Para ilmuwan berhasil mengembangkan sistem komunikasi nirkabel menggunakan cahaya tampak yang stabil untuk transmisi data di luar ruangan dengan memanfaatkan LED. Sistem ini menggunakan perangkat keras komersial murah yang memungkinkan pengiriman data secara andal meskipun berada di bawah sinar matahari yang kuat.
Teknologi Visible Light Communication (VLC) ini mampu mencapai kecepatan transmisi data hingga 3,48 Mbit/detik pada jarak beberapa meter. Inovasi ini dikembangkan melalui penerapan skema pengkodean 8B13B yang dirancang khusus pada FPGA dan dihubungkan dengan Raspberry Pi, menjadikannya solusi praktis untuk komunikasi data di lingkungan terbuka.
Visible Light Communication: Alternatif Teknologi Wireless
Visible Light Communication menggunakan cahaya yang dipancarkan oleh LED sebagai media transmisi data. Berbeda dengan teknologi nirkabel tradisional yang mengandalkan frekuensi radio, VLC tidak mengalami gangguan gelombang radio atau kemacetan sinyal. Oleh karena itu, teknik ini sangat menarik untuk digunakan di area yang padat sinyal atau di mana peraturan frekuensi radio sangat ketat.
Salah satu aplikasi potensial VLC adalah dalam Intelligent Transportation Systems (ITS), di mana lampu lalu lintas dan lampu jalan dapat difungsikan sebagai infrastruktur komunikasi. Namun, tantangan utama hingga saat ini adalah sensitivitas tinggi VLC terhadap cahaya sekitar dan distorsi gelombang sinyal akibat karakteristik LED.
Pengembangan Skema Pengkodean 8B13B untuk Mengatasi Tantangan VLC
Tim peneliti dari Tokyo Polytechnic University berhasil mengatasi tantangan yang ada dengan memanfaatkan skema pengkodean 8B13B dalam format return-to-zero. Pengkodean ini menjaga keseimbangan antara bit logika “1” dan “0”, sehingga mengurangi flicker terlihat dan memastikan sinkronisasi sinyal yang stabil.
Sistem ini mengandalkan naik turunnya tepi pulsa optik untuk menangkap data sehingga tahan terhadap penyusutan lebar pulsa yang bergantung pada data dan karakteristik respon LED. Pendekatan ini memungkinkan transmisi data yang tahan terhadap distorsi bentuk gelombang dan gangguan cahaya sekitar.
Perangkat Penerima dan Kinerja Sistem
Untuk menghadapi interferensi cahaya matahari langsung yang bisa mencapai intensitas lebih dari 90.000 lux, sistem VLC ini dilengkapi dengan penerima yang terdiri dari sejumlah photodiode dan filter optik narrow-band. Komponen ini bekerja menekan cahaya latar sehingga transmisi data menjadi stabil dan dapat diandalkan di lingkungan luar ruang.
Uji coba eksperimen menunjukkan bahwa sistem dapat mempertahankan komunikasi data secara stabil pada jarak sekitar 3 meter. Hasil ini membuka kemungkinan penerapan VLC dalam skenario nyata ITS, seperti komunikasi antara infrastruktur lalu lintas dan kendaraan secara langsung.
Potensi Aplikasi dan Implementasi Masa Depan
Sistem komunikasi LED ini memiliki potensi besar untuk berbagai kebutuhan ITS, antara lain pengiriman informasi video dari persimpangan atau titik buta kepada kendaraan. Ini sangat berguna untuk meningkatkan keselamatan, khususnya dalam kondisi mengemudi otonom, yang sangat memerlukan informasi real-time dan minim gangguan.
Selain di bidang transportasi, sistem VLC terjangkau ini juga bisa dijadikan platform edukasi praktis. Integrasi rangkaian analog, logika digital, dan perangkat lunak dalam satu sistem komunikasi dapat membantu pengajaran teknis dengan biaya rendah dan teknologi mudah diakses.
Beberapa keunggulan teknologi VLC berbasis LED yang dikembangkan antara lain:
- Penggunaan perangkat keras mudah didapat dan biaya rendah.
- Kecepatan transmisi data hingga 3,48 Mbit/detik.
- Pengoperasian stabil meskipun dalam kondisi cahaya matahari langsung yang kuat.
- Sistem stabil dalam jarak transmisinya sekitar 3 meter.
- Pendekatan pengkodean 8B13B yang meminimalisir flicker dan distorsi gelombang.
- Penerima dengan filter narrow-band untuk meminimalisasi gangguan cahaya lingkungan.
Dengan cara ini, teknologi komunikasi berbasis cahaya LED tidak hanya menjadi alternatif nirkabel yang inovatif, tapi juga solusi praktis yang dapat diterapkan di kehidupan sehari-hari. Pengembangan seperti ini membantu membuka jalur bagi sistem transportasi cerdas dan konektivitas yang lebih aman dan efisien.
