Teknologi Internet of Things (IoT) telah sepenuhnya mengubah cara kita bekerja dan hidup. IoT adalah sistem perangkat yang saling terhubung dan berkolaborasi untuk bertukar informasi dan menjalankan fungsi yang berbeda. Dalam Internet of Things, komunikasi sangat penting untuk memungkinkan perangkat terhubung, bekerja sama, dan berbagi informasi dengan mudah. Perangkat Internet of Things (IoT) berkomunikasi dengan berbagai cara, menggunakan ratusan protokol dan tipe komunikasi yang berbeda-beda. Hal ini karena cara mereka berkomunikasi bergantung pada apa yang mereka lakukan, di mana mereka berada, perangkat dan sistem lain yang perlu mereka ajak bicara, dan apa yang harus mereka katakan. Tidak ada protokol terbaik, yang pada dasarnya adalah “bahasa” umum yang digunakan untuk merutekan pesan dari satu perangkat IoT ke perangkat lainnya. Pilihan yang tepat selalu tergantung pada kebutuhan spesifik aplikasi. Ekosistem IoT dibangun di atas kemampuan komunikasi gadget, yang memungkinkan pengembangan sistem cerdas dan saling terhubung yang dapat meningkatkan produktivitas, pengambilan keputusan, dan berbagai operasi. Sistem IoT dengan komunikasi yang efektif dapat dibangun untuk meningkatkan produktivitas, meningkatkan pengambilan keputusan, dan mengotomatisasi operasi di berbagai industri, termasuk transportasi, perawatan kesehatan, rumah pintar, dan otomasi industri.
 

Komunikasi dalam IoT

Dalam IoT, terdapat berbagai saluran komunikasi, masing-masing dengan fungsi dan serangkaian kriteria tertentu. Dalam Internet of Things, berikut metode komunikasi sering digunakan:

1. Komunikasi Mesin-ke-Mesin (M2M): Komunikasi M2M adalah istilah untuk interaksi langsung tanpa perantara dan pertukaran data antara mesin atau perangkat. Untuk mencapai tujuan tertentu, komunikasi ini memungkinkan perangkat berinteraksi, merencanakan tindakan, dan berbagi informasi secara mandiri. Jaringan pintar, otomasi industri, dan sistem transportasi cerdas semuanya bergantung pada konektivitas M2M.

2. Komunikasi Peer-to-Peer (P2P): Komunikasi langsung antar perangkat di jaringan yang sama menggunakan P2P di IoT menghilangkan kebutuhan akan server terpusat atau arsitektur cloud. Komunikasi P2P memungkinkan komunikasi langsung tanpa perantara antar perangkat. Dalam situasi di mana interaksi waktu nyata, latensi rendah, atau ketahanan jaringan sangat penting, seperti di rumah pintar atau aplikasi IoT industri, bentuk komunikasi ini dapat membantu.

3. Komunikasi Perangkat-ke-Perangkat (D2D): Perangkat IoT secara langsung berinteraksi dan berbagi data selama koneksi semacam ini. Tanpa memerlukan manajemen atau intervensi terpusat, komunikasi D2D memungkinkan perangkat untuk bekerja sama, bertukar pengetahuan, dan melakukan tindakan yang terkoordinasi. Melalui interaksi dan pengambilan keputusan secara real-time, komunikasi ini memungkinkan waktu respons yang lebih cepat dan latensi yang lebih rendah di antara perangkat.

4. Komunikasi Perangkat-ke-Awan (D2C): Data dari perangkat IoT dikirim ke server atau sistem berbasis cloud melalui koneksi D2C. Cloud akan menganalisis, menganalisis, dan menyimpan data yang dikumpulkan perangkat IoT dari sensor dan aktuatornya. Analisis tingkat lanjut, administrasi data terpusat, serta pemantauan dan kontrol perangkat jarak jauh dimungkinkan melalui konektivitas ini. Aplikasi seperti pemantauan aset jarak jauh, pemeliharaan preventif, dan wawasan berbasis data sering kali menggunakan konektivitas D2C.

5. Komunikasi Cloud-ke-Perangkat (C2D): Ketika informasi atau instruksi dikirim dari cloud ke perangkat IoT, ini disebut sebagai komunikasi C2D. Untuk memberikan kendali jarak jauh, pembaruan firmware, atau perubahan konfigurasi, sistem berbasis cloud memiliki kemampuan untuk mengirim instruksi atau pembaruan ke perangkat. Konektivitas C2D meningkatkan fungsionalitas dan kemampuan beradaptasi perangkat IoT dengan memungkinkan peningkatan melalui udara dan manajemen terpusat.

