Rise time budget merupakan metoda untuk menentukan batasan dispersi pada saluran transmisi, tujuannya adalah untuk menganalisis kerja sistem secara keseluruhan dan memenuhi kapasitas kanal yang diinginkan. Rise time budget sistem secara keseluruhan diberikan dengan persamaan sebagai berikut : tf = D.σλ. Lsist tsist2 = ttx2 + trx2 + tf2 = Dengan : ttx = Rise time sumber optik(ps)

trx = Rise time detectoroptik(ps)

 

Rise Time Budget

Analisa rise time budget merupakan suatu metode yang mudah untuk mengurangi limitasi / batasan dispersi dari suatu hubungan serat optik. Dalam pendekatan ini, total rise time tsys dari suatu link adalah akar kuadrat dari rise time tiap-tiap kontributor ti terhadap degradasi pulsa rise time :

 ( 8-3 )

Empat elemen dasar yang dapat secara spesifik membatasi kecepatan adalah rise time transmitter ttx , rise time dispersi material tmat dari serat, rise time dispersi modal tmod dari serat dan rise time receiver trx. Pada umumnya, degradasi total transition-time dari suatu hubungan digital tidak boleh lebih dari 70% dari NRZ

( non-return-to-zero ) periode bit atau 35% dari data RZ ( return-to-zero ), dimana satu periode bit didefinisikan sebagai resiprocal dari data rate.

Rise time transmitter dapat dianggap berasal dari sumber cahaya dan rangkaian pembangkitnya. Hasil rise time receiver diperoleh dari respons photodetector dan bandwidth elektrik 3-dB pada ujung-ujung depan receiver. Respon dari ujung-ujung receiver dapat dirumuskan oleh filter lowpass derajat satu yang memiliki fungsi step :

dimana Brx adalah bandwidth elektrik 3-dB dan u(t) sebagai fungsi unit step yang harganya 1 untuk  dan 0 untuk t < 0. Rise time trx dari receiver biasanya didefinisikan sebagai interval waktu antara   dan  . Karena itu, jika Brx diberikan dalam satuan megaHertz, maka rise time ujung depan receiver dalam satuan nanodetik adalah :

 (8-4 )

Untuk serat-serat multimode, rise timenya tergantung pada dispersi modal dan material. Analisisnya lebih rumit, karena merupakan fungsi dari panjang serat, tipe dari sumber optik yang digunakan dan panjang gelombang yang beroperasi.

Dalam prakteknya, hubungan serat optik jarang terdiri dari suatu serat yang kontinu dan terpisah. Kesulitan dalam memperkirakan bandwidth dari suatu seri dari serat-serat yang dihubungkan dalam satu rangkaian muncul dari observasi bahwa total rute bandwidth dapat merupakan fungsi dari derajat dimana serat-serat digabungkan.

Dari pengalaman lapangan praktek telah ditemukan bahwa bandwidth BM dalam suatu hubungan dengan panjang L dapat dinyatakan dalam suatu perkiraan yang masuk akal oleh hubungan empiris :

 ( 8-5 )

dimana parameter q memiliki range antara 0.5 dan 1, dan B0 adalah bandwidth dari panjang kabel 1-km. Harga q = 0.5 menandakan percampuran mode kecil. Berdasarkan percobaan, perkiraan masuk akal adalah q = 0.7.

Pernyataan lain untuk BM berdasarkan pembentukan kurva dari data eksperimental adalah :

 ( 8-6 )

dimana parameter q memiliki range antara 0.5 ( penambahan secara kuadrat ) dan 1 ( penambahan secara linier ) dan Bn adalah bandwidth pada bagian serat ke-n. Oleh karena itu, persamaan ( 8-6 ) dapat dituliskan :

 ( 8-7 )

dimana   adalah pelebaran pulsa yang terjadi melalui bagian N kabel dimana pelebaran pulsa individual diberikan oleh tn.

Pernyataan empiris ketiga diberikan oleh Eve untuk pelebaran pulsa dalam hubungan yang terikat dengan N serat adalah :

 ( 8-8 )

dimana rpk adalah koefisien korelasi antara serat ke-p dan ke-k. Magnitudenya diharapkan berada pada range antara 0 dan 1 untuk percampuran mode kecil dan kuat.

Kini kita perlu mencari hubungan antara rise time dari serat dan bandwidth 3-dB. Untuk itu kita menggunakan variasi pernyataan yang diturunkan dari Midwinter. Kita misalkan daya optik muncul dari serat memiliki respon gaussian sementara dengan persamaan :

 ( 8-9 )

dimana  adalah lebar pulsa rms / rata-rata.

Transformasi Fourier dari fungsi diatas adalah :

 ( 8-10 )

Dari persamaan ( 8-9 ) waktu   dibutuhkan agar pulsa dapat mencapai setengah nilai maksimumnya, yang mana, waktu yang dibutuhkan untuk memiliki :

 ( 8-11 )

diberikan oleh :

   ( 8-12 )

Jika kita mendefinisikan waktu   sebagai lebar penuh dari pulsa pada setengah nilai maksimumnya, maka :

 ( 8-13 )

Bandwidth optik 3-dB B3-dB didefinisikan sebagai frekuensi modulasi   pada saat tenaga optik yang diterima turun sampai 0.5 dari nilai frekuensi zero. Karena itu, dari persamaan ( 8-10 ) dan ( 8-13 ) dapat kita simpulkan bahwa hubungan antara rise time lebar penuh pada setengah maksimum   dan bandwidth optik 3-dB sebagai :

 ( 8-14 )

Dengan menggunakan persamaan ( 8-5 ) untuk bandwidth optik 3-dB dari hubungan serat dan membiarkan   menjadi rise time yang dihasilkan dari dispersi modal, maka dari persamaan ( 8-14 ) :

 ( 8-15 )

Jika tmod dinyatakan dalam satuan nanodetik dan BM dalam satuan megaHertz, maka :

 ( 8-16 )

Dengan mensubstitusikan persamaan ( 3-20 ), ( 8-4 ) dan ( 8-16 ) ke persamaan ( 8-3 ) maka didapatkan :

 ( 8-17 )

dimana semua waktu dalam satuan nanodetik,   adalah lebar spektral dari sumber optik dan Dmat adalah faktor dispersi material dari serat dalam satuan nanodetik per nanometer per kilometer. Dalam daerah 800 – 900 nm, harga Dmat sekitar 0.07 ns/(nm.km), sedangkan untuk daerah 1300 nm dapat diabaikan.A

nalisis rise-time budget sangat tepatuntuk menentukan batas dispersi sebuahlink serat optik, khusus dalam sistemdigital