ELEKTRO INDONESIA Edisi ke Sembilan, Oktober 1997
Perkembangan yang signifikan dalam integrasi perangkat lunak, perangkat keras dan aksesibilitas jaringan tersakelar, ditambah dengan munculnya standar yang sudah meluas, pada akhirnya memungkinkan videoconferencing (konferensi jarak jauh melalui video) diterima secara luas sebagai suatu peralatan strategis untuk menunjang bisnis. Biaya untuk sistem-sistem yang dioperasikan melalui ISDN atau jaringan-jaringan dedicated makin lama cenderung makin turun sehingga mendorong perkembangan pasar videoconferencing.
Aplikasi-aplikasi video analog dalam lingkup seperti pelatihan (training) dan pendidikan kini telah banyak digunakan, sementara itu spreadsheet dan program-program presentasi juga makin populer. Beberapa aplikasi memang dirancang untuk pengguna-pengguna tunggal, tetapi video di banyak PC akan sungguh-sungguh efektif hanya jika digunakan secara luas dan terdistribusi dalam kelompok-kelompok kerja.
Para penyedia layanan telekomunikasi melihat sejumlah faktor yang mendorong pertumbuhan videoconferencing, yakni mencakup globalisasi, makin tajamnya kompetisi, telecommuting (aktifitas kerja kantor yang dilakukan dari mana saja/ jarak jauh) dan kebijakan dunia industri/korporasi untuk semakin menekan pengeluaran bagi biaya serta waktu perjalanan dinas para pekerjanya. Namun ada juga yang mengatakan bahwa faktor pendorong terbesar adalah dari proliferasi biaya rendah yang berpangkal dari end-point oleh para pembuat PC seperti Intel.
Kini Compaq Computer Corp. (Houston), Hewlett-Packard Co. (Palo Alto, California.) dan IBM menawarkan videophone, yang berbasis pada teknologi Proshare Intel, plus PC-nya dengan tambahan biaya kurang dari 200 dollar AS, termasuk kameranya. Sementara itu, sistem videoconverencing dari PictureTel telah mulai turun harganya, melalui sistem barunya; SwiftSide yang dapat menampung dua atau tiga partisipan dengan harga sekitar 9000 dolar.
Ada empat kondisi teknis yang harus dipenuhi untuk membuat video pada desktop dapat diwujudkan, masing-masing adalah; kompresi sinyal, transmisi (untuk LAN dan WAN), yang tidak hanya lebarpita lebih besar saja yang dibutuhkan, tetapi juga sinkronisasi data serta sistem-pendukungnya seperti kamera dan sistem-sistem penyimpannya/storage), dan terakhir adalah masalah pemrosesannya yakni chip-chip pemroses sinyal digital.
Dalam hal transmisi videoconferencing, banyak pilihan dengan variasi yang luas seperti melalui dial-up public switched digital services network, dial-up private digital networks, hybrid networks, satellite services, ISDN, PBX networks, maupun melalui jaringan-jaringan LAN, WAN, dan MAN.
Pendistribusian video pada desktop memang harus memenuhi berbagai kriteria. Karakteristik setiap tipe "layanan" menentukan sistem perangkat keras dan perangkat lunak yang dibutuhkan untuk mendukungnya. Secara garis besar, layanan video dapat dibagi menjadi tiga kategori yakni:
Di akhir tahun 1990, barulah CCITT (ITU-T) di bawah payung protokol H.320 mulai meratifikasi sederetan standar interoperabilitas videoconferencing di seluruh dunia yang juga menyediakan titik tumpu bagi kelompok-kelompok yang tertarik pada segmen-segmen lain dari pasar video digital terkompresi. Misalnya seperti JPEG (Joint Photographic Experts Group) untuk grafik dan fotograf diam dan MPEG ( Motion Picture Expert Group) untuk aplikasi-aplikasi multimedia.
Standar yang dicakup oleh H.320 dapat dilihat pada tabel 1 . Dua standar baru untuk videoconverencing telah selesai dibuat di akhir tahun 1995 yakni H.324 untuk konferensi melalui jalur telepon dial-up dan H.323 untuk multimedia conferencing melalui LAN, WAN dan intranet (komunikasi antar PC dalam satu kantor), sedang H.320 untuk videoconferencing melalui ISDN.
