TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK
TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK \)
Laboratorium Optik dan Aplikasi Laser, epartemen !isika, !akultas Sains dan Teknolo"i, Teknolo"i, Uni#ersitas Airlan""a
Abstrak Telah Telah dilakukan eksperimen transmisi sinyal sinyal melalui melalui serat optik bertujuan bertujuan untuk menc mencar arii rent rentan ang g keses kesesua uaia ian n anta antara ra frek frekue uens nsii masu masuka kan n deng dengan an frek frekue uens nsii kelu keluar aran an menggunakan sumber cahaya laser diode, sinyal generator, serat optik, frekuensi meter, Osiloskop dual trace, detektor optik serta kabel-kabel penghubung. Data hasil eksperimen yang diperoleh kemudian dianalisis dengan
uji-T sampel berpasangan dengan bantuan
program SPSS SPSS (Statistical Package for the Social Science
Kata kunci : Serat optik, Transmisi $a%a&a, Laser diode dan SPSS
PENDAHULUAN adala% ketika para ilmua/an In""ris pada
Serat Otik
ta%un ta%un *+23 *+23 men"us men"usulk ulkan an protot prototipe ipe serat serat Pen""unaan $a%a&a seba"ai sarana in'o in'orm rmas asii
seb sebenar enarn& n&aa
suda suda% %
optik &an" sampai sekaran" dipakai &aitu
ban& an&ak
terdiri atas "elas inti &an" dibun"kus ole%
di"unakan se(ak )aman da%ulu, baru sekitar ta%u ta%un n
*+*+-.a .an n
men"a/ali
para ara
ilm ilmu/an u/an
eksperimen
"elas lainn&a1 Sekitar a/al ta%un *+4-.an
0erm 0erman an
peruba%an 'antastis ter(adi di Asia &aitu
untuk
ketik etikaa
ment mentra rans nsmi misi sikan kan $a%a& $a%a&aa melal melalui ui ba%a ba%an n
para para
ilm ilmu/an u/an
0ep 0epan" an"
ber% er%asil asil
memb membua uatt (eni (eniss serat serat opti optik k &an" &an" mamp mampu u
&an" &an" bern bernam amaa serat serat opti optik1 k1 Per$ Per$ob obaan aan ini ini
mentransmisikan "ambar 5671
(u"a masi% ter"olon" $ukup primiti' karena %asi %asill &an" &an" di$a di$apai pai tida tidak k bisa bisa lan" lan"su sun" n" diman iman'a 'aat atk kan
%aru arus
se$a se$ara ra luas luas
melal elalu ui
dalam dalam komuni komunikas kasii ini men(ad men(adii ter%am ter%ambat bat
perkemban"an dan pen&empurnaan lebi%
ketika %arus men&aikan in'ormasi dari
lan( lan(ut ut
satu tempat ke tempat lain &an" ber(au%an1 ber(au%an1
la"i1 la"i1
namu amun
Pen" Pen""u "una naan an $a%a $a%a& &a
Perk Perkem emba ban" n"an an
Fisika, FST, UNAIR
selan selan(u (utn tn&a &a
1
TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK
itemukann&a serat optik men(adi (a/aban
sekitar*,21 Inti di selubun"i ole% lapisan
permasalan ini1 Serat optik 8"ambar *9
material, disebut kulit, &an" terbuat dari
merupakan media transmisi atau pandu
ba%an dielektrik 8silika tanpa atau sedikit
"elomban" $a%a&a berbentuk silinder &an"
dopin"9, kulit memiliki (ari.(ari sekitar *<2
dikemban"kan
*+4-.an
= 6-- >m den"an indeks bias n <, &an"
seba"ai (a/aban atas perkemban"an sistem
besarn&a sedikit lebi% renda% dari n*5<71
komunikasi
lama
Selain itu, ore dan cladding diselimuti
besar
ole%
membutu%kan
diak%ir
&an"
ta%un
semakin
band/idt%
&an"
den"an la(u transmisi &an" tin""i 5*71
coating 8(aket9
&an"
ber'un"si
melindun"i serat optik dari kerusakan 'isik1
Transmisi sin&al den"an men""unakan serat optik memiliki beberapa keun""ulan dibandin"kan
den"an
memakai
M!"u#at!r Otik
kabel
Modulasi
merupakan is&arat
temba"a1 Selain bebas %ambatan &an" biasa
penumpan"an
ditemukan pada kabel temba"a, transmisi
