laporan skripsi analisis unjuk kerja pada modulasi...

14
LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI DIGITAL DENGAN MODULASI OPTIS EKSTERNAL DENGAN DETEKSI KOHEREN PADA SISTEM BASEBAND OVER FIBER PERFORMANCE ANLYSIS OF DIGITAL MODULATION USING OPTICAL EXTERNAL MODULATION WITH COHERENT DETECTION ON BASEBAND OVER FIBER Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Telekomunikasi Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto Disusun oleh : IRMA SUSANTI SITUMORANG 13101086 PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM PURWOKERTO 2017

Upload: others

Post on 15-Dec-2020

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

LAPORAN SKRIPSI

ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI DIGITAL DENGAN

MODULASI OPTIS EKSTERNAL DENGAN DETEKSI KOHEREN

PADA SISTEM BASEBAND OVER FIBER

PERFORMANCE ANLYSIS OF DIGITAL MODULATION USING

OPTICAL EXTERNAL MODULATION WITH COHERENT DETECTION

ON BASEBAND OVER FIBER

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana

Teknik Program Studi Teknik Telekomunikasi

Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto

Disusun oleh :

IRMA SUSANTI SITUMORANG

13101086

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

PURWOKERTO

2017

Page 2: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

i

LAPORAN SKRIPSI

ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI DIGITAL DENGAN

MODULASI OPTIS EKSTERNAL DENGAN DETEKSI KOHEREN

PADA SISTEM BASEBAND OVER FIBER

PERFORMANCE ANLYSIS OF DIGITAL MODULATION USING

OPTICAL EXTERNAL MODULATION WITH COHERENT DETECTION

ON BASEBAND OVER FIBER

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana

Teknik Program Studi Teknik Telekomunikasi

Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto

Disusun oleh :

IRMA SUSANTI SITUMORANG

13101086

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

PURWOKERTO

2017

Page 3: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

ii

Page 4: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

iii

Page 5: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

v

Page 6: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

vi

Page 7: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN............................................................. ......... iii

KATA PENGANTAR. ................................................................................ iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN AKADEMIS ..................v

ABSTRAK ................................................................................................ vi

ABSTRACT .............................................................................................. vii

DAFTAR ISI ............................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................xiv

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG ............................................................ . 1

1.2. RUMUSAN MASALAH ................................................... ..... 2

1.3. BATASAN MASALAH ..................................................... ...... 2

1.4. TUJUAN PENULISAN......................................... .. ...................3

1.5. MANFAAT PENULISAN ....................................................... 3

1.6. METODOLOGI PENELITIAN .............................................. . 4

1.7. SISTEMATIKA PENULISAN ...................................... . ...........4

BAB II DASAR TEORI

2.1. SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK ............................... 5

2.1.1. Kelebihan dari Penggunaan Serat Optik............................ 5

2.1.2. Kekurangan dari Penggunaan Serat Optik.........................6

2.1.3. Jenis-Jenis Serat Optik............................ ......................... 5

2.2. RADIO OVER FIBER ..... ..... ......................................................8

2.2.1 Konfigurasi Radio Over Fiber ....................................... 10

2.2.2.1 Baseband Over Fiber .......................................... 10

2.2.2.2 IF- Over Fiber .................................................... 10

2.2.2.3 RF-Over Fiber .................................................... 11

2.2.2 Kelebihan RoF............................................................... 12

2.2.3 Kekurangan RoF............................................................ 13

2.3.ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING

.................................................................................... .................... 11

2.3.1. Prinsip Kerja OFDM...................................................... 13

2.3.2. Kelebihan OFDM............................ .............................. 15

2.3.3. Kekurangan OFDM............................ ........................... 17

2.4. MODULASI DIGITAL ............................... ......................... 17

2.4.1. Modulasi 4 QAM............................ ............................... 18

Page 8: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

ix

2.4.2. Modusi 16 QAM ............................ ............................... 18

2.4.3. Modusi QPSK .............................................................. 19

2.4.4. Modusi 8 PSK ............................ .................................. 20

2.4.5. Modusi 16 PSK ............................ ................................ 21

2.5. OPTICAL COHERENT DETECTION ............................... . 21

2.6. PENERIMA OPTIK ............................... .............................. 22

2.7. EXTTERNAL MODULATION............................... ............... 23

2.8 LIGTH AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF

RADIATION............................... .................................................. 24

2.8.1. CW Laser ............................ ......................................... 25

2.8.2. Linewidth............................ .......................................... 25

2.9. LOW PASS COSINE FILTER ............................... .............. 25

2.10. KONSTELASI SINYAL ............................... ..................... 26

2.11. OPTISYSTEM 14.1 ............................... ............................. 26

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. ALAT DAN BAHAN .......................................................... 27

