JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Vol.
No.
Maret 2026, pp.
DOI: https://doi.
org/10.
35313/jitel.
p-ISSN: 2774-7972 e-ISSN: 2775-6696 Simulasi sistem radio over fiber menggunakan quadrature amplitude modulation dan fiber bragg grating Muhammad Agung Setiawan1.
Aminah Indahsari Marsuki2*.
Muhammad Wildhan Farriz Avero 3.
Muhamad Bintang Al Varizi 1,2,3,4 Fakultas Teknik Elektro.
Telkom University The Center of Excellence Telecom Infra Project.
Telkom University Jl.
Telekomunikasi No.
Terusan Buahbatu.
Kabupaten Bandung.
Jawa Barat, 40257.
Indonesia agungssetiawn@student.
id, 2*aminahindahsarim@telkomuniversity.
alonemask@student.
id, 4 bintangalvz@student.
ABSTRAK
Radio over Fiber (RoF) merupakan teknologi transmisi yang menggabungkan keunggulan komunikasi radio dan serat optik untuk mendukung kebutuhan jaringan berkecepatan tinggi dan jangkauan luas.
Namun, sistem RoF masih menghadapi permasalahan umum berupa dispersi kromatik yang menyebabkan peningkatan Bit Error Rate (BER) dan penurunan kualitas sinyal.
Penelitian ini bertujuan untuk mensimulasikan sistem RoF menggunakan modulasi Quadrature Amplitude Modulation (QAM) serta mengevaluasi efektivitas Fiber Bragg Grating (FBG) sebagai kompensator dispersi.
Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak OptiSystem, dengan analisis terhadap spektrum optik, spektrum RF, diagram konstelasi, dan parameter performa seperti BER dan Q-factor.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa penggunaan FBG secara signifikan meningkatkan kualitas transmisi, dimana nilai BER menurun dari 2,94 y 10AA menjadi 5,25 y 10a, dan Q-factor meningkat dari 5,42 menjadi 6,09.
Nilai eye height juga meningkat dari 0,0203 menjadi 0,0393.
Hal ini membuktikan bahwa FBG sangat efektif dalam mengatasi efek dispersi pada sistem RoF dan meningkatkan performa sistem sebesar lebih dari 90% dalam aspek BER.
Kata kunci: RoF.
FBG.
QAM.
BER, dispersion ABSTRACT Radio over Fiber (RoF) is a transmission technology that integrates the advantages of radio communication and optical fiber to support high-speed and long-distance communication networks.
However.
RoF systems are susceptible to chromatic dispersion, which can increase the Bit Error Rate (BER) and degrade signal integrity.
This study simulates a RoF system employing 4-QAM modulation .
bits per symbo.
at 60 GHz and evaluates the effectiveness of Fiber Bragg Grating (FBG) as a dispersion compensator.
The simulation was conducted using OptiSystem software, and system performance was analyzed through optical spectrum.
RF spectrum, constellation diagram.
BER.
Q-factor, and eye height measurements.
The results show that the implementation of FBG significantly enhances transmission performance.
The BER decreases from 2.
93713 y 10AA .
ithout FBG) to 24715 y 10a .
ith FBG), corresponding to an improvement of nearly two orders of magnitude.
The Q-factor increases from 5.
42186 to 6.
09427, while the eye height improves from 0.
020351 to 0.
0393347, indicating better signal clarity and reduced distortion.
These results confirm that FBG effectively mitigates chromatic dispersion and improves the reliability and quality of the RoF transmission system.
Keywords: RoF.
FBG.
QAM.
BER, dispersion PENDAHULUAN Teknologi komunikasi optik terus mengalami perkembangan pesat seiring meningkatnya kebutuhan akan sistem komunikasi berkecepatan tinggi, bandwidth besar, dan jangkauan transmisi yang Salah satu solusi potensial adalah Radio over Fiber (RoF), yaitu teknologi yang mentransmisikan sinyal radio (RF) melalui media serat optik.
