Analisis pengaruh dispersi terhadap rugi-rugi Daya transmisi pada serat optik single mode Rekomendasi itu-t seri g.655 Chapter III V

BAB III

DISPERSI PADA SERAT OPTIK SINGLE MODE

3.1. Umum

Serat optik memiliki beberapa karakteristik penting dalam menyalurkan

sinyal informasi diantaranya adalah dispersi. Sinyal informasi dalam serat optik

akan mengalami pelebaran pulsa pada proses transmisinya. Proses terjadinya

pelebaran pulsa ini disebut dispersi [11].

3.2. Teori Dispersi

Dispersi adalah pelebaran pulsa yang terjadi ketika sinyal merambat

melalui sepanjang serat optik yang disebabkan oleh keterbatasan material dan efek

linear seperti polarisasi, material dan lainnya. Faktor dispersi ini akan

mempengaruhi kualitas sinyal yang akan ditransmisikan dalam jaringan. Dispersi

akan menyebabkan pulsa-pulsa cahaya memuai dan menjadi lebih lebar, sehingga

pada akhirnya mengakibatkan pulsa-pulsa tersebut saling tumpang tindih dengan

satu sama lain [12].

Dispersi merupakan peristiwa melebarnya pulsa optik yang merambat sepanjang

serat optik seperti pada Gambar 3.1. Pulsa output mempunyai lebar pulsa lebih besar dari

lebar pulsa input. Dispersi suatu serat optik dinyatakan sebagai pelebaran pulsa per

satuan panjang (ps/nm.km). Pada serat optik single mode faktor dispersi lebih kecil dari

Untuk mengatasinya diperlukan power penalty yang didefinisikan sebagai kenaikan daya

sinyal yang diperlukan sistem untuk mengatasi distorsi sinyal dan memperoleh serta

menjamin nilai SNR atau BER ideal. Terdapat dua jenis degradasi sinyal yaitu selama

proses propagasi dan akibat komponen elektronik atau optik [15],[16].

Ada dua faktor yang mempengaruhi kinerja serat optik, yang menjadi dasar

analisis kinerja keseluruhan sistem dan landasan pertimbangan bagi

pembangunan suatu sistem komunikasi serat optik. Faktor-faktor tersebut yaitu

redaman dan dispersi. Redaman digunakan dalam analisis power budget, yaitu

berdasarkan optimalisasi daya dari pengirim (transmitter) sampai ke penerima

(receiver) dengan meminimalkan redaman di sepanjang serat optik. Sedangkan

dispersi digunakan dalam analisis rise time budget, agar tidak terjadi kerusakan sinyal

akibat bit-bit pulsa digital yang melebar [17].

Dalam prakteknya sumber optik tidak hanya memancarkan cahaya pada satu

panjang gelombang (frekuensi), tetapi pada suatu rentang panjang gelombang yang

disebut lebar spectral. Yang mana lebar spektrum ini apabila semakin kecil maka sumber

semakin koheren [18].

Sedangkan apabila terjadi dispersi pada pengiriman sinyal optik maka akan

menyebabkan terjadinya distorsi ( pelebaran ) pada bentuk sinyal. Dispersi pada serat

optik akan menyebabkan terjadinya pelebaran pulsa cahaya yang dikirim sepanjang serat

dan jika diamati setiap pulsa, pulsa tersebut akan melebar dan menumpuk dengan yang

lainnya bahkan menjadikan tidak dapat dibedakan pada perangkat penerima. Pengaruh ini

dikenal dengan interferensi intersimbol yang akan menambah jumlah pulsa yang salah.

Disamping itu dispersi juga membatasi maksimum lebar pita frekuensi. Sehingga untuk

dipersyaratkan kecepatan bit rate (BR) harus lebih kecil atau paling tidak sama dengan

dua kali pelebaran dispersi pulsa [18].

Secara garis besar dispersi yang terjadi pada serat optik ada dua jenis yaitu [19] :

1. Dispersi Intermodal

Dispersi intermodal adalah pelebaran pulsa sebagai akibat dari perbedaan

delay propagasi antara satu mode dengan mode penjalaran lainnya. Dimana untuk

menempuh panjang serat yang sama, sinar yang bermodus lebih tinggi akan lebih

lambat dibandingkan dengan sinar yang bermodus lebih rendah, sehingga terjadi

pelebaran pulsa. Gangguan ini dapat ditiadakan dengan menggunakan serat optik

single mode.

