ISSN(p): 2338-8323  | ISSN(e): 2459-9638
Analisis Perbandingan Kinerja Sistem Radio Over Fiber Modulasi Optik Langsung dan Eksternal

## FEBRIZAL UJANG, AINUL YAKIN
Jurusan Teknik Elektro, Universitas Riau, Pekanbaru Email : febrizal@eng.unri.ac.id
Received 17 Januari 2023 | Revised 7 Februari 2023 | Accepted 13 Februari 2023

## ABSTRAK
Radio  Over  Fiber  (ROF)  adalah  sistem  komunikasi  yang  digunakan  untuk mentransmisikan  sinyal  radio  frequency  (RF)  melalui  serat  optik.  Kapasitas  dan mobilitas jaringan akses  dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan  sistem  ROF. Modulasi  sinyal  optik  dapat  dilakukan  dengan  teknik  modulasi  optik  langsung maupun modulasi optik eksternal. Dalam jurnal ini dilakukan perbandingan kinerja dari kedua teknik modulasi optik tersebut. Input sinyal RF yang digunakan adalah sinyal  RF  termodulasi  4-QAM,  16-QAM,  dan  64-QAM  dengan  frekuensi  60  GHz. Hasil  simulasi  menunjukkan  bahwa  dispersi  kromatik  menyebabkan  terjadinya penurunan daya yang sangat besar pada sinyal RF yang diterima secara berulang. Pada  sistem  ROF  modulasi  optik  langsung  dengan  input  berupa  sinyal  RF termodulasi 4-QAM, 16-QAM, dan 64-QAM terjadi penurunan daya pada panjang fiber yang sama yaitu pada Panjang fiber 1 dan 3 km. Pada sistem ROF modulasi optik  eksternal  terjadi  penurunan  daya  pada  titik  yang  sama  yaitu  pada  pada panjang fiber 1 dan 3 km.
Kata kunci : Dispersi, Modulasi Langsung, Modulasi Eksternal, QAM, ROF

## ABSTRACT
Radio  Over  Fiber  (ROF)  is  a  communication  system  used  to  transmit  radio frequency (RF) signals through optical fiber. The capacity and mobility of access networks can be increased by utilizing ROF systems. Modulation of optical signals can  be  done  with  direct  optical  modulation  techniques  or  external  optical modulation.  In  this  journal,  the  performance  of  the  two  optical  modulation techniques is compared. The input RF signals used are 4-QAM, 16-QAM, and 64- QAM  modulated  RF  signals  with  a  frequency  of  60  GHz.  The  simulation  results show that chromatic dispersion causes a very large power decrease in the received RF signal repeatedly. In the direct optical modulation ROF system with input in the form of 4-QAM, 16-QAM, and 64-QAM modulated RF signals, there is a decrease in  power  at  the  same  fiber  length,  namely  at  1  and  3  km  fiber  length.  In  the external optical modulation ROF system, there is a decrease in power at the same point, namely at a fiber length of 1 and 3 km.
Keywords : Dispersion, Direct Modulation, External modulation, QAM, ROF

