ANALISIS PERBANDIGAN DAYA HILANG AKIBAT BENDING PADA SERAT OPTIK STEP INDEX MULTIMODE

ANALISIS PERBANDIGAN DAYA HILANG AKIBAT BENDING PADA SERAT OPTIK STEP INDEX MULTIMODE

Okfarima Mandasari¹, -²

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

Abstrak

Dalam pengukuran performansi sistem hanya diketahui bahwa suatu sistem telah mengalami atenuasi. Tapi dalam pengukuran tersebut tidak dapat diketahui secara terperinci atenuasi yang mempengaruhi performansi sistem. Salah satu bentuk atenuasi yang terjadi dalam sistem yaitu bending.

Dalam Tugas Akhir ini dilakukan beberapa metode untuk mengetahui pengaruh bending terhadap daya keluaran. Metode yang dilakukan di antaranya secara teoritis yaitu dengan perhitungan jumlah modus yang mengalir pada serat dan pendekatan geometris, melakukan pengukuran (praktis) menggunakan powermeter optik, dan dengan pendekatan matematis metode FDTD (Finite Difference Time Domain). Kemudian hasil dari ketiga metode dibandingkan sehingga dapat diperoleh besarnya daya hilang saat terjadi bending.

Daya hilang merupakan akibat adanya bending pada serat di mana terdapat sebagian cahaya yang merambat keluar ke arah cladding. Daya hilang untuk penggunaan radius bending terkecil (0,125 cm) yang diperoleh menggunakan ketiga metode yaitu 4,23 % secara teoritis, 47,39 % secara praktis,dan 31,85 % hasil aplikasi FDTD. Dari perbandingan ketiga hasil, diperoleh persentase daya hilang untuk radius bending 0,125 cm dapat mencapai 47,39 %.

Kata Kunci :

Abstract

In the system performance measurement only known that the system has affected by attenuation. However, that measurement can not give detail information about attenuation that influenced system performance. One of attenuation happened inside the system is bending.

This Final Assignment investigate several method to evaluate the bending influence to output power. Some method that can be used are theoretical by calculating the number of modus that flow in the optical fiber and geometrical approach, practical approach by measuring used the optical powermeter, and FDTD (Finite Difference Time Domain) method as mathematical approach. And then, the results from these methods are compared, so the loss power because of bending can be known.

The loss power because the bending in optical fiber, where some light is creeping outside toward the cladding. The loss of power for the smallest bending radius (0.125 cm) is 4.23 % as theoretical approach, 47.39 % as practical approach, and 31.85 % as FDTD application result. From

comparable the three results above, the percentage of loss power for bending radius 0.125 cm is approximately 47.39 %.

BAB 2 DASAR TEORI

2.1 Konfigurasi Sistem Komunikasi Serat Optik

Gambar 2.1 Konfigurasi Sistem Komunikasi Serat Optik [15]

Gambar 2.1 menjelaskan tentang konfigurasi sederhana yang digunakan dalam sistem komunikasi serat optik, yaitu:

1. Transmitter berupa Laser Diode (LD) dan Light Emitting Diode (LED) 2. Media transmisi yang dipakai yaitu serat optik

3. Receiver yang biasanya berupa detektor pin (positive intrinsic negative) dan APD (Avalanche Photodiode)

2.1.1 Transmitter

Dalam penggunaannya transmitter terdiri atas sumber gelombang optik[18].

Sumber gelombang optik berupa LD atau LED. Pemakaian sumber optik ini disesuaikan dengan kebutuhan sistem komunikasi yang diperlukan. Karakteristik sumber dapat dilihat pada Tabel 2.1[19]_:

Tabel 2.1 Karakteristik LED dan Laser Diode

Karakteristik LED LASER

Daya keluar rendah tinggi

Kecepatan cahaya lambat cepat

NA tinggi rendah

Lebar spektral lebar sempit

Penggunaan lebih mudah lebih sulit

Lifetime lebih panjang panjang

Pada Gambar 2.2 dijelaskan hubungan antara daya keluaran optik dengan diode drive current. Pada gambar tampak bahwa pada daerah di bawah arus dioda hanya ada arus spontan yang teremisi. Arus threshold Ith didefinisikan sebagai

ekstrapolasi daya terhadap arus, di mana pada saat daya keluaran yang tinggi kurva mengalami penurunan akibat adanya pemanasan.

