ifiber optic )

TAJUK KEMAHIRAN DAN TAHAP

TEKNOLOGI TELEKOMUNIKASI -TAHAP 2 (SEMESTER 2)

No.DAN TAJUK MODUL M04 – COMMUNICATION LINES & TEST EQUIPMENT

No. DAN TAJUK PENGALAMAN PEMBELAJARAN

LE 1 – COMPILE INSTALLATION INFORMATION

LE 2 – TEST LINE

LE3 – PERFORM CAN EQUIPMENT

OBJEKTIF PRESTASI AKHIRAN / TERMINAL PERFORMANCE OBJECTIVE

PERFORM COMMUNICATION LINE USING WORK ORDER SUPPORTING DOCUMENT SITE PLANS, CHECKLIST, DATABASE, COMMUNICATION TOOLS, WORKPERMIT, REQUISITION FORMS SAFETY EQUIPMENT, TEST INSTRUMENT, FIELD PHONE, TRANSPORTATION, STAFF DUTY ROSTER SAFETY GEAR, CAN EQUIPMENT SO THAT:

1. RELEVANT INSTALLATION IS IDENTIFIED AND VERIFIED, COMPILED AND SUBMITTED TO RESPECTIVE PARTIES ACCORDING TO ESTABLISHED PROCEDURES.

2. THE CABLE IS IDENTIFIED AND CONNECTED, CONNECTOR FABRICATED, TERMINATION POINT IDENTIFIED AND CHECKED ACCORDING TO TECHNICAL AND CONNECTION IS RECORDED TO ESTABLISHED PROCEDURES.

3. THE EQUIPMENT SUPPORT IS IDENTIFIED, MOUNTED, CHECKED AND RECORDED ACCORDING TO SPECIFICATION AND ESTABLISHED PROSEDURES.

210

INSTITUT LATIHAN JABATAN TENAGA MANUSIAKEMENTERIAN SUMBER MANUSIA

MALAYSIA

KERTAS PENERANGAN (B06 – 02- 04 – LE2 – IS1D)

4. THE VOICE EQUIPMENT IS IDENTIFIED, INSTALLED, CONNECTED, TESTED AND DOCUMENTED ACCORDING TO SPECIFICATION AND ESTABLISHED PROSEDURES.

5. THE NON-VOICE EQUIPMENT AND CONNECTION IS IDENTIFIED, CONNECTED TESTED, CONNECTION TESTED AND RECORDED ACCORDING SPECIFICATION AND ESTABLISHED PROCEDURES.

211

ISI KANDUNGAN

LE 2 – TEST LINE

TASK 02.03 – Run telecommunication cable.

TASK 02.04 – Connect cable to termination point

TASK 02.05 – Test lines

No. & TAJUK PENGALAMAN PEMBELAJARAN

LE 2 –Test Line

212

No. & TAJUK TUGASAN TASK 02.05 - Test lines

Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D Muka : 1 drp. 10

TAJUK : PENGENALAN KEPADA GENTIAN OPTIK

TUJUAN :

Kertas penerangan ini menerangkan tentang gentian optik yang perlu diketahui oleh pelajar-pelajar. Dengan mempelajari tentang gentian ini, pelajar akan didedahkan bagaimana cara mengenalpasti jenis-jenis gentian, kebaikan dan kegunaannya.

PENERANGAN :

1.PENGENALAN

1.1 SEJARAH FIBER OPTIK

Cahaya telah mula digunakan untuk perhubungan sejak lebih 100 tahun dahulu lagi. Claude Chappe telah membina telegrafi optik pada tahun 1790an di perancis.

Pada tahun 1870, John Tyndall telah mengkaji dan menemukan kaedah pantulan cahaya dalam beberapa medium. Pada tahun 1962 semiconductor laser telah direka dan pada tahun 1970 Corning Glass Company telah membuat satu implementasi menggunakan pandu gelombang cahaya untuk penghantaran jarak dekat.AT&T dan GTE telah memasang sistem telefoni gentian optik yang membawa data dan maklumat komersial. Sehingga sekarang gentian optik telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang termasuklah komunikasi, industri, pertahanan dan lain-lain.