"elomban" pemba/a1 Pada eksperimen ini
sin&al melalui serat optik (u"a memiliki
sin&al in'ormasin&a adala% 'rekuensi dari
keun""ulan lebi% &akni ru"i da&a optis
!udio
&an" renda%1
Modulasi lan"sun" dapat dilakukan den"an
"rekuensi
men"uba%
in'ormasi
teknik
#enerator
se$ara
lan"sun"
pada
8A!:91
arus
masukann&a, arus in(eksi &an" diberikan kepada sumber $a%a&a diuba%.uba% sesuai den"an &an" diin"inkan dan peruba%an ini akan
;a"ian utama serat optik terdiri atas
Sumber $a%a&a optik adala% ba"ian
sebua% batan" silinder &an" terbuat dari 8ba%an
silika
&an" ber'un"si untuk men"uba% ener"i
8SiO<9,
listrik men(adi ener"i $a%a&a1 Sumber
biasan&a diberi dopin" den"an "ermanium
$a%a&a optik (u"a disebut seba"ai peman$ar
oksida 8:eO<9 atau 'os'or penta oksida 8P. <
optik1 Sumber.sumber $a%a&a untuk optik
O29 untuk menaikan indeks biasn&a9 &an"
tidak men"%antarkan listrik,
beker(a seba"ai peman$ar.peman$ar $a%a&a
inti ini
dan karena itu %arus memenu%i beberapa
memiliki (ari.(ari a, besarn&a sekitar 3 =
pers&aratan &an" diperlukan untuk tu(uan
<-- >m dan indeks bias n *, besarn&a
Fisika, FST, UNAIR
pada
Su$ber %a&a'a
inti 8core9 dan cladding. ore adala%
dielektrik
peruba%an
intensitas keluaran dari sumber $a%a&a itu1
:ambar *1 Serat Optik1
ba%an
men"akibatkan
ini1 ?a%a&a %arusla% sedekat mun"kin 2
TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK
bersi'at
monokromatis
tun""al91
Keban&akan
adala%
tidak
melainkan
8ber'rekuensi sumber
ber'rekuensi
meman$arkan
$a%a&a tun""al,
$a%a&a
pada
Trans$isi %a&a'a "a#a$ Serat Otik
beberapa 'rekuensi pada sebua% (alur atau
Prinsip
utama
&an"
di"unakan
ba"ian dari spektrum, &an" mun"kin $ukup
dalam pandu "elomban" serat optik adala%
lebar1 ;eberapa sumber seperti lampu
pemantulan
ionisasi
&an"
Snellius berperan besar dalam %al ini1 ore
meman$arkan $a%a&a 8li"%t emittin" diode
memiliki ineks bias &an" lebi% besar
@ LE9 dan laser, meman$arkan $a%a&a
daripada
dalam ba"ian spektrum &an" (au% lebi%
merambat dari medium &an" lebi% rapat ke
sempit1 Tetapi ba%kan sumber.sumber ini
lebi% ren""an", $a%a&a akan dibiaskan
pun
men(au%i "aris normal1
"as,
tidak
dioda.dioda
bersi'at
monokromatis
pada beberapa 'rekuensi pada (alur &an"
dibiaskan
sumber $a%a&a LE, den"an karakteristik Emittin"
iode9
cladding 1
Pada
sempit1 Pada per$obaan ini di"unakan
8Li"%t
pembiasan1
Bukum
Ketika
$a%a&a
n1 sin θ 1=n2 sin θ2
sepenu%n&a, karena masi% (u"a meman$ar
LE
dan
suatu
saat,
sepan(an"
$a%a&a
pertemuan
akan kedua
medium1 Pada keadaan ini, sudut datin"
pada
disebut sudut kritis 8F$91 0ika diberikan
umumn&a seba"ai berikut
sudut datan" &an" lebi% besar daripada
*1 Umumn&a memakai kabel serat optik
sudut kritis, maka $a%a&a tidak akan
multimode1 <1 Sirkit lebi% seder%ana1 1 Bar"an&a lebi% mura%1 61 ?a%a&a &an" dipan$arkan LE bersi'at
dibiaskan, namun dipantulkan kembali ke dalam pantulan
tidak ko%eren &an" akan men&ebabkan
core1
internal
reflection91
dispersi $%romati$ se%in""a LE %an&a
Pemantulan total
Seperti
ini
disebut
8total
internal
ditun(ukkan
pada
"ambar di ba/a% ini
$o$ok untuk transmisi data den"an bit rate renda% sampai sedan" 8Untuk komunikasi berke$epatan C <-- MbDs91 21 a&a keluaran optik LE adala% .- .*- d;m1 LE memiliki lebar spe$tral 8spe$tral /idt%9
-=2-
nm
pada
pan(an"
"elomban" 32- nm dan 2-=*2- nm
:ambar <1 Pemantulan dan Pembiasan
pada pan(an" "elomban" **- nm1
Fisika, FST, UNAIR
3
TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK
