Jaringan IoT adalah infrastruktur komunikasi yang menghubungkan berbagai perangkat agar dapat saling berinteraksi. Pemilihan teknologi jaringan dan protokol harus mempertimbangkan jarak, daya, kapasitas data, dan keamanan, sehingga sistem dapat efisien, skalabel, dan aman. Secara umum, jaringan IoT terbagi menjadi dua kelompok besar yaitu Short Range (jangkauan pendek) dan Long Range (jangkauan jauh).
1. Jaringan Short Range
Jaringan Short Range adalah jenis jaringan yang dirancang untuk komunikasi data pada jarak dekat, umumnya 1 hingga 100 meter. Karakteristik utama jaringan short range mencangkup beberapa hal seperti kecepatan tinggi yang mampu mentransfer data dalam skala megabit hingga gigabit per detik, Konsumsi daya yang bervariasi dimana ada jaringan yang menggunakan hemat energi dan membutuhkan daya lebih besar, serta Topologi fleksibel yang memungkinkan perangkat saling meneruskan sinyal dan memperluas area cakupan. Jaringan short range ini umumnya digunakan dalam area pribadi, rumah, bangunan atau lingkungan lokal lainnya. Berikut Tabel 1 perbandingan beberapa jaringan short range yang umum digunakan pada Internet of Things (IoT), mencakup Wi-Fi (IEEE 802.11), Bluetooth & BLE, IEEE 802.15.4 & Zigbee, Z-Wave, NFC, RFID, dan 6LoWPAN:
- Wi-Fi (IEEE 802.11)
Wi-Fi adalah standar jaringan nirkabel yang paling dikenal dan banyak digunakan untuk internet di rumah dan kantor. Wi-Fi memiliki frekuensi seperti 2.4 GHz dan 5 GHz yang menawarkan kecepatan data tinggi hingga 450–600 Mbps untuk 2.4 GHz dan hingga 1300 Mbps untuk 5 GHz dan cocok untuk perangkat yang memiliki sumber daya energi konstan. Kelemahan penggunaan wifi untuk IoT membutuhkan energi yang tinggi, jangkauan sinyal lemah jika didalam gedung yang melewati dinding.
- Bluetooth dan Bluetooth Low Energy (BLE)
Bluetooth adalah standar untuk Wireless Personal Area Network (WPAN) yang digunakan untuk mengintegrasikan perangkat di lokasi fisik, seperti di gedung non- perumahan. BLE, khususnya, dirancang untuk konsumsi daya yang sangat rendah, sehingga cocok untuk perangkat IoT yang menggunakan baterai yang membutuhkan masa pakai baterai yang lama. Jangkauan perangkat IoT menggunakan BLE dapat bervariasi dari 3-10 meter hingga 10-100 meter, sehingga optimal untuk komunikasi di dalam satu ruangan. Kelemahannya BLE pada masalah keamanan karena perangkat ini dapat dengan mudah diretas. Selain itu, BLE hanya mendukung satu koneksi berkelanjutan pada satu waktu dan memiliki kapasitas bandwidth serta transfer rate yang terbatas.
- EEE 802.15.4 dan ZigBee
IEEE 802.15.4 adalah standar dasar untuk LR-WPAN (Low-Rate Wireless Personal Area Networks), yang fokus pada konsumsi daya rendah dan kecepatan data rendah. ZigBee adalah protokol lapisan aplikasi yang dibangun di atas IEEE 802.15.4.
- Z-Wave
Beroperasi pada frekuensi 908.42 MHz, menawarkan jangkauan sekitar 30 meter dengan kecepatan data 9.6-100 kbps.
- NFC (Near Field Communication)
Perangkat NFC seperti smartphone dan pembaca tag mentransmisikan data pada 106–424 kbps dalam jangkauan yang sangat terbatas, yaitu sekitar 10 cm.
- RFID (Radio Frequency Identification)
Teknologi identifikasi yang memungkinkan objek fisik memiliki identitas digital. Perangkat RFID mentransmisikan pada 640 kbps dalam jangkauan 3–12 meter.
- 6LoWPAN (IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks)
6LoWPAN memungkinkan IPv6 beroperasi di atas jaringan nirkabel berdaya rendah dan lossy seperti seperti IEEE 802.15.4. Fungsinya adalah mengadaptasi paket IPv6 agar sesuai dengan payload kecil dari perangkat berdaya rendah serta menghubungkan perangkat IoT yang terbatas sumber daya langsung ke internet.
Tabel 1. Ringkasan Jaringan Short Range
2. Jaringan Long Range
Protokol jangkauan jauh dirancang untuk mencakup area geografis yang luas, mulai dari beberapa kilometer hingga ratusan kilometer. Prioritas dalam kategori ini adalah jangkauan yang maksimal, konsumsi daya yang sangat rendah untuk perangkat yang beroperasi dengan baterai selama bertahun-tahun. Berikut adalah beberapa teknologi utama dalam jaringan jangkauan jauh:
- LoRa/LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)
LoRa/LoRaWAN dapat mencapai jangkauan 15-45 km di daerah pinggiran kota dan 3-8 km di perkotaan, dengan kecepatan data hingga 50 kbps.
- SIGFOX
Beroperasi pada frekuensi 900 MHz, dengan jangkauan 3-50 km dan kecepatan data 10- 1000 bps.
- Cellular (2G/3G/4G/LTE/5G)
Teknologi seluler menyediakan jangkauan yang sangat luas (1-35 km) dan infrastruktur yang sudah ada di mana-mana. Generasi Awal (2G/GPRS) Masih relevan untuk interkoneksi perangkat di daerah terpencil yang hanya membutuhkan transmisi data minimal. Generasi Menengah (3G/4G/LTE) memiliki kemampuan broadband dengan throughput data tinggi dan cakupan luas, untuk aplikasi IoT perkotaan dan pedesaan. Namun, konsumsi dayanya tinggi. Generasi 5G termasuk komunikasi berkecepatan tinggi dan latensi sangat rendah, untuk aplikasi seperti mobil self-driving atau sistem manajemen lalu lintas.
- NB-IoT (Narrowband IoT)
Merupakan bagian dari standar LTE tetapi membatasi bandwidth ke narrowband tunggal 200 kHz. Ini dirancang khusus untuk aplikasi IoT non-IP yang membutuhkan volume data harian sangat kecil, biasanya untuk aplikasi yang berdampingan dengan sistem seluler.
- VSAT (Very Small Aperture Terminal) / Komunikasi Satelit
VSAT adalah teknologi komunikasi satelit yang ideal untuk lokasi yang sangat terpencil di mana cakupan jaringan seluler tidak tersedia, untuk aplikasi di area geografis yang ekstrem, seperti di kapal di tengah laut, anjungan minyak/gas, atau daerah pedalaman yang terisolasi.
Tabel 2. Ringkasan Jaringan Long Range