Dispersi intermodal pada multimode terjadi akibat dari perbedaan kelambatan

perambatan cahaya diantara mode – mode dalam multimode. Mode – mode yang berbeda

yang merupakan pulsa dalam serat multimode merambat sepanjang kanal pada

sekumpulan kecepatan yang berbeda, sehingga lebar pulsa output bergantung pada saat

pengiriman dari mode – mode yang cepat dan yang lambat. Banyaknya lintasan cahaya

yang merambat melalui serat pada bagian – bagian yang berbeda, sehingga setiap bagian

mempunyai panjang yang berbeda, karena itu setiap mode mempunyai waktu perambatan

yang berbeda.

2. Dispersi Intramodal

Dispersi intramodal adalah pelebaran pulsa yang terjadi dalam suatu serat

optik single mode. Sinar yang berasal dari LED dan Laser Dioda mengandung

berbagai panjang gelombang, dan dikatakan memiliki suatu pita panjang

yang memasuki serat optik, maka akan semakin banyak macam panjang

gelombang dan semakin besar pelebaran pulsa (distorsi sinyal) yang terjadi.

3.3. Jalur Pengukuran

Adapun jalur pengukuran dalam analisis dispersi yang dilakukan pada

Tugas Akhir ini yaitu dari link STO MDC (Medan Centrum) sampai STO PUBA

(Pulo Brayan) dengan jarak 4.96994 Km dan link STO PUBA (Pulau Brayan) sampai

STO BDB (Bandar Baru) dengan jarak 60.50397 Km. Cakupan wilayah area yang

dilakukan pada penelitian dengan link MDC – PUBA tergambar pada Gambar

3.3. Garis berwarna biru menunjukkan jalur yang dilalui oleh serat optik pada

pengukuran dispersi kromatik.

Gambar 3.3. Jalur Pengukuran Dispersi MDC-PUBA [19].

3.4. Spesifikasi Alat

Peralatan yang digunakan untuk mengukur dispersi kromatik yaitu sebagai

berikut :

JDSU MTS–8000 merupakan modul yaitu alat ukur yang menggunakan bahan

kemasan anti statis untuk menghubungkan modul ke unit dasar. Terdapat 3 tipe

pengukuran yaitu [20] :

1. Optical Time Domain Reflectometer (OTDR)

2. Chromatic Dispersion (CD)

3. Optical Spectrum Analyzer (OSA)

Tabel 3.1 menunjukkan spesifikasi secara teknis CD-OTDR JDSU [20].

Tabel 3.1. Spesifikasi Secara Teknis CD-OTDR JDSU

Berdasarkan fungsi yang digunakan pada penelitian ini alat ukur yang

digunakan menggunakan JDSU MTS–8000 seperti pada Gambar 3.4. Alat ukur

ini terdapat banyak fungsi, salah satu fungsinya adalah untuk mengukur dispersi

alat ukur ini bekerja berdasarkan domain waktu yang merupakan tangkapan dari

sinar pantul ketika laser ditembakan kedalam kabel serat optik untuk

mengidentifikasi inti karakteristik dari serat optik. Pada pengukuran dispersi serat

optik dilakukan secara link point to point yang di ukur dari ujung ke ujng secara

original end toend ke bentuk asal [20], item yang dapat diukur pada alat ukur ini

adalah delay, dispersion dan slope berdasarkan fungsi panjang gelombang ( ).

Gambar 3.4 JDSU MTS-8000 [20]

3.4.2. Jenis Kabel Serat Optik Yang Digunakan

Pada pengukuran dispersi ini digunakan jenis kabel single mode yang merujuk

pada rekomendasi ITU.T single mode yaitu G.655 dengan spesifikasi kabel

Telkom/2011/Voksel-NZDSF-D-LT-SS24/4T-2Q yang berarti digunakan kabel serat

optik single mode non zero dispersion shifted fiber untuk pemakaian duct dengan jenis

loose tube, struktur penguatnya Solid Stated Core, jumlah serat adalah 24 dengan 4 buah

loose tube untuk link MDC – PUBA dan jumlah serat 48 dengan 4 buah loose tube untuk

3.5. Pengukuran Dispersi

JDSU MTS – 8000 yang digunakan untuk mengukur dispersi, didalam perangkat

JDSU ini terdapat CD-OTDR yang berfungsi untuk mengidentifikasi event yang terjadi

pada kabel serat optik, prinsip kerja dari CD-OTDR ini adalah cahaya ditembakkan

menggunakan laser, kemudian sinar dari laser diteruskan menuju kabel serat optik

berdasarkan fungsi waktu terhadap simpangan yang terjadi akibat perubahan fase akan

terpantul kembali ke cermin, di dalam OTDR tertangkap oleh photodetektor, dari

photodetektor diolah kembali oleh osciloscope sehingga sinar yang oleh detector optik

bisa terbaca oleh oscilloscope [20]. Proses pengukuran dispersi serat optik dilakukan

berdasarkan jumlah core yang kosong di tiap OTB (Optical Terminal Box), dari OTB

MDC akan dihubungkan ke OTB PUBA yang mempunyai jarak tertentu, untuk

menghubungkan OTB MDC ke OTB PUBA menggunakan konektor serta kabel serat

optik 24 core (Patch core) dan untuk menghubungkan OTB PUBA ke OTB BDB

menggunakan kabel serat optik 48 core .

