Dunia saat ini semakin terhubung, dan setiap industri semakin bergantung pada otomasi serta transformasi digital agar dapat bertahan dan berkembang. Dalam hal ini, konektivitas memainkan peran yang sangat penting.
Dalam konteks konektivitas IoT (Internet of Things), terdapat berbagai teknologi yang sering kita temui, seperti LoRaWAN, Sigfox, dan NB-IoT. Teknologi-teknologi tersebut telah banyak digunakan dalam berbagai bisnis untuk kebutuhan pengumpulan data, remote monitoring, maupun pelacakan orang. Meskipun memiliki teknologi dasar yang berbeda, semuanya memiliki satu kesamaan, yaitu kemampuan komunikasi single-hop jarak jauh dari perangkat akhir (end device) menuju Gateway yang ditempatkan secara terpusat. Secara teknis, teknologi tersebut dikenal sebagai Star LPWAN (Low Power Wide-Area Network).
Namun, terdapat alternatif yang lebih canggih dan memiliki fitur lebih lengkap, yaitu Ackcio Mesh. Teknologi jaringan ini memungkinkan wireless monitoring yang andal dan real-time, khususnya untuk kebutuhan aplikasi industri.
Memahami LPWAN
LPWAN (Low Power Wide-Area Network) merupakan istilah umum untuk teknologi radio, baik proprietary maupun non-proprietary, yang menyediakan komunikasi jarak jauh hingga sekitar 1 km di lingkungan perkotaan dan hingga 5 km pada kondisi line-of-sight (LoS), sekaligus memungkinkan perangkat beroperasi menggunakan baterai berkapasitas kecil selama beberapa tahun.
Dengan karakteristik tersebut, LPWAN menawarkan peningkatan jangkauan yang signifikan dibandingkan teknologi radio populer lainnya seperti Bluetooth, Wi-Fi, dan ZigBee.
Meskipun memiliki keterbatasan dalam jumlah data yang dapat ditransmisikan pada satu waktu, teknologi LPWAN semakin banyak digunakan di berbagai industri. Perusahaan seperti Sigfox dan Semtech telah mengambil bagian penting dalam pasar LPWAN, sementara semakin banyak penyedia teknologi dan layanan yang turut bersaing dalam ekosistem IoT.
Sigfox
Sigfox merupakan operator jaringan global asal Prancis yang mengembangkan LPWAN untuk menghubungkan perangkat berdaya rendah, seperti meter listrik dan smartwatch, yang hanya membutuhkan pengiriman data dalam jumlah kecil secara berkala ke internet.
Dalam beberapa aspek, Sigfox bekerja seperti operator telekomunikasi. Namun, perbedaannya adalah Sigfox menggunakan frekuensi radio sub-GHz tanpa lisensi, seperti 433 MHz di China, 868 MHz di Eropa, 915 MHz di Australia dan Amerika Utara, serta 923 MHz di Asia.
Sebagai LPWAN tingkat dasar, teknologi komunikasi proprietary Sigfox memiliki keterbatasan. Sigfox hanya mampu mengirim hingga 140 pesan per hari ke Gateway, dengan ukuran payload maksimum 12 byte. Hal ini membatasi jenis aplikasi yang dapat menggunakannya. Komunikasi downlink juga terbatas, dengan hanya empat pesan per hari yang dijamin dapat ditransmisikan.
Jangkauan geografis juga menjadi salah satu tantangan. Meskipun Sigfox tersedia di banyak negara, penggunaannya tetap bergantung pada wilayah yang telah memiliki cakupan jaringan, yang umumnya berada di area perkotaan. Bahkan di wilayah tersebut, topologi star, penghalang, dan interferensi lainnya dapat mengganggu konektivitas antara perangkat dan Gateway.
LoRaWAN
LoRaWAN merupakan salah satu teknologi LPWAN yang banyak digunakan dan beroperasi pada pita frekuensi radio sub-GHz tanpa lisensi, sama seperti Sigfox.