## 1. PENDAHULUAN
Kebutuhan akan layanan komunikasi nirkabel terus meningkat. Menurut perkiraan tim Global Technology,  Media  and  Telecom  (GTMT),  jumlahnya  global  pengguna  ponsel  diperkirakan mencapai 7,6 miliar pada tahun 2020, naik 41% dari 5,4 miliar pengguna pada tahun 2011. Dengan kata lain, penetrasi pengguna nirkabel akan mendekati 99% dari populasi global pada tahun  2020,  naik  dari  87%  pada  tahun  2011 (Fernando,  2014). Alasan  peningkatan permintaan ini ada dua. Pertama, ada peningkatan berkelanjutan dalam jumlah pelanggan. Kedua,  permintaan bandwidth  dari  sebagian  besar  pelanggan  ini  juga  menunjukkan peningkatan yang pesat, bahkan lebih tinggi dari peningkatan jumlah pelanggan. Peningkatan kebutuhan bandwidth  pelanggan  disebabkan  oleh  hadirnya  ponsel  cerdas  dan  tablet  yang memungkinkan  layanan  multimedi.  Infrastruktur  jaringan  seharusnya  memberikan  solusi kecepatan  data  tinggi  yang  hemat  biaya,  dan  ada  di  mana-mana,  untuk  sejumlah  besar pengguna  seluler.  Persyaratan  ini,  bagaimanapun,  tidak  selalu  dituntut  secara  seragam  di sepanjang jaringan (Purwaningsih, dkk, 2018) . Semakin panjang jarak antara pemancar dan penerima nirkabel maka bit rate yang dapat didukung oleh kanal akan semakin berkurang. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk memperpendek kanal nirkabel adalah dengan memperbanyak  jumlah  titik  akses  radio (Zheng,  2008) .  Titik  akses  radio  biasanya dihubungkan menggunakan kanal microwave point-to-point (Agrawal, 2010) . Jika jumlah titik akses radio terlalu banyak, maka menghubungkan titik akses radio menggunakan kanal microwave menjadi tidak efektif. Teknologi Radio over Fiber (ROF) dapat digunakan sebagai pengganti  kanal microwave  point-to-point (Fernando,  2014)  (Singh,  dkk,  2017) .  ROF adalah  teknik  dimana  sinyal radio  frequency  (RF)  ditransmisikan  melalui  fiber  optik  untuk menyediakan  layanan  komunikasi  nirkabel.  Sistem  ROF  direalisasikan  dengan  memodulasi sinyal  optik oleh  sinyal  RF  dari jaringan  nirkabel.  Adapun  arsitektur  sistem  ROF  sederhana dapat dilihat pada Gambar 1 (Fernando, 2014) . dimana sinyal RF dari central office (CO) pertama-tama  merambat  melalui  fiber  optik radio  access  point  (RAP)  dan  kemudian menjangkau  pengguna  melalui  saluran  nirkabel.  Modulasi  sinyal  optik  oleh  sinyal  RF  dapat dilakukan pada bagian amplitudo maupun fasa dari sinyal optik. Modulasi optik pada bagian amplitudo dikenal dengan intensity modulation (IM) (Ma, dkk, 2007) , sedangkan modulasi fasa  dikenal  dengan coherent  modulation (Clark  &  Atlas,  2009)(Kikuchi,  2010). Demodulasi sinyal IM dilakukan dengan metode direct detection (DD), sedangkan demodulasi dari  coherent  modulation  dikenal  dengan coherent  detection  ( Joseph  &  Prince,  2014) (Andrikogiannopoulos, 2006) .
Gambar 1. Arsitektur Sistem ROF Sederhana (Fernando, 2014)
Teknik  modulasi  Radio  Frequency  (RF)  yang  saat  ini  banyak  dikembangkan  adalah  teknik modulasi Quadrature Amplitude Modulation (QAM). QAM dapat digunakan untuk memperoleh data rate yang tinggi pada bandwidth yang terbatas dan dapat diimplementasikan pada sistem Radio over Fiber (ROF) (Ali & Rhaif, 2020) . Penelitian tentang sistem Radio Over Fiber (ROF) modulasi langsung dan eksternal ini sudah pernah dilakukan oleh peneliti sebelumnya yaitu (Munshid, dkk, 2018) , Performance analysis of Radio over Fiber system using Direct and External Modulation Schemes (Kathpal & Garg, 2017) , Design And Simulation Of External Modulation Technique Based Radio Over Fiber (RoF) Communication System (Minshid, dkk, 2017) dan sebagainya. Adapun perbedaan dari penelitian sebelumnya ialah perancangan dari sistem ROF yang telah dibuat, dengan proses pentransmisian suatu sinyal dimana terdapat proses modulasi dan  demodulasi, pada penelitian  sebelumnya membandingkan  kinerja  dari Phase  modulation  (PM)  modulasi  secara  langsung  dan  eksternal (Munshid,  dkk,  2018). sedangkan  pada  penelitian  ini  membandingkan  kinerja  dari  modulasi  optik  langsung  dan eksternal menggunakan modulasi Quadrature Amplitude Modulation (QAM), desain sistem dan komponen yang digunakan lebih sedikit, murah dan dalam performansinya yang dihasilkan juga lebih baik.

## 2. METODE

## 2.1 Modulasi RF-Optik
Modulasi sinyal pembawa optik oleh sinyal RF dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan memodulasi langsung sumber optik (yang dapat berupa dioda laser (LD) atau dioda pemancar cahaya (LED) (Christalia, dkk, 2020) ) atau dengan modulasi eksternal dari sinyal optik yang telah  dibangkitkan  sebelumnya.  Kedua  teknik  tersebut  dapat  digunakan untuk  memodulasi amplitudo  (intensitas  atau  daya)  dan  fase  pembawa  optik (Fernando,  2014)  (Agrawal, 2010) .

