PERKEMBANGAN DAN KEMAJUAN  TEKNOLOGI INFORMASI/INTERNET

 

1. Perkembangan perangkat akses internet

 

Internet dimulai pada 1979 ketika departemen Pertahanan Amerika DARPA membuat riset menghubungkan beberapa computer untukd apat saling berkomunikasi membentuk jaringan organic, jaringan ini dikenal dengan ARPANET.  ARPANET difungsikan sebagai sarana percobaan teknologi jaringan komputer terbaru pada zamannya, seperti teknologi packet switching dan menjadi permulaan berdirinya Internet yang ada sekarang.

Network Control Protocol (NCP) merupakan protokol jaringan standar pertama pada ARPANET. NCP disempurnakan dan diluncurkan pada Desember 1990 oleh Network Working Group (NWG), dipimpin oleh Steve Crocker. Perangkat akses internet

 

2. Pengertian Wi-Fi

 

Wireless Fidelity atau yang lebih awam kita sebut wifi adalah suatu teknologi yang menggunakan gelombang radio dalam rentang 2,4GHz sampai dengan 5GHz untuk menghubungkan perangkat seperti PC,laptop, dan smartphone ke jaringan komputer untuk bisa mengakses internet.

Untuk dapat melakukan akses internet tersebut,maka perangkat elektronik diatas perlu berada dalam satu titik akses atau hotspot jaringan nirkabel sehingga terhubung dengan wifi. Pada umumnya jaringan wifi dapat menjangkau hingga 20 meter didalam ruangan dan lebih dari 20 meter untuk di luar ruangan. Pada awal kemunculannya, wifi hanya digunakan sebagai perangkat nirkabel pada jaringan LAN (Local Area Network) akan tetapi karena pesatnya teknologi di zaman sekarang wifi menjadi kebutuhan sehari-hari untuk akses jaringan internet.

Berbagai data yang kita minta atau kirimkan melalui wifi didistribusikan melalui gelombang radio di udara. Supaya data tersebut bisa terbaca maka harus ada yang namanya wireless adaptor yang menghubungkan ke wifi. Gelombang radio yang berwujud sinyal ini lalu dikirim menuju router yang fungsinya untuk memecahkan kode. Setelah terbaca maka data dikirim ke jaringan internet yang memanfaatkan koneksi ethernet. Karena jaringan wifi ini bekerja dua arah maka tiap data yang diterima dalam waktu yang sama menjadi kode pada tiap paket data lalu dikirim kembali dalam bentuk sinyal radio yang diterima adaptor komputer nirkabel.

 

3. Pengertian Li-Fi

 

Light Fidelity adalah aplikasi utama dari Visible Light Communication, teknik komunikasi nirkabel yang membawa informasi dengan memodulasi sinyal cahaya sekitar 400-700 nanometer. Keuntungan utama dari teknologi LiFi adalah dapat menggunakan kembali infrastruktur pencahayaan yang ada untuk menyediakan transmisi data nirkabel dalam ruangan bersama dengan pencahayaan. Untuk transfer data, Li-Fi mengandalkan modulasi cahaya pada frekuensi tinggi yang tidak terlihat oleh mata manusia

Li-Fi (juga ditulis sebagai LiFi ) merupakan teknologi komunikasi nirkabel yang memanfaatkan cahaya untuk mengirimkan data dan posisi antar perangkat. Istilah ini pertama kali diperkenalkan oleh Harald Haas selama pembicaraan TEDGlobal 2011 di Edinburgh.

Dalam istilah teknis, Li-Fi adalah sistem komunikasi cahaya yang mampu mentransmisikan data dengan kecepatan tinggi melalui spektrum cahaya tampak, ultraviolet, dan inframerah. Dalam kondisi saat ini, hanya lampu LED yang dapat digunakan untuk transmisi data dalam cahaya tampak.