Untuk dapat menangani jutaan bit informasi yang dibutuhkan videoconferencing dan videotelephone secara efektif, kompresi digital merupakan hal yang penting. Dengan teknik kompresi ini, sinyal video dengan lebarpita besar dapat ditransportasikan melalui media transmisi telekomunikasi (jalur pipa komunikasi) dengan lebarpita yang relatif sempit. Kompresinya, merentang dari faktor 60 : 1 untuk high bandwidth video conferencing pada 1,544Mbps sampai sebesar 6000 : 1 untuk videophone yang beroperasi pada 19,2 kbps. Dengan demikian, dalam jantung sistem videoconferencing inilah terletak kodek (codec), artinya dapat merupakan singkatan dari koder/dekoder atau kompresi/dekompresi yang di kalangan masyarakat telekomunikasi, masing-masing definisi tersebut mempunyai fans sendiri-sendiri.
Kodek video umumnya berbasis pada salah satu dari empat tipe algoritma DSP (digital signal processing); yakni DCT (discrete cosine transform), Vector quantization, Fractal compression, dan Discrete wavelet transform.
DCT merupakan basis dari JPEG, MPEG, H.261 (juga disebut sebagai Px64), dan H.263. Selama proses penyandian (encoding) dengan DCT, sebuah gambar dipecah-pecah menjadi blok-blok yang kecil-kecil yang tiap bloknya memuat 8 x 8 pixel ( titik titik elemen gambar), yang bertidak sebagai masukan bagi suatu DCT (lihat Gambar 1). Operasi matematik yang rumit dikenakan pada setiap blok tersebut untuk memperoleh nilai-nilai yang menyatakan karakter penting dari setiap bloknya seperti bagian sisi-sisi atau konturnya yang nantinya harus dapat direpresentasikan. Proses ini disebut discrete cosine transform. DCT kemudian mengkuantisasi dengan menggunakan fungsi-fungsi weighting (pembobotan) yang dioptimalkan sehingga mendekati sistem visual manusia. Kuantisasi dimaksudkan untuk menyederhanakan bobot angka-angka, yakni senilai 256 yang menunjukkan keseluruhan palet warna dari putih murni sampai hitam murni. Kuantisasi yang dilakukan ini membulatkan bobot angka dari kemungkinan 256 perbedaan tersebut menjadi kemungkinan warna katakanlah 16 saja dengan cara membulatkan ke dalam aproksimasi yang terdekat. Pada akhirnya angka-angka yang telah dikuantisasi tersebut di-entropy coded yang maksudnya nilai-nilai atau bobot angka yang paling banyak prevalensinya diberi nilai atau ditandai dengan angka-angka dengan bobot yang paling kecil. Untuk mendekompresi citra, prosesnya ditangani dengan cara kebalikannya.
Standar serial MPEG-1 ISO/IEC 11172 dikembangan terutama untuk kompresi dan penyimpanan program-program video (1,5 Mbps). Salah satu aplikasinya adalah untuk komputer desktop dengan CD-ROM video (aplikasi-aplikasi video interaktif yang disimpan), namun ia juga digunakan dalam sistem-sistem broadcast satelit digital permulaan.
MPEG-2 penggunaannya ditujukan pada transmisi-transmisi TV dan aplikasi-aplikasi lainnya yang memiliki kemampuan sampai 6 Mbps. Sistem MPEG-2 yang bersifat umum adalah seperti terlihat pada Gambar 2. Sementara itu, yang lebih maju lagi yakni MPEG-4 untuk penyandian laju bit yang sangat rendah dijadwalkan tersedia dalam bentuk draft di tahun 1997 ini. MPEG-4 lebih mengacu pada bahasa komunikasi umum untuk mendeskripsikan peralatan-peralatan (tool), algoritma-algoritma, dan profil-profil yang dibutuhkan untuk penyandian obyek-obyek, ketimbang masalah penstandarisasian sebuah algoritma penyandian.