## 2.1.1 Modulasi Intensitas Langsung
Skema modulasi saluran Radio Over Fiber (ROF) dengan modulasi intensitas (IM) langsung dapat  dilihat  pada  Gambar  2.  Pada  IM  langsung,  arus  penggerak  LD  diubah-ubah  secara langsung sesuai dengan sinyal RF pemodulasi sehingga intensitas cahaya yang dihasilkan akan berubah-ubah  mengikuti  sinyal  RF pemodulasi.  Teknik  ini  menghasilkan  pembangkitan  dan modulasi cahaya yang terjadi dalam satu langkah. Metode ini sangat sederhana, kuat, dan murah (Fernando, 2014) .
Laser Dioda photodetector Fiber link RF in RF Out Bias Current Bias Tee

## Gambar 2. Skema ROF Direct Intensity Modulation (Fernando, 2014)

## 2.1.2 Modulasi Intensitas Eksternal
Skema modulasi saluran Radio Over Fiber (ROF) dengan IM external ditunjukkan pada Gambar 3.  Pada  IM  external,  LD  di- drive  oleh  arus  bias  konstan  sehingga  menghasilkan  keluaran cahaya  gelombang  kontinyu  (CW).  Intensitas  dari  gelombang  CW  ini  kemudian  dimodulasi menggunakan external  optical  modulator  (EOM) (Aji  &  Priyadarshini,  2018) (Singh,
2017) . Modulasi eksternal memberikan sejumlah keuntungan, oleh karena itu untuk aplikasi saluran optik dengan kinerja tinggi lebih baik jika menggunakan modulasi eksternal. Modulator eksternal  yang  paling  banyak  digunakan  adalah Mach-Zehnder  interferometer  (MZI),  dan electroabsorption modulator (EAM) (Fernando, 2014) .
Laser Dioda EOM photodetector Fiber link RF in RF Out Gambar 3. Skema ROF External Intensity Modulation (Fernando, 2014)