Gambar 2.2 Hubungan antara Daya Keluaran Optik dengan Drive Current[13]

2.1.2 Serat Optik

Pada dasarnya serat optik dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu: 1. Serat optik multimode

2. Serat optik singlemode 2.1.2.1 Serat Optik Multimode

Serat optik multimode merupakan jenis serat yang mempropagasikan lebih dari satu modus bahkan dapat lebih dari 100 modus. Jumlah modus yang dipropagasikan dalam serat tergantung dari ukuran inti serat dan numerical aperture (NA), semakin besar ukuran inti dan NA maka jumlah mode yang

dipropagasikan akan semakin banyak[3]. Walaupun dalam pengangkutan informasi

serat optik multimode tidak memiliki kapasitas yang besar, namun dalam hal penyambungan serat akan lebih mudah dilakukan karena ukuran diameter inti yang cukup besar yaitu 50 sampai dengan 200 µm. Serat optik multimode lebih sering digunakan untuk komunikasi jarak pendek dan biasanya menggunakan sumber optik yang lebih murah seperti LED. Dilihat dari karakteristik indeks bias bahan yang digunakan, serat optik multimode dibedakan atas dua jenis yaitu serat optik step index multimode dan serat optik graded index multimode dengan penjalaran cahaya yang dapat dilihat pada Gambar 2.3 dan 2.4.

Gambar 2.3. Step Index Multimode [15]

Gambar 2.4. Graded Index Multimode [15]

2.1.2.2 Serat Optik Singlemode

Serat optik singlemode yang terlihat pada Gambar 2.5 merupakan jenis serat khusus step index dengan ukuran diameter inti 5 sampai 10 µm dam perbedaan indeks bias relatif antara inti dan cladding kecil. Jenis serat singlemode lebih banyak digunakan untuk komunikasi jarak jauh dan mampu menyalurkan data dengan kapasitas besar dan bit rate yang tinggi.

Gambar 2.5 Step Index Singlemode [15]

2.2.3. Receiver

Receiver atau lebih dikenal dengan bagian penerima berupa detektor penerima. Detektor penerima berupa fotodetektor pin dan APD. Syarat suatu fotodetektor dikatakan baik [15] yaitu:

i. sensitivitas tinggi dalam daerah panjang gelombang komunikasi. ii. Noise rendah

iii. Respon cepat atau bandwidth cukup untuk mengalami laju data yang diperlukan

iv. Tidak peka terhadap variasi suhu v. Dimensinya cocok untuk serat optik Karakterisrik pin dan APD pada Tabel 2.2[19]:

Tabel 2.2 Karakteristik pin dan APD

Karakteristik pin APD Responsivitas, µA/ µW 80 70 Spektral respon, nm 1150 – 1600 1150 – 1600 Dark current, nA 2 5 Kapasitansi, pF 1,5 4 Risetime, ns 0,5 max 0,5 .

2.2 Elemen-elemen Penyusun Serat Optik

Elemen-elemen dalam serat optik seperti terlihat pada Gambar 2.6 dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Inti Serat Optik (core)

Inti merupakan elemen penyusun utama dari serat optik karena perambatan cahaya terjadi pada bagian inti. Diameter inti berkisar 5 sampai 50 µm. inti serat terbuat dari bahan material kristal kelas tinggi yang bebas air, seperti

SiO2 dan untuk memperoleh perbedaan indeks bias maka pada bagian

selubung diberi material seperti GeO2, P2O5, atau B2O3[10].

