4292073 ifiber optic
DESCRIPTION
fgtdsrtgTRANSCRIPT
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.
Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D Muka : 2 drp. 10
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 Decoder
RxGambarajah 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
Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D Muka : 4 drp. 10
Core
Cladding
Coating
215
sinar tuju
Q2 Sinar biasan
pantulanQ1 Q2
sinar 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 )
Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D Muka : 6 drp. 10
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.
Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D Muka : 7 drp. 10
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
Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D Muka : 8 drp. 10
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.
Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D Muka : 9 drp. 10
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
Code No. : B06-02-04-LE2-IS1D Muka : 10 drp. 10
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