## 2.2 Pemodelan Sistem ROF
Pemodelan  sistem Radio  Over  Fiber  (ROF)  dalam  jurnal  ini  dilakukan  secara  simulasi menggunakan software OptiSystem 7.0 dengan rangkaian simulasi seperti yang dilihat pada Gambar  4  dan  Gambar  5.  Rangkaian  simulasi  terdiri  atas Pseudo-Random  Bit  Sequence Generator, Directly Modulated Laser Measured, QAM modulator, Optical Fiber, Photodetector PIN,  Band  Pass  Bessel  Filter,  Optical  Spectrum  Analyzer,  2  buah  RF  Spectrum  Analyzer, Oscilloscope Visualizer, dan Electrical Power Meter, Quadrature Modulator, 3R generator, BER Analyzer dan Eye Diagram Analyzer Untuk modulasi optik langsung sedangkan pada rangkaian modulasi  eksternal  terdiri  dari Pseudo-Random  Bit  Sequence  Generator,  Mach-Zehnder Modulator, QAM modulator, Optical Fiber, Photodetector PIN, Band Pass Bessel Filter, Optical Spectrum Analyzer, 2 buah RF Spectrum Analyzer, Oscilloscope Visualizer, dan Electrical Power Meter, Quadrature Modulator, 3R generator, BER Analyzer dan Eye Diagram Analyzer.
Gambar 4. Rangkaian ROF Modulasi Langsung dengan Input Sinyal RF Termodulasi QAM
Gambar 5. Rangkaian ROF Modulasi Eksternal dengan Input Sinyal RF Termodulasi QAM
Untuk mendapatkan kecepatan transfer data yang tinggi, diperlukan bandwidth yang lebar. Hal ini bisa diperoleh jika menggunakan sinyal RF pada frekuensi gelombang milimeter (antara 30 sampai  300 GHz). Pada rentang  frekuensi  tersebut, sinyal RF  dengan frekuensi  60  GHz memberikan beberapa kelebihan yaitu: (Insua, 2010).
1. Bandwidth Broadband yang tidak berlisensi (7 GHz)
2. Mempunyai pathloss dan penyerapan oksigen yang tinggi sehingga membatasi area yang kecil tanpa dinding. Hal ini memberikan keamanan yang tinggi, link yang bebas interferensi secara virtual yang memungkinkan penggunaan frekuensi berulang pada area yang kecil.
3. Ukuran antenna yang kecil sehingga dapat menjadi antenna terdistribusi dengan konfigurasi array dan integrasi on-chip.
Dengan pertimbangan tersebut, dalam jurnal ini akan dianalisa perbandingan kinerja sistem ROF dengan menggunakan modulasi optik langsung dan modulasi optik eksternal dengan input sinyal RF termodulasi QAM dengan frekuensi 60 GHz.
Setting parameter yang digunakan pada simulasi ini dapat dilihat pada Tabel 1, 2 dan 3.
Tabel 1. Parameter Optical Transmitter No Nama Nilai Satuan 1. Frequency 1550 nm 2. Daya Input 10 dBm 3. Threshold current 20 mA 4. Maximum current 300 mA 5. Configuration analog - 6. Power 10 dBm 7. Extinction ratio 10 dB 8. Linewidth 10 MHz 9. Slope efficiency 0,4 W/A
Untuk menghasilkan kinerja yang optimal, bias harus diatur pada titik tengah yang memenuhi Persamaan (1) dibawah ini:
𝐵𝑖𝑎𝑠 = . ℎ𝑟𝑒𝑠ℎ𝑜𝑙𝑑 𝑐𝑢𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡 +  t ℎ𝑟𝑒𝑠ℎ𝑜𝑙𝑑 𝑐𝑢𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡 (1) = 300 − 20 2 + 20 = 160 𝑚𝐴
Dari data pada Tabel 1. dengan menggunakan persamaan (1) maka Bias dari Electrical QAM Modulator diatur sebesar 160 mA (0,16 a.u), sedangkan Frequency dan Phase-nya berturut- turut  diatur  sebesar  60  GHz  dan  0  deg.  Untuk  menghasilkan  modulasi  yang  sempurna, Amplitudo  maksimum  dari  Electrical  QAM  Modulator  yang  bisa  digunakan  seperti  yang ditunjukan pada Persamaan (2) adalah:
𝑀𝑎𝑥. 𝐴𝑚𝑝𝑙𝑖𝑡𝑢𝑑𝑒 = 𝑀𝑎𝑥. 𝐶𝑢𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡 –  𝐵𝑖𝑎𝑠   = 300 − 160 = 140 𝑚𝐴 (2)
Berdasarkan persamaan (2), amplitudo maksimum dari bisa yang digunakan adalah 140 mA (0,14  a.u).  Keluaran  dari  Electrical  QAM  Modulator  ini  kemudian  digunakan  untuk menggerakkan Directly Modulated Laser Measured.
Di  ujung  fiber,  sinyal  optik  dideteksi  menggunakan  Photodetector  PIN  dengan  parameter Responsivity  =  1  A/W  dan  Dark  current  =  10  nA.  Untuk  membuang  sinyal  yang  tidak diinginkan, maka keluaran Photodetector PIN  difilter  menggunakan Band  Pass bassel  Filter dengan pengaturan parameter frequency = 60 GHz, Bandwidth = 10 MHz, insertion loss = 0
dB dan depth = 100 dB. Daya sinyal RF keluaran filter kemudian diukur menggunakan Electrical Power Meter. selanjutnya pada Tabel 2 merupakan setting parameter fiber optik.
Tabel 2. Setting Parameter Fiber Optik No Nama Nilai 1. User defined reference wavelength Checked 2. Reference wavelength 1550 3. Length 0 – 5 4. Attenuation effect Unchecked 5. Group velocity dispersion Checked 6. Third-order dispersion Unchecked 7. Frequency domain parameter Unchecked 8. Dispersion 17
Selain itu, selanjutnya setting parameter pada modulator eksternal Mach-Zehnder Modulator (MZM) yang digunakan seperti yang terlihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Setting Parameter Modulator Eksternal (MZM) No Nama Nilai Satuan 1. Extinction ratio 30 dB 2. Symmetry factor -1 - 3. Frequency 1550 nm 4. Power 10 dBm 5. Linewidth 10 MHz 6. Initial phase 0 deg 7. Noise threshold -100 dB 8. Noise dynamic 3 dB

## 3. HASIL DAN PEMBAHSAN
Pada bagian ini merupakan penjelasan dari bagaimana hasil dan analisa dari simulasi model sistem yang telah dilakukan. Model sistem Radio Over Fiber (ROF) input Radio Frekuensi (RF) menggunakan teknik modulasi langsung dan modulasi eksternal dengan QAM ini disimulasikan dengan beberapa skenario penelitian, yaitu Analisa kinerja sistem ROF input Radio Frekuensi (RF) menggunakan teknik modulasi 4-QAM, 16-QAM dan 64-QAM pada jarak transmisi 0 km sampai 5 km.