Langkah – langkah pengukuran dispersi dengan menggunakan MTS 8000 (CD –

OTDR) yaitu [21] :

1. Konektor JDSU dibersihkan dengan serat pembersih kit dan port penghubung

yang sesuai dengan serat optik dibersihkan.

2. Jumper dan konektor Panel Patch dibersihkan.

3. JDSU ke link dihubungkan.

4. MTS 8000 diaktifkan dengan menekan tombol “ON”.

5. Tombol “System” ditekan.

6. Gambar OTDR & CD dipastikan berwarna kuning, jika tidak ditekan 2x sampai

berubah menjadi kuning.

8. Tab fungsi yang diinginkan (OTDR/CD) dibagian pojok kiri bawah dipilih.

9. Tombol Start/Stop ditekan.

10. Untuk save file menu “File” dipilih.

11. Directori penyimpanan ditentukan dengan tombol “Setup”– “Explorer” ditekan pada

bagian kanan bawah.

12. Tombol “Setup”-“Explorer” ditekan.

13. Nama (File Naming) sesuai keperluan diberikan, dilanjutkan dengan tombol

“Validate”.

14. Tombol “Store”-“Trace” ditekan.

15. Kembali ke menu “Test” dan tombol “Result” ditekan.

16. Untuk mengetest CD tombol “Tab” “CD” ditekan pada bagian kiri bawah.

17. Tombol “Start”-“Stop” ditekan untuk melakukan pengetesan.

18. Menu “Dispersion” dipilih untuk mendapatkan nilai dispersi.

19. Menu “Slope” dipilih untuk mendapatkan nilai slope

20. Menu “Delay” dipilih untuk mendapatkan nilai delay (waktu tunda).

21. Menu “File” dipilih lalu “Save” untuk menyimpan hasil.

22. Untuk Transfer file digunakan kabel penghubung dan hasil dicetak dengan

menggunakan “software fiber tracer viewer”.

3.6. Dispersi Kromatik

Dispersi yang terjadi pada serat serat optik single mode hanya dispersi intramodal

(dispersi kromatik). Dispersi intramodal adalah pelebaran pulsa yang terjadi dalam suatu

serat optik single mode. Sinar yang berasal dari LED dan Laser Dioda mengandung

berbagai panjang gelombang, dan dikatakan memiliki suatu pita panjang gelombang atau

lebar spektral, dimana bila semakin besar lebar spektral sinar yang memasuki serat optik,

maka akan semakin banyak macam panjang gelombang dan semakin besar pelebaran

Dispersi intramodal sering juga disebut dispersi kromatik (chromatic). Dispersi

ini terjadi karena pengaruh dari panjang gelombang terhadap kecepatan rambat cahaya di

dalam fiber optik, dimana bahan penyusun fiber optik ini juga mempengaruhi besarnya

dispersi. Dispersi ini biasanya diberikan dalam satuan picoseconds per kilometer

nanometer[ps/(km x nm)] [23]. Serat Optik single mode mempunyai keuntungan, dimana

dispersi yang terjadi hanya dispersi intramodal karena yang merambat hanya terdapat

satu mode [19].

Dua faktor utama penyebab dispersi kromatik yaitu dispersi material dan dispersi

pandu gelombang [24].

1. Dispersi material

Dispersi yang terjadi karena diakibatkan adanya variasi indeks bias sebagai

fungsi yang tidak linier dari panjang gelombang.

2. Dispersi Pandu Gelombang

Dispersi terjadi dalam satu mode terdiri dari beberapa panjang gelombang

yang berbeda dari spektral sumber cahaya yang merambat sepanjang serat.

Untuk dispersion-item yang dapat diukur pada dispersi kromatik adalah delay,

dispersion dan slope berdasarkan fungsi panjang gelombang ( ). Analisis dispersi link

MDC-PUBA merupakan kabel single mode jenis non-zero-dispersion-shifted (NZDS)

yang menggunakan kabel single mode standar ITU.T G.655 dengan panjang gelombang

1255 – 1650 nm.

Menurut CCITT dispersi kromatik D( ) pada serat optik single mode adalah

representasi dari turunan delay (derivative of delay) atau kelengkungan kurva delay

(delay curve) pada panjang gelombang, dengan rumusseperti pada Persamaan (3.1) [25].

