The Collector Bahan: Optical Time Domain Reflectometer (OTDR)

Oke gan. Sepertinya saya agak jarang - jarang posting. Mungkin lagi banyak tugas wkwk.Nah supaya tugas - tugas saya juga bisa bermanfaat. Kali ini saya akan upload tugas saya hehe. Oke gan topik tugas saya kali ini berjudul :

OTDR

atau :

Optical Time Domain Reflectometer

atau yang bahasa indonesianya adalah :

Pengukur Pantulan Optik Bebasis Domain Waktu

Nah yang bahasa indonesia diatas ini salah atau bener ya? hehe komen dibawah.

Seperti tugas kuliah pada umumnya, penjelasan dibawah ini mungkin agak kaku, tapi penjelasannya mudah dimengerti kok dan berkaidah EYD hehe.

Gambar 1. OTDR^[2]

1. Nama Alat

Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) adalah alat yang digunakan untuk mengevaluasi dan mengkarakterisasi serat optic termasuk parameter fisis seperti panjang serat, rugi daya (attenuation), dan lokasi penyambungan (connector). OTDR umumnya digunakan dalam sistem telekomunikasi menggunakan serat optik. OTDR juga dapat digunakan untuk sensor serat optic yang memerlukan pengukuran yang sangat panjang seperti struktur jembatan, kereta api,dll.

2. Fungsi

Optical Time Domain Reflectometer memiliki fungsi utama yaitu :

1. Mengukur rugi daya dari ujung ke ujung kabel serat optik.

2. Mengukur rugi daya pantulan yang disebabkan oleh adanya sambungan kabel berupa connector.

3. Mengukur rugi daya akibat splicing atau splice loss yang diakibatkan serat optik yang putus kemudian disambung lagi menggunakan metode splicing.

4. Mengukur dan mengetahui adanya rugi daya dari sumber cahaya (optical source).

5. Mengukur panjang kabel serat optik.

6. Mengetahui adanya sambungan kabel serat optik yang terputus, dan mengukur jarak ujung awal serat optic ke lokasi putus tersebut.

OTDR memiliki fungsi aplikatif atau penerapan yaitu :

1. Perangkat untuk monitoring kondisi fiber optik secara nyata atau real time.

2. Sebagai perangkat tampilan dari sensor fiber optik.

3. Mengetahui daerah persebaran kabel fiber optik.

3. Skema Alat

Gambar 2. Skema alat OTDR

Didalam OTDR terdapat :

1. Sumber Cahaya :

Sumber cahaya pada fiber optic dapat berupa LED maupun Dioda Laser. Namun yang umum digunakan untuk OTDR adalah diode laser

2. Photodetector

Berfungsi untuk mengukur daya atau kuat cahaya. Pada OTDR, cahaya yang diukur dayanya adalah cahaya yang dipantulkan kembali menuju photdetector setelah melewati kabel fiber optik.

3. Coupler

Berfungsi sebagai membuat 2 jalur untuk sumber cahaya dan photodetector menjadi satu jalur sehingga baik cahaya dapat di pancarkan menuju fiber optik dan sekaligus dideteksi.

4. CPU dan Pemroses Sinyal

CPU berfungsi sebagai pengatur antara interface dan sistem program dan juga digunakan

untuk memproses sinyal yang masuk kedalam photodetector untuk dapat dijadikan dalam bentuk grafik Rugi Daya terhadap panjang kabel serat optik dan ditampilkan di dalam display

5. Display

Menampilkan grafik rugi daya terhadap panjang kabel serat optik. Dari grafik ini dapat diketahui karakter serat optik dan fenomena fisis apa saja yang terjadi (splicing,bending,dll)

4. Prinsip Kerja

Prinsip kerja Optical Time Domain Reflectometer adalah dengan mengirimkan pulsa dalam bentuk cahaya ke dalam serat optic yang sedang diuji. Beberapa Cahaya yang dikirimkan ke dalam serat optic akan dipantulkan kembail dikarenakan adanya fenomena penyebaran Rayleigh Scattering dan pemantulan akibat melewati medium yang terdapat perbedaan index bias (Pemantulan Fresnel) seperti medium splicing, connector, dan udara (sambungan putus atau ujung sambungan). Pemantulan Fresnel juga berlaku pada retakan dan bengkokan yang terjadi sepanjang kabel fiber optic.

