Apa spread spectrum?
Lahirnya sistem komunikasi spread spectrum pada pertengahan tahun 1950 dilatarbelakangi oleh kebutuhan akan sistem komunikasi yang dapat mengatasi masalah interferensi, dapat menjamin kerahasiaan informasi yang dikirim dan dapat beroperasi pada tingkat S/N (signal to noise ratio) yang rendah atau tahan terhadap derau yang besar. Dalam sistem komunkasi sekarang ini, dimana penggunaan frekuensi sudah cukup padat sehingga interferensi dan noise dari transceiver lain cukup besar. Dalam komunikasi radio kita juga sering mendengar adanya penyadapan pembicaraan pada handphone oleh pesawat radio lain. Namun dengan sistem spread spektrum ketakutan yang dialami pada sistem komunikasi diatas akan dapat di atasi karena data yang ditransmit pada sistem spread spektrum adalah data acak yang dikenal sebagai noise. Jadi jika penerima tidak mengetahui code yang digunakan untuk melebarkan data maka penerima hanya akan menerima sinyal noise saja. Istilah spread spectrum digunakan karena pada sistem ini sinyal yang ditransmisikan memiliki bandwidth yang jauh lebih lebar dari bandwidth sinyal informasi (mencapai ribuan kali). Proses penebaran bandwidth sinyal informasi ini disebut spreading.
Spread Spectrum menggunakan wideband dan noise like (pseudo-noise) signals. Karena sinyal Spread Spectrum bersifat noise like, maka sulit terdeteksi. Spread Spectrum juga sulit diintercept atau didemodulate sehingga menjadi lebih aman. Transmisi Spread Spectrum sulit dijam dibandingkan dengan narrowband signals (digunakan pada teknologi GSM). Karena itu, teknik telekomunikasi ini digunakan oleh militer. Sinyal Spread Spectrum menggunakan fast codes yang menjalankan information bandwidth atau data rate beberapa kali. Kode spesial ini disebut pseudo random atau pseudo-noise codes, karena kode ini muncul berupa random noise (kode acak) , tapi hal ini tidak ada hubungannya dengan random. Transmitter Spread Spectrum menggunakan tingkat kekuatan transmisi yang hampir sama dengan transmitter Narrowband , tapi karena sinyal Spread Spectrum terlalu lebar, mereka hanya bisa ditransmisikan pada spectral power density yang lebih rendah jika dibandingkan dengan transmitter narrow band. Berhubung sinyal Spread Spectrum ditransmisikan dengan kekuatan rendah, tapi bandwidth besar, sinyal Spread Spectrum dan narrowband bisa berada pada band yang sama dengan gangguan yang kecil, bahkan tidak ada.
Sinyal spread spectrum vs narrow band
Beberapa kelebihan yang dimiliki spread spectrum, yaitu:
- Sulit dideteksi. Sinyal Spread Spectrum lebih lebar daripada transmisi narrowband pada umumnya. Berhubung communication band telah tersebar, sinyal itu dapat ditransmisikan pada lower power tanpa gangguan dari background noise. Hal ini disebabkan, karena waktu proses despreading berjalan, noise pada satu frekuensi ditolak, untuk meninggalkan signal yang diinginkan. Berhubung signal itu dipancarkan pada kekuatan yang rendah, sinyal akan tampak bercampur dengan noise, jadi akan sulit untuk dideteksi.
- Lebih sulit dijam daripada narrowband. Dasar dari teknik spreading ialah kode yang digunakan untuk menyebarkan sinyal. Tanpa mengetahui kodenya, maka tidak mungkin untuk mendecipher atau menguraikan transmisi. Juga, karena kodenya sangat panjang, maka tidak mungkin untuk memecahkan kode yang digunakan, maka interception merupakan hal yang sulit untuk dilakukan.
- Multiple users dapat menggunakan band yang sama. Kegunaan dari binary sequences yang berbeda ialah membiarkan beberapa Spread Spectrum systems untuk mengoperasikan secara independen masing-masing sinyal dalam band yang sama. Bentuk pembagian ini disebut Code Division Multiple Access (CDMA).
- Digunakan untuk ranging dan Radar. Spread Spectrum dapat digunakan untuk membangun ranging and sistem radar yang lebih tepat. Spread carrier, bermodulasi dengan pseudo noise sequence, membuat penerima untuk mengukur dengan tepat tim dari sinyal yang dikirim. Spread Spectrum dapat digunakan untuk mengetim jarak suatu objek, contohnya ialah radar. Kedua aplikasi sudah secara umum digunakan pada aerospace field selama bertahun-tahun.
Direct Sequence merupakan salah satu dari tipe teknik spread spectrum selain frekuensi hopping. Teknik spreading yang terkenal dan banyak dipilih para produsen dalam desain produk adalah Direct Sequence Spread Spektrum (DSSS) CDMA. Sistem ini dipilih karena adanya kemudahan dalam mengacak data yang akan dispreading. Setiap kanal/pengguna (user) pada CDMA menggunakan waktu dan frekuensi secara bersamaan. Untuk membedakan setiap kanal/pengguna maka digunakan kode yang unik dan dapat digunakan untuk melebarkan sinyal. Kode ini disebut Pseudo Random Noise (PN Code) yang merupakan deretan data berkecepatan tinggi yang berharga polar (-1 & +1) atau non polar (0 & 1). Kode ini juga memiliki sifat acak semu yang periodik. Adapun pembangkitnya dinamakan Pseudo Random Generator (PRG) atau ada yang menyebutnya dengan istilah Pseudo Noise Generator (PNG).
Blok Diagram Spread Spectrum- Sinyal yang dikirimkan menduduki bandwidth yang jauh lebih lebar daripada bandwidth minimum yang diperlukan untuk mengirimkan sinyal informasi
- Pada pengirim terjadi proses spreading yang menebarkan sinyal informasi dengan bantuan sinyal kode yang bersifat independen terhadap informasi
- Pada penerima terjadi proses despreading yang melibatkan korelasi antara sinyal yang diterima dan replika sinyal kode yang dibangkitkan sendiri oleh suatu generator lokal.
Proses Spreading dan Despreading
Proses Spreading dan DespreadingPada baris pertama menunjukkan bahwa bit-bit data yang akan ditransmisikan ke penerima. Kemudian pada baris kedua menunjukkan gambar kode PN yang akan digunakan untuk spreading data yang akan ditransmisikan. Kode ini unik untuk setiap user dan akan digunakan kembali dalam proses decode di penerima. Suatu isyarat yang sudah disebar hanya bisa disusun ulang menjadi data asli dengan menggunakan kode PN yang sama. Selanjutnya pada baris ketiga hasil proses spreading yaitu perkalian antara bit data yang akan dikirim dengan kode PN yang digunakan untuk spreading. Kemudian sebelum dikirimkan, isyarat ini akan dimodulasi dengan isyarat pembawa dengan frekuensi tertentu. Kemudian, hasil tersebut pada contoh ini dimodulasi dengan modulasi BPSK yang siap untuk ditransmisikan. Dalam modulasi BPSK, perubahan nilai bit data di tandai dengan perubahan fase sinyal. Dari gambar terlihat bahwa fase akan berubah ketika bit data berganti nilai. Berikut contoh lain proses spreading dan despreading dengan multiple access.
Spreading
Despreading
0 komentar:
Posting Komentar