2. Selubung (cladding)

Cladding terbuat dari material gelas dengan indeks bias yang lebih kecil dari inti. Ketebalan diameter cladding berkisar 125 µm.

3. Pembungkus (coating)

Coating terbuat dari bahan plastik. Coating berfungsi untuk melindungi serat optik pada bagian luar.

Gambar 2.6 Elemen-elemen Serat Optik [9]

2.3 Macam-macam Atenuasi dalam Serat

Dalam transmisi sistem komunikasi serat optik tidak dapat dihindari akan munculnya atenuasi (redaman), yang dapat mengkibatkan daya terima tidak sama dengan daya yang telah dikirimkan. Adanya atenuasi disebabkan oleh 3 faktor utama[14] yaitu absorbsi, scattering, dan bending.

2.3.1. Absorbsi

Absorpsi yaitu penyerapan dalam serat optik akibat ketidakmurnian materi bahan. Hal-hal yang dapat mengakibatkan terjadinya absorbsi yaitu pengaruh komposisi bahan gelas, impurity atom pada material gelas, atom-atom bahan gelas dari material serat

2.3.2. Scattering (hamburan)

Scattering terjadi karena adanya energi yang hilang akibat hamburan oleh benda kecil yang ada dalam gelas. Hal ini terjadi karena adanya tumbukan cahaya dengan partikel tadi, lebih dikenal dengan sebutan hamburan Rayleigh. Semakin kecil panjang gelombang maka hamburan Rayleigh yang terjadi akan membesar. 2.3.3. Bending

Bending dapat terjadi akibat hal-hal yang tidak sengaja sehingga mengakibatkan propagasi cahaya di dalam serat optik berbelok dari arah transmisi semula keluar dari inti ke arah cladding.

Bending ada dua jenis yaitu microbending dan macrobending:

1. Microbending yang terlihat pada Gambar 2.7 merupakan rugi-rugi yang disebabkan oleh efek mikroskopik yang dihasilkan oleh kerusakan pada perbatasan inti selubung. Kerusakan tersebut diakibatkan karena fabrikasi kabel yang kurang baik, kesalahan selama pengkabelan, suhu rendah dan ada bagian serat yang tertekan sesuatu. Microbending lebih sulit untuk dideteksi. Microbending terjadi karena jari-jari kelengkungan mendekati jari-jari inti serat optik, sehingga mengakibatkan adanya kopling daya antarmode. Untuk meminimalisasi rugi microbending dapat menggunakan jaket pelindung serat yang fleksibel.

Gambar 2.7 Microbending [9]

2. Macrobending yang terlihat pada Gambar 2.8 dapat diartikan sebagai rugi-rugi yang terjadi saat jari-jari kelengkungan jauh lebih besar dari jari-jari inti serat optik, hal ini disebabkan oleh efek makroskopik seperti adanya belokan kecil pada serat itu sendiri, dan juga karena penanganan dan instalasi yang kurang baik saat pergelaran kabel di lapangan.

Gambar 2.8 Macrobending [9]

Dari tiga jenis atenuasi yang telah disebutkan ternyata atenuasi yang diakibatkan oleh bending pada serat optik sulit untuk diprediksi jika dibandingkan dengan absorbsi atau scattering.

2.3.3.1 Parameter-parameter yang Mempengaruhi Bending

Ada beberapa parameter yang mempengaruhi terjadinya bending pada serat optik, yang dapat digunakan untuk melakukan perhitungan daya hilang pada serat nantinya. Parameter tersebut yaitu fiber strength, bend radius, Numerical Aperture (NA), dan banyak lilitan.

2.3.3.1.1 Fiber strength

Tekanan[19] yang cukup kuat pada serat optik sangat berpengaruh. Biasanya

tekanan-tekanan umumnya terjadi pada serat optik yang ditanam di dalam tanah. Semakin sering serat optik mengalami tekanan, maka semakin banyak cahaya yang perambatannya ke luar dari transmisi semula ke arah cladding.

