Aplikasi Multimedia pada Telemedicine dan Persyaratan Komunikasi yang Dibutuhkan 
(bagian 2)

Network Interface
Telemedicine memerlukan network interface dengan bandwidth yang bervariasi sesuai aplikasi yang. Low bandwidth interface harus mendukung multiple links karena low bandwidth connection sering dikombinasikan untuk menghasilkan bandwidth yang diperlukan telemedicine. Interface ini termasuk V.34 plain old telephone services (POTS) connection, 56 kbps untuk frame relay connection, ISDN connection dari 64 kbps sampai 1,92 Mbps dan T1 interface yang mampu menyediakan sampai 1,54 Mbps  per connection. High Bandwidth interface adalah TAXI (100Mbps) dan SONET (155 Mbps ke atas). Interface di antara WAN dan LAN (misalnya ethernet, FDDI) diperlukan supaya dokter dan rumah sakit dapat mengakses peralatan citra medis, PACS dan informasi medis lainnya dimanapun mereka berada.
Pada sistem telemedicine yang menggunakan hardware untuk kompresi maka network interface harus terintegrasi secara tepat dengan hardware. Hal ini dapat menurunkan network latency dan menurunkan processing load pada host. Bus mastering yang didukung oleh network interface dan compression hardware dalam konfigurasi single-bus akan menmberikan kinerja yang baik. Alternatif yang lebih baik adalah menggunakan connection yang terpisah dari host bus seperti second bus atau high speed serial connection seperti IEEE P1394.

Protokol
Dukungan untuk networking protocol standar sangat penting dalam sistem telemedicine agar dapat memenuhi persyaratan interoperability dan kinerja. ATM lebih disenagi sebagai internetworking protocol antara berbagai sistem telemedicine dengan alasan persyaratan  bandwidth  dan quality of services video medis dan aplikasi citra. Wide area networking connection pada kecepatan lebih rendah dari T1 memerlukan ISDN atau protokol sejenis.Di tempat dimana ISDN tidak tersedia, POTS dapat digunakan untuk mendukung H.324 videoconferencing, yaitu derifatif dari H.320 yang mendukung komunikasi sampai 64 kbps. Sebagai tambahan , dukungan untuk Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) biasanya dibutuhkan pada LAN dan WAN interface utnuk mengakses medical record dan sumber lain pada LAN lainnya.
Standar yang mendukung real-time audio dan video service pada sebagian besar networking protocol, termasuk ATM, masing harus didefinisikan lebih lanjut. Tidak seperti H.320 (yang didesain khusus untuk ISDN), sebagian besar metode kompresi video tidak didesain untuk suatu model networking yang khusus. Misalnya MPEG-2  bergantung pada delay channel yang konstan agar informasi dapat diterima dengan baik. ATM menjamin simpangan delay maksimum tetapi bukan delay yang konstan. Terdapat pula redundancy pada timing, multiplexing, error detection dan recovery information antara MPEG-2 transport stream dan ATM adaption layer. Skala kuantisasi MPEG-2, yang menentukan rasio kompresi , tidak secara otomatis menyseuaikan diri dengan perubahan dalam network bandwidth. Oleh karena itu meskipun mungkin untuk mentransmisikan MPEG-2  pada ATM  tetapi kedua standar ini tidak terintegrasi dengan baik. 