RoF menggabungkan keunggulan komunikasi nirkabel dan serat optik, seperti fleksibilitas, kapasitas transmisi yang besar, serta redaman yang rendah.
Oleh karena itu, teknologi ini sangat sesuai untuk mendukung jaringan akses generasi berikutnya seperti 5G dan layanan broadband berkecepatan tinggi .
Naskah diterima tanggal 28 November 2025, disetujui tanggal 10 Maret 2026 *E-mail korespondensi M.
Agung Setiawan: Simulasi sistem radio over fiber A Vol.
6 No.
1 Maret 2026 Namun, tantangan utama dalam implementasi sistem RoF adalah terjadinya dispersion power fading, yaitu penurunan kualitas sinyal akibat dispersi kromatik dan efek nonlinier dalam fiber.
Dispersi ini menyebabkan penyebaran pulsa optik dan menimbulkan inter-symbol interference (ISI), yang dapat meningkatkan Bit Error Rate (BER).
Peningkatan BER akan berdampak pada penurunan kinerja dan reliabilitas sistem secara keseluruhan.
Salah satu solusi untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan menggunakan Fiber Bragg Grating (FBG) sebagai kompensator disperse .
FBG merupakan struktur periodik yang ditanamkan pada inti serat optik, berfungsi untuk memantulkan panjang gelombang tertentu dan melewatkan yang lain.
Ketika sinyal optik melalui FBG, komponen dengan panjang gelombang tertentu akan dipantulkan kembali, sementara sinyal dengan panjang gelombang lainnya diteruskan.
Dengan desain yang tepat.
FBG mampu menyaring atau menyesuaikan waktu tempuh sinyal berdasarkan panjang gelombangnya, sehingga dapat mengurangi efek penyebaran pulsa akibat dispersi kromatik.
Hal ini menjadikan FBG sangat efektif untuk meningkatkan kualitas transmisi optik pada sistem RoF .
Beberapa penelitian sebelumnya telah mengkaji performa sistem RoF menggunakan berbagai skema modulasi dan teknik kompensasi dispersi, termasuk pemanfaatan FBG.
Namun, sebagian besar studi tersebut berfokus pada sistem berbasis WDM atau tidak secara spesifik mengevaluasi integrasi modulasi 4-QAM pada pita milimeter 60 GHz dengan penempatan FBG sebagai kompensator dispersi dalam konfigurasi link yang terkontrol.
Selain itu, analisis kuantitatif terhadap peningkatan performa berdasarkan parameter Bit Error Rate (BER).
Q-factor, dan eye height secara simultan pada skenario tersebut masih terbatas.
Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mensimulasikan dan menganalisis sistem RoF berbasis 4-QAM .
bit per simbo.
pada frekuensi 60 GHz dengan penerapan FBG sebagai kompensator dispersi menggunakan OptiSystem, serta mengevaluasi secara komprehensif perbedaan performa sistem dengan dan tanpa FBG untuk mengukur efektivitas teknik kompensasi dispersi terhadap kualitas transmisi sinyal .
Gambar 1.
Arsitektur RoF Pada Gambar 1 memperlihatkan arsitektur dasar dari sistem RoF, di mana sinyal RF dari pusat pengendali .
entral offic.
ditransmisikan melalui optical link ke berbagai Remote Antenna Station (RAS) yang tersebar di beberapa lokasi.
Serat optik menghubungkan pusat dengan unit distribusi .
iber cor.
, yang kemudian meneruskan sinyal ke antena pemancar melalui jalur optik.
Arsitektur ini memanfaatkan keunggulan fiber optik untuk mengirimkan sinyal radio jarak jauh dengan redaman rendah dan stabilitas tinggi, yang kemudian dikonversi menjadi sinyal nirkabel di titik-titik RAS untuk menjangkau pengguna akhir secara efisien.
Sistem ini mendukung konsep jaringan masa depan seperti 5G dan broadband berkecepatan tinggi, sebagaimana dijelaskan dalam pendahuluan.
Penelitian ini bertujuan untuk mensimulasikan dan menganalisis sistem RoF menggunakan modulasi QAM dengan 2 bit per simbol serta teknik kompensasi dispersi menggunakan FBG.
