SPEKTRUM PENYEBARAN

5.5 SPEKTRUM PENYEBARAN

Bentuk komunikasi yang semakin popular disebut sebagai spectrum penyebaran. Teknik ini tidak diklasifikasikan secara jelas kedalam kategori- kategori yang ditentukan di bab ini, sebagaimana yang dapat dipergunakan untuk mentransmisikan baik data analog maupun data digital, dengan menggunakan sebuah sinyal analog.

Teknik spectrum penyebaran awalnya dikembangkan untuk kepentingan militer dan intelejen. Ide dasarnya adalah untuk menyebarkan sinyal informasi melalui bandwidth yang lebih luas untuk mencegah dilakukannya pencegatan informasi dan gangguan-gangguan lainnya. Spectrum penyebaran jenis pertama yang dikembangkan dikenal dengan nama frequency hooping atau lompatan frekuensi. Versi yang terbaru adalah spectrum penyebaran urutan langsung. Kedua teknik ini dipergunakan dalam berbagai produk jaringan data tanpa kabel. Selain itu juga untuk berbagai aplikasi komunikasi lainnya, seperti telepon tanpa kawat (cordless telephone).

Gambar 5.19 menyajikan gambaran mengenai karakteristik-karakteristik kunci beberapa system spectrum penyebaran. Input dimasukkan ke dalam suatu channel encoder yang menghasilkan sebuah sinyal analaog dengan bandwidth sempit telatif di seputar beberapa frekuensi pusat. Sinyal ini kemudian dimodulasikan menggunakan deretan digit-digit tidak beraturan yang disebut dengan pseudorandom sequence. Efek dari modulasi ini adalah untukmeningkatkan secara signifikan bandwidth (yang menyebarkan spektrum) sinyal yang ditransmisikan. Pada ujung penerima, deretan digit yang sama digunakan untuk mendemodulasikan sinyal spectrum penyebaran. Terakhir, sinyal

dimasukkan ke dalam sebuah channel decoder untuk melindungi data. Gambar 5.26 Model Umum Sistem Komunikasi Digital Spektrum

Komentar mengenai jumlah pseudorandom adalah ordernya. Jumlah ini didapat melalui suatu algoritma menggunakan beberapa nilai awal yang disebut seed. Algoritma tersebut dapat ditentukan dan karenanya menghasilkan deretan bilangan yang tidak acak secara beberapa ujian yang memeriksa keacakannya. Jumlah-jumlah semacam itu ditunjukkan sebagai pseudorandom numbers.7) Poin terpenting dari hal ini adalah walaupun anda mengetahui tentang algoritma dan seed, sangatlah sulit untuk memprediksikan deretan tersebut. Oleh sebab itu, hanya receiver, yang membagi informasi ini dengan sebuah transmitterlah yang mampu mengkodekan sinyal dengan sukses.

Lompatan Frekuensi

Di bawah skema ini, sinyal disiarkan sepanjang rangkaian frekuensi radio yang kelihatannya acak, melompat dari frekuensi ke frekuensi pada interval titik pisah (split-second intervals). Sebuah receiver, melompat diantara frekuensi secara sinkron dengan transmitter, lalu menangkap pesan. Sehingga orang-orang yang berusaha mendengarkannya secara diam-diam hanya akan mendengar bunyi titik-titik yang tidak jelas. Upaya untuk mengganggu sinyal hanya akan berhasil dengan cara menghantam sedikit bit-nya.

Diagram blok khusus untuk frekuensi system lompatan ini ditunjukkan dalam gambar 5.20. untuk transmisi, data biner dimasukkan ke dalam sebuah modulator dengan menggunakan beberapa skema pengkodean digital-ke-analog, semacam frequency –shift-keying (FSK) atau Binary Phase-Shift Keying (BPSK). Sinyal yang dihasilkan dipusatkan disekitar beberapa frekuensi dasar. Sumber jumlah pseudorandom menyajikan apa yang dilampirkan dalam indeks didalam table frekuensi. Pada masing-masing interval yang berurutan, dipilih sebuah frekuensi baru dari table. Frekuensi ini kemudian dimodulasikan melalui sinyal yang dihasilkan dari modulator awal agar menghasilkan sinyal yang baru dengan bentuk yang sama namun sekarang dipusatkan di tengah-tengah frekuensi yang dipilih dari table.

Sekarang pada penerima, sinyal spectrum penyebaran dimodulasikan menggunakan sejumlah frekuensi yang sama yang didepatkan dari table dan kemudian didemodulasikan agar menghasilkan data output.

Sebagai contoh, bila FSK digunakan, modulator memilih salah satu dari dua frekuensi, katakanlah f0 atau f1, berkaitan dengan transmisi biner 1 atau biner

0. Sinyal FSK biner yang dihasilkan diartikan ke dalam frekuensi melalui suatu jumlah yang ditentukan melalui urutan output dari generator jumlah pseudorandom. Sehingga, bila frekuensi yang dipilih pada waktu I adalah f1 maka sinyal pada waktu I adalah baik f1+f0 maupun f1+f1.

Gambar 5.27 Sistem Spektrum Penebaran Lompatan Frekuensi

Gambar 5.28 Contoh Spektrum Penyebaran Rangkaian Langsung

Deretan Langsung

Di bawah skema ini, masing-masing bit pada sinyal yang asli ditampilkan oleh bit-bit multiple pada sinyal yang ditransmisikan, yang disebut sebagai kode tipis (chipping). Kode tipis yang menyebarkan sinyal secara langsung sepanjang band frekuensi yang lebih luas sebanding dengan jumlah bit yang dipergunakan. Oleh karena itu, kode tipis 10-bit menyebarkan sinyal sepanjang band frekuensi yang 10kali lebih besar disbanding kode tipis 1-bit.

Satu teknik dengan spectrum penyebaran deretan langsung adalah dengan mengkombinasikan stream informasi digital dengan bit stream pseudorandom menggunakan OR-eksklusif contohnya pada Gambar 5.21. Patut dicatat bahwa bit informasi dari satu membalikkan bit-bit pseudorandom dalam kombinasi tersebut, Satu teknik dengan spectrum penyebaran deretan langsung adalah dengan mengkombinasikan stream informasi digital dengan bit stream pseudorandom menggunakan OR-eksklusif contohnya pada Gambar 5.21. Patut dicatat bahwa bit informasi dari satu membalikkan bit-bit pseudorandom dalam kombinasi tersebut,

Gambar 5.22 menunjukkan implementasi deretan langsung yang khusus. Dalam hal ini, stream informasi dan stream pseudorandom bahkan dikonversikan ke sinyal-sinyal analog lalu dikombinasikan, bukannya menunjukkan OR eksklusif dari dua stream dan kemudian memodulasikannya. Peyebaran spectrum dapat dicapai melalui teknik deretan langsung yang ditentukan dengan mudah.

Sebagai contoh, anggap saja sinyal informasi memiliki lebar bit sebesar tB yang

ekuivalen terhadap rate data sebesar 1/tB. Dalam hal ini, bandwidth sinyal tergantung pada teknik pengkodean, kira-kira 2/tB. Hampir sama dengan itu, bandwidth sinyal pseudorandom adalah 2/Tc adalah lebar bit dari pseudorandom input. Bandwidth sinyal yang dikombinasikan kira-kira sebesar jumlah dari dua bandwidth tersebut. Jumlah penyebaran yang dicapai adalah hasil langsung dari rate data stream pseudorandom. Semakin besar rate data pseudorandom input, semakin besar jumlah penyebarannya.