13101086 27

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 ALAT DAN BAHAN

Selama melakukan penelitian, terdapat alat dan bahan yang dijadikan

sebagai acuan maupun alat bantu yang terkait dengan proses penelitian. Pada

bagian ini, alat dan bahan yang digunakan selama melakukan penelitian

sebagai berikut :

3.1.1 Alat

Penelitian unjuk kerja transmisi OFDM menggunakan modulasi

optis eksternal dengan deteksi koheren/EM-CD pada sistem RoF ini

menggunakan perangkat keras dan lunak sebagai berikut:

1. PC (personal computer)

2. Sistem Operasi Windows 10

3. Software OptiSystem 14.0.1

3.1.2 Bahan

Bahan yang digunakan selama melakukan penelitan ini

menggunakan literatur berupa buku, paper, jurnal, technical report,

maupun technical solution yang terkait dengan sistem RoF seperti

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers),dan lain-

lain. Literatur digunakan sebagai tinjauan pustaka dan landasan teori

dalam memahami system EM-CD pada sistem OFDM-RoF selama

melakukan penelitian

3.2 FLOWCHART PROSES PENGERJAAN

Diagram pada Gambar 3.1 menjelaskan semua proses yang

berlangsung selama penelitian.

28 13101086

Mulai

Pengumpulan

Data Awal

Perancangan Skema

Transmisi OFDM-RoF

Pengumpulan

Data Simulasi

Analisis Hasil

Simulasi

Kesimpulan

Selesai

Perancangan Skema

Transmisi OFDM-RoF

Perancangan Skema

Transmisi OFDM-RoF

Perancangan Skema

Transmisi OFDM-RoF

Simulasi

Gambar 3.1 Langkah Pelaksanaan Penelitian

Penjelasan dari Flowchart pada gambar 3.1 adalah sebagai berikut :

3.2.1 Pengumpulan Data Awal

Pada tahap pertama diawali dengan pengumpulan data awal

pada beberapa paper dan jurnal terakreditasi yang berhubungan

dengan topic penelitian yang menyangkut sistem OFDM-ROF.

Tujuan utamanya adalah untuk mengetahui dan memahami secara

teoritis sistem dan metode-metode yang terkait dengan penelitian

ini.

13101086 29

3.2.2 Perancangan Skema Transmisi OFDM-RoF

Pada tahapan ini, perancangan model sistem ini meliputi

tentang sistem OFDM-RoF secara umum, dengan model

pendeteksian coherent-detection dalam desain sistem external

modulation. Perancangan akan dilakukan dengan menggunakan

software Optisystem 14.1. Penjelasan mengenai skenario yang akan

digunakan dalam penelitian akan dijelaskan pada tahapan gambar

dibawah ini.

Mulai

Penentuan Parameter Simulasi

Pemodelan Umum EM-CD Sistem OFDM-RoF

Penentuan Parameter Analisis

Selesai

Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Model Sistem

Tahap perancangan sistem ini dimulai dengan pemodelan

sistem OFDM-RoF, meliputi OFDM-Baseband over Fiber, modulasi

M-QAM, dan M-PSK, RTO (RF to optical upconverter), oplical

link, OTR (optical to downconverter) dan OFDM-RoF (transmitter

to receiver), selanjutnya menentukan model EM-CD sistem OFDM-

RoF, meliputi penggunaan optical modulator dan optical laser,

untuk mekanisme upconverter di RTO dan juga penggunaan

photodetector dan local oscillator untuk mekanisme down converter

di RTO. Tahap selanjutnya yaitu menentukan parameter simulasi,

meliputi parameter umum OFDM-RoF, Parameter umum dari model

EM-CD seperti optical modulator, optical laser, dan photodetector.

Tahap terakhir merupakan penentuan parameter analisis dari model

EM-CD sistem OFDM-RoF meliputi parameter OLP (optical launch

power), fiber length, linewidth, EVM (error vector magnitude), SER

(symbol error rate), BER (bit error rate) dan power received.

30 13101086

3.2.3 Simulasi pada OptiSyestem 14.1

Pada tahap ketiga merupakan tahapan tentang proses simulasi

atau implementasi perancangan dengan menggunakan simulator

Optisystem 14.1. Tahapan ini dilakukan input data optical fiber

untuk menentukan karakteristik SMF (single mode fiber) yang

digunakan pada optical link. Perangkat yang digunakan pada bagian

simulasi ini juga menggunakan mapping M-QAM dan M-PSK dan

CW Laser. Pembuatan skripsi ini juga menggunakan metode

eksternal optis dengan variasi frequency, power, linewidth, dan

length.

3.2.4 Pengumpulan data simulasi

Pada pengambilan data ini tidak sama dengan pengambilan

data yang pertama, dimana pada pengambilan data ini yaitu data

hasil dari proses simulasi dengan menggunakan OptiSyestem 14.1

Data hasil dari simulasi berupa grafik daya terima, spektrum sinyal,

dan konstelasi sinyal.

