Teknologi Spread Spectrum

BAB 3 Teknologi Spread Spectrum



Pendahuluan Spread Spectrum
 Spread spectrum adalah teknik komunikasi yang dikategorikan oleh lebar beamwidth dan tenaga yang rendah. Komunikasi spread spectrum  menggunakan berbagai teknik modulasi techniques pada Wireless LANs dan mempunyai banyak keuntungan diatas penggunaanya, komunikasi Narrow band. Sinyal spread spectrum berbentuk 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.

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.

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.

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.

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

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.

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.