IMPLEMENTASI SISTEM KOMUNIKASI VIDEO MENGGUNAKAN
VISIBLE LIGHT COMMUNICATION (VLC)
TUGAS MAKALAH
MANAJEMEN BISNIS ICT
DISUSUN OLEH :
AMIRUDIN
55414120032
DOSEN : DR. IR. IWAN KRISNADI, MBA
PROGRAM PASCA SARJANA
PROGRAN MAGISTER TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA
1
3.4 Realisasi Perancangan ... 10
BAB IV HASIL DAN ANALISA ... 12
4.1 Pengukuran Rangkaian Transmitter ... 12
4.2 Pengukuran Sistem Penguat ... 13
4.3 Pengujian Menggunakan LED ... 14
4.4 Analisa SWOT ... 15
BAB V Kesimpulan ... 17
2
ABSTRAK
Visible Light Communication (VLC) adalah sebuah sistem komunikasi yang memanfaatkan
cahaya tampak sebagai media dalam komunikasi antar perangkat. Pada penelitian ini,
teknologi Visible Light Communication (VLC) dalam sistem komunikasi yang akan
diimplementasikan ini informasi yang akan dikirim berupa video. Metodologi penelitian yang
digunakan dengan cara mentransformasikan Informasi digital menjadi sinyal analog oleh
modulator, kemudian diubah menjadi cahaya oleh lampu sehingga cahaya lampu
mengandung informasi. Selanjutnya cahaya tersebut diterima oleh photodiode yang akan
mengubah menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik yang berupa sinyal analog tersebut diubah
kembali menjadi informasi digital kembali oleh demodulator setelah sebelumnya dikuatkan
terlebih dahulu. Dengan adanya penelitian ini, manusia dapat berkomunikasi atau bertukar
informasi hanya dengan cahaya lampu. LED dapat mengirimkan sebuah informasi berupa
video (gambar bergerak) yang akan diterjemahkan kembali oleh photodiode. Pada penelitian
ini hasil gambar video yang tampak pada monitor yang dikirim melalui transmitter dengan
menggunakan LED belum sempurna, hal ini disebabkan oleh faktor pemilihan LED dan
photodiode yang belum sesuai untuk mengirimkan data sepenuhnya. Gain pada sistem
transceiver memiliki rata-rata sebesar 7,78 dB. Dengan rata-rata faktor delay pembacaan
3
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 LATAR BELAKANG
Cahaya tampak (visible light) dapat mengefisiensikan dalam pengiriman dan penerimaan sebuah data. Sebagaimana telah diketahui, bahwa cahaya lampu (tampak) bukan lagi hanya dapat digunakan sebagai media penerangan tetapi dapat juga digunakan sebagai media transmisi atau sebagai media penyampaian suatu informasi. Dengan hanya menghidupkan lampu, maka komunikasi pun bisa dilakukan. Teknologi seperti ini dapat menciptakan suatu komunikasi dengan cara mengirimkan suatu video dari satu tempat ke tempat lain dalam sebuah ruangan.
Pada awalnya pembahasan komunikasi cahaya tampak mengenai Line-of-sight Visible Light Communication System Design and Demonstration yang membuktikan bahwa cahaya tampak dapat mengirimkan suatu data (Cui,2009).
I.2 IDENTIFIKASI MASALAH
Dengan memprediksikan tentang penerangan umum masa depan yang akan menggunakan LED putih Demi mengefisiensikan penerangan dan mereka dapat membuktikan bahwa lampu LED memiliki peluang untuk menghasilkan iluminasi yang simultan dan dapat dipakai dalam komunikasi data (Brien, 2011).
Pengembangan selanjutnya mengenai Indoor Channel Characteristics for Visible Light Communications(Kwonhyung, 2011).
Pengembangan VLC (Visible Light Communication) selanjutnya untuk mengirimkan data dengan kecepatan tinggi menggunakan LED tersebut (Cossu, 2012).