3.2.5 Analisis hasil simulasi

Jika proses simulasi telah selesai, maka kemudian dihasilkan

data dari simulasi tersebut, dan selanjutnya tahap yang akan

dilakukan adalah dengan menganalisis hasil dari simulasi yang

berupa grafik parameter yang akan diamati. Proses analisis dapat

dilakukan dengan mengamati dan membaca grafik.

3.2.6 Membuat kesimpulan dari hasil analisis

Tahap terakhir yang dilakukan adalah dengan membuat

kesimpulan dari hasil analisis yang sudah dilakukan. Kesimpulan

yang didapat dari hasil pengamatan dan perbandingan dari grafik

daya terima, spektrum sinyal, dan konstelasi sinyal.

13101086 31

3.3 DIAGRAM BLOK PERANCANGAN SISTEM

BPRS

GENERATOR

(SOURCE)

M-PSK DAN M-QAM

MODULATOR

OFDM

MODULATOR

POWER

COMBINER/

COUPLER

PHASE

COHEREN

DIRECTIONM-PSK DAN M-

QAM DEMODULATOR

LOCAL

OSCILLATOR

RF OFDM TRANSMITTER

RF OFDM RECEIVER

RF TO OFTICAL CONVERTER

OPTICAL

SOURCE

OPTICAL TO RF

DOWN CONVERTER

RECEIVED

POWER,

CONSTELLASIONAND SPEKTRUM

SIGNAL

OPTICAL

MODULATOR

OPTICAL

MODULATOR

OPTICAL

LINK

OFDM

DEMODULATOR

LOW PASS

FILTER I

LOW PASS

FILTER Q

Gambar. 3.3 Blok diagram model EM-CD Sistem OFDM-RoF

32 13101086

Pada bagian perancangan sistem ini, akan dijelaskan mengenai

pemodelan external modulated-coherent detection sistem OFDM-RoF, yang

terdiri dari RF-OFDM transmitter, RTO (RF to optical up-conventer), optical

link, OTR (optical to RF down-conventer), dan RF-OFDM receiver seperti

digambarkan pada Gambar 3.1. Bagian RF-OFDM terdiri atas PRBS (pseudo

random binary sequence) generator, M-QAM dan M-PSK, OFDM modulator

dan dua low pass filter untuk stage output OFDM. Bagian ini menggunakan 4-

QAM,16 QAM, QPSK, 8PSK dan 16 PSK. OFDM 512 FFT point, dan

LPCROF (low pass cosine roll off filter), dimana output dari RF-OFDM

transmitter ini akan dilewatkan pada RTO untuk mengalami mekanisme up-

conversion(E/O).

Bagian RTO merupakan bagian yang penting pada sistem RoF, penelitian

ini menggunakan LiNb-MZM sebagai optical modulator dan CW laser sebagai

optical laser. Bagian ini menggunakan dua buah LiNb-MZM dimana

percabangan mendapat input dari LPCROF (low pass cosine roll off filter) dan

CW laser dimana output dari masing-masing optical modulator digabung

dengan menggunakan optical power combiner, sebagai sinyal optik yang akan

dilewatkan melalui optical link Bagian RF-OFDM transmitter dan RTO

ditempakan penguatan berupa electrical/optical gain sebagai kompensasi

terhadap gangguan (noise) selama pemrosesan sinyal sebelum dilewatkan

melalui optical link. Bagian optical link terdiri dari SMF (single mode fiber),

optical gain dan optical frequency filter dengan menggunakan loop control

untuk varisasi panjang fiber khususnya pada simulasi. Penelitian ini

menggunakan SMF 28 dan optical Gaussian filter . Sinyal optis dari optical

link kemudian dikirim ke OTR untuk mengalami mek anisme down-conversion

(O/E).

Bagian OTR dikenal dengan sistem optical detector, dan penelitian

menggunakan sistem coherent detection dengan penggunaan empat

photodetector PIN dan APD, phase shifter 900 dan sebuah local oscillator yang

mempunyai frequency dan linewidth yang sama dengan CW laser di RTO,

sebagai bagian penting dari mekanisme coherent detection. Output dari OTR

akan dikirim ke RF-OFDM receiver yang sudah dalam bentuk sinyal elektrik.

Bagian RF-OFDM receiver merupakan sebuah invers dari proses di RF-OFDM

transmitter yang terdiri dari OFDM demodulator untuk demuxtiplexing dan M-

QAM dan M-PSK Modulator untuk mendapat sinyal output, yang kemudian

dapat dilihat kualitas sinyal yang diterima berdasarkan titik titik konstelasi.