Pantulan internal total ini &an"
etektor
Optik
atau
p%otodetektor
di"unakan dalam memandu "elomban"
disebut seba"ai penerima1 P%otodetektor
$a%a&a dalam serat optik1
ber'un"si men"uba% sin&al optik atau $a%a&a
Detekt!r Otik
men(adi
sin&al listrik1 Karena
peran"kat ini berada di u(un" depan dari penerima optik maka p%otodetektor %arus memiliki kiner(a &an" tin""i1
Set.up Eksperimen transmisi sin&al melalui
METODE PENELITIAN
serat optik diperli%atkan pada "ambar 61 esain pentransmisian sin&al melalui serat optik ditun(ukkan melalui skema pada "ambar 1
:ambar 61 Setup Eksperimen Transmisi :ambar 1 esain Transmisi Sin&al Melalui
Sin&al Melalui Serat Optik1
Serat Optik1 Pada per$obaan ini di"unakan ba%an dan
Prinsip
peralatan seba"ai berikut laser diode,
Sumber $a%a&a LE &an" 'rekuensin&a
osiloskop dual tra$e, sin&al "enerator dan
diatur
detektor optik1
di"unakan adala%
den"an
men""unakan
signal
generator dan diamati melalui 'rekuensi ker(a
untuk
seperti
sin&al
melalui serat optik adala% seba"ai berikut1
LE, serat optik, kabel.kabel pen"%ubun",
Prinsip
pentransmisian
modulator
memodulasi
pen"uat
biasa
&an"
meter, dile/atkan melalui serat optik &an"
$a%a&a
kemudian
den"an
ditan"kap
te"an"an is&arat masukan akan memodulasi
detektor
tersebut
optik1
Basil
ole% detektor tersebut diamati den"an
LE akan
men""unakan
beruba%.uba% sesuai is&arat masukan1
Fisika, FST, UNAIR
ole%
8$a%a&a9
'rekuensi transmisi sin&al &an" diterima
te"an"an keluaran pada beban 8LE9, se%in""a intensitas $a%a&a
sin&al
meter1
4
osiloskop
dan
'rekuensi
TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK
;erdasarkan eksperimen ini, akan
Se%in""a
dapat
diamati
sin&al
&an"
diamati kesesuaian antara 'rekuensi sin&al
di%asilkan pada la&ar osiloskop1 Selain itu,
&an" dikirim dan 'rekuensi &an" diterima
dapat diamati pula 'rekuensi sin&al &an"
pada sistem transmisi sin&al men""unakan
dikirim dan 'rekuensi sin&al &an" diterima
serat optik metode modulasi lan"sun" serta
pada 'rekuensi
menentukan $akupan 'rekuensi pada s&stem
dikirim ole% si"nal "enerator di$atat dan
transmisi sin&al tersebut1 Sin&al tidak dapat
dibandin"kan
ber"erak sendiri1 Untuk itu perlu suatu tool
diterima ole% detektor pada u(un" serat
a"ar sin&al dapat berpinda%, pemberian
optik1 Basil eksperimen transmisi sin&al
tool ini dimaksudkan mempermuda% sin&al
melalui serat optik berupa data 'rekuensi
berpinda% dari satu sumber ke sumber lain1
&an" dikirim ole% sumber $a%a&a dan
Alat bantu 8tool$ &an" biasan&a di"unakan
diterima ole% detektor1 !aktor kesesuaian
iala% teknik modulasi1
'rekuensi &an" dikirim dan &an" diterima
Sistem modulasi lan"sun" pada
meter1 !rekuensi
den"an
'rekuensi
&an"
&an"
adala% sebesar 2G 8H @ -1-291 Untuk
sumber $a%a&a LE dilakukan den"an $ara
men"eta%ui kesesuaian tersebut, data %asil
men"uba%.uba% 'rekuensi &an" diberikan
eksperimen 8lampiran <9 diu(i den"an
pada sumber $a%a&a LE sesuai den"an
men""unakan u(i = T sampel berpasan"an1
in'ormasi &an" dikirimkan se%in""a dapat
Untuk mempermuda% pen"u(ian di"unakan
mempen"aru%i intensitas sumber $a%a&a
alat bantu &aitu den"an men""unakan
&an" di%asilkan1
pro"ram SPSS 8Statistical Package for the Social Sciences9 &an" merupakan pro"ram komputer &an"
dipakai
%asilnn&a ada pada lampiran <1 Bipotesis dilakukan
u(i
&an"
% - Tidak ada
berupa sin&al sinusoidal keluaran sin&al
masukan dan 'rekuensi keluaran
pada
osiloskop
