Pengertian Teknologi Spread Spectrum dan Penjelasannya

Pendahuluan Spread Spectrum
            Spread spectrum adalah teknik komunikasi yang dikategorikan oleh lebar bandwidth and tenaga yang rendah. Komunikasi spread spectrum  menggunakan berbagai teknik modulasi techniques pasa Wireless LANs dan mempunyai banyak keuntungan diatas penggunaanya, komunikasi Narrow band. Sinyal spread spectrum berbenuk seperti noise, sulit dideteksi, dan bahkan sulit untuk didemodulasi tanpa perlengkapan yang sulit. Untuk sebab ini, spread spectrum banyak digemari di bidang kemiliteran.
 
Narrow Band Transmission
            Narrowband transmission adalah teknologi komunikasi yang menggunakan frekuensi spektrum  yang sukup untuk membawa sinyal data. Merupakan misi dari FCC's menghemat penggunaan frekuensi sebanyak-banyaknya. Spread spectrum bertentangan dengan misi itu karena memakai frekuensi yang jauh lebih lebar untuk meneruskan informasi. 
 
            Gambar 3.1 menggambarkan perbedaan di antara narrowband dan transmisi spread spectrum. Perlu diperhatikan bahwa salah satu karakteristik narrowband memiliki nilai peak yang tinggi. Lebih banyak tenaga diperlukan untuk melakukan pengiriman ketika menggunakan range frekuensi yang kecil. Selain itu untuk sinyal narrowband agar dapat diterima, maka harus berada diatas level noise pada umumnya, yang biasa disebut noise floor, dengan jumlah yang signifikan. 
Gambar 3.1 Narrow band vs. spread spectrum pada domain frekuensi

            Argumen yang bertentangan dengan narrowband transmission—selain nilai peak yang tinggi yang diperlukan untuk melakukan pengiriman—diletahui  bahwa sinyal narrow band dapat di-jamm atau mengalami interferensi. Jamming merupakan gejala tak disengaja dari transmisi yang menggunakan sinyal yang tidak diinginkan pada band yang sama. Karena lebar band ini sempit, bend sempit yang lain, termasuk noise, dapat mengeliminasi isi dari informasi yang ditransmisikan. 
 
Teknologi Spread Spectrum
            Teknologi Spread Spectrum melewatkan kita untuk menerima jumlah sama dari informasi yang sebelumnya dikirimkan menggunakan sinyal carrier narrow band dan menyebarkan hingga mencapai range frekuensi yang lebih lebar. Sementara band spread spectrum relative lebar, peak power dari sinyal cenderung lemah. Dua karakteristik dari spread spectrum yaitu penggunaan frekuensi band yang lebar dan power yang rendah. 
 
Penggunaan Spread Spectrum
            Pada tahun 1980an, FCC melaksanakan peraturan membuat teknologi spread spectrum yang dapat digunakan public dan mendorong penelitian dan investigasi agar dapat dikomersialisasikan dari teknologi spread spectrum ini. Disamping itu wireless LANs (WLANs), wireless personal area network (WPANs) ,wireless metropolitan area networks (WMANs), dan wireless wide area networks (WWANs) juga mendapat keuntungan dari penggunaan teknologi spread spectrum.
Spesifikasi FCC 
            Diketahui terdapat banyak implementasi teknologi spread spectrum yag berbeda, namun hanya dua tipe yang disetujui oleh FCC. Undang-undang menetapkan alat spektrum yang disebarkan di Title 47. Regulasi FCC membedakan dua teknologi spread spectrum yaitu direct sequence 
spread spectrum (DSSS) and frequency hopping spread spectrum (FHSS).
 
Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS)
            Frequency Hopping Spread Spectrum adalah teknik spread spectrum yang menggunakan frequency khusus untuk menyebarkan data lebih lebih dari 83 MHz. Kelincahan frekuensi tergantung pada radio kemampuan radio untuk berganti pengiriman frekuensi secara tiba-tiba dalam penggunaan band frekuensi RF.
 