Dalam hal penggunaan akhirnya, teknologi ini mirip dengan Wi-Fi perbedaan teknis utama adalah bahwa Wi-Fi menggunakan frekuensi radio untuk menginduksi tegangan pada antena untuk mengirimkan data, sedangkan Li-Fi menggunakan modulasi intensitas cahaya untuk mengirimkan data. Li-Fi secara teoritis dapat mentransmisikan pada kecepatan hingga 100 Gbit/s. Kemampuan Li-Fi untuk berfungsi dengan aman di area yang rentan terhadap interferensi elektromagnetik (misalnya kabin pesawat , rumah sakit, militer) merupakan keuntungan. Tidak heran jika teknologi terbaru ini dikatakan sebagai teknologi jaringan internet yang akan bekerja 100 kali lebih cepat jika dibandingkan dengan Wi-Fi. Dengan kemampuan super cepat yang dimiliki oleh Li-Fi, maka nantinya pengguna bisa mengunduh video bahkan film favorit hanya dalam hitungan detik saja

4. Perbandingan antara Li-Fi dan Wi-Fi

 Teknologi masa depan yang menjanjikan oleh Li-Fi tentunya tidak terlepas dari peranan Wi-Fi yang sudah ada dan dinikmati oleh banyak kalangan. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan antara teknologi Li-Fi dan Wifi maka kedua teknologi tersebut perlu untuk disandingkan.

LiFi menggunakan basis cahaya untuk transmisi data sementara WiFi menggunakan gelombang elektro-magnetik pada frekuensi radio untuk transmisi data. Karena gangguan yang ditimbulkan oleh cahaya lebih sedikit dibandingkan dengan gelombang frekuensi radio, ini digunakan di lingkungan yang lebih padat.

LiFi mencakup jarak pancar sekitar 10 meter sementara WiFi mencakup sekitar 30 meter, sehingga Li-Fi hanya dapat diimplementasikan dalam satu ruangan dalam satu gedung, berbeda dengan Wi-Fi yang mampu dipancarkan lebih jauh. Pengaruh yang muncul adalah pengadaan perangkat Li-Fi yang jauh lebih banyak untuk melayani dalam satu gedung perkantoran. Walupun hanya dapat dipancarkan dalam jarak 10 meter, Li-Fi lebih mudah dalam mengontrol siapa saja yang menggunakan jaringan sehingga keamanan jaringan akan lebih mudah di kontrol. Perbedaan lainnya dapat dilihat pada table 1 berikut ini.

 

 

5.  Pengaplikasian Li-Fi

Dengan radiasi gelombang pendek seperti yang digunakan oleh Li-Fi, komunikasi tidak dapat menembus dinding dan pintu. Ini membuatnya lebih aman dan memudahkan untuk mengontrol akses ke jaringan. Selama bahan transparan seperti jendela tertutup, akses ke saluran Li-Fi terbatas pada perangkat di dalam ruangan. Pengaplikasian yang memungkinkan dari penggunaan Li-Fi dapat dilihat seperti contoh berikut.

5.1.      Otomatisasi rumah dan gedung

 

Kebutuhan akses internet untuk perkantoran dan rumah tangga di masa yang akan datang akan semakin besar. Teknologi terbaru Corning Glass yang diimplementasikan dalam gedung dan rumah tangga, akan berimbas dengan kebutuhan akses internet yang tinggi. Tanpa jalur internet berkecepatan tinggi mustahil teknologi Corning Glass diterapkan.

Keamanan ketat penggunaan jaringanpun dapat diterapkan dalam gedung dan rumah tangga yang memang faktor keamanan tidak menjadi perhatian utama.

Gambar 1. Penerapan Li-Fi Di Kantor Dan Rumah

(https://s2phost.web.id/mengenal-teknologi-li-fi-light-fidelity/)

 

 

5.2.      Aplikasi bawah air

 

Penggunaan Li-Fi yang memunginkan dalam penggunaan bawah air yaitu diimplementasikan penggunaan kendaraan bawah air. Sebagian besar kendaraan bawah air (ROV) yang dioperasikan dari jarak jauh dikendalikan oleh koneksi kabel. Panjang kabelnya membatasi jangkauan operasionalnya, dan faktor potensial lainnya seperti berat dan kerapuhan kabel mungkin membatasi. Karena cahaya dapat merambat melalui air, komunikasi berbasis Li-Fi dapat menawarkan mobilitas yang jauh lebih besar.

