 1 km tanpa sambungan. Garis tengah teras dan selimut menentukan watak optis dan fisis berat. Ga
bervariasi antara 0,1 - 1,5 mm; garis tengah selimut antara 125 tengah teras berada antara 5
Gambar. 2.17 Konstruksi serat optis
Lebar bidang serat optis leb koaksial, lebar bidang berband
optis lebar-bidang berbanding terbalik dengan panjang saja (<1000 m), sedangkan untuk panjang Iebih dari 1000 m lebarbidang berband
panjangnya.
Optoisolator
Optoisolator tersusun atas pasangan pe
dengan fluks cahaya tergandeng secara optis melalui isolator elektrik. Isolator Serat Optis Pemandu
Serat optis berbentuk seperti benang, lentur dan terbuat dan bahan plasti gelas tembus pandang yang digunakan untuk menyalurkan gelombang cahaya.
Konstruksi serat optis secara garis besar adalah sebagai berikut: Teras serat optis terbuat dan gelas atau plastik. Di bagian luar teras terdapat lapisan dan bahan
deks bias yang lebih kecil, yang disebut selimut (cladding). i diselubungi lagi dengan bahan pelindung dan penguat sampai beberapa lapis. Terdapat tiga jenis dasar susunan teras-selimut, yaitu teras plastik selimut tik, teras gelas selimut gelas dan teras gelas selimut plastik. Konstruksi serat optis Ukuran panjang serat optis secara umum dibuat 1 km tanpa sambungan. Garis tengah teras dan selimut menentukan watak optis dan fisis berat. Garis tengah Iuarnya
1,5 mm; garis tengah selimut antara 125-750 µm; dan gar tengah teras berada antara 5 - 600 µm.
Gambar. 2.17 Konstruksi serat optis
bidang serat optis lebih tinggi daripada kabel koaksial. Pada kab bidang berbanding terbalik dengan kuadrat panjangnya. Pada serat bidang berbanding terbalik dengan panjang saja (<1000 m), sedangkan 1000 m lebarbidang berbanding terbalik dengan akar
Optoisolator tersusun atas pasangan pembangkit cahaya dan fotodetektor, dengan fluks cahaya tergandeng secara optis melalui isolator elektrik. Isolator
n bahan plastik atau gelas tembus pandang yang digunakan untuk menyalurkan gelombang cahaya.
Konstruksi serat optis secara garis besar adalah sebagai berikut: Teras serat optis terbuat dan gelas atau plastik. Di bagian luar teras terdapat lapisan dan bahan deks bias yang lebih kecil, yang disebut selimut (cladding). i diselubungi lagi dengan bahan pelindung dan penguat sampai beberapa selimut, yaitu teras plastik selimut plastik. Konstruksi serat optis Ukuran panjang serat optis secara umum dibuat 1 km tanpa sambungan. Garis tengah Iuarnya m; dan garis
ggi daripada kabel koaksial. Pada kabel g terbalik dengan kuadrat panjangnya. Pada serat bidang berbanding terbalik dengan panjang saja (<1000 m), sedangkan g terbalik dengan akar
bangkit cahaya dan fotodetektor, dengan fluks cahaya tergandeng secara optis melalui isolator elektrik. Isolator ini dapat
berupa udara, plastik, gelas, atau serat optis. Pira
Sumber tegangan yang rendah dapat mengendalikan sumber tegangan yang tinggi tanpa membahayakan piranti la
Watak yang penting komponen
isolasi, kapasitas isolasi, kemampuan dadal (batas maksimum tega
diisolasi) dan nisbah alih arusnya (current transfer ratio). Lambang optoisolator tampak seperti Gambar 2.18 berikut in
Penyambungan (splicing)
Penyambungan dua kawat logam dapat dilasanakan sangat muda
cara saling melilitkannya. Penyambungan serat optis sebaliknya, lebih sukar dilakukan karena :
1) garis tengah serat optis sangat kecil sehingga penyambungan harus sangat hati hati dan.
2) hasil penyambungan harus rapi dan tepat benar agar daya yang di banyak yang hilang.
a, plastik, gelas, atau serat optis. Piranti optoisolator bekerja sebagai Sumber tegangan yang rendah dapat mengendalikan sumber tegangan yang tinggi tanpa membahayakan piranti lain.
Watak yang penting komponen ini yang harus diketahui antara lain : hambatan kapasitas isolasi, kemampuan dadal (batas maksimum tegangan yang dapat snya (current transfer ratio). Lambang optoisolator tampak ini.