2.3.3.1.2 Bend radius (radius bending)

Besarnya radius bending pada serat optik sangat mempengaruhi daya yang hilang pada saat transmisi pada serat optik. Daya hilang sangat besar terjadi saat radius bending semakin mengecil. Besarnya daya sebanding dengan banyaknya jumlah modus yang masih menjalar pada serat. Untuk mengetahui jumlah modus yang masih menjalar pada serat dapat diperoleh melalui persamaan (2.1), (2.2), (2.3) [13] dan [17] berikut ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ∆ + − = ∞ 3 2 2 2 3 2 2 2 1 Kr n r a N Neff _α α _(2.1) ∆ × × × × + = ∞ ( 1 )2 2 n k a N α α _(2.2) λ π 2 = k 2 1 2 2 2 1 2 n n n × − = ∆ (2.3)

di mana:

∞

N : jumlah modus banyak pada serat (dalam keadaan lurus)

Neff : jumlah modus yang masih menjalar pada serat (setelah mengalami

pembengkokan)

λ : panjang gelombang (µm) α : konstanta profil indeks ∆ : beda indeks bias relatif n1 : indeks bias inti

n2 : indeks bias cladding

r : radius bending (cm)

Oleh karena itu biasanya untuk mengatasi masalah macrobending, semua serat optik memiliki batas minimum bend radius (Critical radius). Besarnya critical radius dapat dihitung menggunakan persamaan (2.4) [16] berikut ini:

3 1 ) ( 4 . . 3 NA n r_critical π λ = (2.4) di mana: NA : Numerical aperture

2.3.3.1.3 Numerical Aperture (NA)

NA tergantung atas jenis serat yang dipakai. Sudut penerimaan pada serat plastik lebih besar dibanding serat kaca. NA dapat diartikan sebagai parameter serat yang merepresentasikan besar sudut penerimaan maksimum di mana berkas cahaya masih dapat diterima dan merambat di dalam inti serat. Besar NA tergantung pada karakteristik indeks bias inti dan cladding seperti pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Numerical Aperture [3]

Semakin besar NA maka akan semakin banyak jumlah cahaya yang diterima serat[1]. Besar NA dapat dihitung menggunakan persamaan 2.5 [3] berikut:

2.3.3.1.4 Banyaknya lilitan

Banyaknya lilitan serat optik juga berpengaruh terhadap besarnya daya yang keluar pada bagian penerima. Semakin banyak lilitan maka akan makin besar pula cahaya didalam serat optik yang berbelok dari arah transmisi semula dan kemudian akan hilang. Hal ini menimbulkan atenuasi yang cukup besar dalam transmisi menggunakan serat optik.

2.4 Dasar-dasar FDTD (Finite Difference Time Domain)

Untuk melakukan perhitungan daya hilang akibat bending digunakan suatu metode penurunan matematis menggunakan metode FDTD.

2.4.1. Prinsip Kerja Metode FDTD

Metode FDTD ditentukan oleh analisis yang membungkus sumber gelombang yaitu berupa benda hambur. Kemudian wilayah analisis tersebut dicacah menjadi beberapa sel kecil. Dan lalu tentukan penurunan rumus Maxwell [20].

Q E= • ∇ ε (2.6) 0 = • ∇ µH (2.7) t H E ∂ ∂ − = × ∇ µ (2.8) t E J H ∂ ∂ + = × ∇ ε (2.9)

atau pula merupakan integral rumus Maxwell [20]:

∫ • = s Q s d E ε (2.10) ∫ • = s s d H 0 µ (2.11) ∫ • =− ∫ • c s s d H dt d l d E µ (2.12)

∫

∫

∫

• = • + • s s c s d E dt d s d j l d H ε (2.13)

Dasar penggunaan rumus merupakan algoritma Yee. Dalam metode FDTD digunakan metode analisis untuk wilayah tertutup yang diaplikasi di wilayah terbuka sehingga memungkinkan terjadinya pantulan gelombang pada dinding wilayah analisis seperti Gambar 2.10.