Simulasi dilakukan dengan memanfaatkan perangkat lunak OptiSystem untuk mengamati performa sistem.
Parameter yang dianalisis meliputi spektrum optik, spektrum RF, diagram konstelasi sinyal, dan hasil dari BER analyzer.
Selain itu, dilakukan perbandingan antara sistem RoF dengan dan tanpa FBG untuk mengevaluasi kontribusi penggunaan kompensator dispersi terhadap kualitas sinyal yang diterima .
JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Vol.
6 No.
1 Maret 2026 Agung Setiawan: Simulasi sistem radio over fiber A METODE PENELITIAN Dalam penelitian ini, dilakukan perancangan sistem RoF yang dikombinasikan dengan teknik modulasi QAM dan kompensasi dispersi menggunakan FBG.
Simulasi sistem dilakukan menggunakan perangkat lunak OptiSystem untuk menganalisis performansi sistem RoF berbasis modulasi QAM dan kompensasi dispersi.
Tahapan awal dimulai dengan pemilihan parameter dasar sistem, yaitu frekuensi optik sebesar 193,1 THz dan frekuensi modulasi QAM sebesar 60 GHz.
Sinyal digital pseudo-acak (PRBS) dimodulasi menggunakan 4-QAM .
bit per simbo.
dan kemudian ditumpangkan ke sumber cahaya laser kontinu (CW lase.
melalui MachAeZehnder Modulator (MZM) sebagai modulasi optik Untuk mengurangi efek dispersi kromatik, komponen FBG ditempatkan di sisi transmitter sebagai pre-dispersion compensator sebelum sinyal optik memasuki serat utama.
Sinyal optik selanjutnya ditransmisikan melalui serat optik single-mode sepanjang 1,4 km dengan redaman 0,2 dB/km dan diperkuat menggunakan optical amplifier dengan gain 20 dB serta noise figure 4 dB.
Di sisi penerima, sinyal optik dikonversi menjadi sinyal listrik menggunakan photodetector PIN, kemudian diproses melalui quadrature demodulator pada frekuensi 60 GHz.
M-ary threshold detector, dan QAM sequence decoder.
Evaluasi performa sistem dilakukan menggunakan parameter Bit Error Rate (BER).
Q-factor, dan daya terima, dengan kriteria keberhasilan apabila BER < 10AA atau daya terima Ou Ae28 dBm.
Hasil simulasi digunakan untuk mengevaluasi efektivitas FBG dalam mengurangi dispersi dan meningkatkan kualitas transmisi pada sistem RoF.
1 Pemodelan Sistem Gambar 2 memperlihatkan rancangan sistem RoF berbasis serat optik single-mode dengan modulasi 4-QAM .
bit per simbo.
yang mentransmisikan data digital dari central station (TX) ke base station (RX).
Sinyal dari Pseudo-Random Bit Sequence (PRBS) dimodulasi secara elektrik menggunakan modulator QAM, kemudian ditumpangkan pada sumber cahaya laser kontinu (CW lase.
berfrekuensi 193,1 THz melalui MZM sebagai modulasi optik eksternal.
Untuk mengurangi efek dispersi kromatik.
FBG ditempatkan di sisi transmitter setelah proses modulasi optik dan sebelum sinyal memasuki serat optik utama sepanjang 1,4 km .
re-dispersion compensatio.
Di sisi penerima, sinyal optik dikonversi menjadi sinyal listrik menggunakan fotodetektor PIN, kemudian didemodulasi secara kuadratur, diproses melalui QAM sequence decoder dan M-ary threshold detector, serta diregenerasi menggunakan 3R regenerator sebelum dievaluasi menggunakan BER analyzer.
Pada sistem ini, 4-QAM berperan dalam meningkatkan efisiensi spektral, sedangkan FBG berfungsi menjaga integritas pulsa optik selama proses transmisi .
Gambar 2.
Konfigurasi sistem RoF JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Agung Setiawan: Simulasi sistem radio over fiber A Vol.