Gambar 2.18 Optosiaolator
Penyambungan (splicing)
Penyambungan dua kawat logam dapat dilasanakan sangat muda
elilitkannya. Penyambungan serat optis sebaliknya, lebih sukar dilakukan garis tengah serat optis sangat kecil sehingga penyambungan harus sangat hati hasil penyambungan harus rapi dan tepat benar agar daya yang disalurkan tak
nti optoisolator bekerja sebagai rele. Sumber tegangan yang rendah dapat mengendalikan sumber tegangan yang tinggi : hambatan ngan yang dapat snya (current transfer ratio). Lambang optoisolator tampak
Penyambungan dua kawat logam dapat dilasanakan sangat mudah dengan elilitkannya. Penyambungan serat optis sebaliknya, lebih sukar dilakukan garis tengah serat optis sangat kecil sehingga penyambungan harus sangat
Gambar 2.19 Penyambungan serat optis secara mekanis a. secara ketat ; b. secara longgar
Gambar 2.20 Penyambungan serat optis secara pelaburan Gambar 2.19 Penyambungan serat optis secara mekanis
secara ketat ; b. secara longgar
Terdapat dua metode penyambung
dan dengan cara peleburan. Penyambungan secara mekanis menggunakan piranti penyambung yang mengklem bersama kedua ujung serat. Pada penyambungan cara peleburan kedua ujung serat saling ditempelkan dan dipanaskan se
tersebut melebur dan menyatu. Hasil penyambungan cara peleburan lebih baik namun lebih sukar melakukannya. Contoh penyambungan serat optis tampak pada gambar 2. 19 dan 2.20 di atas.
Gambar 2.21 Penghubung (connector)
Penghubung (connector)
Piranti penghubung digunakan untuk menghubungkan ujung serat optis dengan saluran keluaran pemancar atau ujung serat optis dengan saluran masukan penerima. Penghubung ini dibuat sangat teliti agar rugi
ini sekecil mungkin. Contoh piranti penyambung tampak pada Gambar 2.20 di atas. Terdapat dua metode penyambungan serat optis, yaitu dengan cara mekanis dan dengan cara peleburan. Penyambungan secara mekanis menggunakan piranti penyambung yang mengklem bersama kedua ujung serat. Pada penyambungan cara peleburan kedua ujung serat saling ditempelkan dan dipanaskan sehingga kedua ujung tersebut melebur dan menyatu. Hasil penyambungan cara peleburan lebih baik namun lebih sukar melakukannya. Contoh penyambungan serat optis tampak pada gambar 2.
Gambar 2.21 Penghubung (connector)
nector)
Piranti penghubung digunakan untuk menghubungkan ujung serat optis dengan saluran keluaran pemancar atau ujung serat optis dengan saluran masukan penerima. i dibuat sangat teliti agar rugi-rugi daya pada komponen penyambung ungkin. Contoh piranti penyambung tampak pada Gambar 2.20 di atas.
an serat optis, yaitu dengan cara mekanis dan dengan cara peleburan. Penyambungan secara mekanis menggunakan piranti penyambung yang mengklem bersama kedua ujung serat. Pada penyambungan cara hingga kedua ujung tersebut melebur dan menyatu. Hasil penyambungan cara peleburan lebih baik namun lebih sukar melakukannya. Contoh penyambungan serat optis tampak pada gambar 2.
Piranti penghubung digunakan untuk menghubungkan ujung serat optis dengan saluran keluaran pemancar atau ujung serat optis dengan saluran masukan penerima. rugi daya pada komponen penyambung ungkin. Contoh piranti penyambung tampak pada Gambar 2.20 di atas.
Bentuk luar penghubung optis hamp
elektronis lain yang menggunakan kawat tembaga. Namun st cukup rumit dan dibutuhkan ketelitian yang
Terdapat dua macam dasar penghubung yaitu: jenis penghubung Iangsung dan jenis penghubung lensa, yang tampak pada Gambar 2.22 dan 2.23 berikut
Gambar 2.22 Penghubung langsung
II. 4. SUBSISTEM PENERIMAAN ISYARAT OPTIS Pada sistem pemancar, isyara
tujuan antara lain agar jarak jangkauan bertambah jauh, dan pengaruh derau yang disebabkan oleh medan magnet dapat dihinda
Pada sistem penerim menjadi isyarat elektrik agar dibawanya. Isyarat yang mencapa
berasal di berbagai sumber. Pengolahan data setelah diterima termasuk pemisahan derau tersebut.
Detektor harus cukup peka terhadap cahaya yang lemah, mempunyai tanggapan dengan lebar-bidang yang cukup lebar, dan ha
Bentuk luar penghubung optis hampir sama dengan penghubung untuk piranti elektronis lain yang menggunakan kawat tembaga. Namun struktur bagian dalamnya
p rumit dan dibutuhkan ketelitian yang tinggi dalam pembuatannya.