6. Komunikasi Perangkat-ke-Gateway: Perangkat gateway, yang berfungsi sebagai perantara antara perangkat IoT dan jaringan atau cloud, sering kali menjadi titik koneksi untuk perangkat IoT. Perangkat memberikan data ke gateway selama komunikasi perangkat-ke-gateway, yang kemudian digunakan gateway untuk mengontrol konektivitas dengan cloud atau perangkat lain. Gateway mengelola agregasi data, pemfilteran, dan penerjemahan protokol, sehingga memungkinkan integrasi yang mulus dari berbagai perangkat dan protokol di dalam jaringan IoT.
    

Protokol Komunikasi IoT

Dalam berkomunikasi dan mengirimkan data, IoT menggunakan protokol agar data yang dikirimkan ke pengguna sesuai dengan arahan dan tujuannya. Berikut beberapa protokol yang biasa digunakan:

1. MQTT: Protokol perpesanan ringan yang menggunakan model publish/subscribe, yang dioptimalkan untuk perangkat IoT dengan bandwidth rendah dan berdaya rendah. Protokol ini diadopsi secara luas di platform IoT dan mendukung komunikasi real-time antara perangkat dan layanan cloud.

2. HTTP : Seperangkat protokol untuk mentransmisikan file melalui web: teks, gambar, suara, video, dan file lainnya. Protokol ini memungkinkan sumber daya dipertukarkan antara perangkat dan server melalui internet.

3. Bluetooth: Bluetooth, khususnya Bluetooth Low Energy (BLE), sangat populer untuk komunikasi jarak pendek. BLE hemat energi, sehingga ideal untuk perangkat yang dapat dikenakan, monitor kesehatan, dan perangkat rumah pintar. Bluetooth beroperasi dalam jarak 150 meter dan dikenal dengan konsumsi daya yang rendah.

4. ZigBee: Teknologi yang mirip dengan Bluetooth, menghadirkan konsumsi daya yang lebih rendah, keamanan yang tinggi, dan jangkauan data yang rendah, serta memiliki jangkauan komunikasi yang lebih panjang dibandingkan dengan Bluetooth (200 meter, sedangkan Bluetooth memungkinkan 100 meter). Protokol IoT ini mudah diatur dan dapat diimplementasikan dengan mudah pada produk atau perangkat yang memiliki persyaratan kecil, misalnya, sensor dan mikrokontroler dapat menggunakan protokol ini.
    

Cara Kerja Komunikasi IoT

Perangkat IoT berkomunikasi satu sama lain dengan menggunakan kombinasi gateway, platform, konektivitas, dan antarmuka pengguna. Berikut adalah cara kerja masing-masing bagian/komponen:

1. Perangkat: Perangkat IoT biasanya berupa benda fisik kecil yang mengandung teknologi tertanam seperti sensor atau prosesor. Benda-benda ini dapat terhubung ke internet melalui Wi-Fi atau Bluetooth dan dapat mengumpulkan data dari lingkungannya. Data ini kemudian dikirim ke platform cloud untuk diproses dan dianalisis lebih lanjut. Contoh perangkat IoT termasuk termostat pintar, kamera keamanan, pelacak kebugaran, dan sistem otomasi rumah.

2. Gateway: Gateway bertindak sebagai jembatan antara berbagai jenis jaringan seperti jaringan area lokal (LAN) dan jaringan area luas (WAN). Gateway menyediakan koneksi yang aman antara dua jenis jaringan yang berbeda sehingga data dapat ditransfer bolak-balik tanpa risiko penyadapan atau gangguan. Gateway IoT juga memungkinkan komunikasi antara berbagai jenis perangkat IoT di jaringan yang sama dengan menerjemahkan protokol dari satu perangkat ke perangkat lainnya.

3. Platform: Platform adalah solusi perangkat lunak yang memungkinkan pengembang membuat aplikasi untuk digunakan dalam sistem IoT. Platform ini menyediakan alat untuk mengelola data dalam jumlah besar yang dihasilkan oleh perangkat yang terhubung secara real-time dan juga menyediakan mekanisme kontrol akses untuk memastikan komunikasi yang aman di antara perangkat-perangkat ini. Contoh platform populer yaitu Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, IBM Watson IoT Platform, dan Google Cloud Platform (GCP).

4. Konektivitas: Konektivitas mengacu pada kemampuan dua mesin atau lebih untuk bertukar informasi melalui koneksi jaringan seperti Wi-Fi atau penyedia layanan seluler seperti Verizon Wireless atau AT&T Mobility LLC. Hal ini penting untuk memungkinkan pemantauan jarak jauh dan kemampuan kontrol dalam sistem IoT karena memungkinkan pengguna untuk mengakses data perangkat mereka yang terhubung dari mana saja di dunia kapan saja mereka inginkan terlepas dari apakah mereka berada di dekatnya secara fisik atau tidak.