Bagaimana FHSS bekerja
            Pada system frekuensi Hopping, carrier mengubah frekuensi, atau hops, tergantung pada pseudorandom sequence. pseudorandom sequence merupakan daftar dari beberapa frekuensi dimana carrier akan melompat pada interval waktu yang dispesifikasikan sebelum terjadi berulang-ulang. Transmitter menggunakan sequence hop untuk memilih transmisi frekuensi. 
            Gambar 3.2 menggambarkan system frekuensi hopping menggunakan hop sequence dari lima frekuensi diatas band 5 MHz. pada contoh dibawah, nilai sequence antara lain:
·       2.449 GHz 
·       2.452 GHz 
·       2.448 GHz
·       2.450 GHz
·       2.451 GHz
Gambar 3.2 Single Frequency Hopping System

Efek dari interferensi narrow band
            Frekuensi hopping merupakan metode dari pengiriman data dimana system pengirim dan penerima bergabung bersama pada pattern yang berulang pada frekuensi bersama. Pada kenyataanya, interferensi sinyal narrow band yang memungkinkan beberapa megahertz dari bandwidth. Sejak frekuensi hopping berada diatas 83 MHz, meskipun sinyal interferensi dapat menyebabkan degradasi yang kecil dari sinyal spread spectrum.
 
Frequency Hopping Systems
            Merupakan tugas dari IEEE untuk membuat standard dari operasi tanpa dibatasi dari regulasi yang dibuat oleh FCC. IEEE dan standard OpenAir mengkategorikan system menjadi:
-   Frekuensi apa yang digunakan
-   Hop sequences
-   Dwell times
-   Data rates
 
Channel
            Frekuensi hopping bekerja menggunakan hop pattern yang disebut dengan channel. System frekuensi hopping biasanya menngunakan standard FCC 26, dan beberapa system tersebut memperbolehkan pattern hop sendiri untuk dibuat.
Gambar 3.3 Co-located frequency hopping systems
 
            Terlihat bahwa dimungkinkan untuk memiliki 79 sinkronisasi, dimana dengan system sebanyak ini setiap frekuensi hopping radio membutuhkan sinkronisasi dengan yang lain tanpa adamya interferensi.
 
Dwell time
            Ketika system frekuensi hopping mengirimkan suatu frekuensi, hal itu harus dilakukan dengan waktu yang tertentu. Waktu ini dinamakan dengan dwell time. Ketika dwell time terjadi, system akan mengganti ke frekuensi yang berbeda dan memulai untu kmengirim lagi. 
 
Hop time
            Terdapat sejumlah waktu yang kecil saat terjadi perubahan frekuensi pada saat radio tidak mengirim yang disebt dengan hop time. Hop time ini terukur sampai microseconds(µs) dan terjadi dwell time yang panjang selama 100-200 ms, waktu hop tidak signifikan.
Batas Dwell time 
            FCC mendefinisikan maksimum dwell time dari frekuensi hopping system spread spectrum pada 400 ms tiap carrier pada periode waktu 30 detik. Biasanya radio frekuensi hopping tidak diprogram untuk beroperasi pada batas yang diperbolehkan, tetapi untuk melengkapi ruang antara batas yang legal dan range operasi agar operator mempunyai fleksibilitas dari pengaturan. Dengan mengatur dwell time, administrator dapat mengoptimalkan jaringan FHSS pada area dimana terjadi sedikit interferensi.
 
Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)
            Direct sequence spread spectrum dikenal dan banyak digunakan pada tipe spread spectrum, menngunakan implementasi dan data rate yang tinggi. DSSS merupakan metode pengiriman data dimana system pengirim dan penerima bekerja pada frekuensi 22 MHz.
 
Bagaimana DSSS bekerja
            DSSS mengkombinasikan sinyal data pada station pengirim dengan data rate bit sequence yang tinggi, dimana tergantung pada chipping code atau processing gain. Processing gain yang tinggi meningkatkan resisitansi sinyal terhadap interferensi. Setiap chip pada code akan membedakan modulasi dengan kode sequence. 
 
Direct Sequence Systems 
            Pada band ISM 2.4 GHz, IEEE menspesifikasikan penggunaan dari DSSS pada date rate dari 1 atau 2 Mbps dibawah standard 802.11. 
 
