Pendahuluan Spread spectrum adalah teknik komunikasi yang dikategorikan oleh lebar bandwidth and tenaga yang rendah. Komunikasi spread spectrum menggunakan berbagai teknik modulasi dalam Wireless LANs dan mempunyai banyak keuntungan dibanding pendahulunya yaitu komunikasi Narrow band. Sinyal spread spectrum berbentuk seperti noise, sulit dideteksi, dan bahkan sulit untuk didemodulasi tanpa perlengkapan yang tepat.

Narrowband transmission adalah teknologi komunikasi yang menggunakan frekuensi spektrum yang hanya cukup untuk membawa sinyal data, tdk lebih dari itu.

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.

        

Teknologi Spread Spectrum memungkinkan kita untuk membawa jumlah informasi yang 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 membuat sinyal ini seolah-olah merupakan sinyal derau.

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.

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 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.

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

Frekuensi hopping merupakan metode dari pengiriman data dimana system pengirim dan penerima bergabung bersama pada pattern yang berulang pada frekuensi bersamaan. Pada kenyataanya, interferensi sinyal narrow band penganggu mungkin menempati beberapa megahertz dari bandwidth. Karena frekuensi hopping band memiliki lebar pita lebih dari 83 MHz, sinyal interferensi ini hanya akan menyebabkan degradasi yang kecil dari sinyal spread spectrum. 

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 

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.

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 untuk mengirim lagi.

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.

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 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.

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.

Pada band ISM 2.4 GHz, IEEE menspesifikasikan penggunaan dari DSSS pada date rate dari 1 atau 2 Mbps dibawah standard 802.11.

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 

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

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.  

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)Dari WirelessWikiLangsung ke: navigasi, cariJuga dikenal sebagai Direct Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA),

DSSS adalah salah satu dari pendekatan modulasi spread spectrum untuk pengiriman data digital kecepatan tinggi melalui radio.

Umumnya peralatan IEEE 802.11b menggunakan DSSS untuk memancarkan data-nya yang memberikan kecepatan sekitar 11Mbps. Setiap stasiun yang memancar akan mengkonsumsi bandwidth sekitar 22MHz.

Setiap arus informasi yang akan di kirim akan di bagi menjadi potongan kecil-kecil dan setiap potongan akan menduduki channel yang ada dalam spectrum pancaran. Pada saat dikirim, seluruh data akan digabungkan dengan sebuah data berurut kecepatan tinggi (yang dikenal sebagai chipping code) yang akan mendefinisikan perbandingan spreading dari data. Pesawat pemancar dan penerima harus di sinkronisasi dengan kode spreading yang sama.

Dua sambungan komunikasi dengan code spreading yang berbeda dapat menggunakan frekuensi yang sama dan tidak saling mengganggu. Oleh karena itu, dalam sebuah channel dapat di tampung beberapa sambungan dengan kode spreading yang berbeda.

Chipping code akan menolong dalam pertahanan terhadap interferensi dan juga merecover data menjadi data aslinya kembali jika terjadi kerusakan pada saat dikirim.

Juga dikenal sebagai Frequency Hopping Code Division Multiple Access (FH-CDMA), radio FHSS akan memancar dan melompat / hopping pada frekuensi tertentu berdasarkan sebuah algoritma tertentu, yang dapat random atau direncanakan. Pemancar harus beroperasi dalam sinkronisasi dengan penerima yang akan di tune pada frekuensi pemancar setiap kali berubah frekuensi. Sistem dengan FHSS biasanya lebih lambat dari DSSS. Konsekuensinya, mengkonsumsi bandwidth lebih sedikit, sekitar satu (1) MHz atau lebih kecil. Akibatnya, kecepatan FHSS lebih rendah dari DSSS. Pengalaman di lapangan menunjukan bahwa biasanya FHSS dapat survive lebih baik untuk komunikasi atau untuk jaringan yang sangat padat.