## 3.1 Pengukuran Daya RF Diterima
Agar  daya  sinyal  Radio Frekuensi  (RF)  yang  terbaca  murni  hanya  sinyal  frekuensi  60  GHz, maka pada pengukuran ini keluaran Photodetector difilter terlebih dahulu menggunakan Band Pass Bessel Filter. Daya input sinyal RF keluaran filter diukur menggunakan Electrical Power Meter pada panjang fiber yang diubah-ubah dari 0 sampai 5 km dengan step 0.1 km.
Gambar 7. Daya Sinyal RF yang Diterima untuk Sistem ROF Modulasi Langsung pada Panjang Fiber yang Berbeda
Gambar 8. Daya Sinyal RF yang Diterima untuk Sistem ROF Modulasi Eksternal pada Panjang Fiber yang Berbeda
Gambar 7 Gambar 8 merupakan grafik daya RF di sisi penerima yang menunjukkan adanya fluktuasi daya yang terjadi pada sistem ROF Input Radio Frekuensi (RF) dengan modulasi optik langsung dan modulasi optik eksternal menggunakan teknik modulasi 4-QAM, 16-QAM dan 64- QAM.  Grafik  menunjukkan  fluktuasi  daya  terjadi  setiap  perubahan  panjang  fiber  dan penurunan daya yang sangat besar terjadi pada jarak 1 dan 3 km pada modulasi langsung mapun pada modulasi eksternal. Daya sinyal RF maksimal yang diterima pada modulasi optik langsung maupun eksternal terjadi pada jarak 2 dan 4 km.
3.2 Pengukuran Eye Diagram
Gambar 9 dan 10 menampilkan bentuk Eye Diagram sinyal RF yang diterima pada sistem Radio Over Fiber (ROF) modulasi optik langsung dan modulasi optik eksternal pada titik dengan daya maksimal (panjang fiber 2 km) dan minimal (panjang fiber 1 km).
4-QAM Modulasi Langsung 16-QAM Modulasi Langsung 64-QAM Modulasi Langsung 4-QAM Modulasi Eksternal 16-QAM Modulasi Eksternal 64-QAM Modulasi Eksternal
Gambar 9. Output BER Analyzer di Titik Peningkatan Daya Maksimal
Gambar 9 menunjukan bahwa, perubahan dari adanya peningkatan daya modulasi terhadap eye diagram dapat dilihat dari Eye height dan eye width (Seraji & Kiaee, 2017) pada eye diagram  apakah  terdapat  adanya  ISI  (inter  symbol  interference)  pada  jaringan  fiber  optik tersebut. Semakin kecil eye height dan eye width mengakibatkan adanya ISI (inter symbol
interference) yang meningkatkan sebagai konsekuensi dari efek non-linier serat dan batasan dispersi pada fiber optik. Meningkatnya ISI (inter symbol interference) menunjukkan nilai SNR yang lebih rendah. Dimana jitter pada eye diagram menunjukkan adanya distorsi sinyal pada jaringan fiber optik. Peningkatan pada jitter dipengaruhi oleh distorsi sinyal pada jaringan fiber optik semakin  besar.  Hal  itu  disebabkan oleh  adanya  peningkatan  dispersi  fiber  optik  pada saat  terjadi  peningkatan  modulasi.  Dari  penjelasan  dan  hasil  simulasi  berupa eye  diagram diatas  dapat  dilihat  sistem  saluran Radio  Over  Fiber  (ROF)  dengan  modulasi  4-QAM  lebih unggul, dibandingkan dengan modulasi 16-QAM, dan 64-QAM.
Gambar  10  menampilkan  bentuk Eye  diagram  sinyal  pada  sistem  Radio  Over  Fiber  (ROF) modulasi optik langsung dan modulasi optik eksternal pada titik daya minimal pada panjang fiber 1 km.
4-QAM Modulasi langsung 16-QAM Modulasi langsung 64-QAM Modulasi langsung 4-QAM Modulasi Eksternal 16-QAM Modulasi Eksternal 64-QAM Modulasi Eksternal
Gambar 10. Output BER Analyzer di Titik Peningkatan Daya Minimal
Gambar 10 menunjukan perubahan dari titik daya minimal pada panjang fiber 1 km dengan modulasi terhadap eye diagram dapat dilihat dari bentuk diagram mata yang tidak maksimal, hal  ini  diakibatkan  nilai  BER  dan  Q-Faktor  tidak  memenuhi  standar  yang  telah  ditetapkan, selain  itu  pada  eye  width,  sinyal  yang  diterima  oleh  receiver  mengalami  error  akibar interferensi yang menyebabkan penurunan kinerja yang besar yang dibutuhkan pada transmisi data. Seperti penjelasan tentang eye-diagram atau dengan kata lain Eye height dan eye width pada eye diagram menunjukkan adanya ISI (inter sysmbol interference) pada jaringan fiber optik.  Semakin  kecil eye  height  dan  eye  width  mengakibatkan  adanya  ISI  (inter  sysmbol interference)  meningkatkan  sebagai  konsekuensi  dari  efek  non-linier  serat  dan  batasan dispersi pada fiber optik.