Channel
            Tidak seperti frekuensi hopping yang menggunakann hop sequences untuk mendefinisikan channel, direct sequence systems menggunakan perbedaan pada tiap channelnya. Setiap channel berdekatan pada frekuensi 22 MHz, dan 1 MHz frekuensi carrier digunakan seperti pada FSSS
 
Gambar 3.4  Alokasi channel DSSS dan specral relationship
 
Gambar 3.5 DSSS non-overlaping channels
 
Perbandingan FHSS dan DSSS
            Antara teknologi FHSS dan DSSS keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan, dan hal itu memberikan pertimbangan bagi administrator untk menentukan pemakaian dari wireless LAN. Dan pada bagian ini diperlihatkan beberapa factor yang harus dipertimbangkan ketika memilih teknologi apa yang akan digunakan, antara lain :
-   Narrowband interference 
-   Co-location
-   Cost
-   Equipment compatibility & availability
-   Data rate & throughput 
-   Security
-   Standards support
 
Narrowband interference
            Kelebihan dari FHSS meliputi resistansi yang tinggi terhadap interferensi narrow band. DSSS lebih sering terjadi interferensi dibandingkan FHSS dikarenakan penggunaan dari 22 MHz yang berdekatan dengan 79 Mhz yang digunakan FSSS. 
 
Cost
            Ketika mengimplementasikan wireless LAN, kelebihan dari DSSS mungkin lebih terasa dibandingkan system FHSS bila dilihat dari pertimbang budget. Biaya yang dibutuhkan ntuk mengimplementasikan direct sequence system jauh lebih rendah bila dibandingkan system frequency hopping. 
 
Co-location
            Kelebihan dari FSSS diatas DSSS adalah pada kemampuan untuk menco-located banyak frekuensi hopping dibandingkan dengan direct sequence system. Sejak system frekuensi hopping menggunakan 19 discrete channel, frekuensi hopping memiliki kelebihan co-location diatas direct sequence system, dimana memiliki maksimum co-location 3 akses point.
Gambar 3.6 Perbandingan co-location
 
Equipment compatibility and availability
            Standard yang dibuat WECA dan hingga sekarang masih digunakan adalah Wireless Fidelity, atau Wi-FiTM, dan beberapa device yang lolos uji peralatan adalah “Wi-Fi Compliant” device. Tidak terdapat tes kompatibilitas untuk peralatan menggunakan FHSS. Terdapat standard seperti 802.11 dan OpenAir, tetapi tidak ada organisasi yang melakukan tes pada FHSS seperti WECA melakukan pada DSSS.
 
Data rate & throughput
            System FHSS dan DSSS memiliki throughput data yang dikirim hanya sekitar setengah dari data rate. Ketika diujikan throughput dari wireless LAN, didapat 5-6 Mbps pada setting 11 Mbps untuk DSSS.
 
Security
            Telah diketahui bahwa frekuensi hopping lebih aman dibandingkan direct sequence system. Fakta pertama bahwa radio FHSS hanya menghasilkan nilai minimal pada manufacture. Kedua, tiap manufacture menggunakan standard dari hop sequences, dimana pada umumnya terhubung dengan sisitem sebelumnya.
 
Standard support
            System DSSS seperti 802.11g dan 802.11a sesuai dengan hardware wireless LAN. Standard baru dari system FHSS meliputi HomeRF 2.0 dan 802.15. 
 
Contoh soal dan jawaban
 
1.      Sebuah sinyal RF berhubungan dengan spred spectrum, pilh salah satu yang benar?
A.    system mengirimkan data menggunakan teknologi infrared
B.     dibutuhkan daya untuk mengirimkan informasi secara signifikan lebih dari yang dibutuhkan
C.     Bandwidth yang digunakan lebih lebar dari yang diperlukan
D.    Bandwidth yang digunakan cukup dari yang diperlukan untuk mengirimkan informasi.
      Jawaban ;
C. Spread Spectrum mengirimkan sinyal data secara menyebar diatas band yang lebar dari suatu frekuensi menggunakan symbol per bit dan menggunakan daya yang kecil.





0 komentar:

Poskan Komentar

 

Serba Ada Blog Copyright © 2011-2012 | Powered by Blogger