- Pemantulan Fresnel :

Gambar 3. Gambaran pemantulan fresnel^[3[

Pemantulan ini terjadi ketika cahaya melewati medium yang berbeda sebagian dari gelombang cahaya diteruskan dan sebagian. Koefisien reflesi karena pemantulan fresnel dapat diketahui melalui persamaan :

Gambar 4. Koefisien Pemantulan Fresnel untuk koefisien s^[1]

Gambar 5. Koefisien Pemantulan Fresnel untuk koefisien p^[1]

- Penyebaran Rayleigh Scattering :

Gambar 6. Jenis scattering^[4]

Adalah fenomena tersebanya cahaya ke segala arah baik dikarenakan menabrak atom yang dilewatinya maupun adanya defect(atom bahan lain). Fenomena ini akan semakin besar dengan tingginya frekuensi gelombang elektromagnetik yang menabrak partikel tersebut

Gambar 7. Contoh Hasil OTDR dan Karakteristik Kurva^[5]

Gambar ini adalah contoh dari hasil pengujiian fiber optic dengan menggunakan OTDR. Dari gambar tersebut dapat diketahui adanya konektor sumber, konektor, slpicing,lengkungan, crack, dan ujung kabel serat optic berdasarkan karakteristik kurva pada grafik tersebut.

5. Contoh Aplikasi

MonItoring sturktur jembatan dengan menggunakan OTDR.

Gambar 8. Structural Health Monitoring pada bangunan jembatan menggunakan fiber optik dan OTDR (Lyöri,2007)

Bangunan – bangunan seperti jembatan dapat mengalami kerusakan dikarenakan seringkali dilewati oleh kendaraan – kendaraan besar. Oleh karena itu diperlukan sistem yang dapat mengukur adanya keretakan sekaligus pertambahan panjang atau strain jembatan. Hal tersebut dikarenakan strain dan keretekan adalah awal dari kerusakan yang lebih besar
Fiber optic yang terdistribusi dengan menggunakan OTDR dapat digunakan untuk mengmonitor struktur besar seperti jembatan, rel kereta api, dan bangunan. Sistem sensor fiber optic ini dapat menggunakan OTDR sebagai penerima sinyal dikarenakan OTDR dapat memberikan informasi karakteristik dari setiap titik panjang pada kabel tersebut secara real time. Sehingga dapat dilakukan maintenance lebih awal ketika dideteksi adanya strain atau crack. Strain atau crack dapa diketahui dari adanya rugi daya pada bagian titik dari panjang kabel tersebut.

Gambar 9. Monitoring keadaan jembatan dengan menggunakan OTDR dengan metode pengukurankuasi terdistribusi fiber optik (Kersey,1997a) dalam (Lyöri,2007)

Dengan OTDR sebagai perangkat tampilan sensor fiber optik mikrobending terdistribusi dapat beroperasi pada jangkauan sampai beberapa kilometer dengan efektif(Horiguchi et al,1997) dalam Lyöri(2007). Pinto et al(2006) dalam Lyöri(2007) juga mendemonstarikan sensor perubahan panjang terdistribusi-quasi dengan fiber optik jenis single mode dan OTDR biasa. Rugi daya 9db didapatkan terukur untuk perpubahan panjang 120mm yang sesuai dengan 0,027 dB/mm. Berdasarkan penulis, sistem ini memiliki potensi menjadi jaringan sensor yang lebih besar.

Referensi :

Daftar Pustaka :

- Lyöri, Veijo. (2007). Overview of Fiber Optic Sensor Technologies for Strain/Temperature Sensing Applications in Composite Materials. Doctoral Dissertation of University of Oulu, Faculty of Technology, Department of Electrical and Information Engineering. 1796-2226: 291. http://urn.fi/urn:isbn:9789514287022

Sumber Gambar :

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Fresnel_equations

2. https://id.wikipedia.org/wiki/Optical_time-domain_reflectometer

3. http://www.calctool.org/CALC/phys/optics/reflec_refrac

4. http://nelarinzani.blogspot.com/2014/10/pemecahan-sinyal-scattering_31.html

5. https://toolboom.com/en/articles-and-video/fiber-optic-measurements-otdr-trace-recording-and-analysis/

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Oke gan sekian dari saya dan ada bonus berupa paper tugas saya dalam bentuk pdf yang dapat didownload, silahkan gan :

Terima kasih untuk para pembaca, semoga bermanfaat.