Implementasi teknologi Visible Light Communication (VLC) untuk transmisi data juga. Akan tetapi, data yang dikirimkan memiliki jumlah yang banyak oleh karena itu digunakan metoda
4
I.3 RUMUSAN MASALAH
Visible Light Communication (VLC) adalah sebuah teknologi komunikasi yang memanfaatkan pancaran cahaya tampak dari lampu pada sistem komunikasi. Sistem komunikasi visible light ini terdiri dari pemancar dan penerima. Sesuai dengan perkembangannya, maka dibuatlah penelitian lebih lanjut mengenai Visible Light Communication (VLC) dengan judul I ple e tasi “iste Video
Tra sceiver e ggu aka tek ologi Light E itti g Diode LED yang akan menghasilkan sebuah perangkat yang berperan sebagai Transmitter dan Receiver dari sistem ini.
I.4 BATASAN MASALAH
Dalam penelitian ini akan menjelaskan tentang prototype sistem komunikasi video menggunakan LED, cara memproses sinyal informasi yang ditransmisikan, dan kinerja sistem komunikasi cahaya tampak.
I.5 TUJUAN PENELITIAN
5
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
Komunikasi cahaya tampak (VLC) mengacu pada teknologi komunikasi yang memanfaatkan sumber cahaya tampak sebagai pemancar sinyal, udara sebagai media transmisi, dan fotodioda yang tepat sebagai komponen sinyal penerima. Terlihat teknologi komunikasi cahaya memiliki sejarah singkat dibandingkan dengan teknologi lain komunikasi, misalnya, layanan telepon tua publik, Ethernet, komunikasi optik kecepatan tinggi, komunikasi selular nirkabel, IrDA, dll. Hal ini disebabkan bahwa pengembangan dan komersialisasi dioda pemancar cahaya (LED) yang memancarkan cahaya dalam rentang panjang gelombang terlihat telah berhasil untuk penerangan dalam satu dekade terakhir. Dikatakan bahwa LED pencahayaan akan menggantikan penerangan pencahayaan konvensional seperti lampu pijar dan lampu neon karena mereka memiliki karakteristik seumur hidup panjang, bebas merkuri, pencampuran warna, switching cepat, dll. Dengan memanfaatkan keuntungan cepat beralih karakteristik dari LED dibandingkan dengan lampu konvensional, yaitu, modulasi cahaya LED dengan sinyal data, pencahayaan LED dapat digunakan sebagai sumber komunikasi. Karena penerangan yang ada di mana-mana, diharapkan perangkat pencahayaan LED akan bertindak sebagai perangkat pencahayaan dan pemancar komunikasi secara bersamaan di mana-mana dalam waktu dekat. Ada penelitian tentang penerapan LED terlihat. Sistem audio menggunakan LED cahaya tampak dilaporkan di Hong Kong oleh G. Pang et al. (Pang, 1999) dan komunikasi cahaya tampak dengan komunikasi saluran listrik dilaporkan di Jepang oleh Komine et al. Hal ini dapat dianggap bahwa penelitian aktif telah dimulai sejak tahun 2005. Masih sistem VLC tidak dekat dengan komersialisasi, tetapi dalam penelitian dasar.
2.1 Deskripsi Sistem
2.1.1 Konfigurasi Saluran
Komunikasi nirkabel optik (OWC) adalah istilah umum untuk menjelaskan komunikasi nirkabel dengan teknologi optik. Biasanya, OWC termasuk inframerah (IR) komunikasi jarak pendek (Knutson, 2004) dan ruang bebas optik (FSO) komunikasi (website FSO) untuk jangkauan yang lebih panjang.
6 (Schubert, 2003) dan dapat digunakan sebagai sumber komunikasi dan, secara alami, dioda silikon
yang menunjukkan responsivitas baik pada panjang gelombang terlihat daerah digunakan sebagai menerima elemen. Saluran transmisi udara, apakah itu dalam maupun luar ruangan.
