English 
简体中文 
繁體中文 
Русский 
Español 
Deutsch 
Français 
Português 
Italiano 
Türkçe 
Polski 
Nederlands 
日本語 
한국어 
Bahasa Indonesia 
Bahasa Melayu 
العربية 
हिन्दी 
Tiếng Việt 
ภาษาไทย 
বাংলা 
اردو 
Kiswahili 
Oʻzbekcha 
አማርኛ 
فارسی Rumus dan contoh perhitungan
Hitungan sebuah link serat optik muat dalam satu halaman: desibel, redaman, parameter panduan yang menentukan single-mode atau multimode, dispersi, link budget, refleksi, konversi waktu menjadi jarak oleh OTDR, latensi, dan mekanika lengkungan serta tegangan tarik. Setiap rumus disertai contoh perhitungan menggunakan angka dari lembar ringkas.
Desibel dan daya
| Rumus | Arti |
|---|---|
| P [dBm] = 10 · log₁₀ (P [mW] / 1 mW) | daya absolut; 0 dBm = 1 mW |
| P [mW] = 10^(P [dBm] / 10) | kembali ke miliwatt |
| Redaman [dB] = P_in [dBm] − P_out [dBm] | rasio yang dinyatakan dalam desibel; rasio = 10^(redaman / 10) |
| P_total [dBm] = 10 · log₁₀ Σ 10^(P_i / 10) | daya dijumlahkan dalam miliwatt, tidak pernah dalam dBm |
| 3 dB ≈ × 2; 10 dB = × 10; 1 dB ≈ 26 %; 0,1 dB ≈ 2,3 % | hitungan cepat di kepala |
Contoh: pemancar pada −8,2 dBm melewati redaman 6,2 dB tiba pada −14,4 dBm = 0,036 mW. Dua kanal DWDM masing-masing −3 dBm bertotal 0 dBm, bukan −6 dBm.
Redaman
| Rumus | Arti |
|---|---|
| α [dB/km] = (10 / L) · log₁₀ (P_in / P_out) | koefisien redaman dari pengukuran cutback atau OTDR |
| α(λ₂) / α(λ₁) ≈ (λ₁ / λ₂)⁴ | hamburan Rayleigh menurun dengan pangkat empat panjang gelombang |
| A_total = α · L + N_c · L_c + N_s · L_s + L_components | redaman seluruh infrastruktur: serat optik, pasangan konektor, sambungan, splitter, dan filter |
Contoh: (1310 / 1550)⁴ = 0,51, sehingga 0,33 dB/km pada 1310 nm berskala menjadi 0,17 dB/km hamburan pada 1550 nm; absorpsi menambahkan sisanya hingga mencapai 0,19 dB/km yang sesungguhnya (Redaman & jendela).
Parameter pandu gelombang: apertur numerik, V-number, mode, panjang gelombang potong, mode field
| Rumus | Arti |
|---|---|
| NA = √(n₁² − n₂²) = n₀ · sin θ_max | apertur numerik dari indeks inti dan cladding |
| V = 2π · a · NA / λ | frekuensi ternormalisasi untuk radius inti a |
| single-mode ketika V < 2,405 | di atas nilai itu, grup mode kedua ikut merambat |
| λ_c = 2π · a · NA / 2,405 | panjang gelombang potong |
| N_modes ≈ V² / 2 (step index), ≈ V² / 4 (graded index) | jumlah mode yang terpandu pada serat optik multimode |
| w / a ≈ 0,65 + 1,619 · V^−1,5 + 2,879 · V^−6 | aproksimasi Marcuse; MFD = 2 · w |
Contoh: n₁ = 1,4675, n₂ = 1,4625 → NA = √(2,1536 − 2,1389) = 0,121. Dengan a = 4,1 µm dan NA = 0,12, panjang gelombang potongnya adalah λ_c = 2π · 4,1 · 0,12 / 2,405 = 1,285 µm — single-mode pada 1310 nm ke atas. Pada 1310 nm, V = 2,36 dan w / a = 1,113, sehingga MFD-nya 9,1 µm. Serat optik multimode 50 µm dengan NA 0,20 pada 850 nm memiliki V = 37 dan sekitar 340 mode terpandu (Cara cahaya merambat).