1.2 GENTIAN OPTIK

Gentian optik merupakan satu jalur yang nipis serta halus dimana ia membenarkan cahaya melaluinya, Gentian optik juga boleh dikatakan sebagai ”circular light pipe”.

Gentian optik berupaya membawa isyarat dan tenaga optik dan ia juga mempunyai beberapa kebaikan serta keburukan yang akan dibincangan kemudian.

Gentian optik tidak membawa isyarat elektrik tetapi ia membawa isyarat cahaya yang sama dengan isyarat elektrik. Pada punca penghantar, isyarat elektrik akan ditukar kepada isyarat cahaya untuk dibawa melalui gentian optik dan pada punca penerima pula, isyarat cahaya akan ditukar kepada isyarat elektrik untuk proses yang selanjutnya.

Pancaran cahaya dalam gentian optik adalah mematuhi Hukum Snell serta fenomena Total Internal Reflection (TIR) yang akan dibincangkan kemudian.


213

1.3 GAMBARAJAH BLOK SISTEM PERHUBUNGAN GENTIAN OPTIK

Tx

Pada bahagian Penghantar (Tx), isyarat analog seperti suara atau video akan ditukarkan dalam bentuk denyut-denyut digital. Denyut digital tadi digunakan untuk memancarkan sumber cahaya dengan pantas secara ”on” dan ”off ”. Sumber cahaya adalah samada Light Emitting Diode (LED) ataupun Injection Laser Diode (ILD). Denyut-denyut cahaya tadi kemudiannya dipancarkan melalui sepanjang kabel optik pada jarak yang jauh.

Pengulang ( Repeater ) merupakan satu alat untuk memastikan isyarat yang dihantar adalah lebih efisien dimana ianya menguatkan isyarat yang lemah antara stesyen.

Pada bahagian Penerima (Rx), terdapat pengesan cahaya (light detector )ataupun photocell. Jenis pengesan cahaya, PIN diode ataupun APD ( avalanche photodiode ) adalah yang biasa digunakan.

Pengesan cahaya bertindak sebagai elemen penerima dan menukarkan isyarat cahaya yang diterima kepada denyut-denyut arus elektrik. Denyut – denyut elektrik tadi dikuatkan dan dijanakan balik dalam bentuk digital dan ditukarkan balik ke isyarat analog didalam decoder tadi dan isyarat asal dapat diterima pada bahagian penerima semula.

1.4 HUKUM SNELL

Hukum Snell menyatakan bahawa kelajuan cahaya adalah berbeza dalam berlainan medium yang lutsinar ( transparent ).

Cahaya bergerak perlahan dalam medium yang indek pembiasannya ( Refraction index) tinggi.

Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D MUKA : 3 drp. 10

Light Detector

DecoderRx

Gambarajah 1: Gambarajah Blok Sistem perhubungan Gentian Optik

214

Coder RepeaterLightSource

Indek pembiasan n , merupakan perbandingan kelajuan cahaya dalam sesuatu medium dengan kelajuan cahaya didalam vacuum.

nmedium = C/Vmedium

dimana c= kelajuan cahaya

v = kelajuan cahaya dalam medium tersebut

Contoh : nudara = 1.0003 , nair = 1.33 , nGlycerin =1.47 , nKaca =1.52.

Hukum Snell menyatakan

n1SinQ1 = n2SinQ2 dimana n1 adalah indeks pembiasan medium 1 Q1 adalah sudut tuju n2 adalah indeks pembiasan medium 2 Q2 adalah sudut biasan

Gambarajah 2

a) Fenomena pembiasan dan b) Fenomena Sudut Kritikal c) Total Index Reflection pantulan

1.4.1 Analisis berkenaan dengan Hukum Snell.

Jika cahaya bergerak dalam medium yang berindek biasan tinggi ke dalam medium yang berindek biasan rendah, sudut biasannya adalah jauh sedikit dari garisan normal dan begitu juga sebaliknya.

1.5 GEOMETRI GENTIAN

Gambarajah 3: Geometri Asas Gentian Optik


Core

Cladding

Coating

215

sinar tuju

Q2 Sinar biasan

pantulanQ1 Q2sinar tuju

Sinar biasan

pantulansinar tuju pantulan

Bahagian tengah gentian dikenali sebagai teras ( core ). Pada bahagian inilah perambatan cahaya berlaku. Perlu diingatkan bahawa teras bukanlah merupakan satu tiub yang kosong, sebenarnya ia merupakan satu bahan yang diperbuat daripada campuran pelbagai bahan seperti silica,pasir ,kaca dan sebagainya untuk membentuk suatu gentian yang mempunyai indek biasan yang tinggi.