Saat ini, penelitian pada VLC yang terfokus pada aplikasi indoor. Saluran VLC ruangan diklasifikasikan diadopsi dari komunikasi IR konvensional (Kahn, 1999) dan (Ramirez-Iniguez, 2008), karena konfigurasi link VLC mirip dengan komunikasi IR. Karakteristik yang berbeda datang dari panjang gelombang yang berbeda operasi dan perangkat tergantung panjang gelombang-(terlihat LED, photodetektor silikon, dll), dan fakta bahwa VLC memiliki sifat ganda komunikasi dan penerangan. Prinsip-prinsip fisik lainnya yang berkaitan dengan optik dapat diterapkan sama, termasuk transmisi cahaya dan refleksi.
Konfigurasi Link diklasifikasikan menjadi empat tipe dasar (Ramirez-Iniguez, 2008), sesuai dengan keberadaan hambatan di jalan cahaya dan pengarahan pemancar ke penerima. Jenis link dasar meliputi diarahkan line-of-sight (LOS), diarahkan LOS, yang diarahkan LOS, dan non-diarahkan non-LOS. Keputusan yang link non-diarahkan atau non-non-diarahkan tergantung pada apakah pemancar memiliki arah ke penerima. Keputusan bahwa link tersebut LOS atau non-LOS tergantung pada apakah terdapat penghalang untuk memblokir transmisi cahaya antara pemancar dan penerima.
Dalam sistem VLC, link non-diarahkan LOS penting karena penerangan umum beroperasi untuk lingkungan LOS dan tidak terfokus atau terarah. Mulai sekarang, kami berkonsentrasi pada aplikasi indoor VLC dan non-diarahkan, line-of-sight (LOS) Link, karena aplikasi dalam ruangan diharapkan akan dikembangkan dalam waktu dekat.
2.1.2 Comparison dengan komunikasi IR
7
Tabel 1. Perbandingan jarak pendek teknologi komunikasi nirkabel.
(FIR: inframerah cepat, VFIR: sangat cepat inframerah)
Penelitian dan standarisasi Standarisasi
di IEEE (IrDA)
Aman mata (terlihat) (Tak terlihat)
Aplikasi
Indoor & kendaraan komunikasi, Remote control,
Optical ID Point-to-point koneksi
8
Komunikasi inframerah standar oleh IrDA (Infrared Data Association) dan IrDA masih mengembangkan aplikasi canggih komunikasi inframerah. Data rate untuk komunikasi inframerah (Knutson, 2004) meliputi 4 Mb / s (FIR), 16 Mb / s (VFIR), dan lain-lain Di sisi lain, data rate VLC tergantung pada LED modulasi bandwidth dan standardisasi spesifikasi lapisan fisik belum dipublikasikan. Beberapa penelitian telah mencapai sekitar 20 Mb / s. Karena LED resonansi-rongga menunjukkan modulasi bandwidth yang> 100 Mb / s, diharapkan bahwa sistem VLC dengan> 100 Mb / s data laju dimungkinkan dengan menggunakan LED kecepatan tinggi dan teknik multiplexing yang tepat. Jarak transmisi untuk VLC adalah mungkin hingga beberapa meter karena kebutuhan pencahayaan nya. Karena komunikasi inframerah digunakan untuk remote kontrol, jarak maksimum adalah ~ 3 meter. VLC pemancar memancarkan cahaya multi-panjang gelombang dari merah ke ungu dan analisis yang tepat akan menjadi lebih kompleks daripada komunikasi inframerah. Karena panjang gelombang sumber cahaya, sumber kebisingan akan berbeda. Untuk komunikasi inframerah, kebisingan berasal dari cahaya ambient yang mengandung sinar inframerah. Dalam kasus VLC, sinar matahari dan cahaya penerangan lainnya dapat menjadi sumber kebisingan. Juga, cahaya tampak dalam kehidupan kita sehari-hari dan kita dapat mendeteksi dengan mata manusia. Oleh karena itu, VLC adalah mata yang aman. Komunikasi inframerah memiliki sejarah panjang dan banyak aplikasi telah dikembangkan dan tercantum dalam (IrDA website). Di sisi lain, VLC memiliki sejarah lebih pendek dan sejumlah kecil aplikasi telah diusulkan. Namun demikian, pencahayaan yang ada di mana-mana dan VLC menggunakan infrastruktur pencahayaan dapat digunakan dengan mudah.