Dimana :

D = Dispersi kromatik pada (ps/Km.nm)

= Panjang gelombang (nm)

Nilai pada saat dispersi (nm)

S Nilai Slope pada saat dispersi (ps/Km.nm2)

Sebagai acuan data teknis yang digunakan dalam menghitung dispersi kromatikdapat di

lihat pada Tabel 3.2 [19].

Tabel 3.2. Parameter Pengukuran Dispersi kromatik Pada PT. Telkom

Data Parameter Nilai Slope berdasarkan jumlah core

Serat Optik dengan 24 Core 0.106 ps/km.nm2

Serat Optik dengan 48 Core 0.106 ps/km.nm2

Total chromatic dispersion yakni representasi time spreading atau pulse

spreading akibat fenomena chromatic dispersion, dengan rumus seperti Persamaan (3.2)

[26].

Dt = D( ) x x L (3.2)

Keterangan :

Dt = Total Dispersi Kromatik (ps)

D( ) = Chromatic Dispersion Coefficient pada = 1550 nm (ps/nm.km)

= Laser Spectral Width (nm)

L = Jarak (km)

3.7. Rise Time Budget

Ada beberapa parameter yang dapat digunakan untuk mengukur kualitas

(Bit Error Rate) dan SNR (Signal to Noise Ratio). BER menyatakan berapa jumlah bit

error yang terjadi dalam dalam satuan detik, sedangkan SNR menyatakan perbandingan

sinyal dengan noise/gangguan. Semakin besar redaman, maka semakin kecil SNR dan

daya penerimaan, sehingga BER akan semakin tinggi sehingga kualitas menjadi

berkurang. Evaluasi terhadap parameter ini diperlukan karena dalam Sistem

Komunikasi Serat Optik (SKSO) terdapat dispersi yang harus diperhatikan agar

informasi dalam jaringan serat optik tetap terjamin dan sistem dapat melewatkan

bit rate yang ditransmisikan. Dengan perhitungan rise time budget dapat ditentukan

batasan dispersi maksimum suatu jaringan transmisi dan dapat diketahui

kemungkinan terjadinya degradasi (penurunan) sinyal digital sepanjang jaringan

transmisi yang disebabkan oleh komponen yang digunakan [27].

Rise time budget merupakan metoda untuk menentukan batasan dispersi

maksimum pada saluran transmisi, sehingga perhitungan ini perlu dilakukan untuk

mengetahui nilai laju bit maksimum agar mendukung jarak tempuh dengan Rise Time

Budget [28]. Tujuan dari perhitungan Rise Time Budget adalah untuk menganalisis

kerja sistem secara keseluruhan dan memenuhi kapasitas kanal yang diinginkan.

Secara umum, degradasi total waktu transisi dari link digital tidak melebihi 70 % dari satu

periode bit NRZ (Non-Retum-to-Zero) atau 35 % dari satu periode bit data RZ

(Return-to-Zero).

Jika nilai tsist (rise time budget) ≤ nilai tr (bit rate sinyal NRZ atau RZ ) maka

dapat disimpulkan bahwa sistem tersebut layak (memenuhi persyaratan anggaran rise

time budget). nilai tr (bit rate) untuk sinyal NRZ dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (3.3) dan untuk bit rate sinyal RZ dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (3.4) [28].

tr = . (3.4) Untuk Rise time budget (tsist) sistem secara keseluruhan dihitung dengan

Persamaan (3.5) [29].

tsist2 = ttx2 + trx2 + Dt2

tsist = t t D (3.5)

Dimana :

tsist = Rise Time Budget (ps)

ttx = Rise Time Transmitter (ps)

trx = Rise Time Receiver (ps)

Dt = Total Kromatik Dispersion (ps)

Sebagai acuan data teknis yang digunakan dalam menghitung rise time budget dapat di

lihat pada Tabel 3.3 [19].

Tabel 3.3. Parameter Pengukuran Rise Time Budget Pada PT. Telkom

Data Parameter Link MDC – PUBA dan PUBA BDB

Bit Rate (BR) 10 Gbps

Panjang Gelombang ( ) 1550 nm

Rise time transmitter (ttx) 35 ps

Rise time receiver (trx) 35 ps

Lebar spektral ( 0,1 nm

3.8. Dispersion Power Penalty

Dispersi merupakan gejala pelebaran pulsa pada serat optik. Dispersi dipengaruhi

beberapa faktor antara lain lebar pulsa cahaya yang mengalami propagasi pada serat

optik, numerical aperture, core diameter, refractive index profile, laser linewidth dan

dispersionpower penalty. Dispersion power penalty didefinisikan sebagai kenaikan daya

input yang dibutuhkan receiver untuk mengeliminasi degradasi pada BER (bit error rate)

karena efek dispersi serat optik[26].Dispersion power penalty memiliki nilai standar

yaitu tidak boleh melebihi dua decibel (2 dB) [30].