Persyaratan Komunikasi
Persyaratan komunikasi  yang diperlukan untuk sistem telemedicine dapat berbeda untuk setiap aplikasi. 
Sistem telemedicine dapat memerlukan dua sampai tiga video bitstream yang simultan: dua low-rate bitstream untuk teleconferencing dan satu high-rate bitstream untuk diagnostics video. H.261 (64 kbps sampai 1,92 Mbps), H.263 (15-34 kbps), atau MPEG-1 (1,2-2 Mbps)  cocok digunakan untuk teleconferencing, sedangkan  algoritma kompresi yang lebih baik seperti MPEG-1  atau MPEG-2 pada 3-15 Mbps diperlukan untuk diagnostics video. Dalam semua kasus, latency dan jitter (variasi kecepatan kedatangan) pada real-time video bitstream adalah kritis dan harus diminimisai.
Sebagai tambahan untuk video, sistem telemedicine memerlukan dua atau tiga audio bitstream yang simultan:  dua low-rate bitsream untuk teleconferencing dan satu high-rate bitsream untuk diagnostics audio seperti stetoskop elektronik atau Doppler ultrasound audio. Standar yang dapat dipakai untuk memperoleh diagnostics audio kualitas tringgi adalah Dolby AC-algorithm pada 128 kbps. Diagnostics audio mungkin memerlukan audio kualitas CD seperti MPEG-1 layer 2 audio (32-256 kbps) atau Dolby AC-3 (97-768 kbps).
Untuk teleconferencing dapat digunakan G.772 (48-64 kbps), G.723 (5-6 kbps),atau G.726 (16 kbps).
Citra biasanya ditransmisikan satu arah, sehingga single image transfer stream dapat dipakai.Ttransfer citra memiliki volume tinggi (10-250 Mb/transfer) dan bursty ( kecepatan rata-rata transfer rendah dengan kecepatan transfer maksimal tinggi). Oleh karena itu image transfer stream dapat di-enable dan di-disable sesuai keperluan. Bandwidth yang diperlukan bergantung pada citra yang didukung dan delay citra yang masih diperbolehkan. Sebagai contoh, citra X-ray didigitalisasi pada resolusi 2048 x 2048 pixel dan 12 bit/pixel dengan  setiap pixel disimpan dalam 2 byte. Jika delay maksimum yang diperbolehkan adalah 10s/citra, maka bandwidth dengan kecepatan minimum 7Mbps diperlukan untuk mentransfer citra dalam limit ini. Tidak seperti video dan audio stream, latency tidak terlalu kritis untuk transfer citra.
Transfer electronic medical record adalah transfer yang unidirectional yang biasanya berupa informasi berbentuk teks. Teks bersifat kompak dan memerlukan bandwidth yang kecil. Bahkan patient record sebanyak 100 halaman tulisan dapat direpresentasikan dalam 3 Mb informasi yang tidak dikompres. Informasi nonteks seperti electrocardiogram dan grafik yang lain akan memperbesar ukuran record yang lebih besar dan bandwidth yang dibutuhkan. Sebagian besar medical record dikirim  sebelum telemedicine session. Sama seperti transfer citra, bandwidth juga perlu dialokasikan untuk transfer record  selama telemedicine session bila diperlukan.
Dari persyaratan yang diberikan, timbul pertanyaan kombinasi teknologi yang mana yang paling cocok sebagai networking backbone untuk sistem telemedicine. Sebagian besar wide-area data network bergantung pada router untuk menyambungkan berbagai local area network. Router bekerja pada high level dalam protocol hierarchy dan menukarkan paket informasi antara network dengan arsitektur sejenis atau berbeda dengan cukup efisien, tetapi router tidak menjamin bandwidth atau quality of service.  Switch di lain pihak bekerja pada level yang lebih rendah pada protocol stack dan mentrasfer paket atau stream of information antara network sejenis  dengan lebih efisien. Yang lebih penting, switch dapat menjamin bandwidth dan quality of service. Persyaratan telemedicine seperti bandwidth, latency dan jitter menyebabkan switch-based network lebih cocok dipakai. Dengan  munculnya switch-based wide-area networking service, ISDN dan ATM paling cocok dipakai. Sebagai perbandingan, frame relay menggunakan variable-size packet sehingga kurang cocok untuk real-time service dan switched multimegabit data service (SMDS) meawarkan bandwidth yang cukup tinggi (sampai 155 Mbps) tetapi quality of service-nya tidak terjamin seperti ATM.
Bandwidth range dari ISDN adalah dari 64 kbps (basic rate interface, BRI) sampai 1,92 Mbps (primary rate interface , PRI) sementara ATM dapat mendukung dari 1,54 Mbps (T1) sampai 2,4Gbps (OC-48). Keuntungan BRI ISDN adalah dapat tersedia dengan cepat di semua area, peralatan telekomunikasi yang dipakai tidak mahal,dan dukungan protokol yang lebih luas di antara hardware dan software yang sudah ada. Keterbatasan bandwidth menghalangi penggunaan video dua arah H.261 teleconferencing atau satu arah MPEG-1 pada kualitas VHS bahkan melalui PRI ISDN. Tanpa kompresi, transfer citra yang besar sekitar 250 Mb melalui ISDN akan memerlukan lebih dari 2000 detik pada kecepatan 128 kbps atau 130 detik pada 1,92 Mbps dengan mengabaikan network overhead. Dengan kompresi 20:1, transfer 100detik pada kecepatan 128 kbps atau 6,5 pada kecepatan 1,92 Mbps dengan mengabaikan waktu kompresi dan dekompresi citra.
Keuntungan ATM adalah bandwidth yang lebih tinggi dan statistical multiplexing dari paket-paket kecil dengan bandwidth terjamin dan latency dan jitter minimal. Tidak seperti ISDN, range bandwidth pada ATM cukup untuk seluruh aplikasi telemedicine, termasuk MPEG-2 video stream. Transfer citra yang besar yaitu 250 Mb akan memerlukan 1,6 detik pada kecepatan 155 Mbps tanpa kompresi dan mengabaikan network overhead. Dengan kompresi 20:1 dan mengabaikan waktu kompresi dan dekompresi citra, transfer ini akan memerlukan waktu 0,08 detik pada kecepatan 155 Mbps. Sebagai tambahan, karena ATM connection yang memakai physical link secara bersama (sharing) secara logika terpisah, ekses trafik dari satu connection tidak akan mempengaruhi connection lain termasuk connection dengan sumber dan tujuan yang sama. ATM juga menawarkan “bandwidth on demand” yang memungkinkan sebuah connection mengirimkan bandwidth yang lebih lebar hanya jika diperlukan. Kerugian menggunakan ATM untuk telemedicine adalah biaya yang tinggi dan sulit didapatkannya peralatan ATM dan saluran telekomunikasi yang diperlukan khususnya untuk rural area. Kedua hal ini mulai dapat diatasi dengan meningkatnya jumlah peralatan ATM dan saluran transmisi yang diharapkan meningkat kualitasnya di masa depan. Biaya juga diharapkan menurun dengan meningkatnya pasar ATM. 
Persyaratan networking untuk telemedicine bergantung pada aplikasi yang digunakan. Dalam sebagian besar kasus, telemedicine tidak terbatas pada teleconferencing. ISDN dapat digunakan pada low-end application, tetapi BRI ISDN tidak mendukung kebutuhan bandwidth untuk aplikasi telemedicine yang luas yang memerlukan multimedia bitstream yang simultan khususnya diagnostic-quality, full motion video. Banyak aplikasi telemedicine yang memerlukan bandwidth yang lebih besar dan kualitas yang terjamin, hal ini dipenuhi oleh ATM.  

Sumber : IEEE Communication Magazine, Juli 1996

TUGAS 
MK.TEKNOLOGI INFORMASI
DOSEN : DR.ONNO W. POERBO
OLEH : KOMO SULAKSONO
NIM  : 13294051
KETERANGAN : MENABUNG SKS