Terdapat dua macam dasar penghubung yaitu: jenis penghubung Iangsung dan bung lensa, yang tampak pada Gambar 2.22 dan 2.23 berikut in
Gambar 2.22 Penghubung langsung
SUBSISTEM PENERIMAAN ISYARAT OPTIS
Pada sistem pemancar, isyarat elektrik diubah menjadi isyarat cahaya dengan tujuan antara lain agar jarak jangkauan bertambah jauh, dan pengaruh derau yang disebabkan oleh medan magnet dapat dihindari sejauh mungkin.
ma, cahaya yang diterima oleh detektor diubah kem menjadi isyarat elektrik agar mudah diolah lebih lanjut dan diketahui pesan yang dibawanya. Isyarat yang mencapai detektor secara umum telah ditumpangi derau yang sumber. Pengolahan data setelah diterima termasuk pemisahan Detektor harus cukup peka terhadap cahaya yang lemah, mempunyai bidang yang cukup lebar, dan harus tetap mantap kerjanya r sama dengan penghubung untuk piranti ktur bagian dalamnya Terdapat dua macam dasar penghubung yaitu: jenis penghubung Iangsung dan
ini.
ik diubah menjadi isyarat cahaya dengan tujuan antara lain agar jarak jangkauan bertambah jauh, dan pengaruh derau yang a oleh detektor diubah kembali udah diolah lebih lanjut dan diketahui pesan yang detektor secara umum telah ditumpangi derau yang sumber. Pengolahan data setelah diterima termasuk pemisahan Detektor harus cukup peka terhadap cahaya yang lemah, mempunyai s tetap mantap kerjanya
terhadap pengaruh perubahan suhu. Detektor yang u fotodiode PIN, “avalanche ph
mempunyai penguatan yang tinggi, namun lebar
sempit daripada fotodiode. APD digunakan pada komunikasi jarak mempunyai kepekaan yang tinggi. PIN lebih banyak
pendek karena kemudahan kerjanya dan pertimbangan biaya. Di samp keunggulannya, APD mempunyai beberapa segi kelemahan antara lain:
tegangan prasikap yang tinggi untuk bekerja normal, yaitu kurang leb
dibanding dengan 40 volt untuk PIN; membangkitkan derau yang besar; serta memerlukan untai umpanbalik untuk kompensasi pengaruh perubahan suhu terhadap kepekaannya. Faktor penting yang mempengaruhi kepekaan adalah derau. Derau adalah semua bentuk tenag
tenaga isyarat pokok.
Istilah yang sering digunakan untuk isyarat pokok adalah nisbah isyarat
galat bit (Bit Error Rate, BER). SNR memberi perbandingan isyarat terhadap total bit yang diterima. Semakin kecil nilai BER semakin tinggi mut
II.4.1. Fotodiode PIN
Struktur fotodiode ini adalah Positif
bahan semihantar positif dan negatif yang disisipi bahan semihantar mu yang masuk diarahkan pada bahan yang mu
Gambar 2.23 Proses pengubahan cahaya menjadi arus listrik
terhadap pengaruh perubahan suhu. Detektor yang umum digunakan adalah jenis fotodiode PIN, “avalanche photodiode, APD”, dan fototransistor. Fototransistor mempunyai penguatan yang tinggi, namun lebar-bidang tanggapan frekuens
sempit daripada fotodiode. APD digunakan pada komunikasi jarak-jauh, karena mempunyai kepekaan yang tinggi. PIN lebih banyak digunakan dalam komunikasi jarak pendek karena kemudahan kerjanya dan pertimbangan biaya. Di samp keunggulannya, APD mempunyai beberapa segi kelemahan antara lain: membutuhkan tegangan prasikap yang tinggi untuk bekerja normal, yaitu kurang lebih 400 v dibanding dengan 40 volt untuk PIN; membangkitkan derau yang besar; serta memerlukan untai umpanbalik untuk kompensasi pengaruh perubahan suhu terhadap kepekaannya. Faktor penting yang mempengaruhi kepekaan adalah derau. Derau adalah semua bentuk tenaga/isyarat yang tak diinginkan yang terbawa bersama Istilah yang sering digunakan untuk menujukkan hubungan derau dengan isyarat pokok adalah nisbah isyarat-derau (Signal-to-Noise Ratio, SNR, S/N) dan pesat ER). SNR memberi perbandingan isyarat terhadap total bit yang diterima. Semakin kecil nilai BER semakin tinggi mutu isyaratnya.
i adalah Positif-Instrinsik-Negatif (PIN), yaitu susunan an negatif yang disisipi bahan semihantar murn
yang masuk diarahkan pada bahan yang murni ini.