## 3.3 Pengukuran Q-Faktor
Tabel 4 merupakan Q-faktor maksimum, untuk modulasi optik langsung dan modulasi optik eksternal  dengan  4-QAM,16-QAM,  dan  64-QAM  pada  frekuensi  modulasi  sinyal  input  radio frekuensi (RF) (60 GHz).
Tabel 4. Keluaran Simulasi Q-Faktor Modulasi Optik Langsung Panjang Fiber (km) 4-QAM 16-QAM 64-QAM 0 5724,5 4,04 2,99 1 4,2 0 0 2 139,8 4,49 3,09 3 2,8 0 2,29 4 102,4 4,58 3,10 5 76,7 4,61 2,86 Modulasi Optik Eksternal 0 1695,8 2,1 2,08 1 1,9 0 0 2 141,5 2,3 2,04 3 1,8 2,6 4,25 4 92,5 2,3 2,47 5 2,9 2,2 0
Dari  Tabel  4  diatas  dapat  lihat bahwa  penurunan  Q-faktor  yang  sangat  besar  terjadi  pada panjang fiber 1 dan 3 Km untuk modulasi langsung, sedangkan pada panjang fiber 1 km, 3 km dan 5 Km terjadi pada modulasi eksternal. Hal ini di sebabkan adanya fluktuasi daya yang terjadi pada kanal optik, dan mengaakibatkan terjadinya dispersi pada kanal optik sehingga mengakibatkan penurunan daya pada penerima dan menghasilkan nilai Q-faktor yang kurang maksimal atau tidak sesuai dengan standar ketentuan dari Q-faktor untuk sistem ROF yaitu 10 -9 .

## 3.4 Pengukuran Bit Error Rate
Tabel 5 Merupakan keluaran kinerja dari Radio Over Fiber (ROF) pada titik uji BER maksimum, untuk modulasi optik langsung dan modulasi optik eksternal dengan 4-QAM,16-QAM, dan 64- QAM pada frekuensi modulasi sinyal input radio frekuensi (RF) (60 GHz).
Tabel 5. Keluaran Simulasi BER Modulasi Optik Langsung Panjang Fiber (km) 4-QAM 16-QAM 64-QAM 0 0 2,64e-5 0,001 1 1,22e-5 1 1 2 0 3,76e-6 0,002 3 0,0026 1 0,0006 4 0 2,29e-6 0,001 5 0 2,11e-6 0,002 Modulasi Optik Eksternal 0 0 0,01 0,023 1 0,0332 1 1 2 0 0,013 0,021 3 0,0043 0,006 1,17e-5 4 0 0,016 0,007 5 0,0039 0,012 1
Dari tabel diatas dapat terlihat nilai Bit Erorr Rite (BER) pada hasil simulasi sistem ROF Input Radio Frekuensi (RF) modulasi optik langsung dan eksternal mempunyai kinerja yang tidak terlalu jauh berbeda. Namun pada panjang fiber 1 dan 3 km nilai BER tidak memenuhi standar yang di inginkan untuk modulasi optik langsung. Sedangkan pada panjang fiber 1 km, 3 km
dan 5 km terlihat nilai BER pada modulasi optik eksternal juga tidak memenuhi standar yang di tentukanuntuk nilai BER pada sistem Radio Over Fiber (ROF) yaitu 6.

