Penggunaan Konstelasi Satelit Pada Jaringan IoT

TUGAS BESAR SISTEM KOMUNIKASI SATELIT

 

Penggunaan Konstelasi Satelit Pada Jaringan IoT

 

 

 

Disusun Oleh:

 

Muhammad Addurrun Nafis. R

 21201003

 

 

 

 

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI

FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO

INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM

2023

 

BAB I
LATAR BELAKANG

 

Perkembangan teknologi Internet of Things (IoT) telah membawa perubahan mendasar dalam cara manusia berinteraksi dengan lingkungan dan perangkat di sekitar kita. Dengan memanfaatkan konektivitas dan pengumpulan data yang lebih baik, IoT telah merubah cara kita memantau, mengendalikan, dan mengelola berbagai aspek kehidupan sehari-hari. Dari rumah pintar hingga industri, dari kesehatan hingga transportasi, IoT telah membuka potensi besar untuk meningkatkan efisiensi, produktivitas, dan kualitas hidup.

Namun, terlepas dari manfaatnya yang besar, IoT juga menghadapi sejumlah tantangan. Salah satu tantangan utama adalah konektivitas, terutama di wilayah-wilayah yang terpencil, terisolasi, atau di lokasi yang sulit dijangkau oleh jaringan seluler atau kabel darat. Tantangan ini membatasi kemampuan IoT untuk memberikan manfaatnya di berbagai lingkungan. Di sinilah teknologi satelit memainkan peran penting. Teknologi satelit telah berevolusi dan mengalami kemajuan signifikan untuk mendukung konektivitas IoT yang lebih luas, andal, dan efisien di seluruh dunia. Dengan ratusan hingga ribuan satelit yang mengorbit di orbit, konektivitas IoT yang lebih baik menjadi dapat diwujudkan.

 

 

BAB II
PERUMUSAN MASALAH

 

Pada makalah ini terdapat sejumlah rumusan masalah sebagai berikut :

1.       Bagaimana teknologi satelit dapat digunakan secara efisien untuk meningkatkan konektivitas IoT di wilayah yang terpencil, terisolasi, atau sulit dijangkau oleh jaringan seluler atau kabel darat?

2.       Apa perbedaan signifikan yang membedakan IoT dengan jaringan darat dan satelit?

3.       Apa potensi manfaat dan dampak yang dapat diberikan oleh teknologi satelit dalam ekosistem IoT, terutama dalam hal pemantauan lingkungan, manajemen sumber daya, kesehatan, dan transportasi?.

BAB III
TINJAUAN TEORI

 

2.1            Pengaruh Internet of Things

Pengaruh Internet of Things (IoT) pada berbagai aspek kehidupan, termasuk industri, logistik, dan penggunaan sehari-hari, tengah berkembang pesat. Terus munculnya kasus penggunaan yang menjanjikan didukung oleh teknologi yang semakin pintar, perangkat yang lebih efisien dalam penggunaan energi, dan teknologi komunikasi yang lebih baik. Tidak dapat disangkal bahwa IoT sedang menuju menjadi salah satu teknologi kunci di masa depan.

Bahkan menurut studi pasar terkini, diperkirakan jumlah total perangkat IoT yang terkoneksi akan mencapai 83 miliar pada tahun 2024, meningkat dari 35 miliar koneksi pada tahun 2020. Sektor IoT industri yang mencakup manufaktur, ritel, dan pertanian diperkirakan akan menyumbang lebih dari 70% dari semua koneksi IoT pada tahun 2024, dengan pertumbuhan jumlah unit IoT sebesar 180% dalam empat tahun mendatang [1].

2.2            Perluasan Koneksi Internet of Things

Dalam upaya untuk memperluas manfaat yang dibawa oleh IoT untuk mencakup daerah geografis di mana biasanya tidak layak, karena alasan teknis dan/atau ekonomi, untuk memberikan cakupan yang merata, penyedia layanan telekomunikasi dan perusahaan sedang mencari solusi cakupan global berbasis IoT yang terintegrasi. Memang, operasi IoT dapat menjadi sangat penting di daerah terpencil dengan konektivitas seluler yang rendah atau bahkan tidak ada, yang mencakup berbagai industri seperti transportasi (maritim, darat, rel, udara), manajemen armada, logistik, energi surya, ekstraksi minyak dan gas, pemantauan lepas pantai, pengukuran smart utility, pertanian, pemantauan lingkungan, pertambangan, dan banyak lainnya. Dengan sudut pandang ini, teknologi berbasis satelit yang dapat diintegrasikan dengan jaringan IoT darat yang sudah ada tampaknya menjadi pilihan yang tepat. Oleh karena itu, satelit saat ini memegang peran khusus dan penting dalam menyertakan daerah geografis terpencil dalam ekosistem ini di mana jaringan darat tidak tersedia atau sulit dijangkau, seperti di daratan terpencil (seperti hutan) maupun di lepas pantai (seperti di lautan) [2].