5.3.      Penerbangan

 

Penerapan Li-Fi dalam dunia penerbangan sangat memungkinkan untuk diimplementasikan, selama ini dunia penerbangan melarang penggunaan perangkat-perangkat yang menggunakan gelombang RC, seperti telepon seluler, laptop, wifi dan lain lain, yang mana karena gelombang elektromagnetik yang mengganggu sistem penerbangan. Li-Fi yang tidak memiliki interferensi pada sistem perangkat penerbangan, sehingga aman ketika digunakan dalam penerbangan.

 

5.4.      Rumah Sakit

Penerapan Li-Fi di rumah sakit dapat juga diterapkan, ketika dokter dapat mengoperasi pasien dan menganalisa penyakit yang dideritanya. Semakin banyak fasilitas medis yang menggunakan pemeriksaan jarak jauh dan bahkan prosedur. Sistem Li-Fi dapat menawarkan sistem yang lebih baik untuk mengirimkan data dengan latensi tinggi, data volume tinggi di seluruh jaringan. Selain memberikan kecepatan yang lebih tinggi, gelombang cahaya juga mengurangi efek pada instrumen medis . Contohnya adalah kemungkinan perangkat nirkabel yang digunakan dalam prosedur sensitif radio yang serupa dengan MRI

5.5.      Kendaraan

 

Kemajuan dunia otomotif saat ini juga berimbas dengan penerapan internet pada produk otomotif. Saat ini Smart Car akan menjadi kebutuhan yang mendesak dimasa yang akan datang, kecanggihan mobil dan keamanan berkendara menjadi prioritas utama. Penerapan Li-Fi dapat digunakan antara pihak keamanan, pengguna mobil dan penyedia layanan pengendara.

Pemakai produk otomotif dapat saling berbagi kondisi jalan yang sudah ditempuhnya, sehingga pengendara lain dapat menghindari kemacetan lalu lintas yang terjadi.

Gambar 2. Jaringan Komunikasi pada Kendaraan Li-Fi

 

5.6.      Otomatisasi Industri

 

Di mana saja di area industri data harus ditransmisikan, Li-Fi mampu menggantikan slip ring , kontak geser, dan kabel pendek, seperti Industrial Ethernet . Karena Li-Fi real-time (yang sering diperlukan untuk proses otomatisasi), ini juga merupakan alternatif standar LAN Nirkabel industri umum. Fraunhofer IPMS, sebuah organisasi riset di Jerman menyatakan bahwa mereka telah mengembangkan komponen yang sangat sesuai untuk aplikasi industri dengan transmisi data yang sensitif terhadap waktu.

 

 

5.7.      Periklanan

Lampu jalan dapat digunakan untuk menampilkan iklan untuk bisnis atau atraksi terdekat di perangkat seluler saat seseorang melewatinya. Seorang pelanggan berjalan ke toko dan melewati lampu depan toko dapat menunjukkan penjualan dan promosi saat ini pada pelanggan. 

6.      Standar Li-Fi

Salah satu bagian dari VLC dimodelkan setelah protokol komunikasi yang dibuat oleh workgroup IEEE 802. Namun, standar IEEE 802.15.7 sudah ketinggalan zaman: gagal mempertimbangkan perkembangan teknologi terbaru di bidang komunikasi nirkabel optik, khususnya dengan diperkenalkannya metode modulasi optical orthogonal frequency-division multiplexing (O-OFDM) yang telah dioptimalkan untuk kecepatan data, akses ganda, dan efisiensi energi. [41] Pengenalan O-OFDM berarti bahwa drive baru untuk standarisasi komunikasi nirkabel optik diperlukan.

Meskipun demikian, standar IEEE 802.15.7 mendefinisikan lapisan fisik (PHY) dan lapisan kontrol akses media (MAC). Standar ini mampu memberikan kecepatan data yang cukup untuk mengirimkan layanan audio, video, dan multimedia. Ini memperhitungkan mobilitas transmisi optik, kompatibilitasnya dengan pencahayaan buatan yang ada di infrastruktur, dan interferensi yang mungkin dihasilkan oleh pencahayaan sekitar. Lapisan MAC mengizinkan penggunaan tautan dengan lapisan lain seperti pada protokol TCP/IP.