## 3.5 Pengukuran Tingkat Kecocokan Diagram Konstelasi
Selanjutnya  menampilkan  bentuk  diagram  konstelasi  pada  sistem Radio  Over  Fiber  (ROF) modulasi optik langsung dan modulasi optik eksternal menggunakan teknik modulasi (a) 4- QAM, (b) 16-QAM, dan (c) 64-QAM, pada titik peningkatan daya maksimum 2 km.
(a) 4-QAM (b) 16-QAM
(c) 64-QAM Gambar 11. Diagram Konstelasi Direct Modulation (a) 4-QAM (b) 16-QAM (c) 64-QAM Gambar 12. Diagram Konstelasi External Modulation
Berdasarkan  hasil  simulasi  pengenalan  pola  konstelasi  pada  Gambar  11  dan  Gambar  12 menggunakan modulasi QAM, hasilnya menunjukkan tingkat kecocokan pada tipe modulasi 16-QAM dan 64-QAM menunjukan bahwa pola tersebut tidak dikenali atau dengan kata lain modulasinya  tidak  cocok.  Sedangkan  untuk  4-QAM  pola  konstelasi  dapat  dikenali  atau modulasinya sesuai.
Gambar 13 dan Gambar 14 menampilkan bentuk diagram konstelasi pada sistem Radio Over Fiber  (ROF)  modulasi  optik  langsung  dan  modulasi  optik  eksternal  menggunakan  teknik modulasi (a) 4-QAM, (b) 16-QAM, dan (c) 64-QAM, pada titik daya minimal 1 km.
(a) 4-QAM (b) 16-QAM (c) 64-QAM Gambar 13. Diagram Konstelasi Direct Modulation (a) 4-QAM (b) 16-QAM (c) 64-QAM Gambar 14. Diagram Konstelasi External Modulation
Berdasarkan hasil simulasi pengenalan pola konstelasi pada gambar 13 dan gambar 14 hasil menunjukkan  tingkat  kecocokan  pada  ketiga  tipe  modulasi  4-QAM,  16-QAM  dan  64-QAM menunjukan bahwa pola tersebut tidak dikenali atau dengan kata lain modulasinya tidak cocok. Hal  ini  disebabkan  karena  adanya  penurunan  daya  pada  panjang  fiber  1  km,  yang mengakibatkan tingkat konstalasi yang di hasilkan tidak stabil.

## 4. KESIMPULAN
Dalam  jurnal  ini  dilakukan  perbandingan  kinerja  sistem  ROF  dengan  teknik  modulasi  optik langsung dan eksternal dengan input berupa sinyal Radio Frekuensi (RF) termodulasi QAM. Hasil simulasi menunjukkan bahwa Sistem ROF yang menggunakan modulasi langsung dan eksternal  tidak  mendukung  input  sinyal  RF  dengan  modulasi  16-QAM  dan  64-QAM,  yang ditandai dengan nilai BER dan Q-Faktor tidak memenuhi standar ROF. Nilai BER dan Q-Faktor untuk input sinyal RF dengan modulasi 16-QAM adalah 2,64e-5 dan 4,04, sedangkan untuk 64-QAM adalah 0,001 dan 2,99 Dengan pengaturan parameter yang tepat dan dengan harga yang lebih murah, modulasi optik langsung dapat menghasilkan kinerja yang lebih baik dari modulasi optik eksternal. Pada sistem Radio Over Fiber (ROF) menggunakan modulasi optik langsung dan eksternal terjadi fluktuasi daya pada siyal RF yang diterima. Penurunan daya yang sangat besar terjadi pada panjang fiber 1 dan 3 Km untuk modulasi langsung, sedangkan pada modulasi optik eksternal terjadi penuruanan daya yang sangat besar pada panjang fiber 1 dan 3 km dan 5 km. Penuruan daya yang sangat besar baik pada modulasi langsung maupun eksternal menyebabkan kinerja sistem Radio Over Fiber (ROF) tidak memenuhi standar BER dan Q-Faktor dari ITU.T G984. Nilai BER dan Q Factor untuk sistem ROF yang menggunakan modulasi langsung pada panjang fiber 1 dan 3 km adalah 1,22e-5 dan 0,0026 dan 4,2 dan 2,8.  Sedangkan  Nilai  BER  dan  Q-Faktor  untuk  sistem  ROF  yang  menggunakan  modulasi eksternal panjang fiber 1 km, 3 km dan 5 km adalah 0,0332 dan 0,0043 dan 0,0039 dan 1,9 dan 1,8 dan juga 2,9. Fluktuasi nilai Q-faktor dan BER terjadi akibat adanya fluktuasi daya
sinyal  RF  yang  diterima  baik  pada  modulasi  optik  langsung  dan  juga  pada  modulasi  optik eksternal. Kinerja modulasi optik langsung maupun eksternal mempunyai kinerja yang tidak terlalu jauh berbeda. Hal ini menujukan bahwa meskipun modulasi optik langsung mempunyai konfigurasi yang lebih sederhana dapat menghasilkan kinerja yang tidak jauh berbeda dengan modulasi eksternal jika dilakukan setting parameter yang tepat.

