Monday, June 4, 2007

Spread Spektrum : Teknologi komunikasi digital di masa datang

Dewasa ini sistem komunikasi sudah menawarkan suatu kecepatan dan kapasitas, yaitu kecepatan yang tinggi dan kapasitas data yang besar. Infrastruktur telekomunikasi yang dibangun harus menjanjikan kompatibilitas yang tinggi dengan suatu sistem komunikasi yang lain.

Disinilah sistem komunikasidigital menjadi idola baru bagi industri telekomunikasi saat ini. Sistem digital disamping mempunyai kompatibilitas yang tinggi dalam integrasi dengan sistem lain, juga adanya kemudahan dalam implementasi secara perangkat keras. Oleh karenanya sistem komunikasi digital semakin dikembangkan untuk memperoleh kecepatan yang tinggi dan kapasitas data yang semakin besar. Sistem komunikasi digital juga memilliki kualitas data yang lebih baik, karena dapat dilakukan pengecekan kesalahan dalam transmisi datanya.

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.
Kelebihan lain yang dimiliki sistem spread spektrum adalah sistem ini dapat digunakan untuk multiple acces secara CDMA (Code Division Multiple Acces). Sistem CDMA yaitu suatu sistem multiple akses yang dapat dilakukan pada frekuensi dan waktu yang sama, caranya dengan menggunakan kode yang berbeda. Jika dibanding sistem multiple akses yang lain seperti FDMA (Frekuency Division Multiple Acces) dan TDMA (Time Division Multiple Acces), maka CDMA merupakan sistem yang sedang di minati oleh perusahaan komunikasi, karena dapat digunakan pada frekuensi yang sama secara bersamaan.

Di Indonesia belum banyak yang mengunakan sistem CDMA untuk infrastruktur telekomunikasinya. Perusahaan telepon seluler sebagian besar menggunakan sistem TDMA yaitu untuk telepon seluler GSM. Sedangkan perusahaan telepon seluler yang sudah menggunakan sistem CDMA adalah Komselindo. Sistem yang sekarang sudah digunakan adalah narrow-band CDMA dan rencananya Komselindo akan membuat infrastruktur untuk wide-band CDMA.

Spread sprectrum sendiri belum banyak digunakan , dalam bidang jaringan komputer kita sudah mengenal Wave LAN. Wave LAN ini menggunakan spread spectrum untuk mentransmisikan datanya. Sistem ini dibuat dalam bentuk card. Wave LAN sendiri mempunyai kecepatan yang cukup tinggi untuk teknologi radio pada frekuensi rendah, yaitu 1,5 Mbps. Dengan kecepatan sebesar itu Wave LAN sudah setara dengan komunikasi T1 pada VSAT yang sering digunakan untuk komunikasi-komunikasi di indonesia. Kecepatan ini juga jauh lebih cepat jika dibandingkan dengan modem radio yang paling cepat yang pernah yang umum digunakan untuk komunikasi radio paket, yaitu hanya 64 Kbps, inipun harus menggunakan transceiver yang mempunyai bandwith yang lebar. Namun alat ini masih cukup mahal untuk pasaran di indonesia, satu card harnganya sekitar $ 5.000 USA.

Dalam teknik spread spektrum sendiri di kenal beberapa cara modulasi yang digunakan untuk melebarkan dan mangacak datanya. Teknik spreading yang terkenal dan banyak dipilih para produsen dalam desain produk adalah Direct Sequence Spread Spektrum (DSSS). Sistem ini dipilih karena adanya kemudahan dalam mengacak data yang akan dispreading.

Dalam DSSS spreading hanya menggunakan sebuah generator noise yang periodik yang di sebut Pseudo Noise Generator.

Sebuah sistem spread-spectrum harus memenuhi kriteria sebagai berikut :
1. Sinyal yang dikirimkan menduduki bandwidth yang jauh lebih lebar daripada bandwidth minimum yang diperlukan untuk mengirimkan sinyal informasi
2. Pada pengirim terjadi proses spreading yang menebarkan sinyal informasi dengan bantuan sinyal kode yang bersifat independen terhadap informasi
3. Pada penerima terjadi proses despreading yang melibatkan korelasi antara sinyal yang diterima dan replika sinyal kode yang dibangkitkan sendiri oleh suatu generator lokal.

Kode yang digunakan pada sistem spread spectrum memiliki sifat acak tetapi periodik sehingga disebut sinyal acak semu (pseudo random). Kode tersebut bersifat sebagai noise tapi deterministik sehingga disebut juga noise semu (pseudo noise). Pembangkit sinyal kode ini disebut Pseudo Rando Generator (PRG) atau pseudo noise generator (PNG).

PRG inilah yang akan melebarkan dan sekaligus mengacak sinyal data yang akan dikirimkan. Dalam komunikasi spread spectrum semakin lebar bandwidth akan semakin tahan terhadap jamming dan akan semakin terjamin tingkat kerahasiaannya. Disamping itu akan semakin banyak kanal yang bisa dipakai. Seperti yang di terangkan oleh Shanon , salah seorang ahli statistik telekomunikasi, dalam ilmu komunikasi dinyatakan bahwa kapasitas kanal akan sebanding dengan bandwidth transmisi dan logaritmik dari S/N-nya.

Jadi agar sistem komunikasi dapat bekerja dengan kapasitas kanal yang tetap pada level daya noise yang tinggi (S/N yang rendah), dapat dilakukan dengan jalan memperbesar bandwidth transmisi W. Disamping itu Shannon juga mengemukakan bahwa sebuah kanal dapat mentransmisikan informasi dengan probabilitas salah yang kecil apabila terhadap infromasi tersebut dilakukan pengkodean yang tepat dan rate infromasi yang tidak melebihi kapasitas kanal meskipun kanal tersebut memuat derau acak.

Sistem komunikasi spread spectrum sebagai salah satu sistem komunikasi digital, memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sistem komunikasi analog yaitu:

• Lebih kebal terhadap jamming
• Mampu menekan interferensi
• Dapat dioperasikan pada level daya yang rendah
• Kemampuan multiple access secara CDMA (Code Division Multiple Access)
• Kerahasiaan lebih terjamin
• Ranging

Dalam teknik spread spectrum sendiri ada beberapa macam cara yang digunakan, yaitu Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), Frequency Hopping Spread Spectrum (FSSS), Time Hopping Spread Spectrum (TSSS) dan Chirp atau Hybrid Spread Spectrum. Pada tiap-tiap metode mempunyai keunggulan sendiri-sendiri, namun secara umum DSSS mempunyai unjuk kerja terbaik untuk gangguan noise dan anti jamming, serta paling susah untuk dideteksi. Namun ada kekurangan pada DSSS ini, yang sering menjadi kendala dalam implementasinya, yaitu pada proses sinkronisasi sinyal yang diterima dengan sinyal dari generator noise lokal pada penerima.

Dewasa ini teknik spread spectrum mulai diterapkan dalam berbagai bidang kebutuhan, PT Wijaya Karya sekarang sedang mengembangkan KWH meter digital yang mencatat daya kemudian ditransmisikan ke sentral yang dimiliki PLN. Proses transmisinya akan digunakan spread spectrum dengan pita sedang. Juga sistem lock pada mobil, yang juga menggunakan teknik spread spectrum dalam mentransmisikan sinyal untuk mengunci dan membukanya.




No comments: