BRIN Teliti Sistem Komunikasi Cahaya Tampak untuk Penuhi Kebutuhan Akses Internet

Jakarta, InfoPublik – Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) melalui Peneliti Kelompok Riset Rangkaian Elektronika dan Optik - Pusat Riset Elektronika BRIN tengah mengkaji sistem komunikasi cahaya tampak dengan melakukan riset visible light communication (VLC), yang memanfaatkan spektrum cahaya tampak untuk komunikasi.

Peneliti Kelompok Riset Rangkaian Elektronika dan Optik - Pusat Riset Elektronika Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Rahmayati, mengatakan kondisi eksisting akses internet yang digunakan selama ini mengandalkan teknologi transmisi gelombang radio atau radio frequency (RF), seperti bluetooth, zigbee, LoRaWAN, wifi, NB-IoT, 4G dan lainnya.

“Dilihat dari spektrum elektromagnetik, RF memiliki bandwidth 40 GHz, dan ini sudah hampir penuh. Karena itu, muncul riset visible light communication (VLC), yang memanfaatkan spektrum cahaya tampak untuk komunikasi,” kata Rahmayati dalam pada webinar Sharing Ilmiah dan Teknologi Elektronika serta Manfaatnya (SISTEM), bertajuk Sharing Knowledge: Studi lanjut di bidang Elektronika, Senin (25/3/2024), dikutip dari keterangan tertulis yang InfoPublik dapatkan pada Kamis (28/3/2024).

Ia menambahkan bahwa dari hasil studi yang sudah dilakukan, jika mengandalkan hanya dengan menggunakanfrekuensi radio, kemungkinan tidak cukup menggiring krisis spektrum, sehingga jika digunakan dengan jumlah yang banyak, maka membuatnya tidak akan cukup.

“Menurut studi yang sudah ada, dengan mengandalkan radio frekuensi saja tidak cukup dan menggiring kepada krisis spektrum. Sehingga, makin lama tidak akan cukup karena yang menggunakan semakin banyak,” tambah Rahmayati.

Kajian mengenai sistem komunikasi cahaya tampak atau VLC memiliki ciri- ciri salah satunya yaitu unlicensed spektrum untuk 430 THz – 790 THz yang baru dipakai untuk pencahayaan, belum untuk komunikasi. Kemudian mendukung untuk 5G-6G dan baik untuk akses indoor. VLC  memiliki Keamanan lebih tinggi, tidak menembus dinding solid, large bandwidth, dan low cost,  serta bebas elektromagnetik.

“VLC bebas elektromagnetik, jadi cocok untuk daerah yang rawan elektromagnetik seperti industri rumah sakit, petrokimia, dan pesawat,” kata Rahmayati.

Rahmawati mengatakan, VLC ditunjang menggunakan dua teknik, pertama, yaitu teknologi pencahayaan dan teknik modulasi, sedangkan, yang kedua, yaitu teknik modulasi yang paling berpotensi adalah multi-carrier modulation (MCM) berbasis orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).

Dua teknik di atas kemudian dibagi menjadi empat kategori, yaitu DCO-OFDM, Inherent Unipolar OFDM, superposition OFDM, dan hybrid OFDM.

“Dari berbagai teknik modulasi, kami merujuk pada riset layered asymmetrically clipped optical-orthogonal frequency-division multiplexing (LACO-OFDM).  Riset LACO-OFDM yang telah ada umumnya hanya menjelaskan formula matematis, kemudian dievaluasi dengan parameter kinerja terbatas dan verifikasi dengan stimulasi,” katanya.

Ia kemudian mengusulkan pada kajian riset yang tengah dilakukan akan mengusulkan LACO OFDM karena memiliki keefisiensian, lebih lengkap dan menyeluruh, serta biaya yang terjangkau.

“Pada riset ini, kami mengusulkan LACO OFDM dengan evaluasi parameter kinerja yang lebih lengkap, efisiensi, verifikasi (simulasi, DSP to DSP, sirkuit) yang lebih menyeluruh dan biaya yang lebih murah,” usul Rahmayati.

Berdasarkan studi literatur yang dilakukan terhadap berbagai varian OFDM optik untuk VLC, dapat disimpulkan bahwa teknik LACO OFDM dinilai paling layak untuk diterapkan.

Dikutip dari berita Humas BRIN, Pihaknya telah melakukan perancangan transmitter dan receiver untuk membangun sistem komunikasi cahaya tampak dengan koneksi secara point to point. Uji tramisi skala laboratorium pada jarak satu meter menghasilkan bandwidth 3 MHz pada transmitter dan 2,5 MHz pada receiver.

“Hasil implementasi DCO-OFDM dan ACO-OFDM pada FPGA Xilinx Artix-35T menunjukkan, kedua sistem menggunakan delapan persen dari sumber daya FPGA, konsumsi daya relatif kecil, yaitu 0,081 W untuk DCO-OFDM, dan 0,082 W untuk ACO-OFDM,” ujarnya.

LACO OFDM dengan usulan penggunaan blok IFFT/FFT yang memikiki ukuran tetap dikombinasikan dengan pengaturan subcarrier mapping. LACO OFDM terdiri dari 3 layer, 16 subcarrier IFFT/FFT 16 titik, dan modulasi QAM pada tiap subcarrier.

“Dapat disimpulkan hasil simulasi menunjukkan struktur ber-layer pada LACO-OFDM menghasilkan efisiensi spektral hingga dua kali efisiensi spectral ACO-OFDM.  Rancangan LACO OFDM berbasis Intelektual Property (IP) Core untuk struktur 4 layer, 32 subcarrier, IFFT/FFT  32 titik, dan modulasi QAM 16 memungkinkan penggunaan kembali pada semua komponen sistem,” tutup Rahmayati.