Untuk dapat menghitung besarnya dispersion power penalty, harus diketahui

terlebih dahulu besarnya dispersi yang terjadi. Dispersi yang terjadi ditentukan oleh

panjang gelombang yang digunakan.

Oleh karena itu harus ditentukan panjang gelombang yang digunakan, dan

biasanya panjang gelombang yang digunakan adalah =1310 nm dan = 1550 nm,

namun dalam penelitian ini yang digunakan hanya = 1550 nm. Setelah ditentukan panjang gelombang, maka dapat dihitung besar dispersi yang terjadi dengan

menggunakan Persamaan (3.1).

Setelah diketahui besarnya dispersi yang terjadi langkah selanjutnya adalah

menghitung pulse width () yang didapat dari perkalian besar dispersi dengan spectral

width ( ) dari spesifikasi kabel optik yang digunakan pada sistem tersebut, seperti

terlihat pada Persamaan (3.6) [26].

 . D       

Dimana :

Pulsa Width (ps/Km)

 spectral width (nm)

Dengan didapat besar pulse width () pada serat optik tersebut maka dapat dicari

besarnya fiber bandwidth ( f ) dalam ps/Km, seperti pada Persamaan (3.7) [26].

f =

. (3.7)

Langkah selanjutnya yaitu menghitung fiber bandwidth-distance ( FF ) dengan

membagi fiber bandwidth ( f ) yang telah didapat dengan panjang serat optik yang

digunakan (L), seperti pada Persamaan (3.8) [26].

FF = (3.8)

Dimana :

FF = fiber bandwidth-distance (ps/Km

2 )

f = fiber bandwidth (ps/Km)

L = panjang serat optik (Km)

Salah satu faktor yang sangat mempengaruhi besarnya dispersion power penalty

adalah bit rate ( BR) yang diperoleh dari spesifikasi serat optik yang digunakan pada

sistem (dalam Gbps). Hal tersebut terlihat dalammencari length efficiency atau Ldari

fiber, dimana length efficiency merupakan pembagian kuadrat dari fiber

bandwidth-distance dengan bit rate dikali koefisien c yang sama dengan 0.5, seperti pada Persamaan

(3.9) [26].

L = c x (3.9)

Setelah didapat length efficiency baru dapat dihitung besarnya dispersion power

penalty dengan Persamaan (3.10) [26].

Dimana : L = length efficiency

dBL = dispersion power penalty dengan satuan decibel (dB).

Selain itu nilai dispersi jika melewati ambang batas sudah bisa diatasi yaitu

dengan penggunaan kabel optik jenis DCF( dispersion compensate fiber). DFC yaitu

kabel optik single mode triple cladding yang dibuat sedemikian rupa sehingga bisa

menghasilkan nilai dispersi negatif. Kabel ini disisipkan di bagian-bagian dimana

dispersinya sudah melewati ambang batas dispersi sistem [31].

 

BAB IV

ANALISIS DISPERSI SERAT OPTIK SINGLE MODE

4.1. Umum

Proses terjadinya pelebaran pulsa (dispersi) ini akan mempengaruhi

kualitas sinyal yang akan ditransmisikan dalam jaringan sehingga sebelum

membangun sebuah jaringan lokal akses kabel serat optik diperlukannya

pengukuran dispersi [11]. Pada Tugas Akhir ini dilakukan penelitian untuk

menganalisis pengaruh dispersi terhadap rugi-rugi daya transmisi pada serat

optik single mode. Serat optik yang digunakan yaitu serat optik single mode

G.655.

Rise time budget merupakan metoda untuk menentukan batasan dispersi

pada saluran transmisi, tujuannya adalah untuk menganalisis kerja sistem secara

keseluruhan dan memenuhi kapasitas kanal yang diinginkan. Dengan

perhitungan rise time budget dapat ditentukan batasan dispersi maksimum

suatu jaringan transmisi dan dapat diketahui kemungkinan terjadinya degradasi

(penurunan) sinyal digital sepanjang jaringan transmisi yang disebabkan oleh

komponen yang digunakan [28]. Dalam penelitian ini bit rate yang digunakan

adalah 10 Gbps dengan format NRZ (Non-Return-to-Zero) sehingga nilai rise

time budget harus di bawah nilai standar KPI (Key Performance Indicator)

4.2. Analisis Dispersi

Pada pengukuran dispersi dengan serat optik G.655 panjang gelombang

yang digunakan adalah 1255 – 1650 nm. Dispersi yang di ukur dalam penelitian

ini yaitu link Medan Centrum – Pulo Brayan dengan jarak 4,96994 km

sedangkan untuk link Pulo Brayan – Bandar Baru dengan jarak 60,50397 km.