3.1.1 Alat ............................ ................................................... 27

3.1.2.Bahan............................ ................................................. 27

3.2.FLOWCHART PROSES PENGERJAAN ............................... 27

3.2.1. Pengumpulan Data Awal ............................ .................. 28

3.2.2. Perancangan Skema Transmisi OFDM-RoF................... 29

3.2.3. Simulasi pada OptiSysytem 14.1 ............................ ....... 29

3.2.3. Pengumpulan Data Simulasi ............................ ............. 29

3.2.3. Analisis Hasil Simulasi ............................ ..................... 29

3.2.3. Kesimpulan dari Hasil Analisis ............................ ......... 29

3.3.DIAGRAM BLOK PERANCANGAN SISTEM .................... 27

3.2.SKENARIO PENELITIAN PARAMETER PERANCANGAN

SISTEM ....................................................................................... 27

3.2.SKEMA JARINGAN PADA M-QAM DAN M-PSK .............. 27

3.2.3. RF-OFDM Transmitter ............................ ..................... 29

3.2.3. RF-to Optical Up-Converter ............................ ............. 29

3.2.3. Optical to RF-Down Converter ............................ ......... 29

3.2.3. RF-OFDM Receiver ............................ ......................... 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. PENGARUH JENIS MODULASI TERHADAP SISTEM OFDM-

ROF .............................................................................................. 39

4.1.1. Modulasi 4 QAM ......................................................... 39

4.1.2. Modulasi 16 QAM ...................................................... 43

4.1.3. Modulasi QPSK .......................................................... 47

4.1.4. ModulasI 8 PSK .......................................................... 51

4.1.5. Modulasi 16 PSK ........................................................ 55

Page 9: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

x

4.2. PENGARUH PANJANG FIBER TERHADAP KONSTELASI

SINYAL ...................................................................................... 60

4.2.1. Modulasi 4 QAM ......................................................... 60

4.2.2. Modulasi 16 QAM ...................................................... 60

4.2.3. Modulasi QPSK .......................................................... 61

4.2.4. ModulasI 8 PSK .......................................................... 62

4.2.5. Modulasi 16 PSK ........................................................ 63

4.3. ANALISIS PERBANDINGAN JENIS MODULASI TERHADAP

SISTEM OFDM-ROF ................................................................. 64

4.4.ANALISIS PERBANDINGAN ANJANG FIBER TERHADAP

KONSTELASI SINYAL ............................................................ 70

4.5.ANALISIS PERBANDINGAN VARIASI MODULASI DAN

PANJANG FIBER TERHADAP DAYA TERIMA ..................... 72

BAB V PENUTUP

5.1. KESIMPULAN ...................................................................... 77

5.2. SARAN ................................................................................ 78

DAFTAR PUSTAKA ............................................................... ................ 79

Page 10: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Serat Optik .................................................................... 6

Gambar 2.2 Konsep Radio Over Fiber ............................................................ 8

Gambar 2.3 Arsitektur Jaringan Radio Over Fiber .......................................... 9

Gambar 2.4 Skema Pentransmisian Sinyal Radio Pada RoF ............................ 9

Gambar 2.5 Transmisi Sinyal Baseband Over Fiber ..................................... 10

Gambar 2.6 Transmisi Sinyal IF-Over Fiber .................................................. 10

Gambar 2.7 Transmisi Sinyal RF-Over Fiber ............................................... 11

Gambar 2.8 Rof Secara Umum ...................................................................... 11

Gambar 2.9 Diagram Blok Sistem OFDM ..................................................... 13