9
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Perancangan Sistem
Pada penelitian ini sistem yang akan dikembangkan adalah melakukan sistem komunikasi menggunakan cahaya tampak (Visible Light Communication). Dalam penelitian ini dijelaskan bagaimana sistem Visible Light Communication ini bekerja, khususnya pada sistem komunikasi video dimana tahapan tahapan dalam perancangan dan sistem kerja komunikasi video menggunakan cahaya tampak (visible light). Dimulai dengan perancangan sistem
pengiriman data atau pada bagian transmitter, lalu dilanjutkan dengan perancangan sistem
penerima data pada bagian receiver. Masing-masing perancangan dilakukan ujicoba terlebih
dahulu pada setiap sistem. Setelah kedua sistem diuji, pengujian kedua dilakukan dengan
cara menggabungkan kedua sistem dengan perantara LED sebagai pengirim dan photodiode
sebagai penerima. Setelah berhasil dilakukan pengujian tahap terakhir berdasarkan jarak
atau rentang frekuensi tertentu.
3.2 Transmitter
Pada bagian transmitter ini terjadi proses perubahan sinyal informasi atau data yang berasal dari DVD Player kedalam bentuk cahaya, yang akan ditransmisikan melalui LED. Pada saat mengirimkan data berupa gelombang cahaya tampak, Light Emitting Diode (LED) akan memancarkan gelombang cahaya tampak sesuai data pengirimnya. Pada rangkaian transmiter ini terdiri dari beberapa komponen, yaitu DVD Player, Light Emitting Diode (LED), rangkaian transmitter dengan menggunakan IC LM7171 yang berfungsi sebagai penguat sinyal video yang akan ditransmisikan. Penggunaan DVD Player terdapat kabel yang akan tersambung, kabel tersebut akan terhubung dengan rangkaian transmitter yang akan mengirim sinyal informasi berupa video.
10 Gambar 1. Merupakan perancangan rangkaian transmitter yang akan dijadikan acuan prototype
pada sistem komunikasi video ini.
3.3Receiver
Pada bagian receiver mengunakan photodiode, uang berfungsi sebagai sensor cahaya LED (Light Emitting Diode). Cara kerja dari sistem receiver ini adalah proses penerimaan sinyal informasi yang dikirimkan dipancarkan oleh LED yang akan diterima oleh photodiode, cahaya yang diperoleh
photodiode masuk ke rangkaian receiver dengan IC LM7171 yang berfungsi sebagai amplifier video yang telah dihubungkan terlebih dahulu dengan rangkaian rectifier yang berfungsi sebagai negative voltage converter.
Hubungan beberapa komponen tersusun pada sistem rangkaian receiver ini adalah photodiode yang akan dihubungkan ke input rangkaian receiver. Lalu pada output rangkaian receiver
dapat terlihat keluaran dari sinyal input.
Gambar 2. Perancangan Rangkaian Receiver
Gambar 2 merupakan perancangan rangkaian receiver yang akan dijadikan acuan prototype pada system komunikasi video ini.
3.4 Realisasi Perancangan
Pada perancangan sistem ini terdapat 2 buah hardware yakni transmitter (Tx), dan receiver
11
Gambar 3. Realisasi Transmitter secara keseluruhan
Gambar 3 merupakan bagian transmitter (TX) dimana sinyal informasi yang berupa sinyal analog diperoleh dari DVD Player, yang akan ditransmisikan melalui media cahaya yaitu yang dihasilkan oleh LED (Light Emitting Diode). Pada saat pengiriman sinyal yang berupa cahaya, Light Emitting Diode
(LED) memancarkan cahaya sesuai sinyal input yang diterimanya. Oleh karena itu, data yang dikirim oleh transmitter yang berupa cahaya akan diterima oleh receiver dengan photodiode sebagai media penerima cahaya.