dan
masukan pada
$%annel
masukan
te"an"an
% * Ada perbedaan 'rekuensi masukan dan
sin&al
'rekuensi keluaran
keluaran
Atau dapat dituliskan den"an
detektor ke masukan $%annel * osiloskop1
Fisika, FST, UNAIR
perbedaan 'rekuensi
<
modulasi pada modulator optik kemudian men"%ubun"kan
di"unakan
meliputi
den"an
memberikan masukan te"an"an listrik &an"
"enerator
analisa
statistika 5471 Proses pen"ola%an data dan
PEM(AHASAN
Eksperimen
untuk
5
TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK
% - Jinput @Joutput
% * Jinput Joutput
KESIMPULAN
% - berarti ba%/a selisi% sebenarn&a dari kedua 'rekuensi sama den"an nol1 Yan" artin&a 'rekuensi masukan sesuai den"an
'rekuensi
keluaran,
;erdasarkan
&an"
%asil
eksperimen
dan
pemba%asan &an" tela% di(elaskan, maka
menun(ukkan ba%/a serat optik dapat
dapat
mentransmisikan sin&al den"an baik1
disimpulkan
sin"lemode
Pen"ambilan keputusan B o diterima
dapat
ba%/a
serat
di"unakan
optik untuk
menstransmisi sin&al optis dalam ran"e
(ika, P H den"an H @ -,-21 en"an
sekitar <- B) sampai +1--- B)1
men""unakan pro"am SPSS u(i T sample berpasan"an diperole% %asil P-&alue dari u(i.t berpasan"an 'rekuensi sin&al &an" dikirim dan &an" diterima adala% sebesar -1*+ &aitu lebi% besar dari -1-21 Maka
DATAR PUSTAKA
dapat disimpulkan ba%/a B o ITERIMA1 Bal ini berarti ba%/a 'rekuensi masukan sesuai den"an 'rekuensi keluaran, &an" 5*7 ?risp, 0o%n dan ;arr& Elliot1 <--31
menun(ukkan ba%/a serat optik dapat
Serat Optik' Sebuah Pengantar 1 disi
mentransmisikan sin&al den"an baik1
ketiga1 0akarta Erlan""a1 5<7 Palais, 0osep% ?1 Pengenalan Sistem
;atas 'rekuensi transmisi sin&al
)omunikasi Serat Optik 1 57 Au)ai&1 <--31 Analisis
pada serat optik pada eksperimen ini terdapat pada 'rekuensi +--- B), lebi%
Po/er1
dari 'rekuensi tersebut detektor optik pada
0akarta !T UI1 567 Kro%n, 1 A1 !iber Optic Sensor,
keluaran serat optik tidak bisa mendeteksi
fundamental ands application, * rd
se$ara tepat karena an"ka &an" ditun(ukkan pada detektor selalu beruba%.uba%, %al ini
8ISA Ne/ York 9 <---1 527 Okta#ianto Utomo Sis/anto, !nalisis
ter(adi karena komponen elektronik pada
Perhitungan +ugi-rugi pada Serat
piranti
modulator
%an&a
Optik 547 Earl R1 ;abbie, !red Balle&, 0eanne
dapat
mentransmisikan sin&al sebesar +--- B)1
aino, !d&entures in social research data analysis using SPSS ../ for 0indo1s 2olume , Pine !or"e Press, <--
Fisika, FST, UNAIR
6
TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK
La$iran * Ana#isis *1 U(i istribusi Normal
Fisika, FST, UNAIR
7
TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK
One+Sa$#e K!#$!,!r!-+S$irn!- Test
input
output
'rekuensi
'rekuensi
N Normal Parametersa,,b
Mean Std1 e#iation
*+3
*+3
<4-21-2-3
<4-31-3**
<+++1443<2 <+3-41+<<
Most Etreme
Absolute
1<43
1<43
i''eren$es
Positi#e
1<43
1<43
Ne"ati#e
.1*3+
.1*3+
13
13
1---
1---
Kolmo"oro#.Smirno# As&mp1 Si"1 8<.tailed9 a1 Test distribution is Normal1 b1 ?al$ulated 'rom data1
<1 U(i Komparasi 8 U(i T sampel berpasan"an9
Paire" Sa$#es %!rre#ati!ns
N Pair * input 'rekuensi
*+3
output 'rekuensi
Fisika, FST, UNAIR
?orrelation
8
*1---
Si"1 1---
TRANSMISI SINYAL MELALUI SERAT OPTIK
Paired Samples Test Paired i''eren$es +2G ?on'iden$e
Mean Pair *
input 'rekuensi .
Std1
Std1
Inter#al o' t%e
e#iatio
Error
i''eren$e
n
Mean
Lo/er
Si"1 8<. t
d'
Upper
.1--- 6<146-*6 1--- .+1--4- <1+624+ .*1---
*+
output 'rekuensi
P./
Fisika, FST, UNAIR
9
tailed9 1*+