2.3           Kelemahan Jaringan IoT Konvensional

Machina Research, penyedia terkemuka global dalam bidang intelijen pasar dan strategis, memprediksi akan ada 27 miliar perangkat terhubung dan pendapatan sebesar 3 triliun dolar AS pada tahun 2025. Mereka menyoroti arah perkembangan koneksi menggunakan Jaringan Low Power Wide Area Network/LPWAN. Dibandingkan dengan koneksi jarak pendek yang menggunakan WiFi, Zigbee, Near Field Communication (NFC), Bluetooth, atau komunikasi melalui jaringan listrik di dalam bangunan (Power Line Communication/PLC), serta koneksi seluler, koneksi berjangkauan luas lebih mampu digunakan dalam skenario industri terpencil seperti jaringan pintar (smart grid) dan pemantauan lingkungan. Namun, LPWAN berbasis daratan masih belum mampu mencakup daerah terpencil seperti padang pasir, perairan pantai, dan hutan karena kendala komersial dan teknis dalam membangun LPWAN di daerah-daerah tersebut [3].

2.4          Satelit Sebagai Solusi IoT

Untuk mengatasi masalah penutupan yang telah disebutkan, komunikasi satelit untuk IoT menjadi pilihan yang menarik. Kebutuhan potensial dalam membangun sistem IoT satelit dapat disajikan sebagai berikut:

1)  Pertama-tama, daerah-daerah dengan topografi ekstrem seperti tebing, lembah, dan lereng curam merupakan tempat di mana bencana geologis lebih mungkin terjadi, sementara jaringan darat tidak dapat diakses karena kesulitan rekayasa. Sistem IoT satelit dapat membuka batasan topografi ini dengan keunggulan dalam penutupan sinyal.

2)   Untuk aplikasi IoT di daerah terpencil, sistem IoT satelit menyediakan solusi yang efisien biaya dibandingkan dengan teknologi darat lainnya untuk interkoneksi dan komunikasi dengan bagian dunia lainnya.

3)  Untuk jaringan IoT darat, yang sebagian besar bergantung pada akses nirkabel, jaringan komunikasi yang terdiri dari cukup stasiun dasar adalah suatu keharusan. Namun, pembangunan stasiun dasar darat dan menghubungkan jaringan terbatas oleh beberapa kendala. Misalnya, infrastruktur komunikasi darat rentan terhadap kerusakan oleh bencana alam seperti gempa bumi dan banjir. Sementara itu, IoT darat hanya dapat memberikan cakupan efektif dalam jarak yang relatif kecil (saat ini, jaringan nirkabel darat hanya dapat mencakup sekitar 20% wilayah di China dan Amerika Serikat). Sebagai pelengkap dan perluasan dari jaringan IoT darat, sistem IoT satelit adalah satu-satunya pendekatan untuk mencapai layanan IoT global yang meluas [4].

2.5            Konstelasi Satelit IoT

Dalam beberapa tahun terakhir, sudah ada beberapa konstelasi provider satelit yang ikut serta dalam pengembangan jaringan IoT, satelit – satelit tersebut diantara lain adalah ::

1)   Inmarsat: Memiliki 13 satelit GEO yang melayani komunikasi suara dan data seluler serta keamanan di seluruh dunia. Mereka menggunakan stasiun darat sebagai gerbang lalu lintas untuk mengarahkan sinyal satelit ke jaringan darat. Inmarsat juga berinvestasi dalam Actility, penyedia utama solusi Server Jaringan untuk LoRaWAN. Bersama dengan Actility, Inmarsat telah membentuk jaringan IoT global pertama dengan konektivitas LoRaWAN di darat dan satelit sebagai tulang punggung jaringan. Jaringan hibrida ini diuji dalam tiga skenario: pelacakan aset, agribisnis, dan minyak dan gas di wilayah terpencil di Australia dan Malaysia [5].

2)   Iridium: Memiliki konstelasi LEO dengan 66 satelit yang terhubung satu sama lain. Mereka menawarkan jaringan satelit dinamis yang mengirimkan pesan data pendek antara peralatan dan sistem komputer host terpusat yang disebut Short Burst Data. Mereka juga memiliki solusi berbasis awan yang mendukung berbagai protokol IoT industri. Beberapa prototipe sistem Iridium-LoRAWAN juga telah diajukan dalam penelitian [6]

3)  Eutelsat: Memiliki armada satelit GEO global dan infrastruktur darat yang besar. Mereka akan meluncurkan "Eutelsat LEO for objects (ELO)" pada tahun 2022 yang akan terintegrasi dengan layanan konektivitas Sigfox untuk mendukung perkembangan pasar IoT di sektor seperti transportasi, minyak dan gas, dan pertanian.

4)   Thuraya: Dengan dua satelitnya, Thuraya mendukung berbagai layanan suara dan data untuk sektor komersial dan pemerintahan, termasuk IoT untuk sektor darat dan maritim..

5) Globalstar: Menggunakan konstelasi satelit LEO dan stasiun darat untuk menghubungkan satelit dan infrastruktur komunikasi tradisional di enam benua. Mereka mendukung aplikasi pelacakan dan pesan untuk berbagai kasus penggunaan IoT industri tanpa persyaratan latency yang ketat [2].