Langkah-langkah algoritma Yee[21]

1. Penurunan seluruh unsur medan elektromagnetik menurut waktu dan dan ruang.

Dalam langkah pertama digunakan penurunan atau difference tengah pertama yang di dalam unsurnya terdapat medan elektromagnet. Misalnya menurunkan tengah F (gaya). Seperti yang terlihat pada Gambar 2.10 kemudian wilayah analisis dicacah menjadi beberapa sel. Dapat diekspresikan dengan persamaan (2.14) dan (2.15) [21] x t z y x x F t z y x x F x F ∆ ∆ − − ∆ + ≈ ∂ ∂ ( 2 , , , ) ( 2 , , , ) _(2.14) t t t z y x F t t z y x F t F ∆ ∆ − − ∆ + ≈ ∂ ∂ ( , , , 2) ( , , , 2) _(2.15)

atau dapat juga diekspresikan menjadi persamaan (2.16) dan (2.17)[21] :

x k j i F k j i F x F n n ∆ − − + ≈ ∂ ∂ 2, , ) 1 ( ) , , 2 1 ( (2.16) t k j i F k j i F t F n n ∆ − − + ≈ ∂ ∂ − + ) , , 2 1 ( ) , , 2 1 ( 2 1 2 1 (2.17)

2. Menurut waktunya, medan magnet dan medan listrik diletakkan bergantian

Gambar 2.11 Peletakan Medan Magnet dan Medan Listrik secara Bergantian[21]

Seperti Gambar 2.11 pada langkah ini menggunakan grid interval waktu di mana grid interval waktu untuk medan listrik t=...,(n−1)∆t,n∆t,(n+1)∆t,... dan

untuk medan magnet t=...,(n−12)∆t,(n+12)∆t,...dan di dalam perhitungannya sendiri

medan listrik E^(n−1) dan medan magnet H^(n−12) dihitung secara bergantian.

Untuk memperoleh persamaan dengan menggunakan persamaan medan listrik dan medan magnet maka persamaan Maxwell menggunakan medan listrik dan medan magnet diubah menjadi persamaan (2.18) dan (2.19) [20]

H x J E t E _{=− − + ∇} ∂ ∂ ε ε ε σ 1 1 _(2.18) E x t H _{=− ∇} ∂ ∂ µ 1 (2.19)

Berdasarkan cara pada tahap 1 yaitu digunakan penurunan atau difference tengah pertama, maka dapat diperoleh persamaan (2.20) dan (2.21) [20] :

t E E t E n n t n t ∆ − = ∂ ∂ − ∆ − = 1 ) ( ₂1 (2.20) t H H t H n n t n n ∆ − = ∂ ∂ + − ∆ = 2 1 2 1 (2.21)

dengan mensubstitusikan persamaan (2.20) dan (2.21) ke persamaan (2.18) dan (2.19) diperoleh persamaan (2.22) dan (2.23) [20] :

2 1 2 1 2 1 1 1 1 − − − − ∇ + − − = ∆ − n n n n n H x J E t E E ε ε ε σ _(2.22) n n n E x t H H _{=− ∇} ∆ − − + µ 1 2 1 2 1 (2.23)

Pada bagian kanan persamaan (2.22) terdapat medan listrik pada saat

t n

t=( −₂1)∆ sedangkan pada gambar medan listrik pada t= n( −₂1) tidak ada,

sehingga diperlukan pengubahan terhadap nilai σEn - ½ menggunakan nilai rata-rata yang merupakan hasil paling bagus yaitu

2

1 n

n _E

E − +

σ dan persamaan berubah

menjadi persamaan (2.24)[20] : 2 1 1 1 2 1 1 − − − ∇ + − + − = ∆ − n n n n n H x J E E t E E ε ε ε σ _(2.24)

dan diperoleh hasil En seperti pada persamaan (2.25)[20] :