13101086 33

3.4 SKENARIO PENELITIAN PARAMETER PERANCANGAN

SISTEM

Pada skenario penelitian ini dimana analisi unjuk kerja transmisi

OFDM menggunakan modulasi eksternal optis dengan deteksi

koheren/EM-CD (External Modulated-Coherent Detection). System RoF

meliputi parameter OLP (optical launch power), fiber length, SER

(symbol error rate), BER (bit error rate), frequency, linewidth, dan

power received. menggunakan software optisystem 14.1.dimana simulasi

ini dilakukan untuk melihat pengaruh daya input terhadap nilai daya

maksimum konstelasi sinyal. Simulasi ini juga dilakukan dengan

memberikan varias modulasi digital yaitu M-QAM dan M-PSK (4

QAM, 16 QAM, QPSK, 8 PSK dan 16 PSK) dimana daya input CW

Laser yaitu 0 dBm dengan variasi panjang fiber 10 km sampai dengan

50 km pada frequency laser 193.1 THz dengan atenuasi 0,2 dB/km dan

menggunakan panjang gelombang 1552 nm Pada penelitian ini hanya

digunakan untuk transmisi downlink saja.

pada penelitian ini Output spectrum sinyal dari komponen

simulasi baik komponen elektris dan optis pada RF transmitter, RF to

optical up-converter, optical link, OTR (optical to down-converter), dan

RF receiver. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran dengan parameter

nilai daya dan linewidth optical laser di RTO dan di coherent detection,

berbanding lurus. Hal tersebut disebabkan karena system yang

digunakan pada penelitian ini adalah bersifat coherent detection Adapun

parameter umum simulasi pada penelitian ini dapat dilihat pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 Parameter Model EM-CD Sistem OFDM-RoF

Parameter Value

Bit Rate 10 Gbps

Modulasi format M-QAM dan M-PSK

Frequency CW Laser 193.1 THz

CW Laser Power 0 dBm

Linewidth 0.15 MHz

OFDM Sub carrier 512

SMF 28 10, 30, 50 km

Attenuation 0.2 dBm/km

Local Oscillator Power -2 dBm

PIN Responsifity 1 A/W

Dispersion 16.75 ps.

34 13101086

3.5 SKEMA JARINGAN PADA M-QAM DAN M-PSK

Gambar 3.4 Skema Jaringan Pada M-QAM

13101086 35

Gambar 3.5 Skema Jaringan pada M-PSK

36 13101086

3.5.1 RF-OFDM Transmitter

Gambar 3.6 Tampilan Simulasi RF OFDM Transmitter

Analisis pada gambar 3.6 pada bagian RF-OFDM

transmitter ini meliputi output dari konstelasi dari QAM sequence

generator menggunakan constellation visualizer, output daya pada

OFDM dan Quadrature Modulator menggunakan Electrical Power

Meter (EPM) dan output spektrum sinyal pada OFDM dan

Quadrature Modulator menggunakan RF spectrum analyser..

3.5.2 RF to Optical Up-Converter (RTO) External Modulated

Gambar 3.7 Tampilan Simulasi RF to Optical UpConverter (RTO)

13101086 37

Gambar 3.7 Meliputi output daya pada CW Laser dan

LiNb-MZ Modulator menggunakan Optical Power Meter (OPM)

dan output spektrum sinyal pada CW Laser dan LiNb-MZ

Modulator menggunakan Optical Spectrum Analyzer (OSA).

3.5.3 Optical Link

Gambar 3.8 Tampilan Simulasi Optical Link

Analisis pada bagian ini meliputi output daya pada Optical

Fiber, Optical Amplifier dan Loop Control menggunakan Optical

Power Meter (OPM) dan output spektrum sinyal pada Optical

Fiber, Optical Amplifier dan Loop Control menggunakan Optical

Spectrum Analyzer (OSA).

3.5.4 Optical to RF Down-Converter (OTR) Coherent Detection

Gambar 3.9 Tampilan Simulasi Optical to RF DownConverter (OTR)

38 13101086

Analisis pada gambar 3.9 bagian ini dengan menggunakan

sistem coherent detection yang artinya tanpa tambahan CW Laser

meliputi output daya pada Photodetector PIN, dan Electrical

Amplifier menggunakan Electrical Power Meter (EPM), dan output

spektrum sinyal pada Photodetector PIN, dan Electrical Amplifier

menggunakan RF Spectrum Analyzer.

3.5.5 RF OFDM Receiver

Gambar 3.10 Tampilan Simulasi RF-OFDM Receiver

Analisis pada bagian RF OFDM Receiver meliputi output

konstelasi sinyalM-QAM dan M-PSK yang diterima menggunakan

Electrical Constellation Visualizer (ECV). Hal tersebut berkaitan

dengan bentuk kontelasi sinyal 4- QAM, 16- QAM, QPSK, 8- PSK

dan 16- PSK untuk variasi modulasi digital di RTO, dan variasi

panjang fiber.