Dispersi
| Rumus | Arti |
|---|---|
| Δτ = D · L · Δλ | pelebaran pulsa kromatik, dengan D diambil sebagai nilai absolut: D dalam ps/(nm·km), L dalam km, lebar sumber Δλ dalam nm |
| L_max = CD_tolerance / D | jangkauan yang dibatasi dispersi dari toleransi transceiver (D sebagai nilai absolut) |
| D(λ) = (S₀ / 4) · (λ − λ₀⁴ / λ³) | dispersi serat optik G.652 dari panjang gelombang dispersi-nol λ₀ dan kemiringan S₀ |
| DGD_mean = PMD_coef · √L | dispersi mode-polarisasi tumbuh dengan akar kuadrat panjang |
| DGD_max ≈ 3 · DGD_mean | kasus terburuk yang jarang terjadi namun harus tetap dapat ditangani sistem |
| BW_link = EMB / L | bandwidth modal sebuah link multimode dari peringkat MHz·km serat optik |
Contoh: laser DFB dengan Δλ = 0,1 nm sepanjang 80 km G.652 (D = 17) melebar sebesar 136 ps — dapat diterima untuk 10G; laser Fabry-Pérot dengan Δλ = 1 nm melebar sebesar 1 360 ps dan tidak dapat membawa 10G sejauh itu. Modul 10G yang mentolerir 1 600 ps/nm menjangkau 1 600 / 17 = 94 km pada G.652. Dengan λ₀ = 1310 nm dan S₀ = 0,086 ps/(nm²·km): D(1550) = 0,0215 · (1550 − 790,8) = 16,3 ps/(nm·km). Serat optik dengan 0,1 ps/√km sepanjang 400 km memiliki DGD_mean = 2 ps; dengan batas 10 ps untuk 10G, jangkauannya adalah (10 / 0,1)² = 10 000 km, tetapi serat optik tahun 1980-an pada 1 ps/√km hanya mengizinkan (10 / 1)² = 100 km. OM3 (2 000 MHz·km) sepanjang 300 m memberikan bandwidth modal 6,7 GHz (Dispersi & bandwidth).
Link budget
| Rumus | Arti |
|---|---|
| PB = P_tx,min − P_rx,sensitivity | budget daya pasangan transceiver |
| Redaman = α · L + N_c · L_c + N_s · L_s + L_components + penalti | semua yang diambil oleh infrastruktur dan fisika |
| Margin = PB − Redaman ≥ 3 dB | aturan desainnya; minimum 2 dB pada link pendek yang terdokumentasi baik |
| P_rx,max = P_tx,max − Redaman_min ≤ P_overload | pemeriksaan overload pada link pendek |
| L_splitter = 10 · log₁₀ N + kelebihan (0,5–1,5 dB) | redaman splitter ideal ditambah kelebihan |
Contoh: 10GBASE-LR, luncuran minimum −8,2 dBm, sensitivitas −14,4 dBm → PB = 6,2 dB. Link 10 km dengan 4 pasang konektor dan 4 sambungan: 10 · 0,35 + 4 · 0,3 + 4 · 0,05 + penalti 0,5 = 5,4 dB → margin 0,8 dB, terlalu kecil; ukur infrastrukturnya atau gunakan ER. Modul 10GBASE-ER pada +4 dBm pada link 2 km dengan redaman 1,5 dB menghantarkan +2,5 dBm ke penerima yang diperingkat untuk overload −1 dBm — dibutuhkan atenuator 5 dB. Splitter 1:32 meredam 15,05 + 1,5 = 16,5 dB (Link budget).
Refleksi
| Rumus | Arti |
|---|---|
| R = ((n₁ − n₂) / (n₁ + n₂))² | refleksi Fresnel pada perubahan indeks |
| Reflektansi [dB] = 10 · log₁₀ R | negatif untuk fraksi di bawah 1 |
| R_event = K_τ + 10 · log₁₀ (10^(H/5) − 1) | reflektansi OTDR dari tinggi lonjakan H di atas hamburan balik dan koefisien hamburan balik K_τ |
| K_τ = K_1ns + 10 · log₁₀ (τ / 1 ns) | koefisien hamburan balik untuk lebar pulsa yang digunakan |
| ORL [dB] = −10 · log₁₀ Σ 10^(R_i / 10) | return loss link dari reflektansi setiap event-nya dan dasar Rayleigh |
Contoh: kaca ke udara, n = 1,468 → R = 0,0359 → −14,4 dB. Pada 1550 nm, K_1ns = −82 dB; dengan pulsa 1 µs, K = −52 dB; lonjakan H = 3 dB memberikan R = −52 + 10 · log₁₀(2,98) = −47,3 dB. Link dengan event pada −50 dan −35 dB serta dasar Rayleigh −32 dB menghasilkan 10⁻⁵ + 3,2 · 10⁻⁴ + 6,3 · 10⁻⁴ = 9,6 · 10⁻⁴ → ORL = 30,2 dB (Refleksi & return loss).
