Mahasiswa Sarjana Teknik Biomedis
Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi
Fakultas Teknik
Universitas Gadjah Mada
Perkembangan Internet of Medical Things (IoMT) telah memungkinkan pemantauan pasien jarak jauh secara kontinu melalui perangkat wearable seperti smart patch EKG, pulse oximeter, dan holter monitor. Perangkat-perangkat ini mengirimkan sinyal biomedis seperti elektrokardiogram (EKG) secara real-time melalui jaringan nirkabel, sehingga menuntut latensi rendah dan kontinuitas aliran data yang tinggi.
Transmission Control Protocol (TCP) menjamin data terkirim dan berurutan melalui mekanisme three-way handshake, nomor sekuens, dan acknowledgment, sehingga cocok untuk transmisi data yang sensitif terhadap hilangnya byte seperti citra DICOM atau rekam medis elektronik. Sebaliknya, User Datagram Protocol (UDP) merupakan protokol connectionless yang mengirimkan paket tanpa jaminan pengiriman, urutan, maupun koreksi kesalahan, namun justru karena kesederhanaan protokol ini, UDP mampu memberikan latensi yang jauh lebih rendah.
Kelemahan utama TCP dalam konteks transmisi gelombang real-time terletak pada mekanisme retransmission dan head-of-line blocking. Ketika sebuah paket hilang di jaringan, TCP akan mendeteksi kekosongan nomor sekuens dan menghentikan pengiriman paket-paket berikutnya ke lapisan aplikasi hingga paket yang hilang berhasil dikirim ulang. Akibatnya, paket-paket yang sebenarnya sudah diterima dengan baik menjadi "tertahan" di buffer penerima dan tidak dapat diproses, inilah yang disebut head-of-line blocking.
Untuk data diskret seperti file atau email, penundaan ini tidak menjadi masalah karena keutuhan data lebih diutamakan, namun untuk sinyal EKG yang bermakna secara klinis jika direkam secara kontinu, menunggu pengiriman ulang paket lama justru merugikan karena dapat menyebabkan kesalahan interpretasi klinis. Pada perangkat wearable dengan sumber daya komputasi terbatas dan buffer yang kecil, mekanisme ini semakin memberatkan karena setiap paket yang tertahan dapat dengan cepat memenuhi kapasitas penyimpanan lokal dan mengganggu kontinuitas transmisi.
Saat sinyal jaringan sedang buruk, seperti pada koneksi Wi-Fi rumah pasien yang interferensi atau jaringan seluler di area dengan cakupan lemah, masalah TCP menjadi semakin parah. Kondisi serupa juga umum terjadi pada koneksi Bluetooth ataupun jaringan LPWAN seperti NB-IoT yang memiliki bandwidth sempit dan latensi bervariasi. Karena packet loss rate meningkat, mekanisme retransmission semakin sering, dan head-of-line blocking menyebabkan akumulasi delay. Buffer penerima akan menumpuk data yang tidak bisa diproses, sementara data real-time terbaru tidak bisa dikirim. Pada kasus ekstrem, ini dapat menyebabkan jeda beberapa detik antara aktivitas jantung aktual pasien dan tampilan di monitor, kondisi ini menjadi berbahaya dalam pemantauan aritmia akut atau pasien ICU.
Kesimpulan
Dalam konteks transmisi gelombang real-time, "kelemahan" TCP terletak pada mekanisme retransmission dan head-of-line blocking. Karena alasan inilah, UDP umumnya menjadi pilihan yang lebih tepat untuk transmisi sinyal biomedis real-time pada perangkat IoT healthcare. Dengan UDP, paket yang hilang dapat diabaikan dan penerima langsung memproses sampel EKG terbaru, kehilangan beberapa sampel yang hilang dapat diatasi dengan teknik interpolasi sederhana atau kompensasi di sisi penerima.