Qu'est-ce qu'une horloge à spectre étalé (Spread Spectrum) ?

Les horloges à spectre étalé sont des techniques de génération de signaux qui modulent un spectre spécifique d'énergie électromagnétique de manière à élargir la fréquence du spectre du signal. La bande passante résultante est bien plus grande que nécessaire pour l'envoi d'informations, et cette bande passante plus large protège contre le brouillage et les interférences ; elle permet également l'accès multi-utilisateurs. Inhérentes aux techniques à spectre étalé, l'utilisation de signaux de type bruit rend ces signaux difficiles à détecter ou à bloquer.

Codes

Les signaux à spectre étalé utilisent des codes qui modulent rapidement le débit de données et sont donc appelés signaux « pseudo-aléatoires ». Ces signaux sont assez larges pour que leur densité spectrale de puissance plus faible leur permette d'utiliser la même bande passante que les signaux à bande étroite.

Méthodes

Les trois méthodes utilisées pour étaler le spectre de fréquences sont le saut de fréquence (frequency hopping), qui utilise un signal rapidement altéré dans la bande de saut ; le saut de temps (time hopping), qui utilise des signaux transmis en courtes rafales ; et la séquence directe (direct sequence), qui utilise des hautes fréquences pour encoder des données numériques. Les trois méthodes transmettent les signaux de manière pseudo-aléatoire, ce qui signifie que le récepteur connaît le code qui traduit le signal.

Histoire

Nikola Tesla, l'inventeur du courant alternatif, a fait la première référence publique au saut de fréquence en 1900, lors du dépôt d'un brevet pour un dispositif de transmission d'information. Le US Army Signal Corps a utilisé le saut de fréquence pendant la Seconde Guerre mondiale pour créer un système de parole ultra-secret conçu pour faciliter la communication sécurisée entre le président Franklin Roosevelt et le Premier ministre britannique Winston Churchill. L'utilisation publique généralisée de la technologie à spectre étalé a commencé dans les années 1980 avec la création du système de communication camion OmniTRACS. Au cours de la même décennie, la technologie à spectre étalé a été utilisée pour créer un système de navigation pour les avions d'épandage et un système satellite de nouvelles.

Utilisation commerciale

La technologie à spectre étalé est utilisée dans les télécommunications, où la bande passante élargie réduit les interférences et augmente la confidentialité. Cette technologie inclut le WiFi, le Bluetooth et les téléphones sans fil. La génération d'horloge à spectre étalé (SSCG) est également utilisée pour réduire les interférences électromagnétiques (EMI) et l'intégrité du signal dans les circuits numériques avec des parties synchronisées par un signal d'horloge coordonné. Cette méthode de réduction EMI est bien plus efficace que le blindage ou l'utilisation de filtres passe-bas, c'est pourquoi elle est couramment intégrée dans les petits appareils électroniques portables avec écrans LCD haute résolution.

Avantages et inconvénients

Les principaux avantages de la technologie à spectre étalé incluent sa capacité à permettre multi-utilisateurs, prévenir les interférences et être difficile à reconnaître ou intercepter ; les inconvénients incluent un processus de fabrication inordinairement coûteux et une circuitique complexe.