OTDR
| Rumus | Arti |
|---|---|
| d = c · t / (2 · n) | jarak dari waktu round-trip dengan indeks grup n |
| Δd / d = Δn / n | kesalahan jarak akibat kesalahan indeks |
| resolusi ≈ c · τ / (2 · n) ≈ 0,1 m per ns pulsa | panjang spasial pulsa, batas dasar zona mati event |
| L_reach ≈ (DR − 6 dB − Σ redaman event) / α | jangkauan yang dapat digunakan dari rentang dinamis |
| L_fibre = L_cable · (1 + EFL) + Σ slack | panjang serat optik vs panjang kabel dan rute |
Contoh: pantulan setelah 100 µs dengan n = 1,468 berjarak 10,22 km; kesalahan indeks 0,0015 menggeser jarak sebesar 0,1 % (10 m). Pulsa 100 ns memiliki panjang 10 m di dalam serat optik. OTDR dengan rentang dinamis 40 dB pada link dengan redaman event 3 dB menjangkau (40 − 6 − 3) / 0,2 = 155 km pada 1550 nm. Kabel 10 km dengan kelebihan panjang serat optik 0,3 % dan delapan closure yang masing-masing menyimpan 20 m berisi 10,19 km serat optik (Membaca trace OTDR).
Latensi dan panjang
| Rumus | Arti |
|---|---|
| t = L · n / c = 4,9 µs per km | tundaan propagasi satu arah di dalam serat optik |
| RTT = 2 · t | round trip |
| Δt_PTP ≈ ΔL · 2,45 ns per m | kesalahan pewaktuan akibat asimetri panjang ΔL antara dua serat optik dalam satu pasangan (setengah dari selisih tundaan satu arah) |
Contoh: 100 km adalah 490 µs satu arah dan 0,98 ms round trip; selisih panjang 10 m antara serat optik dalam satu pasangan menggeser waktu PTP sekitar 25 ns (Karakterisasi serat optik).
Mekanika
| Rumus | Arti |
|---|---|
| ε_bend = r / R | regangan pada sisi luar lengkungan: radius kaca r = 62,5 µm, radius lengkung R |
| ε = F / (E · A) | regangan akibat tegangan tarik: E = 72 GPa, A = π · (62,5 µm)² = 1,23 · 10⁻⁸ m² |
| kelendutan ≈ w · S² / (8 · T) | kelendutan parabolik sebuah bentang udara: berat per meter w, bentang S, tegangan T |
Contoh: R = 15 mm memberikan regangan 0,42 %, R = 30 mm memberikan 0,21 % — aturan 20 % dari uji tarik. Uji tarik pada regangan 1 % setara dengan 8,8 N pada serat optik telanjang, itulah sebabnya kabel yang menahan tegangan tarik, bukan serat optiknya. Bentang 100 m dari kabel 1,5 N/m pada tegangan 2 000 N melendut 0,94 m (Keandalan & penuaan, Instalasi).
Penghitungan perencanaan
| Rumus | Arti |
|---|---|
| N_fibres = dibulatkan ke atas ke kelipatan 12 dari (sirkuit · serat optik per sirkuit · faktor pertumbuhan) | jumlah serat optik sebuah kabel |
| N_titik sambungan ≈ L / panjang haspel − 1 + entry | sambungan di tengah rute dari panjang haspel ditambah entry gedung |
| Cadangan = N_fibres − yang terpakai ≥ 25 % | aturan praktis untuk cadangan |
Contoh: 20 sirkuit dupleks dengan faktor pertumbuhan 2 membutuhkan 80 serat optik → kabel 96-serat. Rute 30 km dengan haspel 4 km membutuhkan 7 titik sambungan di tengah rute ditambah dua entry gedung (Topologi jaringan serat optik).
Di CodingBox
Dua input dari setiap perhitungan budget berasal dari memori modul: daya pancar minimum dan maksimumnya serta sensitivitas dan overload penerimanya, ditambah nilai Tx dan Rx yang aktif setelah link menyala. CodingBox membacanya sehingga rumus-rumus di atas dimulai dari modul yang ada di tangan Anda, bukan dari datasheet generik (Check transceiver, DDM di aplikasi, Satuan & konversi).