Pengertian FREQUENCY HOPPING SPREAD SPECTRUM (FHSS)

 FREQUENCY HOPPING SPREAD SPECTRUM (FHSS)

Frequency Hopping Spread Spectrum merupakan teknik spread spectrum yang menggunakan teknik lompatan frekuensi yang berubah-ubah pada sinyal carrier untuk membawa suatu data informasi. Sinyal carrier atau sinyal pembawa mengubah-ubah frekuensi, atau melompat menurut urutan yang bersifat pseudorandom. Urutan pseudorandom ini digunakan sebagai suatu daftar beberapa frekuensi ke arah mana pembawa akan melompat pada suatu interval waktu yang ditetapkan sebelum terjadi pengulangan pola tersebut. Transmiter menggunakan urutan lompatan ini untuk memilih frekuensi pemancarnya. Apabila daftar frekuensi tersebut telah terpakai semua, maka transmiter atau pemancar akan mengulangi urutan tersebut.
Berikut blok diagram FHSS.

Karena kompleksnya teknologi yang digunakan pada FHSS maka perlu dibuat standarisasi aturan. IEEE mengeluarkan standarisasi operasi yang meliputi beberapa kategori sistem di antaranya :
– Band Frekuensi
– Hop Sequences
– Dwell Time
– Data Rate
Keempat parameter tersebut perlu diatur dan distandardkan agar seluruh sistem yang memanfaatkan teknologi FHSS ini dapat saling kompetibel dan bisa digunakan antara yang satu dengan yang lain.

-.Band Frekuensi.-
IEEE 802.11 menetapkan standart data rates sebesar 1 Mbps dan 2 Mbps, sedangkan OpenAir (suatu standar yang diciptakan oleh forum antar operasi LAN nirkabel yang sekarang tidak berfungsi) menetapkan data rates sebesar 800 kbps dan 1.6 Mbps. Agar suatu frequency hopping systems berada pada 802.11 atau sesuai dengan OpenAir, maka ia harus beroperasi pada band frekuensi 2.4 GHz ISM (yang didefinisikan oleh FCC berada pada kisaran dari 2.4000 GHz sampai 2.5000 GHz). Kedua standar ini memungkinkan operasi pada kisaran frekuensi 2.4000 GHz sampai 2.4833 GHz, atau dengan kata lain frequency hopping band memiliki lebar lebih dari 83 MHz.

-.Hop Sequence.-
Untuk menentukan saluran yang digunakan pada FHSS menggunakan hop sequence. Frekuensi hopping bekerja menggunakan hop pattern yang disebut dengan channel. Berikut analogi dari teknik FHSS, dimana pada tiap periode waktu tertentu sinyal carrier akan mengalami perubahan frekuensi.

Dari frekuensi di atas yang dimiliki dimungkinkan terdapat pembagian frekuensi hingga 79 sinkronisasi (2.401 GHz – 2.479 GHz dengan masing-masing kanal 1 MHz), dimana dengan system sebanyak ini setiap frekuensi hopping radio membutuhkan sinkronisasi dengan yang lain tanpa adanya interferensi. Frequency hopping system secara tipikal menggunakan 26 pola lompatan sesuai standar dari FCC. Berikut contoh sederhana untuk membantu kita memperjelas maksud hop sequence. Pada gambar di bawah ini memperlihatkan suatu frequency hopping system yang menggunakan urutan lompatan (hop sequence) sebanyak 5 frekuensi pada suatu band yang berukuran 5 MHz. Dalam contoh ini urutannya adalah:
1. 2.449 GHz 4. 2.450 Ghz
2. 2.452 GHz 5. 2.451 Ghz
3. 2.448 GHz

Setelah radio memancarkan informasi pada pembawa 2.451 GHz, radio tersebut akan mengulang hop sequence (urutan lompatan), kemudian dimulai lagi dari frekuensi 2.449 GHz.

-.Dwell Time.-
Dalam FHSS kita tahu bahwa frekuensi dari carrier akan berpindah-pindah atau melompat-lompat dari frekuensi yang satu ke frekuensi yang lain. Penempatan carrier pada suatu frekuensi memiliki waktu tertentu. Waktu inilah yang dinamakan dwell time. Atau dengan kata lain, dwell time merupakan rentang lamanya waktu yang diperlukan oleh sistem untuk menempati suatu kanal tertentu, sehingga carrier masih akan berada pada suatu frekuensi tertentu selama jangka waktu yang ditetapkan. Ketika dwell time habis, sistem akan berganti ke frekuensi yang berbeda dan memulai untuk mengirim lagi.

-.Hop Time.-
Pada saat suatu frequency hopping radio melompat dari frekuensi A ke frekuensi B maka ia harus mengubah frekuensi pancar dalam salah satu dari dua cara yaitu, radio tersebut harus beralih ke suatu rangkaian yang berbeda yang telah diselaraskan dengan frekuensi baru tersebut, atau ia harus mengubah sebagian elemen dari rangkaian yang ada untuk menyelaraskan dengan frekuensi baru tersebut. Pada tiap cara, proses peralihan ke frekuensi baru harus tuntas sebelum transmisi dapat dijalankan kembali, dan perubahan ini membutuhkan waktu karena adanya latensi listrik yang inheren dalam sistem rangkaian. Terdapat sedikit waktu selama perubahan frekuensi ini dimana radio tersebut tidak memancar, yang disebut hop time. Hop time diukur dalam mikrodetik (μs) dan dengan dwell time yang relatif panjang yaitu sekitar 100-200 ms, hop time menjadi tidak signifikan. Sistem FHSS 802.11 yang tipikal melompat antar saluran dalam waktu 200-300 μs.