PENGENALAN MODULASI SPREAD SPECTRUM

Apa itu Modulasi Spread Spectrum.

Yang dimaksud dengan Modulasi Spread Spectrum adalah suatu teknik modulasi dimana sinyal informasi diberi  bit tambahan yang jumlahnya melebihi dari bit informasi yang aslinya. Sehingga lebar pita frekwensi yang dikirim mempunyai bandwidth atau lebar pita yang sangat besar.

Gambar -2 Spread Spectrum Vs Narrowband

Penggunaan Spread Spectrum ini diimplemantasikan pada jaringan Wireless LAN dan Wireless WAN, aau dengan kata lain teknologi modulasi Spread Spctrum sangat efekif digunakan untuk mengirim informasi dalam bentuk paket data.

Gambar-2 Prinsip Modulasi Spread Spectrum

Gambar - 3 Bandwidth Spread Spectrum Lebih lebar dibanding dengan Bandwidth Informarsi

Spread Spectrum menggunakan wide band dan noise like (pseudo-noise) signals. Karena signal Spread Spectrum bersifat noise like, mereka sulit terdetaksi. Spread Spectrum juga sulit diintercept atau didemodulate sehingga menjadi lebih aman. Transmisi Spread Spectrum sulit dijam dibandingkan dengan narrow band signals. Karena itu, teknik telekomunikasi ini digunakan oleh militer. Signal 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, tapi hal ini tidak ada hubungannya dengan random. Transmitter Spread Spectrum menggunakan tingkat kekuatan transmisi yang hampir sama dengan transmitter Narrow band, tapi karena signal Spread Spectrum terlalu lebar, mereka hanya bisa ditransmisikan  pada spectral power density yang lebih rendah jika dibandingkan dengan transmitter narrow band.

Spread  spectrum  merupakan  teknik  pengiriman  sinyal 

informasi yang menggunakan suatu kode untuk menebarkan 

spektrum energi sinyal informasi dalam pita frekuensi yang 

jauh  lebih  besar  dari  spectrum  minimal  yang  dibutuhkan 

untuk  menyalurkan  suatu  informasi.  Sistem  komunikasi 

spread  spectrum  ini  sangat  beguna  untuk  menekan  adanya 

gangguan  karena  data  yang  dikirimkan  bersifat  acak. 

Konsep  ini  didasarkan  pada  teori  C.E  Shannon  untuk 

kapasitas saluran [1] 

C = W log 2   (1+S/N)          (1) 

Dimana: C= Kapasitas kanal transmisi  

              W= Lebar pita frekuensi tansmisi 

               S= Daya Sinyal 

              N= Daya Nosie  

Beberapa kelebihan dari teknologi modulasi Spread Spectrum ;

• 1.     Karena adanya tambahan bit yang melebihi jumlah bit informasi, sehingga sangat sulit untuk dilakukan penyadapan (anti interception)
• 2.     Karena bandwidth frekwensinya sangat lebar sekali, sehingga sangat sulit dilakukan jamming.
• 3.     Lebih kebal terhadap multipath fading, sehingga kualitasnya lebih bagus demikian juga kecepatan transmisinya (bitrate) lebih tinggi.
• 4.     Dapat dikembangkan untuk Modulasi CDMA, dalam satu bandwidth spread spectrum bias terdiri dari beberapa spread spectrum dengan kode yang berbeda. 

    Prinsip Kerja

Pada spread spectrum, sinyal informasi yag akan dikirim setiap 1 (satu) bit akan disebar dengan bit tambahan atau yang disebut dengan spreading bit/ Pseudorandom code atau juga Barker Sequence, yang diproduksi dari suatu generator yang disebut Psuedo Noise Generator (PN Generator) Setiap 1 (satu) bit informasi akan disebar pada 11 (sebelas) spreading bit, dimana spreading bit ini akan selalu berubah ubah setiap saat.

Gambar-4 Pengiriman data Informasi dengan hasil Spread Spectrum

Deretan bit yang dipancarkan adalah merupakan hasil operasi dari 1 bit informasi XOR 11 bit spreading dari PN Generator

Operasi XOR adalah sebagai berikut 

0 xor 0 = 1

0 xor 1 = 0

1 xor 0 = 0

1 xor 1 = 1

Seperti pada gambar diatas jika bit informasi 1 maka akan disebar dengan pesudorandom code 11 bit (1011011000), bit "1" dengan operasi XOR akan menghasilkan sebaran bit 01001000111, smentara bit informasi "0" akan mengasilkan sebaran bit 0110111000.

PN Generator ini setiap pergantian dua bit akan berubah kodenya, sehingga salat sulit dilakukan interception atau penyadapan
Ada 3 (tiga) jenis Spread Spectrum yang digunakan untuk transmisi paket data Wireless Broadband, yaitu ;

1. Direct Sequences Spread Spectrum atau DSSS
2. Freqwency Hoping Spread Spectrum atau FHSS.
3. Time Hoping Spread Spectrum atau THSS

Direct Sequences Spread Spectrum
yaitu  teknik  modulasi  dimana  data digital  dikodekan  dengan bit-bit  yang  mempunyai kecepatan lebih tinggi dari kecepatan data. Kode bit-bit tersebut  dibangkitkan  secara  random,  kode  bit tersebut juga  digunakan  pada  sisi  penerima  untuk mendapatkan 

sinyal informasi seperti semula. 

Gambar -5 

Pemancar pada DSSS

Pada pemancar DSSS sinyal dari PSK M-array akan ditambahkan bit bit dari pseudo noise yang jumlahnya lebih besar atau disebut dengan chip gain dimana 1 bit informasi menjadi 11 bit spread sepectrum

Gambar-6 Penerima pada DSSS

Pada penerima DSSS sinyal yang diterima dikurangi dengan bit Pseudo Noise yang sama dengan PN dari pemancar, sehingga menjadi bit sesuai dengan informasi yang asli


Freqwency Hoping Spread Spectrun

Freqwency Hoping yaitu Sinyal  yang ditransmisikan melingkupi beberapa frekuensi dalam satu waktu, masing-masing  untuk  satu periode  T h   (=1/R h ),  disebut  sebagai  dwell  time.  FHSS 

membagi bandwith yang ada ke dalam N kanal dan hop diantara kanal-kanal tersebut  menurut  PN  sequence.  Transmitter  dan  receiver  mengikuti  pola frekuensi hop yang sama. 

Gambar - 7 Prinsip kerja FHSS

Gambar-8 Contoh pengiriman k bit dengan FHSS

dimana setiap k-bit akan dikirim sesuai dengan tabel frekwensi, Jika k=3, maka harus tersedia 8 frekwensi yang berbeda. 

Gambar sekuensial pengiriman k-bit dengan 8 frekwensi\