6 No.
1 Maret 2026 2 Konfigurasi Sistem pada Simulasi Konfigurasi sistem pada Gambar 3 menunjukkan rancangan komunikasi RoF yang memanfaatkan serat optik single-mode sepanjang 1,4 km dengan koefisien redaman sebesar 0,2 dB/km serta menggunakan modulasi QAM2 bit/simbol .
Sistem ini juga menggunakan kompensasi dispersi melalui komponen Dual Dispersion Compensator FBG yang memiliki frekuensi 193,1 THz, bandwidth 0,25 THz, dan dispersi sebesar -25,45 ps/nm.
Pada blok transmitter (TX), cahaya dari CW Laser dengan frekuensi 193,1 THz dan daya 8 dBm dimodulasi oleh MZM menggunakan sinyal digital acak PRBS yang telah dimodulasi secara elektrikal dengan QAM pada frekuensi 60 GHz dan laju 2 bit/simbol .
Sinyal optik yang telah dimodulasi dikirimkan melalui serat optik 1,4 km, dan diperkuat oleh optical amplifier dengan gain 20 dB dan noise figure 4 dB untuk mengatasi redaman sinyal.
Di sisi receiver (RX), sinyal optik dikonversi oleh photodetector PIN menjadi sinyal listrik, kemudian diproses oleh quadrature demodulator pada frekuensi 60 GHz, dengan cut-off frequency 30 GHz dan fase 0A, untuk mengambil kembali informasi digital, yang selanjutnya dianalisis menggunakan QAM decoder.
BER analyzer, serta RF dan optical spectrum analyzer.
Adapun parameter uang digunakan untuk simulasi ditunjukkan pada Tabel 1.
Gambar 3.
Konfigurasi sistem pada simulator Tabel 1.
Parameter konfigurasi sistem radio over fiber pada simulasi Parameter Frekuensi Optik (CW Lase.
Daya Laser
Modulasi
Frekuensi RF
Panjang Fiber
Redaman Fiber
Gain Optical Amplifier
Noise figure Amplifier
Bandwidth FBG
Dispersi FBG
Cut-off frequency RX
Kriteria BER
Daya Terima Minimum
Nilai 193,1 THz
8 dBm
4-QAM
60 GHz
1,4 km 0,2 dB/km 20 dB
4 dB
0,25 THz
Ae25,45 ps/nm 30 GHz
< 10AA
Ou Ae28 dBm Keterangan Sumber cahaya Input optical power 2 bit/simbol Carrier RF Single-mode fiber Attenuation coefficient Penguat sinyal Noise sistem Kompensator dispersi Pre-compensation Quadrature demodulator Standar keberhasilan Link feasibility Output demodulasi dianalisis menggunakan Electrical Constellation Visualizer.
BER Analyzer, dan RF Spectrum Analyzer.
Data hasil analisis kemudian diproses lebih lanjut menggunakan M-ary Threshold detectors.
Selanjutnya, sinyal digital yang telah diproses dikirim ke QAM Sequence decoder.
QAM Sequence decoder digunakan untuk memulihkan kembali data digital dari sinyal termodulasi.
Evaluasi performa sistem dilakukan secara menyeluruh dengan parameter utama seperti BER.
Q-Factor.
JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Vol.
6 No.
1 Maret 2026 Agung Setiawan: Simulasi sistem radio over fiber A dan Link Power Budget.
Pengukuran parameter dilakukan menggunakan perangkat BER Analyzer.
Optical Spectrum Analyzer, dan tampilan konstelasi sinyal.
Analisis konstelasi visual memberikan informasi tentang tingkat interferensi dan ketepatan simbol.
Simulasi sistem dianggap berhasil apabila nilai BER lebih kecil dari 10AA.
Kriteria keberhasilan lainnya adalah jika daya sinyal yang diterima lebih besar dari atau sama dengan Ae28 dBm.
Penggunaan symmetric FBG terbukti efektif dalam meningkatkan Q-Factor, mengurangi efek dispersi, dan menjaga integr itas sinyal selama proses transmisi .