Gambar 2.10 Perbandingan Singlecarrier dan Multicarrier ........................... 15

Gambar 2.11 Frequency Selective Fading ...................................................... 15

Gambar 2.12 Konstelasi Sinyal 4 QAM ......................................................... 18

Gambar 2.13 Blok Diagram Pemancar 16 QAM ............................................ 18

Gambar 2.14 Konstelasi 16 QAM .................................................................. 19

Gambar 2.15 Blok Diagram Pemancar QPSK ................................................ 19

Gambar 2.16 Konstelasi Sinyal 8 PSK ........................................................... 20

Gambar 2.17 Skema Optical Coherent Detection........................................... 21

Gambar 2.18 MZM (Mach Zehnder Modulator) ............................................ 23

Gambar 2.19 Struktur Dasar LASER ............................................................. 24

Gambar 3.1 Langkah Pelaksanaan Penelitian ............................................... 28

Gambar 3.2 Diagaram Alir Perancangan Model Sistem ................................ 29

Gambar 3.3 Bolk Diagram Model EM-CD Sistem OFDM-RoF .................... 31

Gambar 3.4 Skema Jaringan Pada M-QAM ................................................. 34

Gambar 3.5 Skema Jarinngan Pada M-PSK .................................................. 35

Gambar 3.6 Tampila Simulasi RF OFDM Transmitter ................................. 36

Gambar 3.7 Tampilan Simulasi RF To Optical Upconverter .......................... 36

Gambar 3.8 Tampilan Simulasi Optical Link ................................................ 37

Gambar 3.9 Tampilan Simulasi Optical To RF Downconverter .................... 38

Gambar 3.10 Tampilan Simulasi RF Receiver .............................................. 38

Gambar 4.1 Konselasi Sinyal Input 4 QAM ................................................... 39

Gambar 4.2 Spectrum Analyzer pada RF-Transmitter 4 QAM ....................... 40

Gambar 4.3 Spectrum Analyzer pada Optical Fiber 4 QAM .......................... 41

Gambar 4.4 Sepectrum Analyzer pada Loop Contol 4 QAM .......................... 42

Gambar 4.5 Spectrum Analyzer pada Photodetector PIN 4 QAM................... 42

Page 11: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

xii

Gambar 4.6 Spectrum Analyzer pada Subsystem 4 QAM ............................... 43

Gambar 4.7 Konselasi Sinyal Input 16 QAM ................................................. 44

Gambar 4.8 Spectrum Analyzer pada RF-Transmitter 16 QAM ...................... 44

Gambar 4.9 Spectrum Analyzer pada Optical Fiber16 QAM ......................... 45

Gambar 4.10 Sepectrum Analyzer pada Loop Contol 16 QAM ..................... 46

Gambar 4.11 Spectrum Analyzer pada Photodetector PIN 16 QAM............... 47

Gambar 4.12 Spectrum Analyzer pada Subsystem 16 QAM ......................... 48

Gambar 4.13 Konselasi Sinyal Input QPSK ................................................... 48

Gambar 4.14 Spectrum Analyzer pada RF-Transmitter QPSK ...................... 49

Gambar 4.15 Spectrum Analyzer pada Optical Fiber QPSK........................... 50

Gambar 4.16 Sepectrum Analyzer pada Loop Contol QPSK........................... 51

Gambar 4.17 Spectrum Analyzer pada Photodetector PIN QPSK ................... 51

Gambar 4.18 Spectrum Analyzer pada Subsysytem QPSK .............................. 52

Gambar 4.19 Konselasi Sinyal Input 8 PSK ................................................... 53

Gambar 4.20 Spectrum Analyzer pada RF-Transmitter 8 PSK ...................... 53

Gambar 4.21 Spectrum Analyzer pada Optical Fiber 8 PSK .......................... 54

Gambar 4.22 Sepectrum Analyzer pada Loop Contol 8 PSK .......................... 55

Gambar 4.23 Spectrum Analyzer pada Photodetector PIN 8 PSK................... 56

Gambar 4.24 Spectrum Analyzer pada Subsysytem 8 PSK .............................. 56

Gambar 4.25 Konselasi Sinyal Input 16 PSK ................................................ 57