2 1 2 1 2 2 2 2 2 2 −1 − ₋ ∇ ∆ + ∆ + ∆ + ∆ − ∆ + ∆ − = n n n n xH t t J t t E t t E σ ε σ ε σ ε σ ε _(2.25)

Apabila yang dipakai σEn maka persamaan menjadi seperti persamaan (2.26)[21]

2 1 2 1 ₁ 1 1 − − − ∇ + − − = ∆ − n n n n n xH J E t E E ε ε ε σ _(2.26)

Dan diperoleh hasil seperti pada persamaan (2.27)[21]

2 1 2 1 1 − − − ∇ ∆ + ∆ + ∆ + ∆ − ∆ + = n n n n H x t t J t t E t E σ ε σ ε σ ε ε _(2.27)

Untuk memperoleh medan magnet dapat digunakan persamaan (2.23) menjadi persamaan (2.28)[21] : n n n E x t H H + = − −∆ ∇ µ 2 1 2 1 (2.28)

3. Meletakan medan magnet di sekeliling medan listrik atau meletakan

Gambar 2.12 Cara Peletakan Satuan FDTD dan Medan Magnet[21]

Seperti yang terlihat pada Gambar 2.12 dalam suatu sel medan listrik terletak pada bagian tepi sel sedangkan medan magnet terletak pada bagian tengah permukaan sel tegak lurus dengan medan listrik.

2.4.2. Flowchart Algoritma Metode FDTD

Adapun langkah-langkah aplikasi FDTD dapat dibuat dalam bentuk flowchart seperti pada Gambar 2.13.

Gambar 2.13 Flowchart FDTD[21]

2.4.3 Kondisi Batas Serap

Untuk mengatasi masalah pada wilayah terbuka pada metoda FDTD agar tidak terlalu meluas maka digunakanlah ABC (absorbing Boundary Condition) yang membatasi wilayah analisis. Kemudian masalah lain yang timbul yaitu adanya

pantulan yang terjadi. Untuk mengatasinya digunakan ABC-MUR yang dipasang secara khayal untuk menyerap pantulan. Sehingga, daya yang diperhitungkan nanti tidak terlalu besar karena daya yang dihitung hanya yang ada pada wilayah analisis yaitu daya pada daerah bending.

Cara untuk menentukan wilayah batas serap dalam metoda FDTD [21]:

1. Wilayah analisis dibatasi terlebih dahulu menggunakan wilayah batas hayal ABC.

2. Bila syarat batas serap tidak sempurna akan mengakibatkan adanya pantulan gelombang ke wilayah analisis sehingga akan mempengaruhi akurasi nilai analisis di dalamnya.

3. Berdasarkan teori, syarat batas serap akan baik jika diletakkan sangat jauh dari benda penghambur yang akan dianalisis.

Salah satu jenis syarat batas serap yaitu ABC-MUR. Dengan menggunakan

ABC MUR[21] akan lebih mudah dalam pengaplikasiannya karena daerah yang

akan dianalisis tidak terlalu lebar atau luas sehingga memori yang akan dipakai menjadi tidak terlalu besar. Penurunan komponen menggunakan syarat batas serap MUR merupakan nilai rata-rata dari komponen sesudah dan sebelumnya.

2.5 Ketidakpastian dalam Pengukuran

Ada beberapa penyebab akibat ketidakpastian pengukuran[3], di antaranya: ¾ Keterbatasan alat.

¾ Keterbatasan pengamat ¾ Keterbatasan acak

Oleh karena itu dalam pembuatan laporan, suatu hasil pengukuran harus disertai juga ketidakpastiannya. Yang umum dipakai untuk perhitungan mengggunakan persamaan (2.29)[3] sebagai berikut:

X ={ x ± ∆x } [x] (2.29)

di mana: X : besaran yang diukur, misal daya

{x} : nilai yang diperoleh, misal -2.02 dBm {∆x} : ketetapan pada x, misal 0.23

[x] : satuan besaran X, misal dBm

P = {-2.02 ± 0.23} dBm

Untuk menentukan X ={ x ± ∆x } [x], dapat dibedakan dalam 3 kasus yaitu pengukuran yang dilaksanakan sekali saja, pengukuran yang dilaksanakan beberapa kali, dan pengukuran yang dilaksanakan sebanyak n-kali.

