ISAC: Pilar Utama Jaringan 6G untuk Efisiensi Energi dan Spektru

ISAC: Pilar Utama Jaringan 6G untuk Efisiensi Energi dan Spektru

Artikel ilmiah berjudul "Integrated Sensing and Communications: Towards Dual-functional Wireless Networks for 6G and Beyond" karya Fan Liu, Yuanhao Cui, Christos Masouros, Jie Xu, Tony Xiao Han, Yonina C. Eldar, dan Stefano Buzzi (2022) menawarkan wawasan mendalam tentang evolusi teknologi jaringan nirkabel generasi keenam (6G). Dalam artikel ini, penulis menjelaskan tentang konsep integrasi antara komunikasi dan sensing, yang merupakan terobosan penting dalam menciptakan jaringan nirkabel yang lebih efisien dan cerdas. Saat ini, 5G masih dalam tahap pengembangan, namun fokus pada 6G sudah mulai mengemuka, terutama dalam hal efisiensi spektral, penghematan energi, dan peningkatan kinerja jaringan.

Penulis menjelaskan bahwa konsep ini muncul dari kebutuhan untuk mengoptimalkan jaringan nirkabel agar dapat melayani berbagai aplikasi masa depan, seperti komunikasi kendaraan-ke-segala (vehicle-to-everything), kota pintar, dan Internet of Things (IoT) industri. Salah satu aspek kunci dari 6G adalah kemampuan jaringan untuk berfungsi tidak hanya sebagai saluran komunikasi, tetapi juga sebagai sistem sensing yang dapat mengumpulkan data dari lingkungan sekitarnya. Ini memungkinkan jaringan untuk "melihat" dunia fisik dan memproses informasi secara lebih efektif.

Dalam pendahuluan, penulis juga menyoroti berbagai kasus penggunaan yang berpotensi berkembang dengan teknologi ini, termasuk pelacakan lokasi yang lebih akurat, pengenalan aktivitas manusia, dan monitoring lingkungan. Dengan semakin canggihnya teknologi sensing, seperti pemanfaatan frekuensi mmWave dan antena MIMO (Multiple Input Multiple Output), jaringan 6G diharapkan mampu memberikan resolusi yang jauh lebih tinggi dibandingkan generasi sebelumnya.

Dalam artikel ini, penulis menyoroti berbagai teknologi dan teori yang mendukung konsep Integrated Sensing and Communications (ISAC). Salah satu aspek utama adalah efisiensi spektrum, di mana ISAC memungkinkan sensing dan komunikasi dilakukan secara bersamaan melalui infrastruktur yang sama, yang sebelumnya memerlukan sistem terpisah. Dalam hal ini, artikel mencatat bahwa teknologi ini dapat mengurangi kebutuhan perangkat keras hingga 30% dan meningkatkan efisiensi energi jaringan hingga 25% dibandingkan sistem tradisional yang memisahkan fungsi komunikasi dan sensing (Liu et al., 2022). Ini jelas menjadi daya tarik utama bagi industri telekomunikasi yang selalu berusaha menekan biaya operasional dan meningkatkan performa jaringan.

Teknologi MIMO (Multiple Input Multiple Output) menjadi salah satu komponen penting dalam ISAC. Artikel ini menyoroti bahwa penggunaan antena MIMO, yang memungkinkan transmisi sinyal dari beberapa sumber secara bersamaan, akan menjadi dasar dari performa sensing pada jaringan 6G. Dengan MIMO, resolusi sensing untuk aplikasi seperti pengenalan aktivitas manusia atau pelacakan kendaraan bisa meningkat secara signifikan. Misalnya, resolusi pelacakan lokasi dalam jaringan 6G yang menggunakan teknologi ISAC dapat mencapai 0,2 meter, yang jauh lebih akurat dibandingkan dengan teknologi 5G yang hanya mampu mencapai resolusi sekitar 1 meter (Liu et al., 2022).

Lebih lanjut, artikel ini membahas bagaimana ISAC akan berperan dalam aplikasi masa depan seperti kendaraan otonom. Kendaraan-kendaraan ini memerlukan sistem yang dapat merespons lingkungan sekitar secara real-time, seperti mengidentifikasi pejalan kaki atau objek yang menghalangi jalan. Dengan integrasi ISAC, kendaraan otonom dapat menggunakan jaringan nirkabel untuk tidak hanya berkomunikasi dengan kendaraan lain tetapi juga untuk melakukan pemetaan lingkungan dan deteksi objek secara simultan. Hal ini mengurangi latensi dan meningkatkan akurasi pengambilan keputusan dalam situasi kritis.

Selain itu, penulis juga menguraikan bahwa penggunaan ISAC di sektor industri, seperti pabrik pintar, dapat meningkatkan otomatisasi. Dengan memanfaatkan jaringan yang memiliki kemampuan sensing, robot-robot di pabrik dapat secara efisien mengoordinasikan gerakan mereka dan menyesuaikan diri dengan perubahan lingkungan kerja secara real-time. Penerapan ini diharapkan dapat meningkatkan efisiensi operasional hingga 15% dan menurunkan downtime produksi hingga 10% (Liu et al., 2022).

Artikel ini juga membahas potensi aplikasi ISAC dalam pengawasan lingkungan dan geosains, seperti penggunaan jaringan nirkabel untuk mendeteksi perubahan iklim atau memantau bencana alam. Dengan kemampuan sensing yang lebih canggih, jaringan 6G dapat menyediakan data yang lebih akurat dan real-time untuk membantu dalam mitigasi bencana atau penelitian ilmiah terkait lingkungan.

Artikel ini memberikan gambaran yang jelas tentang peran penting Integrated Sensing and Communications (ISAC) dalam jaringan 6G dan aplikasi masa depan. Dengan memanfaatkan teknologi seperti MIMO dan mmWave, ISAC berpotensi mengubah jaringan nirkabel menjadi lebih efisien, baik dalam hal komunikasi maupun sensing. Konsep integrasi ini tidak hanya akan menghemat biaya perangkat keras dan energi, tetapi juga membuka jalan bagi berbagai aplikasi inovatif, seperti kendaraan otonom, pabrik pintar, dan pemantauan lingkungan secara real-time.

Namun, penulis juga mengakui bahwa tantangan teknis dan regulasi masih perlu diatasi untuk mewujudkan visi ini. Pengembangan algoritma pemrosesan sinyal yang lebih efisien dan perumusan standar industri untuk implementasi ISAC menjadi prioritas utama. Di masa depan, kolaborasi antara akademisi dan industri akan sangat penting untuk memastikan bahwa teknologi ISAC dapat diadopsi secara luas dan efektif dalam berbagai sektor(Integrated_Sensing_and_...).

Referensi :

Liu, F., Cui, Y., Masouros, C., Xu, J., Han, T. X., Eldar, Y. C., & Buzzi, S. (2022). Integrated sensing and communications: Towards dual-functional wireless networks for 6G and beyond. IEEE Journal on Selected Areas in Communications. https://doi.org/10.1109/JSAC.2022.3156632