4.2.1. Analisis Dispersi Link MDC - PUBA

Untuk link Medan Centrum (MDC) – Pulo Brayan (PUBA) dari data

Lampiran A untuk serat optik dengan penggunaan 24 core, nilai S yaitu nilai

slope pada saat dispersi = 0 adalah 0.106 ps/km.nm2 dan ) yaitu nilai pada

saat dispersi = 0 adalah 1362,71 nm. Pada link ini digunakan = 1550 nm,

sehingga dengan menggunakan Persamaan (3.1) untuk link MDC – PUBA

diperoleh nilai dispersi sebagai berikut :

D λ S λ

D λ . ,

D λ 16,535 ps/km.nm

Nilai hasil perhitungan dispersi untuk link MDC – PUBA berdasarkan

panjang gelombang dapat dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Perbandingan Nilai Dispersi Berdasarkan Perhitungan Dan Pengukuran Pada Link MDC - PUBA

Panjang Gelombang ( )

(nm)

Dispersi Kromatik ( ps/km.nm)

Perhitungan Pengukuran

1255 -12.973 -13.014

1310 -5.9336 -5.952

Untuk mendapatkan nilai dispersi total digunakan rumus pada Persamaan

(3.2) yaitu sebagai berikut :

Dt = D( ) x x L

Dt = 16.535 ps/ km nm x 0.1 nm x 4.96994 km

Dt = 8.2177 ps

4.2.2. Analisis Dispersi Link PUBA – BDB

Untuk link Pulo Brayan (PUBA) – Bandar Baru (BDB) dari data

Lampiran B untuk serat optik dengan penggunaan 48 core, nilai S yaitu nilai

slope pada saat dispersi = 0 adalah 0.027 ps/km.nm2 dan ) yaitu nilai pada

saat dispersi = 0 adalah 1421.60 nm. Pada link ini digunakan = 1550 maka

diperoleh nilai dispersi kromatik berdasarkan Persamaan (3.1).

Nilai dispersi untuk link PUBA - BDB adalah :

D λ S λ

D λ . .

D( ) = 8.158 ps/km.nm

Nilai hasil perhitungan dispersi untuk link PUBA - BDB berdasarkan panjang

gelombang dapat dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Perbandingan Nilai Dispersi Berdasarkan Perhitungan Dan Pengukuran Pada Link PUBA - BDB

Panjang Gelombang ( )

(nm)

Dispersi Kromatik ( ps/km.nm)

Perhitungan Pengukuran

1255 -14.6021 -14.702

1310 -9.12155 -9.184

Dengan cara perhitungan yang sama untuk panjang gelombang 1255 –

1650 nm didapatkan nilai yang dapat dilihat pada Lampiran C yaitu nilai dispersi

pada bagian link PUBA - BDB.

Dari Lampiran C diperoleh grafik perhitungan dan pengukuran dispersi

kromatik pada Gambar 4.2.

 

Gambar 4.2. Grafik Dispersi Kromatik Link PUBA – BDB

Dari perhitungan yang telah dilakukan diketahui bahwa untuk Dispersi

kromatik dengan panjang gelombang 1550 nm pada link Pulo Brayan – Bandar

Baru menunjukkan nilai 8.158 ps/km.nm sedangkan pada data yang terdapat

pada Lampiran B adalah 8.214 ps/km.nm sehingga diperoleh selisih 0.056,

dimana selisih ini dapat diabaikan karena hasilnya mendekati nilai dari data hasil

pengukuran. Nilai Dispersi kromatik pada link PUBA - BDB dengan metode

pengukuran dan perhitungan berdasarkan panjang gelombang

( = 1255 – 1650 nm) tidak jauh berbeda atau hampir sama. Dispersi kromatik

sangat dipengaruhi oleh panjang gelombang, semakin besar nilai panjang

Untuk mendapatkan nilai dispersi total digunakan rumus pada Persamaan

(3.2) yaitu sebagai berikut :

Dt = D( ) x

σ

x L

Dt = 8.158 ps/ km.nm x 0.1 nm x 60.50397 km

Dt = 49.360 ps

Dari data hasil perhitungan dispersi kromatik pada Lampiran C diperoleh

grafik perbandingan antara nilai dispersi kromatik link MDC – PUBA dengan

panjang link 4,94994 km dan link PUBA – BDB dengan panjang link

60,50397 km. Gambar 4.3 menunjukkan grafik perbandingan nilai hasil

perhitungan dispersi kromatik pada link MDC – PUBA dan Link PUBA – BDB.

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Antara Perhitungan Dispersi Kromatik

Dari data hasil perhitungan pada lampiran C diperoleh bahwa nilai

dispersi kromatik pada link MDC – PUBA lebih besar dari pada link PUBA –

BDB. Hal ini terjadi karena letak lokasi pengkabelan yang dekat perkotaan

sehingga pengaruh bending lebih besar yang mengakibatkan nilai dispersi

kromatiknya lebih besar.