Salah satu keunggulannya adalah LoRaWAN tidak memerlukan infrastruktur tetap yang dikelola oleh operator. Teknologi ini juga mendukung ukuran payload yang jauh lebih besar, yaitu hingga 250 byte, serta mampu mentransmisikan jumlah pesan yang tidak dibatasi seperti pada Sigfox.
Dalam kondisi yang mendekati ideal dengan line-of-sight (LoS), berbagai pengujian menunjukkan bahwa LoRaWAN mampu mencapai jangkauan komunikasi yang sangat jauh.
NB-IoT
NB-IoT (Narrowband Internet of Things) merupakan teknologi LPWAN lain yang menjanjikan dan secara bertahap mulai diterapkan oleh berbagai operator telekomunikasi.
Seperti Sigfox, NB-IoT bergantung pada infrastruktur yang dikelola oleh penyedia jaringan. NB-IoT menawarkan performa yang lebih baik dalam hal keandalan serta kapasitas uplink dan downlink. Namun, konsumsi energinya lebih tinggi, yaitu sekitar 3–5 kali lebih besar dibandingkan teknologi LPWAN lain seperti LoRa dan Sigfox.
Karakteristik tersebut membuat NB-IoT kurang ideal untuk deployment jangka panjang yang bergantung pada baterai.
Selain itu, karena bergantung pada infrastruktur tetap, NB-IoT kurang sesuai untuk deployment di lokasi terpencil yang belum memiliki cakupan jaringan atau tidak ekonomis bagi operator untuk membangun infrastruktur baru.
Bahkan di area perkotaan yang telah memiliki cakupan jaringan, aplikasi bawah tanah seperti terowongan dan proyek konstruksi metro tetap dapat mengalami kendala konektivitas.
Ackcio Mesh
Ackcio Mesh Network menawarkan komunikasi jarak jauh seperti teknologi LPWAN lainnya, tetapi dengan sejumlah keunggulan utama.
Perangkat Ackcio membentuk jaringan mesh multi-hop yang kompleks sehingga data dapat diarahkan melalui jalur alternatif untuk mengatasi berbagai penghalang atau hambatan komunikasi.
Dibandingkan jaringan mesh tradisional berbasis 2,4 GHz, Ackcio Mesh mampu menyediakan jangkauan hingga beberapa kilometer pada setiap hop. Hal ini memungkinkan penerapannya pada lingkungan yang menantang, seperti terowongan, lokasi konstruksi berskala besar, dan pertambangan.
Andal (Reliable)
Ackcio Mesh memungkinkan penggunaan jalur redundan dalam jaringan untuk mentransmisikan data. Hal ini membantu mencegah kehilangan data akibat penghalang, terbentuknya dead zone dalam jaringan, serta memungkinkan penyimpanan data yang lebih terdistribusi untuk kebutuhan pemulihan.
Arsitektur multi-hop mesh yang kompleks juga menghilangkan ketergantungan pada satu titik jaringan (single point of failure), sehingga meningkatkan keandalan sistem secara keseluruhan.
Scalable
Ackcio Mesh dirancang agar mudah diskalakan (scalable).
Penambahan perangkat baru ke jaringan dapat dilakukan dengan mudah hanya dengan menyalakan perangkat tersebut. Selain menambah jumlah perangkat, Node baru juga menciptakan jalur komunikasi tambahan menuju Gateway sehingga dapat meningkatkan cakupan jaringan.
Karakteristik ini memungkinkan pengguna membangun deployment jaringan berskala besar tanpa harus menggunakan banyak Gateway, sekaligus membantu menciptakan distribusi beban jaringan yang lebih optimal.
Resilient
Penggunaan LPWAN yang semakin luas dan sifatnya yang tidak memerlukan lisensi telah membuat spektrum sub-GHz semakin padat. Kondisi ini dapat menyebabkan interferensi yang cukup tinggi, sehingga berpotensi mengurangi bandwidth dan meningkatkan latensi.
Ackcio Mesh mengatasi tantangan tersebut dengan menggunakan multiple frequencies untuk menghindari interferensi.