## DAFTAR RUJUKAN
Agrawal. P. G. (2010). Fiber Optic Communication Systems. The Institute of Optics University of Rochester Rochester, New York. Wiley A John Wiley & Sons, Inc., Publication
Aji,  A.,  &  Priyadarshini,  P.  (2018). Hochschule  Bremen  Master  of  Science  in  Electronics Engineering Fiber Optic Test and Measurement Project Report External Optical Modulator ( EOM ) Submitted by : May 2017.
Ali, A. H., & Rhaif, S.h. (2020). Modeling and Analysis of the Receiver Performance in External
OFDM-RoF  Network  Using  QAM  Modulation  Modeling  and  Analysis  of  the  Receiver
Performance  in  External  OFDM-RoF  Network  Using  QAM  Modulation. IOP  Conference Series, (pp. 745 012055)
Andrikogiannopoulos,  N.  I.  (2006). RF  Phase  Modulation  of  Optical  Signals  and  Optical  /
Electrical Signal Processing. Institut Teknologi Massachusetts
Clark, P., & Atlas, L. E. (2009). Time-frequency coherent modulation filtering of nonstationary signals. IEEE Transactions on Signal Processing, 57(11), 4323–4332.
Christalia, W., Hambali, I. A., & Satria, R. (2020). Performansi Photodetektor Pin Dan Apd Pada
Sistem  Komunikasi  Cahaya  Tampak  Di  Bawah  Air  Dengan  Pulse  (  Performance  Of  Pin Photodetector And Apd On Underwater Visible Light Communication With Pulse Position Modulation ), e-proceeding engineering, 7(2), 4102–4108.
Fernando,  X.  N.  (2014). Radio  over  Fiber  for  Wireless  Communications.  Toronto,  Canada.
Ryerson  Communications  Laboratory,  Department  of  Electrical  and  Computer
Engineering, Ryerson University: John Wiley & Sons,
Insua, I. G. (2010). Optical generation of mm-wave signals for use in broadband radio over fiber systems, Doktoringenieurs, von der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik der, Technische Universität Dresden.
Joseph, A., & Prince, S. (2014). Performance Analysis and Optimization of Radio over Fiber Link. 1599–1604.
Kathpal, N., & Garg, A. K. (2017). Performance analysis of Radio over Fiber system using Direct and  External  Modulation  Schemes. International  Journal  of  Scientific  &  Engineering Research,  8(4), 172–175.
Kikuchi,  K.  (2010).  Coherent  optical  modulation  and  demodulation. Digest  of  the  9th International Conference on Optical Internet, COIN 2010, (pp. 3–5).
Ma,  J.,  Yu,  J.,  Yu,  C.,  Xin,  X.,  Zeng,  J.,  &  Chen,  L.  (2007).  Fiber  dispersion  influence  on transmission  of  the  optical  millimeter-waves  generated  using  LN-MZM  intensity modulation. Journal of Lightwave Technology, 25(11), 3244–3256.
Minshid, Mohammed A. (2017). Design and simulation of external modulation technique based radio  over  fiber  (rof)  communication  system. I nternational  Journal  Of  Engineering Sciences & Research Technology, 6(7), 1–9.
Munshid, Mohamed A, Rasool, Q. A., & Kadhim, S. A. (2018). Design And Comparison Between Direct And External Modulation Of Radio Over Fiber ( Rof ) Communication System. 30(1),
37–43.
Purwaningsih,  H.E.,  Diah  Kusumawati,  Awangga  Febian,  Agung  Rahmat  Dwiardi,  Raden
Muhammad  Agung  Harimurti  Purnomojati,  Badar  Agung  Nugroho,  Sri  Wahyuningsih,
Christiany  Juditha,  Qur’ani  Dewi  Kesumawardani,  Krismassion  Prihationo,  Maulia Jayantina Islami, Nurlia Hikmah, Reza Bastanta Sitepu, Renyta Siregar (2018). Rencana Pengembangan Sdm Tik Di Indonesia Melalui Sertifikasi Skkni Bidang Kominfo: indonesia.
Puslitbang Sumber Daya, Perangkat, dan Penyelenggaraan Pos dan Informatika Badan Penelitian dan Pengembangan SDM Kementerian Komunikasi dan Informatika.
Seraji F. E., & M. S. Kiaee,(2017) “ Eye-Diagram-Based Evaluation of RZ and NRZ Modulation Methods  in  a  10-Gb/s  Single-Channel  and  a  160-Gb/s  WDM  Optical  Network,”  dalam International Journal of Optics and Application, 7(2), pp. 31-36.
Singh,  R.,  Ahlawat,  M.,  &  Sharma,  D.  (2017).  [1-4]  A  Review  on  Radio  over  Fiber communication  System. International  Journal  of  All  Research  Education  and  Scientific Methods (IJARESM), 5(4), 2455–6211.
Zheng,  R.  (2008).  Asymptotic  bounds  of  information  dissemination  in  power-constrained wireless networks. IEEE Transactions on Wireless Communications, 7(1), 251–259.