2.5.1. Pengukuran yang Dilaksanakan Sekali Saja

Saat pengukuran dilaksanakan sekali saja maka X merupakan nilai yang terbaca pada waktu pengukuran, dan ∆x diperoleh dari setengah nilai skala terkecil dan lazimnya berupa jarak antara dua titik yang berdekatan pada skala alat ukur.

2.5.2. Pengukuran yang Dilaksanakan Beberapa Kali

Pengukuran dilakukan beberapa kali maksudnya yaitu pengukuran dilakukan 2, 3, atau 4 kali. Maka X=x , dengan persamaan (2.30)[3].

N x x x N x x₌∑ n₌ 1+ 2+...+ n (2.30) di mana: n : 1, 2, 3

N : banyaknya pengukuran (2 atau 3 kali)

∆x = │ x - xn│ maksimum

2.5.3. Pengukuran yang Dilaksanakan Sebanyak n-kali

Pengukuran dilaksanakan sebayak n-kali pengukuran sehingga diperoleh sampel besaran x. Nilai yang dipakai sebagai x adalah nilai rata-rata sampel

x =x, dan untuk memperoleh ketetapan digunakan deviasi standar nilai rata-rata

(S) yang dapat diperoleh menggunakan persamaan (2.31) dan (2.32) [3] .

N S x S x= = n 1− ∆ (2.31) 1 ) ( 1 ) ( 2 2 1 ₋ − = − − = ∑ ∑ ∑ − N X X N N x X Sn n n n (2.32) n : 1, 2, ..., N

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1 Parameter yang mempengaruhi daya hilang akibat bending yaitu radius

bending dan jumlah lilitan.

2 Persentase daya hilang hasil perhitungan pada serat saat radius bending

paling kecil (0,125 cm) yaitu sebesar 4,23 %.

3 Hasil perhitungan radius kritis dengan menggunakan pendekatan geometris

sebesar 0,727 cm tidak valid jika dilihat dari penggunaan radius pengukuran yang mencapai 0,125 cm.

4 Diameter dan jumlah lilitan tidak menentukan ketidakpastian daya,

ketidakpastian hanya dipengaruhi oleh banyaknya pengukuran yang dilakukan.

5 Saat diameter pengukuran terkecil (0,25 cm) daya hilang pengaruh diameter

pipa (bending) mencapai 47,39% .

6 Daya yang hilang mencapai 53,17 % saat serat dililitkan sepuluh kali pada

diameter pipa pengukuran paling kecil (0,125 cm).

7 Besarnya daya hilang menggunakan metode FDTD sebesar 31,85 % pada

radius bending 0,125 cm.

8 Besarnya daya hilang yang terjadi pada radius bending 0,125 cm yaitu bisa

mencapai 47,39 %.

5.2 Saran

1 Pengukuran yang dilakukan pada Tugas Akhir ini hanya menggunakan satu

jenis serat saja akibat keterbatasan peralatan yang ada oleh karena itu untuk pengukuran tugas akhir berikutnya akan lebih baik menggunakan beberapa jenis serat yang berbeda sehingga dapat dibandingkan seberapa besar pengaruhnya bending pada serat yang berbeda tersebut.

2 Analisis numerik menggunakan software Matlab dilakukan hanya dengan membandingkan dua kasus yaitu saat serat dalam keadaan lurus dan saat bending dengan hanya menggunakan satu radius bending, untuk tugas akhir berikutnya dapat memperbaiki keterbatasan software sehingga analisis yang dibuat akan lebih jelas dan tidak hanya sebatas radius bending.