Namun demikian, algoritma-algoritma\teknik-teknik MPEG tidak mempunyai perangkat laju atau perbandingan kompresi untuk kualitas level visual atau audible yang khusus, maupun untuk aplikasi-aplikasi khusus. Agaknya laju bit keseluruhan memang tergantung pada banyak faktor yang mencakup komposisi dan implementasi spesifik dari materi sumbernya itu sendiri . Pada umumnya, spesifikasi MPEG mendefinisikan hirarki dua tingkatan untuk aliran bit yang disandikan; yakni pada lapisan kompresi dan lapisan sistem.
Seperti yang terlihat pada blok diagram Gambar 3, MPEG-2 mendefinisikan dua lapisan pada sistemnya; aliran program (program stream) dan aliran transportasi (transport stream). Hanya salah satu saja yang digunakan, tidak keduanya. aliran programnya mirip dengan fungsi-fungsi di dalam lapisan sistem MPEG-1.
Mengacu kepada Gambar 3, dalam proses penyandian dari sumbernya, suatu program video analog yang masuk dipisah menjadi komponen-komponen video dan audio. Gelombang-gelombangnya kemudian dicuplik untuk ditransfer ke ranah digital. Berikutnya sebuah fungsi lapisan kompresi MPEG akan menyandikan sikuen audio ataupun video terdigitalisasi yang masuk tersebut.
Keluaran dari fungsi lapisan kompresi diacu sebagai suatu aliran elementer MPEG. Di sini dimungkinkan juga fungsi-fungsi lapisan kompresi yang bersifat jamak dalam suatu enkoder MPEG. Fungsi lapisan sistem pada MPEG, pada gilirannya, mengsegmentasi (mempaketisasi) dan memultipleks satu atau lebih dari aliran-aliran bit elementer yang dikompresi tersebut, misalnya sebuah video dan satu atau lebih aliran audio elementer untuk membentuk suatu aliran keluaran bit tunggal. Pemultiplekan dan paketisasi dikerjakan dengan tetap memelihara sinkronisasi di antara semua aliran elementer yang terkait dengan masukan program yang sama. Sebuah "dasar waktu detak" untuk sistem pewaktuan (STC= system time clock time base ) digunakan di semua proses penyandian. Fungsi lapisan sistemnya secara periodik mencuplik STC tersebut, kemudian menyandikan cuplikannya sebagai time-stamps dan menyimpannya ke dalam aliran bit sebagai bagian dari sintaksis lapisan sistem. Presentation time yang berkaitan dengan STC untuk video yang telah tersandi dan frame-frame audionya juga di sandikan sebagaimana time-stamp seperti tersebut di atas, dan disimpan sebagai bagian dari lapisan sistem.
Hasil resultan aliran bit MPEG atau program ini kemudian segera dikirim keluar dari sistem sumbernya atau disimpan untuk ditransmisikan lain waktu saat diperlukan.
Standar MPEG-2 untuk protokol sistemnya (lihat pada Gambar 4). ) mendefinisikan struktur dari aliran transportasi sebagai berikut; beberapa dari paket data sepanjang 188 byte, yang tiap paket masing-masing terdiri dari sebuah byte penyinkron, dan 187 byte termasuk paket headernya, membentuk aliran transportasi. Seperti dinyatakan pada Gambar 4, suatu aliran transportasi memuat sejumlah program (secara tradisional dikenal dengan kanal-kanal dalam TV sekarang ini). Setiap program tersebut terdiri dari aliran bit video dan audio yang juga dibawa dalam bentuk paket-paket. Paket-paket ini disebut PES (Packetized Elementary Streams) yang sifatnya independen terhadap paket-paket transport, tetapi setiap paket transport harus memuat data dari hanya satu aliran elementer saja. Demultipleksernya nanti akan memisahkan aliran-aliran yang dipilih untuk masukan ke dekoder video dan audio. Ini dimungkinkan karena adanya sebuah kode identifikasi, yang digunakan oleh demultiplekser untuk keperluan penyeleksian.