Gambar 4.26 Spectrum Analyzer pada RF-Transmitter 16 PSK .................... 58

Gambar 4.27 Spectrum Analyzer pada Optical Fiber 16 PSK......................... 59

Gambar 4.28 Sepectrum Analyzer pada Loop Contol 16 PSK ........................ 60

Gambar 4.29 Spectrum Analyzer pada Photodetector PIN 16 PSK ................. 60

Gambar 4.30 Spectrum Analyzer pada Subsysytem 16 PSK ............................ 61

Gambar 4.31 perbandingan pengaruh modulasi terhadap spectrum analyzer RF

Transmitter ................................................................................................... 66

Gambar 4.32 perbandingan pengaruh modulasi terhadap spectrum analyzer Fiber

length ........................................................................................................... 67

Gambar 4.33 perbandingan pengaruh modulasi terhadap spectrum analyzer Loop

Control ......................................................................................................... 68

Gambar 4.34 perbandingan pengaruh modulasi terhadap spectrum analyzer

Photodetoctor PIN ........................................................................................ 69

Gambar 4.35 perbandingan pengaruh modulasi terhadap spectrum analyzer

Subsystem .................................................................................................... 70

Gambar 4.36 Grafik Nilai Pada Length Fiber Dengan Variasi Modulasi dan

Panjang Fiber ............................................................................................... 74

Page 12: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

xiii

Gambar 4.37 Grafik Nilai Pada Loop Control Dengan Variasi Modulasi dan

Panjang Fiber ................................................................................................ 75

Gambar 4.38 grafik nilai pada koheren dengan variasi modulasi dan panjang fiber

..................................................................................................................... 75

Gambar 4.39 grafik nilai pada subsystem dengan variasi modulasi dan panjang

fiber............................................................................................................... 76

Page 13: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Parameter Model EM-CD Sistem OFDM-RoF ............................... 33

Tabel 4.1 Output Sinyal Konstelasi 4 QAM ................................................... 62

Tabel 4.2 Output Sinyal Konstelasi 16 QAM ................................................. 63

Tabel 4.3 Output Sinyal Konstelasi QPSK ..................................................... 64

Tabel 4.4 Output Sinyal Konstelasi 8 PSK ..................................................... 64

Tabel 4.5 Output Sinyal Konstelas16 PSK ..................................................... 65

Tabel 4.6 Perbandingan Konstelasi Sinyal Terhadap Panjang Fiber ............... 72

Tabel 4.7 nilai daya output bagian optikal link pada variasi modulasi dan panajng

fiber............................................................................................................... 73

Tabel 4.8 Nilai Daya output bagian optical to down-converter pada variasi

modulasi dan panjang fiber ........................................................................... 75

Tabel 4.9 Nilai Daya output bagian RF-Receiver pada variasi modulasi dan

panjang fiber ................................................................................................ 76

Page 14: LAPORAN SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA PADA MODULASI …repository.ittelkom-pwt.ac.id/85/8/cover.pdf · modulasi optis eksternal dengan deteksi koheren pada sistem baseband over fiber

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Spectrum Analyzer 4 QAM pada Panjang Fiber 30 km .............. L-1

Lampiran 2 Spectrum Analyzer 16 QAM pada Panjang Fiber 30 km ............ L-2

Lampiran 3 Spectrum Analyzer QPSK pada Panjang Fiber 30 km ................ L-3

Lampiran 4 Spectrum Analyzer 8 PSK pada Panjang Fiber 30 km ................ L-4

Lampiran 5 Spectrum Analyzer 16 PSK pada Panjang Fiber 30 km ............. L-5

Lampiran 6 Spectrum Analyzer 4 QAM pada Panjang Fiber 30 km .............. L-6

Lampiran 7 Spectrum Analyzer 16 QAM pada Panjang Fiber 30 km ............ L-7

Lampiran 8 Spectrum Analyzer QPSK pada Panjang Fiber 30 km ................ L-8

Lampiran 9 Spectrum Analyzer 8 PSK pada Panjang Fiber 30 km ............... L-9

Lampiran 10 Spectrum Analyzer 16 PSK pada Panjang Fiber 30 km .......... L-10