5. Antarmuka Pengguna: Memungkinkan manusia untuk berinteraksi dengan komputer melalui elemen grafis seperti tombol, menu, ikon, dan kotak teks. Agar aplikasi yang berjalan di perangkat IoT dapat berkomunikasi dengan penggunanya, perlu ada semacam representasi visual,
    

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Komunikasi IoT

1. Ketersediaan jaringan sangat penting bagi komunikasi IoT, karena perangkat IoT memerlukan akses konstan ke jaringan untuk mengirim dan menerima data. Faktor seperti infrastruktur, lokasi geografis, dan kemacetan jaringan dapat mempengaruhi konektivitas. Di daerah terpencil, jaringan mungkin tidak stabil atau terbatas. Untuk mengatasi ini, digunakan strategi seperti jaringan berdaya rendah dan jaringan jarak jauh, atau topologi mesh yang meningkatkan ketahanan dan jangkauan. Jaringan yang konsisten memastikan kinerja optimal sistem IoT.

2. Konsumsi daya mempengaruhi efisiensi dan masa pakai perangkat IoT, terutama perangkat yang bertenaga baterai. Daya yang diperlukan untuk transmisi data bergantung pada protokol, volume, frekuensi pengiriman, dan jarak ke penerima. Protokol seperti Zigbee dan Bluetooth Low Energy (BLE) dirancang untuk konsumsi daya rendah, cocok untuk perangkat bertenaga baterai. Strategi seperti duty-cycling, yang memindahkan perangkat antara mode aktif dan hemat daya, membantu mengoptimalkan konsumsi energi dan memperpanjang masa pakai perangkat.

3. Keamanan sangat penting dalam komunikasi IoT untuk melindungi perangkat, data, dan jaringan dari ancaman siber. Perangkat IoT bisa rentan terhadap serangan yang mengakses atau memanipulasi data. Mengamankan protokol komunikasi, menggunakan enkripsi, dan menerapkan autentikasi perangkat dapat mengurangi risiko ini. Protokol seperti TLS dan DTLS mengenkripsi data, sementara autentikasi dua faktor memastikan identitas perangkat. Pembaruan perangkat lunak secara rutin juga penting untuk menutup kerentanan keamanan dalam sistem IoT.
    

Tantangan Komunikasi IoT

Keragaman standar dan protokol menghadirkan tantangan yang signifikan untuk komunikasi IoT. Dengan banyaknya protokol komunikasi seperti MQTT, HTTP, Zigbee, dan Bluetooth yang digunakan dalam sistem IoT, mencapai interoperabilitas yang mulus di antara perangkat dapat menjadi hal yang rumit. Protokol-protokol ini telah dikembangkan dengan tujuan dan kasus penggunaan tertentu, dan sebagai hasilnya, mereka memiliki karakteristik yang berbeda-beda dalam hal kecepatan data, jangkauan, konsumsi daya, dan fitur keamanan. Keragaman ini menyulitkan untuk menetapkan metode komunikasi standar di semua perangkat dan sistem, yang mengarah ke masalah kompatibilitas yang mungkin terjadi. Selain itu, fragmentasi ini juga dapat mempersulit proses pengintegrasian perangkat baru ke dalam sistem IoT yang sudah ada. Oleh karena itu, meskipun protokol yang beragam ini menawarkan fleksibilitas dan dapat dipilih berdasarkan kebutuhan spesifik sistem IoT, protokol-protokol ini juga menimbulkan kompleksitas dalam hal interoperabilitas dan standardisasi. Untuk mengatasi tantangan ini, sangat penting untuk mengembangkan strategi pemilihan protokol dan integrasi perangkat, serta mempertimbangkan untuk mengadopsi standar universal yang muncul untuk komunikasi IoT.
 

Kesimpulan

Tingkat otonomi dan desentralisasi yang diinginkan, serta persyaratan aplikasi, kemampuan perangkat, infrastruktur jaringan, dan jenis komunikasi, semuanya mempengaruhi keputusan ini. Untuk memastikan interoperabilitas, transfer data yang efektif, dan keamanan terhadap akses yang tidak sah atau pembobolan data, sangat penting untuk menggunakan protokol komunikasi standar dan langkah-langkah keamanan yang kuat.

Internet of Things dibangun di atas komunikasi, yang memungkinkan objek berinteraksi, berbagi data, dan bekerja sama untuk membangun sistem yang cerdas dan saling terhubung. Aplikasi IoT memiliki potensi untuk merevolusi industri, meningkatkan layanan, dan mengubah cara kita berinteraksi dengan dunia di sekitar kita seiring dengan berkembangnya teknologi dan protokol komunikasi. Potensi aplikasi IoT berkembang seiring dengan perkembangan teknologi dan protokol komunikasi, merevolusi beberapa industri dan cara kita berinteraksi dengan lingkungan sekitar.