4.3. Analisis Rise Time Budget

Dengan perhitungan rise time budget dapat ditentukan batasan dispersi

maksimum suatu jaringan transmisi dengan media serat optik. Nilai rise time

budget dapat dihitung dengan Persamaan (3.5). Rise time budget harus

memenuhi persyaratan anggaran yaitu nilai rise time budget harus lebih kecil

dari nilai bit rate sinyal NRZ. Untuk mengetahui sistem masih dalam batas

normal maka dihitung nilai bit rate sinyal NRZ dengan Persamaan (3.3).

Nilai Bit Rate sinyal NRZ (tr) adalah :

tr = .

tr = .

= 0,07 ns = 70 ps

4.3.1. Rise Time Budget Link MDC - PUBA

Pada perhitungan ini, sejumlah data diambil dari ketentuan dan data teknis

yang ada pada Tabel 3.2. Pada Link Medan Centrum – Pulau Brayan

menggunakan = 1550 dimana nilai perhitungan dispersi kromatik yang

diperoleh adalah 16,535 ps/nm.km, sehingga untuk menghitung nilai Rise Time

Budget berdasarkan pada Persamaan (3.5) namun sebelumnya sudah dihitung nilai

tsist2 = ttx2 + trx2 + Dt2

tsist2 = (35) 2 ps + (35) 2 ps + (8,2177)2 ps

tsist2 =2517.53 ps

Maka diperoleh nilai Rise Time Budget yaitu :

tsist = ttx trx Dt

tsist = √ .

tsist = 50.174 ps

Dari hasil perhitungan ini maka diperoleh nilai batasan dispersi maksimum

jaringan transmisi yang digunakan pada link Medan Centrum – Pulo Brayan

adalah 50.174 ps. Hasil ini masih memenuhi syarat ≤ 70 ps artinya adalah dispersi

yang ada pada sistem tersebut masih dalam batas normal yang berarti tidak

menggangu kinerja sistem.

4.3.2. Rise Time Budget Link PUBA - BDB

Pada perhitungan ini, sejumlah data diambil dari ketentuan dan data teknis

yang ada pada Tabel 3.2. Pada Link Pulo Brayan – Bandar Baru menggunakan

= 1550 dimana nilai perhitungan dispersi kromatik yang diperoleh adalah

8.158 ps/nm.km, sehingga untuk menghitung nilai Rise Time Budget berdasarkan

pada Persamaan (3.5) namun sebelumnya sudah dihitung nilai total dispersi dalam

sistem dengan menggunakan Persamaan (3.2).

tsist2 = ttx2 + trx2 + Dt2

tsist2 = (35) 2 ps + (35) 2 ps + (49.360)2 ps

Maka diperoleh nilai Rise Time Budget yaitu :

tsist = t_tx t_rx D_t

tsist = √ .

tsist = 69.90 ps

Dari hasil perhitungan ini maka diperoleh nilai batasan dispersi maksimum

jaringan transmisi yang digunakan pada link Pulo Brayan – Bandar Baru adalah

69.90 ps. Hasil ini masih memenuhi syarat ≤ 70 ps artinya adalah dispersi yang

ada pada sistem tersebut masih dalam batas normal yang berarti tidak menggangu

kinerja sistem.

4.4. Dispersion Power Penalty

Dispersi merupakan gejala pelebaran pulsa pada serat optik dan untuk

mengatasinya diperlukan dispersion power penalty. Hal tersebut dapat

mempengaruhi kualitas sinyal yang diterima oleh receiver dimana gelombang

mengalami pelebaran pulsa yang terlalu besar oleh karena itu perlukan dilakukan

penaikan daya input yang dibutuhkan receiver (dispersion power penalty) untuk

mengeliminasi degradasi pada BER (bit error rate).

4.4.1. Dispersion Power Penalty Link MDC - PUBA

Untuk mengetahui seberapa besar daya input yang dibutuhkan receiver

pada link MDC – PUBA maka perlu dilakukan perhitungan dispersion power

penalty (dB). Setelah diketahui besarnya dispersi yang terjadi maka dihitung nilai

 . D 

0.1nm x 16.535 ps/km.nm

1.6535 ps/km

Dengan didapat nilai pulse width () sebesar 1.6535 ps/km maka dapat

dicari besarnya fiber bandwidth ( f ) dengan menggunakan Persamaan (3.7).

f = ln .

f = ln

. / .

f = . .

f = 0.267 ps/km

Dengan didapat nilai fiber bandwidth sebesar 0.267 ps/km, maka dapat

dihitung fiber bandwidth-distance (FF) dengan menggunakan Persamaan (3.8).