 

7.        Cara Kerja Li-Fi

Li-Fi adalah komunikasi data nirkabel berkecepatan tinggi, dua arah, dan jaringan penuh menggunakan cahaya. Li-Fi terdiri dari beberapa bola lampu yang membentuk jaringan nirkabel. Sistem komunikasi Li-Fi, Prosesor Sinyal Digital yang terintegrasi dengan driver LED memodulasi data digital dari jaringan/server untuk ditransmisikan melalui media optik. Driver LED di fixture mentransduksi bit-stream data digital menjadi sinyal optik, yang ditransmisikan pada frekuensi yang sangat tinggi. Frekuensi sinyal ini terletak pada spektrum cahaya tampak dan berkontribusi untuk menghindari kemacetan di spektrum RF yang ada. Modul dekoder di terminal penerima katakanlah, komputer, ponsel pintar, atau perangkat tepi jaringan apa pun, menerjemahkan sinyal termodulasi menjadi data yang dapat dipahami oleh pengguna akhir. Modul LiFi yang diusulkan harus menerima dan mendekode data yang dikirimkan melalui downlink, memodulasi dan mengunggah sinyal melalui uplink melalui-LiFi

Ketika arus listrik diterapkan pada bola lampu LED, aliran cahaya (foton) dipancarkan dari bola lampu. Bola lampu LED adalah perangkat semikonduktor, yang berarti kecerahan cahaya yang mengalir melaluinya dapat diubah pada kecepatan yang sangat tinggi. Ini berarti bahwa sinyal dapat dikirim dengan memodulasi cahaya pada tingkat yang berbeda. Sinyal kemudian dapat diterima oleh detektor yang menafsirkan perubahan intensitas cahaya (sinyal) sebagai data. Juga ketika LED ON, Anda mengirimkan digital 1 dan ketika OFF Anda mengirimkan 0.

Gambar 3. Cara Kerja Li-Fi

(https://www.lifitn.com/im-new)

Modulasi intensitas tidak dapat dilihat oleh mata manusia, dan dengan demikian komunikasi sama mulusnya dengan sistem radio lainnya, memungkinkan pengguna untuk terhubung di mana ada cahaya berkemampuan LiFi. Dengan menggunakan teknik ini, data dapat ditransmisikan dari bola lampu LED dan kembali dengan kecepatan tinggi.

Pada tahap ujicoba ini, Li-Fi sudah disematkan pada perangkat wireless di Estonia. Li-Fi diujicobakan melalui startup bernama Velmenni. Oleh startup tersebut, jaringan ini dipasang di beberapa lokasi strategis seperti kantor dan pusat industri.

Uniknya, teknologi terbaru ini menggunakan bohlam LED. Bohlam LED tersebut digunakan untuk wadah saat data ditransfer. Bohlam akan memberi tanda dengan kedipan lampu hanya dengan hitungan nanoseconds.

LED yang berkedip super cepat maka kedipan lampu tersebut tidak akan mampu dipandang oleh mata manusia. Sebenarnya, teknologi terbaru ini sudah dikembangkan sejak 2011 oleh professor yang bekerja di Universitas Edinburg. Komunikasi model seperti ini disebut dengan Komunikasi Cahaya Terlihat atau Visible Light Communication

Komunikasi Cahaya Terlihat, juga dikenal sebagai VLC, dapat didefinisikan sebagai transmisi data melalui penggunaan sumber cahaya yang memancarkan pada panjang gelombang tampak antara 400 dan 800 THz (780–375 nm). Ini adalah bagian dari teknologi komunikasi nirkabel optik.

 

Gambar 4. Spektrum Frekuensi

(https://www.lifitn.com/im-new)

 

Pasar VLC sedang dalam tahap pengembangan. Permintaan yang meningkat untuk teknologi komunikasi nirkabel alternatif karena kepadatan bandwidth Radio Frequency (RF) yan telah dipergunakan untk hal lain seperti siaran TV, radio dan Wi-Fi. Hal ini akan menghasilkan adopsi teknologi VLC dalam skala global. Karena teknologi VLC didasarkan pada LED, ia tidak menghadapi distorsi atau interferensi gelombang elektromagnetik lainnya dan dapat mentransfer data dengan kecepatan luar biasa.

