Sistem Komunikasi Wireless Optik Jarak Jauh dan Jarak Dekat

Berdasarkan jarak yang ditempuh, sistem transmisi wireless optik dapat dibedakan menjadi jarak jauh dan jarak dekat. Kedua jenis sistem ini memiliki dasar yang sama hanya memiliki perbedaan mendasar antara lain pada rugi-rugi atmosfer. Rugi-rugi atmosfer ini memiliki pengaruh yang kecil untuk sistem jarak dekat bahkan tidak memberikan pengaruh untuk sistem indoor. Power budget hampir seluruhnya ditentukan oleh daya pancar transmitter, free space loss, dan sensitivitas penerima.

a.Sistem Komunikasi Wireless Optik Jarak Jauh

Komunikasi wireless optik akan sangat dipengaruhi oleh redaman atmosfer dan fading pada jarak yang relatif jauh, misalnya 500 meter. Sistem transmisi jarak jauh harus memiliki system power budget yang baik untuk menjamin transmisi error free khususnya apabila sistem ini akan menggunakan transmisi kecepatan tinggi. Hal ini dapat dicapai dengan mengatur konfigurasi masing-masing komponen yaitu pemancar, jalur propagasi dan penerima. Untuk menghasilkan power budget yang baik, sistem jarak jauh dapat menggunakan semikonduktor laser 3B yang dapat menghasilkan daya pancar sekitar 100 mW (+20 dBm). Standart safety merekomendasikan bahwa sistem tersebut harus ditempatkan sehingga pancaran tidak dapat diganggu ataupun dilihat langsung oleh manusia. Sumber dengan daya pancar yang lebih lemah dapat digunakan dengan menambahkan erbium doped fiber amplifier (EDFA) untuk menghasilkan daya di penerima yang sama.

Power budget yang baik menghendaki rugi-rugi propagasi keseluruhan yang minimal sehingga sistem jarak jauh mengharuskan terbentuknya jalur line of sight antara pemancar dan penerima. Sensitivitas penerima merupakan salah satu faktor penting dalam sistem jarak jauh dalam menentukan power budget. APD banyak digunakan pada sistem jarak jauh karena memiliki sensitivitas yang lebih baik dibandingkan dengan PIN photodiode serta dapat mencapai jarak yang lebih jauh lagi. Sistem komunikasi optik jarak jauh sangat ditentukan oleh rugi-rugi atmosfer sepanjang jalur propagasi yang terdiri dari free space loss, clear air absorption, hamburan dan pembiasan. Free space loss menunjukkan perbandingan daya yang dipancarkan terhadap daya yang diterima pada apertur penerima. Clear air absorption adalah proses kenaikan window transmisi dengan rugi-rugi rendah yang berpusat pada panjang gelombang 850 nm, 1300 nm, dan 1550 nm. Proses ini identik dengan absorption loss pada fiber optic sehingga perangkat optoelektronik yang sama dapat digunakan.

Hamburan dan pembiasan antara lain diakibatkan oleh hujan, kabut, dan yang memberikan efek redaman terhadap daya yang dipancarkan. Performa komunikasi optik terburuk terjadi pada musim dingin karena meratanya hujan, kabut, dan salju yang tinggi. Kendala lain yang muncul link wireless optik jarak jauh dengan pemancar dan penerima yang diletakkan pada bangunan yang tinggi adalah goncangan bangunan yang diakibatkan oleh angin atau gempa yang dapat mempengaruhi pancaran. Masalah ini dapat diatasi dengan dua macam cara yang berbeda yaitu beam divergence dan active tracking. Dengan beam divergensi, berkas pancar disebar sehingga ketika tiba di link penerima, beam ini membentuk kerucut optic yang cukup besar. Bergantung pada desain produk, pada umumnya penyebaran berkas mencapai sudut 3-6 miliradian dan memiliki diameter 3-6 meter setelah menempuh jarak 1 kilometer. Bila penerima terletak pada pusat pancaran, penyebaran tersebut dapat berkompromi dengan error.

b. Sistem Komunikasi Wireless Optik Jarak Dekat

Sistem jarak dekat memilki prinsip yang sama dengan sistem jarak jauh akan tetapi memiliki parameter-parameter yang berbeda dalam penentuan kinerja sistem. Sistem jarak dekat ini biasanya memiliki jarak antara pemancar dan penerima kurang dari 500 meter. Berdasarkan tempat propagasi, sistem transmisi optic pada jarak dekat dapat dibedakan menjadi komunikasi indoor dan outdoor.

1 Sistem Komunikasi Wireless Optik Outdoor

Sistem jarak dekat outdoor dapat digunakan untuk menyampaikan link kapasitas tinggi antara bangunan yang berdekatan, dengan memanfaatkan pemancar kelas 3B yang berdaya tinggi sehingga power budget yang baik dapat diterapkan. Kekomplekan sistem keseluruhan dan biaya yang diperlukan untuk sistem jarak dekat jauh lebih kecil dibandingkan sistem jarak jauh karena tidak memerlukan automatic aligment dan tracking. Hal ini disebabkan sistem jarak dekat memiliki rugi-rugi yang lebih kecil sehingga lebih toleran terhadap berkas pancar yang lebih lebar.

klasifikasi eye safety untuk pemancar sumber titik.jpg


2 Sistem Komunikasi Wireless Optik Indoor

Komunikasi pada sistem indoor dapat dibentuk antara perangkat komunikasi portabel seperti laptop, personal digital assistants ataupun telepon portable dengan base station yang biasanya terhubung ke jaringan lain melalui komputer. Sistem indoor memiliki prinsip yang tidak jauh berbeda dengan sistem outdoor akan tetapi pada prakteknya desain sistem ini sangat berbeda. Sistem ini harus memenuhi eye safety kelas 1 pada tabel yang sudah diberikan di atas sehingga sumber optik yang digunakan sebagian besar adalah LED. Penggunaan laser pada sistem indoor memiliki kesulitan untuk menghasilkan power budget yang baikl karena tidak dapat menggunakan daya pancar yang tinggi. Sistem indoor menghasilkan performa yang lebih baik dengan menggunakan LED sebagai sumber cahaya karena dapat memancarkan daya yang lebih tinggi dan masih tetap dalam daerah safety kelas 1. hal ini disebabkan LED bukan merupakan sumber titik sebagaimana laser, LED merupakan sumber yang memiliki area tertentu sehingga apabila dibentuk image di retina mencakup daerah yang luas sehingga daya didifuskan.