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Gambar 4 sistem simulasi RoF yang menggunakan FBG sebagai kompensator dispersi menunjukkan hasil yang baik dari sisi kinerja transmisi.
Berdasarkan pengukuran melalui BER Analyzer, diperoleh nilai BER minimum sebesar 3,07626 y 10AA dan Q-factor sebesar 5,41352.
Nilai tersebut menunjukkan tingkat kesalahan transmisi yang rendah dan kualitas sinyal yang cukup andal.
Diagram mata yang dihasilkan memiliki eye height sebesar 0,0283262, yang menunjukkan rendahnya pengaruh noise dan jitter pada sinyal.
Bukaan mata yang lebar juga menjadi pertanda bahwa sinyal digital tetap terjaga dengan baik selama proses transmisi.
Hasil ini menunjukkan bahwa penggunaan FBG berperan penting dalam menjaga kestabilan dan integritas sistem RoF berbasis serat optik .
Pada Gambar 5 dari Electrical Constellation Visualizer terlihat distribusi simbol pada empat kuadran yang merepresentasikan modulasi 4-QAM .
bit/simbo.
Secara geometris, konstelasi 4-QAM ekuivalen dengan QPSK karena keduanya memiliki empat titik simbol dengan jarak yang sama pada bidang in-phase (I) dan quadrature (Q).
Pola konstelasi yang kompak menunjukkan bahwa simbolsimbol sinyal terdistribusi dengan baik, mencerminkan kualitas sinyal digital yang tinggi serta gangguan interferensi yang minimal.
Konsistensi kerapatan simbol di setiap kuadran juga menandakan bahwa sistem berhasil mempertahankan kestabilan fase dan amplitudo sinyal setelah melewati media optik.
Hasil ini selaras dengan temuan dalam studi .
, yang menunjukkan bahwa penerapan FBG pada sistem RoF berbasis WDM mampu meningkatkan kekonsistenan konstelasi dan mengurangi penyebaran Dengan demikian, visualisasi konstelasi ini memperkuat bahwa teknik modulasi yang digunakan efektif dalam menjaga keakuratan informasi selama proses transmisi.
Secara keseluruhan, performa sistem modulasi 4-QAM pada skenario simulasi yang diberikan menunjukkan kinerja yang cukup andal dengan tingkat kesalahan yang rendah.
Pada Gambar 6 memperlihatkan hasil dari RF Spectrum Analyzer yang menunjukkan spektrum RF melebar secara simetris di sekitar frekuensi pusat sebesar 39,99 GHz.
Nilai daya maksimum yang tercatat adalah 25,39 dBm, yang menandakan transmisi sinyal RF yang kuat dan stabil setelah proses konversi dari domain optik ke domain radio frekuensi.
Spektrum yang bersih dan simetris menunjukkan tidak adanya distorsi yang signifikan serta efisiensi dalam konversi sinyal.
Hal ini menegaskan bahwa sistem RoF yang diuji mampu mempertahankan integritas sinyal RF setelah melalui proses optikelektrik.
Kualitas spektrum ini menjadi bukti keberhasilan pengiriman kembali sinyal RF dari sistem RoF.
Gambar 7 dari Optical Spectrum Analyzer menampilkan spektrum optik dengan beberapa puncak intensitas dominan di sekitar panjang gelombang 1,5525AAm, yang menunjukkan efek transmisi dari FBG.
Puncak tersebut menggambarkan bahwa FBG berfungsi sebagai reflektor panjang gelombang tertentu, selaras dengan desain kompensator dispersi dalam sistem.
Filter spektral ini efektif dalam mengurangi interferensi saluran lain serta meningkatkan kecerahan sinyal optik.
Integrasi FBG dalam konfigurasi RoF terbukti secara visual menstabilkan spektrum, dengan puncak yang tajam dan laten menghilang di luar pita seleksi optik.
Temuan ini mendukung temuan .
, yang menunjukkan peningkatan kualitas spektrum dan kinerja sistem komunikasi optik jarak jauh berkat penggunaan FBG.