Gambar 4. Realisasi Receiver secara keseluruhan
Gambar 4 merupakan receiver (Rx) yang menjelaskan bagaimana informasi yang diterima oleh photodiode akan dirubah kembali menjadi listrik, yang dimana energi listrik tersebut akan ditransmisikan kembali ke sinyal input yang diterima oleh rangkaian transmitter. Realisasi perangkat keras yang akan digunakan sebagai transmitter dan receiver. Untuk realisasi perangkat keras yang dirancang terdiri dari trafo 1 A, rangkaian penyearah (rectifier), rangkaian transmitter, dan rangkaian
12
BAB IV
HASIL DAN ANALISA
4.1 Pengukuran Rangkaian Transmitter
Pengukuran pertama yaitu pada pengukuran rangkaian transmitter pada perangkat yang telah di rancang yang dilakukan dengan cara melihat hasil keluaran rangkaian pada monitor, atau disambungkan dengan kabel video yang disambungkan ke dalam monitor atau layar televisi. Disini dapat terlihat perbedaan sinyal input transmitter dan output transmitter itu sendiri.
Tabel 2. Pengukuran Rangkaian Transmitter
No Vp-p input
Frekuensi
input Vp-p ooutput
Frekuensi output 1 504 mV 20.37 KHz 4.00 V 37.59 KHz 2 576 mV 18.18 KHz 4.72 V 62.85 KHz 3 488 mV 16.40 KHz 4.48 V 78.30 KHz 4 480 mV 17.85 KHz 4.32 V 42.10 KHz 5 624 mV 624 KHz 4.72 V 23.15 KHz
13
Tabel. 3 Perhiungan Delay pada rangkaian transmitter
No Frekuensi input Frekuensi output Fout-Fin 1 20.37 KHz 37.59 KHz 17.22 KHz
Pada tabel 3 menjelaskan tentang faktor delay pada rangkaian transmitter, dan didapatkan rata-rata sebesar 32.8 µs. Faktor delay pembacaan sinyal informasi yang terjadi pada rangkaian transmitter
mempengaruhi pembacaan frekuensi pada oscilloscope.
4.2 Pengukuran Sistem Penguat
Merupakan pengukuran sistem penguat pada rangkaian tranmitter maupun receiver. Pengukuran pun dilakukan dengan cara memberikan input dari DVD Player dan keluarannya pada monitor. Jika keluaran dari rangkaian penerima sudah mengeluarkan hasil yang diinginkan, dapat disimpulakan bahwa secara tidak langsung sistem yang diinginkan telah berhasil.
Tabel 4. Pengujian sistem penguat
14
Gambar 5. Keluaran DVD Player
Gambar 5 merupakan hasil keluaran DVD player murni, yang akan menjadi sinyal informasi yang akan dikirimkan pada sistem penguat.
Gambar 6. Keluaran menggunakan penguat
Gambar 6 adalah keluaran setelah sinyal informasi masuk kedalam sistem penguat. Terlihat dari kedua gambar diatas, dapat terlihat perbedaan kualitas gambar antara keluaran DVD player yang murni dan yang sudah masuk kedalam sistem transceiver. Pada gambar 5 warna terlihat lebih jelas, sedangkan pada gambar 6 warna yang terlihat lebih pucat dan tidak begitu cerah. Hal ini disebabkan oleh pengaruh penggunaan Op-Amp pada transmitter maupun receiver.
