Pemanfaatan MQTT sebagai Protokol Komunikasi dalam Ekosistem IoT Modern
- Atista Dwi zahra
- Sep 30
- 4 min read
Dalam era digital yang semakin terhubung, komunikasi antar perangkat menjadi tulang punggung perkembangan teknologi Internet of Things (IoT). Seiring dengan meningkatnya jumlah perangkat pintar yang beroperasi secara simultan, kebutuhan akan protokol komunikasi yang efisien, ringan, dan handal menjadi sangat krusial. Di tengah berbagai pilihan protokol yang tersedia, MQTT (Message Queue Telemetry Transport) telah muncul sebagai solusi unggul untuk komunikasi machine-to-machine (M2M) yang memungkinkan miliaran perangkat IoT berkomunikasi dengan efektif meskipun memiliki keterbatasan sumber daya.
Apa Itu MQTT?
MQTT adalah protokol komunikasi berbasis standar yang dirancang khusus untuk komunikasi antar mesin dalam lingkungan dengan sumber daya terbatas. Protokol ini diciptakan pada tahun 1999 oleh Andy Stanford-Clark dari IBM dan Arlen Nipper dari Cirrus Link, awalnya dikembangkan untuk memantau kondisi pipa minyak menggunakan sensor-sensor yang terhubung di jarak yang sangat jauh melalui satelit. Pada masa itu, para insinyur membutuhkan protokol dengan bandwidth minimal dan konsumsi baterai yang sangat rendah untuk dapat beroperasi di lingkungan yang menantang.
Nama awal MQTT merujuk pada Message Queue Telemetry Transport, terinspirasi dari produk IBM MQ Series yang pertama kali mendukung fase awalnya. Namun, seiring perkembangannya, MQTT tidak lagi dianggap sebagai akronim melainkan menjadi nama resmi protokol itu sendiri. Pada tahun 2010, IBM merilis MQTT versi 3.1 sebagai protokol bebas dan terbuka untuk umum. Tiga tahun kemudian, protokol ini diserahkan kepada Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS) untuk pemeliharaan lebih lanjut, dan pada 2019, OASIS merilis MQTT versi 5 yang telah mengalami peningkatan signifikan.
Karakteristik utama yang membedakan MQTT dari protokol komunikasi lainnya adalah desainnya yang sangat ringan dan efisien. Pesan kontrol MQTT minimal dapat berukuran hanya dua byte data, dengan header pesan yang juga sangat kecil sehingga mengoptimalkan penggunaan bandwidth jaringan. Hal ini menjadikan MQTT sangat cocok untuk perangkat IoT seperti sensor pintar, wearable devices, dan mikrokontroler yang memiliki keterbatasan daya komputasi dan energi.
Cara Kerja Protokol MQTT dalam Sistem IoT
Berbeda dengan model komunikasi tradisional client-server di mana klien dan server berkomunikasi secara langsung, MQTT menggunakan arsitektur publish/subscribe yang memisahkan pengirim pesan (publisher) dari penerima pesan (subscriber). Model ini memperkenalkan komponen ketiga yang disebut message broker, yang bertugas menangani komunikasi antara publisher dan subscriber. Dalam arsitektur MQTT, terdapat tiga komponen utama yang bekerja secara sinergis. Pertama adalah MQTT client, yaitu perangkat apa pun yang menjalankan library MQTT, mulai dari server hingga mikrokontroler kecil.
Ketika client mengirim pesan, ia berperan sebagai publisher, sedangkan ketika menerima pesan, ia berperan sebagai subscriber. Kedua adalah MQTT broker, sistem backend yang mengkoordinasikan pesan antar berbagai client. Broker bertanggung jawab untuk menerima dan memfilter pesan, mengidentifikasi client yang berlangganan setiap pesan, serta mengirimkan pesan tersebut kepada mereka. Broker juga menangani tugas-tugas penting lainnya seperti otentikasi dan otorisasi client, meneruskan pesan ke sistem lain untuk analisis lebih lanjut, serta mengelola pesan yang terlewat dan sesi client.
Komunikasi dimulai ketika MQTT client membuat koneksi dengan MQTT broker. Client memulai koneksi dengan mengirimkan pesan CONNECT ke broker, dan broker mengonfirmasi bahwa koneksi telah terjalin dengan merespons pesan CONNACK. Kedua MQTT client dan broker memerlukan TCP/IP stack untuk berkomunikasi, dan penting untuk dicatat bahwa client tidak pernah berkomunikasi langsung satu sama lain, melainkan selalu melalui broker. Setelah koneksi terjalin, client dapat melakukan tiga aktivitas utama: mempublikasikan pesan, berlangganan pesan tertentu, atau melakukan keduanya secara bersamaan. Ketika broker menerima pesan yang dipublikasikan, ia akan meneruskannya kepada semua subscriber yang tertarik dengan topik tersebut.
Konsep "topic" dalam MQTT merujuk pada kata kunci yang digunakan broker untuk memfilter pesan bagi client. Topic diorganisir secara hierarkis, mirip dengan struktur direktori file atau folder. Sebagai contoh, dalam sistem rumah pintar yang beroperasi di rumah bertingkat dengan berbagai perangkat pintar di setiap lantai, broker MQTT dapat mengorganisir topic seperti "rumahkita/lantaidasar/ruangtamu/lampu" atau "rumahkita/lantaisatu/dapur/suhu". Proses publish melibatkan client yang mempublikasikan pesan berisi topic dan data dalam format byte.
Client menentukan format data seperti teks, data biner, XML, atau JSON. Misalnya, lampu di sistem rumah pintar dapat mempublikasikan pesan "nyala" untuk topic "ruangtamu/lampu". Sementara itu, proses subscribe melibatkan client yang mengirimkan pesan SUBSCRIBE ke broker untuk menerima pesan pada topic yang diminati. Pesan ini berisi identifier unik dan daftar langganan. Model publish/subscribe MQTT memberikan tiga jenis decoupling yang sangat menguntungkan.
Space decoupling berarti publisher dan subscriber tidak perlu mengetahui lokasi jaringan satu sama lain dan tidak bertukar informasi seperti alamat IP atau nomor port. Time decoupling memungkinkan publisher dan subscriber tidak harus beroperasi atau memiliki konektivitas jaringan pada waktu yang sama. Synchronization decoupling memastikan bahwa baik publisher maupun subscriber dapat mengirim atau menerima pesan tanpa saling mengganggu. Misalnya, subscriber tidak perlu menunggu publisher mengirim pesan.
Kelebihan dan Kekurangan Implementasi MQTT
MQTT menawarkan sejumlah keunggulan signifikan yang menjadikannya pilihan utama dalam ekosistem IoT. Pertama, protokol ini sangat ringan dan efisien, dengan implementasi pada perangkat IoT yang memerlukan sumber daya minimal sehingga dapat digunakan bahkan pada mikrokontroler kecil. Ukuran pesan kontrol MQTT yang minimal dan header yang kecil mengoptimalkan penggunaan. Semoga bermanfaat dan selamat berkarya!
PT. Karya Merapi Teknologi
Follow sosial media kami dan ambil bagian dalam berkarya untuk negeri!
Instagram: https://www.instagram.com/kmtek.indonesia/
Facebook: https://www.facebook.com/kmtech.id
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/kmtek
Sumber:
Comments