Dengan demikian, penggunaan FBG dalam sistem RoF optik memberikan kontribusi signifikan terhadap pemfilteran spektrum dan kestabilan keseluruhan jaringan.
JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Agung Setiawan: Simulasi sistem radio over fiber A Vol.
6 No.
1 Maret 2026 Gambar 4.
Pengukuran menggunakan BER analyzer Gambar 5.
Hasil pengukuran kualitas sinyal digital melalui konstelasi modulasi Gambar 6.
Hasil pengukuran spektrum frekuensi sinyal RF JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Agung Setiawan: Simulasi sistem radio over fiber A Vol.
6 No.
1 Maret 2026 Gambar 7.
hasil pengukuran spektrum sinyal optik 1 Analisis Hasil Tanpa FBG Perbandingan nilai BER analyzer tanpa dan dengan FBG ditunjukkan pada Gambar 8 dan Gambar Terdapat perbedaan kinerja yang signifikan pada sistem RoF dengan dan tanpa penggunaan FBG, berdasarkan hasil analisis BER.
Pada sistem tanpa FBG, nilai Q-factor tercatat sebesar 5,42186 dan BER minimum sebesar 2,93713 y 10AA, dengan eye height hanya sebesar 0,020351, yang menunjukkan bahwa sinyal mengalami distorsi akibat pengaruh noise dan jitter.
Distorsi ini dapat menyebabkan kesalahan deteksi pada sisi receiver, sehingga menurunkan akurasi sistem.
Setelah FBG digunakan sebagai kompensator dispersi, terjadi peningkatan performa yang terlihat dari kenaikan nilai Q-factor menjadi 6,09427 dan penurunan BER menjadi 5,24715 y 10a.
Ketinggian mata pun meningkat menjadi 0,0393347, menandakan diagram mata yang lebih bersih dan stabil.
Peningkatan ini mencerminkan integritas sinyal digital yang lebih baik serta menunjukkan efektivitas FBG dalam penyaringan panjang gelombang dan pengurangan efek dispersi pada transmisi optik.
Secara keseluruhan, penggunaan FBG terbukti mampu meningkatkan kualitas sinyal, mengurangi kesalahan transmisi, dan mendukung kestabilan sistem RoF dalam pengiriman data berkecepatan tinggi .
Gambar 8.
Nilai BER analyzer tanpa FBG Gambar 9.
Nilai BER analyzer dengan FBG JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Agung Setiawan: Simulasi sistem radio over fiber A Vol.
6 No.
1 Maret 2026
KESIMPULAN
Terdapat variasi yang nyata dalam kinerja sistem RoF dengan dan tanpa penggunaan FBG, berdasarkan hasil simulasi studi BER.
Ketika FBG tidak digunakan, nilai faktor-Q tercatat sebesar 5,42186 dan nilai BER minimum adalah 2,93713 y 10AA.
Dengan eye height sebesar 0,020351, diagram mata yang dihasilkan menunjukkan bahwa sinyal mengalami distorsi dan terpengaruh oleh noise.
Sebaliknya, ketika FBG dimasukkan ke dalam sistem, nilai faktor-Q meningkat menjadi 6,09427, dan BER turun drastis menjadi 5,24715 y 10a.
Selain itu, eye height juga meningkat secara signifikan menjadi 0,0393347, yang menunjukkan bentuk sinyal digital yang lebih jelas sehingga lebih mudah ditafsirkan oleh penerima.
Temuan ini menunjukkan bahwa penerapan FBG sangat penting dalam menyaring panjang gelombang tertentu serta menurunkan gangguan selama transmisi dan distorsi sinyal.
Oleh karena itu.
FBG telah menunjukkan kemampuannya dalam meningkatkan kualitas sistem RoF, khususnya dalam hal akurasi dan keandalan transmisi data.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini dapat terlaksana berkat dukungan penuh rekan kelompok dan dosen.
Kami mengucapkan terima kasih kepada Telkom University atas sumber daya yang telah disediakan.
REFERENSI