Teknologi UWB Di Balik Kecanggihan Sistem Pelacakan

Kita mungkin mengenal teknologi pelacakan seperti GPS. Beberapa teknologi nirkabel lain sepert Bluetooth dan RFID pun bisa digunakan untuk fungsi tersebut.

Namun, disadari atau tidak, pelacakan yang dilakukan beberapa teknologi tadi sebenarnya tidak 100 persen akurat. Atau setidaknya, hanya mendekati titik lokasi atau objek yang dituju.

Meski juga tidak 100 persen akurat, sebenarnya ada satu teknologi lagi yang lebih powerfull ketimbang yang tadi disebutkan. Namannya teknologi UWB.

Tak hanya itu, teknologi ini disebut juga lebih hemat daya. Jadi, sangat cocok digunakan untuk fungsi yang lebih vital.

Apa Itu Teknologi UWB?

UWB merupakan kependekan dari Ultra Wide Band. Dari namanya kita bisa mengetahui bahwa teknologi UWB menggunakan band (atau bandwidth) yang besar (ultra wide).

Bandwidth sendiri, seimpelnya, merupakan kapasitas penampungan data. Semakin banyak data, semakin cepat informasi yang disampaikan. Lebih lengkapnya anda bisa membaca di artikel kami tentang apa itu bandwidth.

Bandwidth yang dimaksud dalam penggunaan dalam teknologi ini adalah bandwidth digital. Karena ada sedikit perbedaan definisi antara bandwidth digital dan analog.

Artinya, data yang ditransmisikan di dalamnya adalah data digital. Dan data digital ini umumnya merujuk pada teknologi wireless atau nirkabel (tanpa kabel).

Dengan kata lain, UWB merupakan salah satu bentuk teknologi nirkabel. Lebih tepatnya, memanfaatkan gelombang radio yang merambat di udara sebagai media transmisi datanya.

Kembali ke soal bandwidth, teknologi ini menggunakan bandwidth lebih dari 500 MHz. Selain itu, frekuensi yang digunakan cukup besar (lebih dari 1 GHz) mengingat penggunaanya yang bersifat lokal.

Cara Kerja dan Infrastruktur Jaringan

Teknologi UWB diintegrasikan ke dalam sistem jaringan Wireless. Kebanyakan fungsinya untuk pelacakan karena cara kerjanya yang optimal jika digunakan untuk fungsi demikian.

1. Infrastruktur

Untuk membuat sistem jaringan wireless menggunakan teknologi UWB, diperlukan sebuah komponen yang bernama anchor. Ini mirip hub atau access point dalam sistem jaringan WLAN. Namun, fungsinya berbeda.

Hub atau access point dalam sistem jaringan WLAN umumnya berfungsi untuk merutekan transmisi data. Selain itu, juga bisa digunakan untuk terhubung ke jaringan yang lebih luas seperti internet.

Sementara anchor dalam sistem jaringan wireless berbasis UWB, digunakan untuk menentukan lokasi atau objek.

2. Cara Kerja

Tidak seperti jaringan wireless lain yang menggunakan mekanisme pengubahan daya atau frekuensi yang terus menerus (sinusoidal), UWB mengirimkan serangkaian pulsa pendek melalui mekanisme modulasi waktu.

Singkatnya, data yang dikirimkan dalam sistem UWB ini tidak mengalir terus menerus. Namun dipecah menjadi sinyal pendek yang ditransmisikan berdasarkan waktu yang sudah ditentukan.

Sementara dalam skema pelacakan lokasi atau objek, ada dua mekanisme kerja UWB. Yang pertama adalah Time of Flight atau ToF.

Tag dalam perangkat yang digunakan mengirimkan pulsa pendek dan diterima oleh ancor dalam waktu yang sangat singkat.

Selanjutnya, Tag dan Anchor melakukan perhitungan waktu perjalanan pulang-pergi pulsa pendek tersebut. Dari sini, bisa diketahui jarak antara tag (perangkat) dengan anchor (lokasi atau objek) yang dituju.