VLC adalah teknologi komunikasi optik point-to-point satu arah sementara Li-Fi memungkinkan komunikasi dua arah melalui beberapa frekuensi untuk koneksi seluler dan jaringan. Meskipun VLC dan Li-Fi keduanya "teknologi komunikasi ringan", yang terakhir adalah hibrida dari komunikasi VLC dan IR. “Downlink—LED ke detektor foto—adalah VLC, tetapi uplink adalah inframerah”. Secara garis besar, modul LiFi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa bagian yaitu Transmitter, Optical Channel dan Receiver. Modulator, driver LED dan LED adalah komponen utama di bagian Transmitter. Demikian pula, bagian penerima terdiri dari unit demodulator dan Photodiode

Gambar 5. Prinsip Kerja Li-Fi

 

8.       Perangkat  Li-Fi

 

Penerapan Li-Fi tentunya membutuhkan perangkat keras yang menjembatani antara pengguna dan penyedia layanan internet. Sistem komunikasi LiFi melibatkan mode komunikasi dupleks penuh. Downlink dalam teknologi LiFi menggunakan spektrum cahaya tampak untuk transmisi modulasi intensitas LED dalam sistem pencahayaan solid-state. Namun, koneksi uplink dalam sistem LiFi dirancang menggunakan komunikasi IR karena uplink dalam spektrum Visible Light dapat menyebabkan gangguan pada DataStream downlink. Dalam pekerjaan saat ini, koneksi Downlink dari Access point ke perangkat Edge sistem LiFi dibuat.

Modulasi: Dalam VLC, data yang akan dikirim dimodulasi dalam media optik. VLC dapat diwujudkan sebagai sistem Intensity Modulation/Direct Detection (IM/DD) dengan nilai nyata - sinyal modulasi unipolar. Ini membatasi penerapan skema modulasi untuk teknik seperti On-Off Keying (OOK), Pulse Position modulation (PPM), Pulse Width Modulation (PWM) dan Unipolar Pulse Amplitude Modulation (PAM). Karena skema modulasi ini memperkenalkan Inter Symbol Interference (ISI) dalam saluran komunikasi, teknik Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) (7) dipertimbangkan dalam sistem LiFi. Namun, kami telah menggunakan teknik modulasi OOK untuk modulasi data pada pemancar.

Dalam makalah ini, desain prototipe untuk sistem komunikasi optik jarak pendek dengan sumber LED putih diusulkan dan didemonstrasikan. Rangkaian LED putih dan fotodioda tunggal (PD) yang siap pakai digunakan untuk desain sirkuit analog. Investigasi pengaruh Signal-to-Noise Ratio (SNR) sinyal komunikasi dan pengkodean saluran terhadap kinerja Bit-Error Rate (BER) dilakukan dengan menggunakan prototipe. Selanjutnya, efek dari sudut pancaran sinar LED, posisi relatif pemancar terhadap penerima pada cakupan horizontal akan diambil untuk analisis kinerja.

Dalam sistem LiFi, modul pemancar dan penerima merupakan bagian utama dari sistem. Pengontrol sistem diperlukan untuk pra-pemrosesan dan modulasi data di pemancar dan untuk demodulasi di ujung penerima.

8.1.      Blok Pemancar

Pada transmitter, mikrokontroler Atmega328P digunakan sebagai prosesor sistem untuk pra-pemrosesan dan modulasi data yang akan dikirimkan melalui downlink. Data yang akan ditransmisikan dapat berisi Gambar, Teks, suara, dll. Konversi lebih lanjut ke domain digital dan modulasi/enkode data dilakukan di pengontrol. Sirkuit driver LED dirancang untuk mengubah data termodulasi menjadi sinyal optik untuk dikirim melalui saluran optik.