Teknik-teknik paketisasi seperti misalnya enkapsulasi dan pemultiplekan aliran-aliran elementer lapisan kompresi pada akhirnya memang akan menghasilkan paket-paket yang ukurannya bervariasi dan besar untuk mengurangi penguraian kalimat program perangkat lunak (software parsing) bagi kondisi setempat jika memang mampu mengerjakannya. Namun demikian paket-paket yang besar menimbulkan isolasi kesalahan dan kesulitan-kesulitan teknis yang tersembunyi dan juga meningkatkan kebutuhan akan penyanggaan (buffering) pada penerima atau dekodernya untuk mendemultiplek dan merakit kembali aliran-aliran bitnya. Sebaliknya, aliran transportasi seperti telah diuraikan di atas (terdiri dari paket-paket dengan ukuran byte sebesar 188 yang bersifat tetap) akan membantu dalam pengisolasian kesalahan dan menurunkan kebutuhan akan adanya penyangga pada pesawat-pesawat penerima untuk lingkup tertentu.
Layanan-layanan seperti video-on-demand juga menambah hambatan-hambatan lain dalam sistem. Penyaluran real time aliran bit yang kontinyu mencegah kemungkinan untuk re-transmisi dan terjadinya kesalahan paket. Oleh sebab itu, teknik-teknik seperti bit protection coding, ukuran paket yang kecil sehingga meminimisasi terjadinya kesalahan dan isolasi kesalahan juga perlu dipertimbangkan.
MPEG-2 sangat menguntungkan bagi operator telekomunikasi yang menangani jaringan pitalebar (broadband ) karena memungkinkan untuk memadatkan lebih banyak sinyal-sinyal video (juga data dan telepon) ke dalam jaringan mereka. Jaringan-jaringan pitalebar umumnya mempunyai lebar pita 550 MHz - 750 MHz, yang secara kasar setara dengan kemampuan untuk menangani laju kecepatan sebesar 1,5 - 2 Gbps (giga bit per detik). Spektrum ini pada umumnya dibagi menjadi sub-sub kanal 6-MHz (atau 36 Mbps). Sebaliknya pada operator yang menangani pita sempit (narrowband), umumnya lajunya dibatasi pada 64 kbps melalui pasangan-pasangan kawat menuju pelanggan-pelanggan mereka, serta modem 28,8 kbps pada PC-PCnya. Bukan rahasia bahwa operator kabel pada umumnya memiliki keinginan untuk berpindah ke layanan data kecepatan tinggi, namun keuangan yang dimilikinya terbatas. Untuk operator semacam ini, kompresi digital jauh lebih efesien sebagai strategi untuk menawarkan program video kepada para pelanggannya ketimbang mengintensifkan lebarpita dengan teknik analog.
Kini sekurang-kurangnya ada tiga perusahaan; Imedia Corp. (San Diego), General Instrument Corp. (Chicago), dan News Digital Systems Ltd (Heathrow, U.K.) menawarkan teknik yang sama (namun dengan versi yang berbeda) yang tujuannya supaya para operator layanan kabel dapat lebih fleksibel dalam menangani aliran-aliran program yang dimilikinya, yakni menggunakan teknik statistical multiplexing. Mengaitkan MPEG-2 dengan statistical multiplexing akan memungkinkan para operator kabel sekurang-kurangnya dapat menduakalikan jumlah aliran program pada jaringan yang mereka miliki.
Pada akhirnya, munculnya beberapa standar baru untuk videoconferencing sebagai hasil perkembangan lebih lanjut memang akan membuat interoperabilitas lebih mudah untuk dapat diwujudkan. Dengan hanya satu standar videoconferencing saja, MCU ( Multipoint Control Unit) sebagai media penguhubung tidak perlu harus menangani translasi di antara sistem-sistem yang saling berbeda (Gambar 8a), sementara dengan adanya standar-standar baru (Gambar 8b), ia akan membawa berbagai macam piranti ke dalam jalinan "dunia" videoconferencing. Namun demikian, kondisi ini akan menuntut piranti MCU-nya untuk melakukan tugas-tugas yang lebih banyak lagi.
Drs. Sunomo adalah Pemerhati masalah Teknik Telekomunikasi, mengajar di jurusan Elektro FPTK IKIP YOGYAKARTA