FF =

FF = . /

,

FF = 0.05372 ps/km2

Length efficiency dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (3.9).

Bit rate merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya dispersion

Nilai koefisien c adalah 0.5 dan nilai fiber bandwidth-distance sebesar 0.05372

ps/km2. Maka diperoleh nilai length efficiency yaitu :

L =

L = . x . /

G

L = 0.5 x 2,885 x 10 -5

L = 1,443 x 10 -5

Dengan didapat nilai length efficiency sebesar 1,443 x 10 -5 maka dapat

dihitung nilai dispersion power penalty dengan Persamaan (3.10).

Pd = 10 log (1+L)

Pd = 10 log (1+1,443 x 10 -5)

Pd = 10 log (1,000014)

Pd= 6,266 x 10 -5 dB

Pada link MDC – PUBA jangkauan power penalty (Pd) pada =1550 nm

mengandung dispersion power penalty yakni 6,266 x 10 -5 dB, akan didapatkan

4.4.2. Dispersion Power Penalty Link PUBA - BDB

Untuk mengetahui seberapa besar daya input yang dibutuhkan receiver

pada link PUBA – BDB maka perlu dilakukan perhitungan dispersion power

penalty (dB). Setelah diketahui besarnya dispersi yang terjadi maka dihitung nilai

pulse width () dengan menggunakan Persamaan (3.6).

 . D 

0.1nm x 8.158 _ps/km.nm

0.8158 ps/km

Dengan didapat nilai pulse width () sebesar 0.8158 ps/km maka dapat

dicari besarnya fiber bandwidth ( f ) dengan menggunakan Persamaan (3.7).

f = ln .

f = ln

. / .

f = . .

f = 0.541 ps/km

Dengan didapat nilai fiber bandwidth sebesar 0.541 ps/km, maka dapat

dihitung fiber bandwidth-distance (FF) dengan menggunakan Persamaan (3.8).

FF =

FF = . /

.

FF = 0.00894 ps/km2

Length efficiency dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (3.9).

Bit rate merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya dispersion

Nilai koefisien c adalah 0.5 dan nilai fiber bandwidth-distance sebesar 0.00894

ps/km2. Maka diperoleh nilai length efficiency yaitu :

L =

L = . x . /

G

L = 0.5 x 7.99 x 10 -7

L = 3,99 x 10 -7

Dengan didapat nilai length efficiency sebesar 3,99 x 10 -7 maka dapat

dihitung nilai dispersion power penalty dengan Persamaan (3.10).

Pd = 10 log (1+L)

Pd = 10 log (1+3,99 x 10 -7)

Pd = 10 log (1,0000004)

Pd= 1,735 x 10 -6 dB

Pada link PUBA – BDB jangkauan power penalty (Pd) pada =1550 nm

mengandung dispersion power penalty yakni 1,735 x 10 -6 dB, akan didapatkan

ketika keadaan Dt = 49,360 ps, D( ) = 8,158 ps/nm.km serta line rates 10 Gbps.

Secara keseluruhan penalty terbesar terjadi ketika jarak L = 4,94994 km dan

terendah yakni berjarak L = 60,50397 km. Meskipun demikian, kedua link ini

dengan = 1550 nm masih memenuhi nilai standar dispersion power penalty

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil analisis yang dilakukan maka dapat di ambil kesimpulan sebagai

berikut:

1. Selisih nilai hasil pengukuran dan perhitungan dispersi kromatik untuk link

MDC – PUBA dan link PUBA – BDB dapat diabaikan karena sangat kecil

(hampir sama) dan nilai dispersi kromatik sangat dipengaruhi oleh besarnya

panjang gelombang.

2. Hasil perhitungan rise time budget dengan =1550 nm untuk link MDC –

PUBA yaitu 50,174 ps dan link PUBA – BDB yaitu 69,90 ps. Hasil dari kedua

link ini masih memenuhi syarat ≤ 70 ps artinya adalah dispersi yang ada pada

kedua sistem tersebut masih dalam batas normal yang berarti tidak menggangu

kinerja dari sistem.

3. Secara keseluruhan dispersion power penalty terbesar terjadi pada jarak

4,94994 km dengan dispersi kromatik 16,535 ps/km.nm dan terendah yakni

berjarak 60,50397 km dengan dispersi kromatik 8,158 ps/km.nm. Jika nilai

dispersi besar maka dispersion power penalty yang dibutuhkan semakin besar.

Meskipun demikian pada kedua link ini dengan = 1550 nm masih memenuhi

5.2. Saran

Untuk pengembangan selanjutkan diharapkan agar melakukan penelitian

dispersi dengan membeda-bedakan spesifikasi kabel yang digunakan dan