Dengan memanfaatkan protokol standar industri Time Synchronous Channel Hopping (TSCH), Ackcio Mesh mentransmisikan data menggunakan frekuensi berbeda yang dipilih secara pseudo-random. Dengan demikian, kemungkinan kegagalan transmisi berulang akibat interferensi dapat dikurangi.
Self-Healing
Membangun protokol jaringan mesh merupakan proses yang kompleks, begitu pula dengan deployment dan pemeliharaannya.
Untuk menyederhanakan proses tersebut, Ackcio Mesh menggunakan RPL (Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks), yaitu protokol routing standar industri yang mendukung kemampuan self-healing.
Dengan teknologi ini, proses deployment dapat dilakukan dengan sederhana. Setelah perangkat dinyalakan, software yang berjalan pada perangkat akan secara otomatis mencari rute terbaik menuju Gateway terdekat.
Synchronized
Ackcio Mesh menyediakan sinkronisasi waktu di seluruh jaringan hingga tingkat beberapa milidetik. Hal ini memungkinkan data sensor dari berbagai perangkat dalam jaringan multi-hop untuk diambil secara bersamaan.
Kemampuan tersebut sangat bermanfaat untuk aplikasi yang membutuhkan pembacaan sensor secara simultan dan berkorelasi, misalnya dalam monitoring geoteknik dan struktural.
Energy-Efficient
Sensor Ackcio Mesh menggunakan mekanisme energy-efficient time-synchronized wakeups untuk bertukar informasi secara andal antarperangkat yang berdekatan.
Sistem secara otomatis melakukan koreksi dan kompensasi terhadap time drift untuk mengurangi waktu aktif radio (radio on-time). Perangkat hanya aktif pada waktu yang telah ditentukan dan dalam durasi yang sangat singkat.
Hasilnya, perangkat hanya mengonsumsi arus sekitar 20 µA selama lebih dari 99% waktu operasinya, sehingga memungkinkan perangkat beroperasi selama bertahun-tahun menggunakan baterai.
Bidirectional
Berbasis standar industri IEEE 802.15.4g dan IPv6, Ackcio Mesh menyediakan koneksi multi-hop bidirectional yang memungkinkan pengguna melakukan konfigurasi ulang perangkat secara remote serta mengambil data berdasarkan permintaan (on-demand).
Kemampuan on-demand data collection memungkinkan pengguna segera memverifikasi apakah suatu hasil pembacaan yang tidak normal (outlier reading) merupakan kondisi sebenarnya atau hanya false positive, tanpa harus menunggu jadwal transmisi data berikutnya.
Rekomendasi alat untuk monitoring konstruksi dan infrastruktur: Digital Nodes Ackcio BEAM-DG
Ackcio Digital Nodes adalah perangkat akuisisi data digital nirkabel yang dirancang untuk memantau berbagai jenis sensor dengan antarmuka komunikasi RS485, RS232, dan SDI-12. Perangkat ini memungkinkan data dari sensor digital dikumpulkan, disimpan, dan dikirim secara andal melalui Ackcio Mesh, jaringan komunikasi mesh jarak jauh yang terhubung ke Gateway dan server.
Kesimpulan
Sebagai teknologi LPWAN tingkat lanjut, Ackcio Mesh merupakan komponen utama dari Ackcio Beam, sistem wireless monitoring modern yang dirancang untuk sensor geoteknik dan struktural.
Kombinasi berbagai fitur unggul seperti multi-hop mesh, komunikasi jarak jauh, jalur redundan, self-healing, frequency hopping, sinkronisasi waktu, efisiensi energi, dan komunikasi bidirectional memungkinkan Ackcio Mesh mengirimkan data dari sensor remote secara andal dan real-time.
Dengan kemampuan tersebut, pengguna dapat memperoleh informasi monitoring secara lebih cepat dan akurat untuk mendukung pengambilan keputusan berbasis data, sekaligus meningkatkan keandalan sistem monitoring pada lingkungan industri yang menantang.
Ackcio Mesh menjadi salah satu teknologi yang membedakan Ackcio Beam sebagai solusi wireless monitoring untuk aplikasi industri, geoteknik, struktural, pertambangan, dan konstruksi.