1

FIBER JOINT

Ref : Keiser, Palais

2

Sambungan

• Sambungan fiber dng fiber :

– Permanen splice

– Tdk permanen konektor

• Parameter redaman sambungan :

– Distribusi daya masukan ke sambungan

– Jarak sumber optik dan sambungan

– Ukuran dan karakteristik ke dua ujung fiber

– Kualitas permukaan ujung fiber

Efisiensi gandengan :

E

commF

M

M

Mcomm : jumlah common mode

ME : jumlah mode di fiber pengemisi

Loss gandengan : FFL log10

3

Distribusi modus berbeda berkas optik memancar dr fiber menghasilkan loss gandengan berbeda

4

Misalignment mekanis

• Jenis misalignment utama :– Separasi longitudinal, terjadi jika fiber memiliki sumbu

sama tetapi memiliki celah s

– Misalignment sudut (angular), terjadi jika dua sumbu membentuk suatu sudut shg permukaan ujung fiber tidak sejajar

– Axial/lateral displacement, terjadi jika kedua sumbu fiber terpisah sejauh d.

• Misaligment paling banyak terjadi : axial displacement

5

Jenis misaligment mekanis

θ

d

a

d

a

(a) Separasi longitudinal

(b) Angular misalignment

(c) Lateral displacement

s

6

Axial/lateral displacement

d

a

d

a

Common core area

2

2

,4

12

arccos2

a

d

a

d

a

d

A

A

F

commstepF

Efisiensi gandengan fiber SI :

7

2

2

2

2

,2

564

12

arccos2

a

d

a

d

a

d

a

d

P

PTgradF

a

dgradF

43

81,

Efisiensi gandengan fiber GI :

Jika d/a < 0,4 :

Efisiensi gandengan SM :

2/

,

Wd

latSM e

W : jari-jari Mode Field

8

Separasi

2

tan

c

Fsa

a

22

2

,424

)14(4

ZZ

ZlongSM

Efek loss jika ujung fiber terpisah sejauh s

Efisiensi gandengan Fiber SI :

θC : sdt kritis fiber

Efisiensi gandengan Fiber SM :

2

22/ WnsZ

9

Angular misalignment

sincossin

sin)cos1(cos

sinsin

)cos1(cos

2

1arcsin

11

1arcsin

11

1

2

1cos

22

22

cc

c

c

c

F

y

p

yyyqppp

322

3

sincos

cos

c

cq

Efisiensi gandengan Fiber SI (mode memancar seragam):

Efisiensi gandengan Fiber SM :2

2

,

Wn

angSM e

10

Perbandingan redaman dr 2 hasil percobaan sumber LED, fiber GI :

(1) a = 50 μm, panjang 1,83 m

(2) a : 55 μm, panjang 20 m

11

Loss berkaitan dgn perbedaan fiber

Perbedaan dimensi dan karakteristik fiber yg disambungkan akan menambah loss gandengan.

utk

Profil indeks bias berbeda :

1

2

2

)( RE

ER

F

ER

ER utk

12

NA berbeda

Fiber (E)

1

0

02

)(E

R

NAF NA

NA

)0()0( ER NANA

)0()0( ER NANA

utk

utk

13

Jari-jari fiber berbeda

1

2

)(E

R

aF a

a ER aa

ER aa utk

utk

14

Penyiapan muka ujung fiber

• Agar cahaya tidak dihamburkan di sambungan, ujung fiber harus dibuat rata, tegak lurus thd sumbu fiber dan halus.

• Teknik Grinding dan polishing:– dpt menghasilkan permukaan fiber yg halus dan tegak lurus sumbu fiber– perlu banyak waktu dan ketrampilan operator.– Diaplikasikan di lingkungan terkendali spt laborat, pabrik.– Tdk cocok utk di lapangan

• Teknik controlled-fracture :– Didasarkan pd cara score-and-break– Fiber dibentangkan diatas permukaan lengkung dan ditarik, selanjutnya

dipotong dng sejenis pisau.– Dihasilkan ujung permukaan yg sangat halus dan tegak lurus sb fiber– Perlu pengendalian curvature dr fiber dan besarnya tarikan.– Jika tidak tepat beberapa crack.

16

• Akibat ketidak tepatan menghasilkan :– Lip

– Rolloff, kondisi sebaliknya dr lip

– Chip, frakcture setempat

– Hakle, ketidak teraturan ujung fiber

– Mist, spt hakle tapi lebih sedikit

– Spiral/step, abrupt change di ujung fiber

– Shattering, akibat fracture tak terkendali dan tak dpt didefinisikan karakteristik permukaannya.

17

Prosedur controlled-fracture penyiapan ujung fiber

Contoh ketidak tepatan pemotongan ujung fiber

18

Fiber splicing

• Teknik splicing :– Fusi : menyatukan kedua ujung fiber secara termal (di-las)

– V-groove : menyatukan kedua ujung fiber dgn lem.

– Tube mechanical splice : pipa terbuat dr bahan elastis

– Loose-tube splice : menggunakan pipa segiempat, lengkungan fiber mengakibatkan pipa berputar menempatkan fiber di salah satu ujung.

– 3-rod : menggunakan 3 tongkat bulat.

19

Fusion splicing

20

Fused splicer active alignment

21

V-groove splicing

22

Elastic tube splicing

23

3-rods splicing

24

Konektor

• Persyaratan konektor yg baik :– Loss gandengan rendah

– Interchangeability/compatibility

– Mudah pemasangan pd fiber

– Sensitifitas lingkungan rendah

– Murah dan konstruksi andal

– Mudah penyambungan (buka-sambung)

• Jenis konektor :– Butt-joint

• Straight sleeve

• Tapered sleeve

– Expanded beam

25

(c )

(a) Straight sleeve (b) Tapered sleeve (c ) Expanded beam

26

Ferrule connector

27

Biconical connector

28

Expanded beam connector

29

Efisiensi gandengan konektor SM fiber :

qu

ffSM eqnn

nn /

31

2

3

2

1,

416

/2

/

/

/

1

sin1sin21

3

2

12

2

2

2

1

22

2

1

222

nk

WW

kWsG

kWdF

Gq

kW

GFGFu

n1 = indeks bias inti

n3 = indeks bias media antar fiber

λ = panjang gel sumber

d = lateral offset

s = longitudinal missaligment

θ = angular missalignment

W1 = 1/e mode-field radius dr fiber kirim

W2 = 1/e mode-field radius dr fiber terima

30

Parts of a Fiber Optic Connector

31

Konektor Multimode Konektor Singlemode

Konektor SFF Konektor FC