Bahagian yang mengelilingi core adalah cladding dimana indek biasannya lebih rendah daripada indeks biasan teras bagi memastikan cahaya senantisa boleh merambat didalam teras tadi dan kedua-dua core dan cladding tadi di saluti dengan ’buffer’ ataupun ’coating’ sebagai pelindung.

1.5.1 Numerical Aperture (NA)

NA merupakan keupayaan cahaya memasuki ruang di dalam sesuatu gentian optik. NA juga menentukan sudut tuju yang basar bagi pancaran cahaya yang memasuki gentian dimana ia juga membenarkan TIR bahagian core-cladding. Dengan erti kata lain, NA juga boleh ditafsirkan sebagai sudut yang membenarkan gentian menerima kemasukan cahaya dan membenarkan ianya merambat dalam teras gentian.

NA = SinQA

NA yang besar merupakan sudut penerimaan cahaya yang lebih besar dan lebih baik manakala NA yang kecil

memerlukan cahaya yang tinggi dalam satu arah sahaja.

NA boleh dinyatakan sebagai

NA = SIN QA

NA = √n2core –n2

cladding

1.5.2 Mod Gentian

Perambatan cahaya dalam gentian optic dengan sudut yang berbeza – beza dikenali sebagai mod perambatan. Mod juga bergantung kepada sudut perambatan cahaya. Mod perambatan dalam gentian optic ditentukan dengan Normalized Frequency Parameter ( V number ). Parameter ini yang dgunakan meliputi diameter teras, panjang gelombang cahaya ( wavelength )yang digunakan juga bukaan numeric ( NA )

V= 2πd ( NA ) / λ dimana d adalah diameter teras

Untuk Step Index fiber, N = V2 / 2

Dan

Untuk Graded Index fiber, N = V2 /4

Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D Muka : 5 drp.10

216

Gambarajah 4: Numerical Aperture (NA )


QA

ACCEPTANCE CONE GENTIAN OPTIK

217

NA boleh dinyatakan sebagai

NA = SIN QA

NA = √n2core –n2

cladding

1.5.2 Mod Gentian

Perambatan cahaya dalam gentian optic dengan sudut yang berbeza – beza dikenali sebagai mod perambatan. Mod juga bergantung kepada sudut perambatan cahaya. Mod perambatan dalam gentian optic ditentukan dengan Normalized Frequency Parameter ( V number ). Parameter ini yang dgunakan meliputi diameter teras, panjang gelombang cahaya ( wavelength )yang digunakan juga bukaan numeric ( NA )

V= 2πd ( NA ) / λ dimana d adalah diameter teras

Untuk Step Index fiber, N = V2 / 2

Dan

Untuk Graded Index fiber, N = V2 /4

Perlu diingatkan, apabila V number bagi step index fiber mencapai 2.405 dengan panjang gelombang diberi, gentian tersebut hanya dapat menampung hanya untuk single mode. Untuk lebih jelas lagi, bila diameter teras dan NA terlalu kecil,hanya satu mod sahaja yang merambat dalam gentian tersebut. Mod tersebut adalah “ Single Mode Fiber “

1.5.3 Jenis-Jenis Gentian Optik

Gentian optik secara amnya diklasifikasikan bergantung kepada indek profail serta dimensinya.

a) Multimode Step Index

Gentian jenis ini banyak digunakan dalam komunikasi dan mempunyai diameter teras diantara 50-100μm dengan indek biasan yang tetap disepanjang teras. Gentian jenis ini mempunyai NA yang besar dan lebih mahal serta diameter yang besar membolehkan ianya senang digunakan. Walaubagaimanapun, ia mempunyai lebarjalur yang terhad dan tidak sesuai untuk perhubungan jarak jauh.

b) Multimode Graded index.

Gentian jenis ini juga mempunyai diameter teras antara 50-100μm dan indek biasan berbeza-beza di sepanjang diameter. Gentian jenis ini mempunyai lebarjalur yang sederhana dan membenarkan perambatan dengan mod yang kurang dan ia mempunyai tahap pengecilan yang rendah.