Gambar 6. Blok Pemancar Li-Fi

Oledcomm menawarkan konsumen peningkatan yang signifikan melalui sistem WiFi saat ini dengan LiFiMAX. Sistem komunikasi nirkabel optik ini dapat menampung hingga 16 pengguna secara bersamaan dan menyediakan konektivitas berkecepatan tinggi bagi penggunanya yang tidak bergantung pada gelombang radio. Hal ini menjanjikan untuk menyediakan koneksi dan akses jaringan yang sangat aman hanya dengan menggunakan cahaya tampak.

Sistem LiFiMAX dapat dengan mudah diatur. Titik aksesnya dapat dengan mudah dipasang di langit-langit apa pun, baik di kantor rumah, ruang kerja bersama, atau ruang konferensi kantor. Perangkat cukup dipasang dongle LiFiMAX plug-and-play di perangkat dan mulailah menikmati konektivitas data berkecepatan tinggi.

 

Gambar 7. Perangkat Pemancar LifiMax

(https://lifi.co/lifi-products/lifi-xc/)

 

8.2.      Blok Penerima

 

Di ujung penerima, Photodiode digunakan sebagai transduser, yang mengubah modulasi cahaya menjadi impuls listrik, yang dapat diproses dalam prosesor sistem. Rangkaian penguat berbasis transistor dirancang untuk meningkatkan kekuatan sinyal. Mikrokontroler Atmega328P digunakan dalam pekerjaan sebagai pemroses sistem untuk demodulasi dan pemrosesan bit data yang dikodekan.

Pada tahun 2016, pureLiFi memperkenalkan dongle LiFi pertama di dunia, LiFi-X. Sekarang, pureLiFi dengan bangga memperkenalkan penerusnya yang lebih kuat, LiFi-XC. LiFi-XC menjanjikan kecepatan uplink dan downlink hingga 42 Mbps. Perangkat tersebut datang dengan mudah dikemas dalam ukuran tiga kali lebih kecil dari pendahulunya tetapi akan lebih kuat dalam hal kemampuannya untuk menyediakan komunikasi yang aman, dua arah, dan jaringan penuh.

Dunia sekarang selangkah lebih dekat ke sistem LiFi yang tersedia secara komersial berkat sistem LiFi lengkap bersertifikat pertama dari pureLiFi.

Gambar 8. pureLiFi Dongle

(https://lifi.co/lifi-products/lifi-xc/)

 

8.3.      Blok Perangkat lunak Li-Fi

 Dalam blok perangkat lunak, modulasi dan demodulasi bit data dilakukan. Dalam blok perangkat lunak ini telah menerapkan pengkodean Manchester (9) pada pemancar untuk pengkodean bit data dan teknik modulasi OOK dengan switching LED secara terus menerus. Algoritma encoding diimplementasikan menggunakan C++ pada Arduino IDE.

DAFTAR PUSTAKA

 

•  "Comprehensive Summary of Modulation Techniques for LiFi | LiFi Research",  www.lifi.eng.ed.ac.uk . Diakses pada 8 Juli 2021.
• Paul Marks, 2019, LiFi Standard Signals a Light-Bulb Moment for the Internet , https://cacm.acm.org/news/239145-lifi-standard-signals-a-light-bulb-moment-for-the-internet/fulltext , DIlihat pada 8 Juli 2021.
• Sebastian Anthony, 5 April 2013, Researchers create 3Gbps LiFi network with LED bulbs, https://www.extremetech.com/computing/152740-researchers-create-3gbps-lifi-network-with-led-bulbs, Dilihat pada 8 Juli 2021.
• “LiFi Technology”, https://www.lifitn.com/im-new, Dilihat pada 8 Juli 2021.
• https://purelifi.com/faq/how-much-does-lifi-cost/. Dilihat pada 8 Juli 2021.
• “Mengenal Teknologi LiFi – Light Fidelity”, https://s2phost.web.id/mengenal-teknologi-li-fi-light-fidelity/. Dilihat pada 8 Juli 2021.
• D Ramananda, (2018) , “Design Implementation of Li-Fi Communication System”, Materials Science And Enggginering, IOP Publishing, doi:10.1088/1757-899X/594/1/01204.
• “Li-Fi”, https://en.wikipedia.org/wiki/Li-Fi, Dilihat Pada 8 Juli 2021