2.23 Proses pengubahan cahaya menjadi arus listrik
um digunakan adalah jenis otodiode, APD”, dan fototransistor. Fototransistor bidang tanggapan frekuensinya lebih jauh, karena digunakan dalam komunikasi jarak pendek karena kemudahan kerjanya dan pertimbangan biaya. Di samping membutuhkan h 400 volt dibanding dengan 40 volt untuk PIN; membangkitkan derau yang besar; serta memerlukan untai umpanbalik untuk kompensasi pengaruh perubahan suhu terhadap kepekaannya. Faktor penting yang mempengaruhi kepekaan adalah derau. Derau kan yang terbawa bersama enujukkan hubungan derau dengan , S/N) dan pesat ER). SNR memberi perbandingan isyarat terhadap total bit
Negatif (PIN), yaitu susunan rni. Cahaya
Cara kerja fotodiode PIN adalah berkebalikan dengan kerja LED. Foton yang mengenai daerah sambungan akan
menimbulkan arus yang akan mengalir melalui diode. Foton diserap oleh elektron pada bidang valensi sehingga tenaga elektron bertambah, dan terjadilah aliran elektrik. Jika cahaya dihilangkan maka arus elektrik berhenti. Pada proses
sehingga pada penerapannya PIN masih ha
melukiskan proses pengubahan cahaya menjadi arus elektrik.
Gambar 2.24 Untai dasar fotodiode
II.4.2. Fotodiode guguran (APD)
Kelebihanan fotodiode guguran dibandingkan dengan PIN di antaranya adalah terjadinya penguatan arus elektrik. Penguatan
mendahului sehingga makin lama mak
muatan bertambah. Hal ini terjadi karena diterapkannya tegangan balik yang tinggi ke dekat tegangan dadalnya. Dasar kerja APD tampak pad
Cara kerja fotodiode PIN adalah berkebalikan dengan kerja LED. Foton yang mengenai daerah sambungan akan membangkitkan muatan pembawa yang akan bulkan arus yang akan mengalir melalui diode. Foton diserap oleh elektron pada gga tenaga elektron bertambah, dan terjadilah aliran elektrik. Jika a arus elektrik berhenti. Pada proses ini tak terjadi penguatan ya PIN masih harus diberi untai penguat. Gambar 2.26 engubahan cahaya menjadi arus elektrik.
Gambar 2.24 Untai dasar fotodiode
Fotodiode guguran (APD)
an fotodiode guguran dibandingkan dengan PIN di antaranya adalah nguatan arus elektrik. Penguatan ini terjadi akibat tabrakan ion
gga makin lama makin banyak yang terlibat, dan jumlah pembawa i terjadi karena diterapkannya tegangan balik yang tinggi ke lnya. Dasar kerja APD tampak pada Gambar 2.25 berikut.
Cara kerja fotodiode PIN adalah berkebalikan dengan kerja LED. Foton yang bangkitkan muatan pembawa yang akan bulkan arus yang akan mengalir melalui diode. Foton diserap oleh elektron pada gga tenaga elektron bertambah, dan terjadilah aliran elektrik. Jika i tak terjadi penguatan s diberi untai penguat. Gambar 2.26
an fotodiode guguran dibandingkan dengan PIN di antaranya adalah i terjadi akibat tabrakan ion-ion yang banyak yang terlibat, dan jumlah pembawa i terjadi karena diterapkannya tegangan balik yang tinggi ke
II.4.3. Fototransistor
Cahaya masuk melalui basis transistor membangkitkan muatan pembawa dan mengaktifkan transistor. Keunggulan piranti
adalah terjadinya penguata
Peroleh (gain) fototransistor lebih tinggi daripada APD, namun relatif lebih kompleks dibanding dengan fotodiode, untuk memperoleh penguatan ya
tinggi.
Gambar 2.25 Dasar kerja APD
Cahaya masuk melalui basis transistor membangkitkan muatan pembawa an transistor. Keunggulan piranti ini dibandingkan dengan diode PIN jadinya penguatan arus yang mengalir melalui kolektor atau em
fototransistor lebih tinggi daripada APD, namun relatif lebih kompleks dibanding dengan fotodiode, untuk memperoleh penguatan ya
Cahaya masuk melalui basis transistor membangkitkan muatan pembawa i dibandingkan dengan diode PIN
miter. fototransistor lebih tinggi daripada APD, namun relatif lebih kompleks dibanding dengan fotodiode, untuk memperoleh penguatan yang lebih