218

c) Single Mode Fiber.

Gentian jenis ini hanya membenarkan hanya satu jenis perambatan dengan panjang gelombang yang ditetapkan untuk ianya beroperasi. Saiz diameter adalah kecil diantara 4-8μm. Ia mempunya lebar jalur yang terbaik dan penyerakan yang rendah. Gentian jenis ini adalah paling popular digunakan untuk perhubungan rangkaian jarak jauh. Size diameter yang kecil serta fleksibel membolehkan ianya digunakan secara meluas didalam beberapa aplikasi pengesan gentian optik.

JENIS-JENIS KABEL OPTIK


219

1.6 KEBAIKAN KABEL GENTIAN OPTIK

a) Lebarjalur yang besar

Dengan lebarjalur yang besar maka lebih banyak kapasiti maklumat boleh dibawa. Tambahan pula sekarang ini, kebanyakan syarikat telekomunikasi sedang menambah penggunaan perghantaran maklumat secara digital dan dengan lebarjalur yang besar maka ianya membenarkan bit rate yang tinggi dan lebih banyak saluran boleh dibawa dalam satu kabel.

b) Kadar kehilangan (loss ) yang rendah

Dengan kadar kehilangan dan penyerakan yang rendah maka penempatan stesyen pengulang amatlah menjimatkan dimana penggunaan pengulang menelan kos yang tinggi.

c) Size yang kecil dan ringan

Mudah untuk dibuat penyelenggaraan dan kelihatan kemas semasa proses pengkabelan seperti didalm pesawat, bangunan, kenderaan dan sebagainya.

d) Tiada kesan elektromagnet (EMI)

Oleh kerana tiada pengaliran arus elektrik dalam gentian optik maka tidak ada kesan pancaran electromagnet dan boleh melalui kawasan- kawasan bervoltan tinggi.

e) Lebih selamat ( security )

Kabel tidak boleh di ‘tap’ oleh individu-individu yang tidak bertanggungjawab.

f) Fleksibel

Boleh dilaksanakan secara berperingkat-peringkat jika ada penambahbaikan.

1.6.1 Penggunaan Gentian Optik

i. Studio TV digital, yang menggunakan data yang boleh dibawa oleh fiber optik sangat sesuai

dengan keperluan TV digital yang membolehkan ia membawa jutaan bit dalam setiap detiknya.

ii. Jalur bawah laut - Aplikasi dalam bidang ini telah dilakukan dengan menghubungkan Amerika

dan Eropah dengan fiber optik yang berada dibawah laut.

iii. Pengganti satelit - Hal ini dilakukan kerana fiber optik lebih baik dalam menghadapi gangguan-

gangguan dibandingkan komunikasi satelit, yang mempunyai masalah dengan gangguan pada

atmosfera.

iv. Bidang kesihatan, teknologi fiber optik boleh digunakan dalam jenis tertentu dalam

menggunakan operasi laser.


220

v. LAN yang efesien dan berkapasiti tinggi dan besar pada syarikat, hospital, sekolah dan organisasi lainnya yang menggunakan fiber optik secara khusus. Hal ini digunakan untuk mendapatkan data-data komputer seperti video dan suara, yang relatif besar.

1.6.2 3 jenis kedupleksan dalam telekomunikasi ialah

vi. Simpleks – Penghantaran berlaku dalam satu arah sahaja

vii. Half dupleks – Penghantaran data berlaku pada kedua – dua arah tetapi hanya satu arah

sahaja boleh berlaku pada satu masa.

viii. Dupleks – Penghantaran data berlaku pada kedua – dua arah dan boleh berlaku pada masa

yang sama


221

SOALAN

1. Gentian optik _____________________ isyarat elektrik tetapi ia membawa isyarat cahaya yang sama dengan isyarat elektrik.

2. Nyatakan jenis-jenis gentian optik .3. Berikan 3 kebaikan gentian optik.

RUJUKAN

1. Nota Fiber Optik , Kolej Latihan Telekom, 20012. Nota Fiber Optik, In-House Training Adtec Kulim, 2006

222

ifiber optic )

Documents