Cara kerja kedua adalah Time Difference of Arrival atau TDoA. Initnya, mekanisme ini menghitung perbedaan waktu saat pulsa pendek sampai di satu anchor dan lainnya.

Sistem kemudian menghitung posisi tag relative terhadap anchor. Mekanisme ini biasanya digunakan jika dibutuhkan pelacakan dua atau lebih lokasi atau objek dalam satu waktu.

Alokasi Frekuensi UWB di Beberapa Wilayah

Seperti dijelaskan, teknologi UWB ini menggunakan frekuensi tinggi untuk kelas pelacakan lokal, yakni lebih dari 1 GHz.

Namun, setiap wilayah atau negara memiliki persyaratan penggunaan pita frekuensi sendiri untuk teknologi ini.

Misalnya di Amerika Serikat, FCC menetapkan frekuensi kerja yang diizinkan untuk teknologi UWB adalah 3,1 GHz hingga 10,6 GHz. Angka ini juga sama seperti yang berlaku di Indonesia.

Sementara di Eropa, ECC menetapkan frekuensi kerja UWB yang diizinkan di wilayahnya terbagi menjadi tiga rentang, yakni 3,1 GHz – 4,8 GHz, 6 GHz – 8,5 GHz, dan 8,5 GHz – 9 GHz.

Kelebihan

Kami menyebut teknologi UWB ini lebih powerfull digunakan untuk proses pelacakan objek atau lokasi dibanding teknologi wireless lain. Ini tentu karena keunggulannya.

Pertama, bandwidth yang besar memungkinkan lebih banyak data yang bisa ditransmisikan dalam satu waktu. Artinya, proses pelacakan ini bisa berlangsung lebih cepat.

Kedua, karena menggunakan mekanisme pulsa pendek terputus-putus berdasarkan modulasi waktu, dayanya lebih rendah dibanding mekanisme konvensional yang terus menerus mengeluarkan daya meskipun data tidak ditransmisikan.

Ketiga, karena mekanisme kerja modulasi waktu ini pula teknologi UWB bisa menentukan lokasi atau objek lebih presisi. Karena data akan ditransmisikan berdasarkan lokasi yang sudah ditentukan.

Bahkan, tingkat presisinya bisa mencapai cm. Bandingkan, misalnya, dengan GPS di ponsel kita yang biasanya tingkat presisinya maksimal di satuan meter (m).

Kekurangan

Setiap teknologi pasti punya kekurangan, tak terkecuali UWB. Yang pertama dan mungkin banyak dipertimbangkan pelaku industri adalah cakupannya yang tidak terlalu luas.

Jika GPS memanfaatkan pemancaran satelit, UWB memang didesain untuk beroperasi secara lokal dengan adanya tag dan anchor tadi.

Kekurangan lainnya, konfigurasi dan kalibrasi infrastrukturnya cukup rumit terutama jika belum berpengalaman memasangnya.

Anda sebagai pengguna perangkat mungkin tidak kesulitan mengoperasikan sistem ini. Namun, yang membangun sistem tersebut lah yang pusing karena harus memetakan penempatan anchor dengan presisi tinggi.

Aplikasi Teknologi

Kalau anda pengguna iPhone, pasti sudah tidak dengan fitur AirDrop dan Find My iPhone. Sejak rilisan iPhone 11, kedua fitur tersebut menggunakan teknologi UWB. Jadi, lebih presisi dan cepat.

Namun selain penggunaan perangkat sehari-hari, sebenarnya teknologi ini lebih banyak dimanfaatkan untuk kebutuhan industri atau sektor vital lain.

Yang paling sering adalah teknologi radar. Through Wall Radar (TWR), Ground Penetrating Radar (GPR), dan Civil Marine Radar (CVR) adalah contoh-contoh radar industri yang menggunakan teknologi UWB untuk operasionalnya.