4.3 Pengujian Menggunakan LED
Pengujian dilakukan dengan memberikan input DVD Player pada rangkaian penguat
15
Gambar 7. Hasil Keluaran Pada Monitor
Gambar 7 merupakan hasil keluaran pada monitor dengan menggunakan LED sebagai pengirim informasi dan photodiode sebagai penerimanya. Gambar yang didapat belum begitu jelas, hal ini disebabkan oleh faktor pemilihan lampu LED sebagai pengirim dan photodiode sebagai penerima yang nantinya akan menerjemahkan sinyal yang diterima.
4.4 Analisis SWOT
Bagian ini akan memberikan data Strength Weakness Opportunity dan Thread atau SWOT dari implementasi sistem komunikasi video menggunakan Visible Light Communicatio (VLC).
1. Strength
Bagian pertama dari SWOT adalah strength atau kekuatan yang dimiliki oleh VLC. Faktor-faktor tersebut adalah :
Dapat mengefisiensikan dalam pengiriman dan penerimaan sebuah data
Cahaya lampu bukan lagi hanya dapat digunakan sebagai media penerangan tetapi juga dapat digunakan sebagai media transmisi atau sebagai media penyampaian suatu informasi.
Pada hasil pengukuran transmitter terdapat perubahan tegangan tapi tidak mempengaruhi kualitas gambar yang dihasilkan
Kualitas gambar lebih bagus
2. Weakness
Bagian kedua dari SWOT adalah weakness atau kelemahan yang dimiliki oleh VLC. Faktor-faktor tersebut adalah :
16
Harga lampu LED masih relatif mahal
Adanya perubahan dalam pembacaan frekuensi karena perbedaan penangkapan pada layar oscilloscpe.
3. Opportunity
Bagian ketiga adalah opportunity atau kesempatan yang akan diberikan oleh VLC. Kesempatan-kesempatan tersebut adalah :
Terbuka kesempatan bagi industri lampu LED.
LED memiliki peluang untuk menghasilkan iluminasi yang simultan dan dapat dipakai dalam komunkasi data.
4. Thread
Bagian keempat adalah thread atau ancaman yang akan dihadapi oleh VLC. Ancaman tersebut adalah :
Masyarakat umum belum mengetahui penggunaan VLC, sehingga masyarakat masih takut menggunakannya.
17
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil pengukuran dan analisa dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1. Hasil gambar video yang tampak pada monitor yang dikirim melalui transmitter dengan menggunakan LED belum sempurna, hal ini disebabkan oleh faktor pemilihan LED dan photodiode yang belum sesuai untuk mengirimkan data sepenuhnya.
2. LED dapat mengirimkan sebuah informasi berupa video (gambar bergerak) yang akan diterjemahkan kembali oleh photodiode.
3. Frekuensi yang terbaca mengalami perubahan, perbedaan pembacaan frekuensi ini disebabkan karena perbedaan penangkapan pada layar oscilloscope. Faktor delay pembacaan frekuensi rangkaian transmitter memiliki rata-rata delay se esar , μs. 4. Tegangan input mengalami kenaikan setelah informasi masuk kedalam rangkaian
transmitter, rata-rata penguatan yang dilakukan oleh rangkaian transmitter sebesar 9,835 dB.
5. Gain pada sistem transceiver memiliki rata-rata sebesar 7,78 dB. Dengan rata-rata faktor
delay pe a aa frekue si se esar , μs.
18
DAFTAR PUSTAKA
O'Brien, Dominic C. 2008. Visible Light Communications: challenges and possibilities. IEEE : 978-1-4244-2644-7.
Cossu, G. 2012. Long Distance Indoor High Speed Visible Light Communication System Based on RGB LEDs. ACP Technical Digest © 2012 OSA.
Khan, Talha A. 2012. Visible Light Communication using Wavelength Division Multiplexing for Smart Spaces. Communications Letters, IEEE, vol. 15, no. 2, pp. 217–219.
Cui, Kaiyun. 2009. Line-of-sight Visible Light Communication System Design and Demonstration. California : Department of Electrical Engineering, University of California.