 

 

 

BAB III
KAJIAN DAN ANALISIS

Perkembangan teknologi Internet of Things (IoT) telah membawa dampak besar pada berbagai aspek kehidupan manusia, dari industri hingga penggunaan sehari-hari. IoT memungkinkan manusia untuk memantau, mengendalikan, dan mengelola perangkat dan lingkungan dengan lebih efisien. Namun, konektivitas IoT tetap menjadi tantangan khususnya di wilayah terpencil, terisolasi, atau sulit dijangkau oleh jaringan seluler atau kabel darat. Teknologi satelit muncul sebagai solusi dari permasalahan IoT yang ada.

Dapat dilihat bahwa sektor IoT sedang berkembang pesat dan proyeksi pertumbuhan jumlah perangkat IoT yang terkoneksi sangat besar. Namun, jaringan IoT konvensional memiliki keterbatasan dalam mencakup wilayah terpencil karena kendala komersial dan teknis. Kondisi ini menunjukkan pentingnya memahami dan mengatasi tantangan konektivitas dalam rangka memaksimalkan manfaat dari perkembangan IoT.

Teknologi berbasis satelit, menawarkan solusi yang efisien biaya untuk konektivitas IoT di daerah terpencil. Teknologi satelit dapat mengatasi hambatan geografis seperti topografi ekstrem dan memberikan konektivitas yang bagus. sehingga dapat membantu melengkapi jaringan IoT darat yang terbatas, yang sering rentan terhadap kerusakan oleh bencana alam. Dengan demikian, teknologi satelit memegang peran penting dalam mendukung konektivitas IoT yang lebih luas serta membantu mewujudkan potensi penuh IoT di berbagai sektor dan lingkungan, seperti pemantauan lingkungan, manajemen sumber daya, kesehatan, dan transportasi. Teknologi satelit memungkinkan integrasi IoT yang lebih luas di berbagai sektor, meningkatkan kerja sama dan mengoptimalkan proses secara efektif.

Dalam beberapa tahun terakhir, konstelasi satelit seperti Inmarsat, Iridium, dan Globalstar telah berperan aktif dalam pengembangan jaringan IoT. Mereka menyediakan konektivitas di seluruh dunia melalui satelit-satelit yang beroperasi di orbit rendah bumi, serta mendukung berbagai aplikasi IoT. Ini mencakup sektor-sektor seperti transportasi, pertanian, pemantauan lingkungan, dan masih banyak lagi.

BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN 

A.          Kesimpulan

1.       Kehadiran teknologi satelit dalam ekosistem IoT memberikan solusi yang signifikan untuk mengatasi tantangan konektivitas di daerah terpencil, terisolasi, atau sulit dijangkau oleh jaringan darat atau seluler. Dengan ratusan hingga ribuan satelit LEO yang mengorbit, konektivitas IoT menjadi lebih luas, handal, dan efisien di seluruh dunia.

2.       Penggunaan teknologi satelit dalam IoT membawa manfaat yang luas dalam berbagai bidang, termasuk pemantauan lingkungan, kesehatan, dan transportasi. Dengan konektivitas yang bagus, data yang dikumpulkan oleh perangkat IoT dapat digunakan untuk pengambilan keputusan yang lebih cepat.

3.       Konstelasi satelit seperti Inmarsat, Iridium, Eutelsat, Thuraya, dan Globalstar telah menjadi pionir dalam pengembangan jaringan IoT berbasis satelit. Mereka menyediakan konektivitas global dan mendukung berbagai aplikasi IoT di berbagai sektor.

B.       Saran

1. Dalam penelitian selanjutnya, penjelasan akan penggunaan konstelasi satelit IoT harus lebih merinci.
2. Untuk mewujudkan teknologi satelit IoT maka diperlukan kerja sama antara banyak pihak.
3. Dengan banyaknya sumber referensi, sebaiknya pada penelitian selanjutnya harus menggunakan referensi yang memang tervalidasi.

 

 

DAFTAR PUSTAKA

[1]     S. B. M. Rothmuller, "IoT - the Internet of transformation 2020," Juniper Research, Basingstoke, 2020.

[2]    M. Centenaro, "A Survey on Technologies, Standards and Open Challenges in Satellite IoT," IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS & TUTORIALS, vol. PP, no. 99, p. 2, 2021.

[3]    Machina Research, "Global Internet of Things Market to Grow to 27 Billion Devices, Generating USD3 Trillion Revenue in 2025," 2016.

[4]     E. C. G. A. I. B. a. R. P. M. De Sanctis, "Satellite communications supporting Internet of remote Things," IEEE Internet Things, vol. 3, no. 1, p. 113, 2016.

[5]     M. R. P. a. N. Accettura, "Enabling Internet of everything everywhere: LPWAN with satellite backhaul," in Global Information Infrastructure and Networking Symposium , 2018.

[6]     L. S. V. a. S. G. E. I. I. Lysogor, "Survey of data exchange formats for heterogeneous LPWAN-satellite IoT networks," in Moscow Workshop on Electronic and Network Technology, Moscow, 2018.