3 Untuk Tugas Akhir berikutnya, dalam aplikasi software perlu diperhitungkan

redaman karakteristik serat.

4 Dalam Tugas Akhir ini, aplikasi program menggunakan penskalaan karena

adanya keterbatasan memori komputer yang dimiliki, untuk Tugas Akhir berikutnya agar dapat dipergunakan parameter yang sebenarnya dengan mengupayakan kebutuhan memori komputer yang dipakai jika memungkinkan.

5 Untuk Tugas Akhir berikutnya perlu dicari besar faktor koreksi jika

menggunakan penskalaan parameter serat karena berpengaruh untuk perbandingan daya secara real.

DAFTAR PUSTAKA

[1] , “AQ 2150 Optical Multimeter Instruction Manual”, Ando

Electric Co., Ltd, Japn, 1995.

[2] , “Instruction Manual for Type AQ-4302 He-Ne Laser”, Ando

Electric Co., Ltd, Japan, 1998.

[3] Anggraini, Y., “Tugas Akhir: Evaluasi Hasil Pengukuran Karakteristik

Kabel Serat Optik Singlemode G.652 series dan G.655 series”, STT Telkom Bandung, 2005.

[4] Arrue, J., “Parameter Affecting Bending Losses in Graded Index Polymer

Optical Fibers”, IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 7, No. 5, September/October, 2001.

[5] Corning Inc., “Fiber Optic Technology”, www.corning.com.

[6] Cherin, A., H., “An Introduction to Optical Fibers”, Bell Laboratories,

Atlanta, Georgia, 1983.

[7] Durana, G., “Dependence of Bending Losses on Cladding Thickness in

Plastic Optikal Fibers Applied Optiks”, Volume 42, Issue 6, 997-1002 February 2003.

[8] Farrel, G., “Bending Loss and Reliability in Optical Fiber”, School of

Electronic and Communication, Dublin Institute of Technology, 2002.

[9] Fiber Option Inc., “Lerning About Option In Fiber”.

[10] Gilmore, M., “Fiber Optic Cabling Theory, Design and Installantion

Practice”, Newnes, Boston, 1991.

[11] Hecht, J., “Fiber Atenuation”, National Instruments Corporation, 2004. [12] Kurki, J., “Optical Fiber Characteristic”, 1996-2004.

[13] Keiser, G., “Optical Fiber Communication”, McGraw-Hill, New York,

1991.

[14] Mur, G., “Absorbing Boundary Coundition for the Finite Difference

Approximation of the Time Domain Electromagnetic Fielg Equation”, IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility, ENC-23, 4, pp.377-382, 1981.

[15] Optical Com., Labs., “Pengukuran Numerical Apperture dan Redaman”, STT Telkom, Bandung, 2004.

[16] Powers, J., “An Introduction to Fiber Optic System”, a Times Higher

Education Group, 1993 dan 1997.

[17] Siregar, R, “Diktat Komunikasi Serat Optik”, STT Telkom, Bandung,

1999.

[18] Sani, D., D., “Jaringan Komputer Model Analisis”, 1998.

[19] Sterling, D., J., ”Technician’s Guide to Fiber Optic”, Delmar Publisher

Inc., Albany, Newyork, 1993.

[20] Subekti, A., “Thesis: Finite Difference Time Domain untuk Simulasi Dua

Dimensi Sistem Radar Bawah Tanah”, ITB, Bandung, 1994.

[21] Tetuko, J., “Analisa Gelombang Listrik Hantaran dengan Menggunakan

Metoda Finite Difference Time Domain”, ITB, Bandung, 1998.

[22] Whinnery, R., J., “Field and Waves in Communication Electronics”, John

Wiley and SONS (SEA) PTE LTD, Singapura, 1993.

[23] Yee, K., “ Numerical Solution Of Initial Boundary Value Problems

Involving Maxwell’s Equations in Isotropic Media”, IEEE trans. Antenna Propagation, AP-14, 4, pp. 302-307, 1966.