Layanan Kelas Virtual dengan Multimedia Streaming untuk Mendukung Digital Learning Pedesaan: Studi Kasus Keerom Papua

Layanan Kelas Virtual dengan Multimedia Streaming untuk Mendukung Digital Learning Pedesaan: Studi Kasus Keerom Papua Bryan Yonathan, Aditya Arie Nugraha, Yoanes Bandung, Armein Z.R. Langi Digital Signal Processing Research and Technology Group Kelompok Keahlian Teknologi Informasi Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Institut Teknologi Bandung [email protected] Abstraksi Kelas virtual (virtual class) adalah teknologi komunikasi yang memungkinkan suatu proses belajar mengajar di dalam kelas dapat dibagi secara virtual ke kelas-kelas lain pada lokasi yang berbeda-beda (remote) melalui jaringan IP. Layanan ini digunakan untuk mendukung proses pembelajaran jarak jauh dan membantu guru mengajar di dalam kelas. Paper ini merupakan tulisan dari penelitian tentang sistem multimedia streaming untuk sistem produk-layanan kelas virtual yang mudah digunakan oleh sumber daya lokal pedesaan. Sistem tersebut menggunakan perangkat lunak open source dan berbasiskan web. Sistem produk-layanan kelas virtual telah dirancang dan diimplementasikan pada jaringan testbed di Kecamatan Arso Kabupaten Keerom Provinsi Papua. Ujicoba awal pun telah dilakukan pada bulan November 2009. Hasil dari ujicoba itu menunjukkan fungsionalitas sistem telah berjalan dengan baik.

Kata kunci : kelas virtual, multimedia streaming, digital learning, VLC

1. Pendahuluan Bidang pendidikan di Provinsi Papua sangat tertinggal bila dibandingkan dengan daerah lain di Indonesia. Setumpuk masalah klasik dapat ditemukan secara nyata di daerah-daerah pedalaman, mulai dari kekurangan guru, gedung sekolah yang usang, hingga prasarana belajar mengajar yang minimal termasuk buku pelajaran dan alat peraga [1]. Mutu pendidikan di Provinsi Papua dapat dikatakan sangat buruk. Di daerah pedalaman banyak ditemukan sekolah tidak beroperasi. Gedung-gedung sekolah berdiri tanpa guru. Terisolirnya daerah pedalaman dan sulitnya akses transportasi, ancaman berbagai jenis penyakit seperti malaria dan TBC, serta tidak tercukupinya sarana belajar mengajar, perbedaan budaya serta keterbelakangan anak-anak merupakan faktor-faktor yang menjadikan guru-guru lebih suka mangkir dan berdiam diri di kota tempat mengambil gaji bulanan. Merupakan hal yang lumrah kalau ditemukan fakta bahwa seorang guru terpaksa mengajar enam kelas sekaligus di dalam satu ruangan.

Sementara kesadaran masyarakat akan pentingnya pendidikan masih sangat rendah. Faktor budaya merupakan salah satu penyebab masyarakat tidak menghiraukan akan arti penting pendidikan. Anak-anak ikut orang tua berpindah-pindah tempat di dalam hutan, juga membantu orang tua berburu dan meramu di dalam hutan. Oleh karena itu diperlukan solusi yang tepat dalam rangka meningkatkan kualitas masyarakat Papua. Teknologi informasi dan komunikasi (TIK) dipercaya dapat mendukung berbagai layanan pendidikan, kesehatan, pertanian, serta perekonomian. Teknologi informasi dan komunikasi (TIK) mengalami perkembangan luar biasa dari tahun ke tahun dan telah berhasil mengubah paradigma masyarakat dalam mencari dan mendapatkan informasi. Salah satu bidang yang terkena imbas perkembangan TIK adalah bidang pendidikan yang memunculkan istilah pembelajaran digital (e-learning, digital learning). Penerapan TIK di dalam proses pembelajaran sekolah dasar dan menengah dipercaya dapat menghasilkan berbagai dampak positif bagi peningkatan kualitas pembelajaran. Penerapan TIK

e-Indonesia Initiative 2010 (eII2010) Konferensi dan Temu Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi untuk Indonesia 5-7 Mei 2010, Bandung

1

di dalam proses pembelajaran tidak dimaksudkan untuk menggantikan guru dengan teknologi. Penerapan TIK dimaksudkan untuk membantu dan mendukung proses pembelajaran, sehingga nuansa interaksi antara guru dan siswa tetap terjaga [1, 2].

INTERNET

2. Kelas Virtual VSAT

Kelas virtual (virtual class) adalah layanan pembelajaran jarak jauh yang memungkinkan suatu proses belajar mengajar di dalam kelas dapat dibagi secara virtual ke kelas-kelas lain pada lokasi yang berbeda-beda (remote). Tentunya keberadaan layanan kelas virtual ini dimaksudkan untuk membantu guru mengajar di dalam kelas. Layanan kelas virtual dimungkinkan oleh keberadaan teknologi komputasi dan jaringan Internet [2]. Layanan kelas virtual sendiri terdiri dari dua layanan, yaitu multimedia streaming dan telepon internet. Multimedia streaming merupakan layanan yang mengirimkan suara dan gambar melalui jaringan internet. Melalui layanan ini, kegiatan belajar mengajar jarak jauh dapat dilakukan. Layanan ini menggunakan VLC sebagai inti. VLC adalah perangkat lunak open source berfungsi lengkap untuk multimedia streaming dan multimedia player. VLC merupakan portable multimedia player, encoder, and streamer yang mendukung banyak tipe codec, format file, dan beragam protokol streaming. Sementara itu, telepon internet atau Voice Over Internet Protocol (VoIP) merupakan teknologi alternatif dari telepon konvensional (PSTN). Telepon internet menyediakan layanan komunikasi suara melalui jaringan internet yang berbasis packet switching. Telepon internet melewatkan trafik suara, video, dan data dalam bentuk paket melalui jaringan IP (Internet Protocol). Melalui layanan ini, kegiatan diskusi tanya jawab jarak jauh dapat dilakukan [3].

-F Wi

.4 G Fi 2 Wi-

Hz

SMAN 1 Arso - VSAT Internet - Server Digital Learning - IP PBX - IP Phone

WiFi

2.4

i2

.4 G

GH

Hz

SDN Inpres I Arso 2 - Virtual Class Box - IP Phone

z

SDN Inpres Arso 7

SDN Inpres Arso 6

- Virtual Class Box - IP Phone

- Virtual Class Box - IP Phone

Gambar 1. Topologi jaringan digital learning di Keerom Papua

4. Sistem Produk Layanan Agar tidak hanya menghasilkan prototipe produk yang fungsional, tetapi juga model operasional dari layanan, maka penelitian ini mencoba melakukan perancangan dengan konsep sistem produk-layanan (Product Service Systems, PSS). Konsep ini mengemas produk dan layanan dalam satu kesatuan. Proses perancangan sistem ini meliputi serangkaian tahapan (siklus) yang setiap perpindahan tahapnya dapat menghasilkan solusi atau masalah yang baru (Gambar 2). Secara garis besar, proses perancangan dapat dibagi menjadi beberapa fase, yaitu penentuan proposisi nilai, analisis pasar (market analysis), pendefinisian produk dan layanan, analisis penggunaan (use-case analysis), perancangan prototipe/arsitektur sistem, pengujian, dan pendefinisian akhir [4].

3. Jaringan Testbed Keerom Pada tahun 2009, Pusat Penelitian Teknologi Informasi dan Komunikasi Institut Teknologi Bandung (PPTIK – ITB) melalui Program Hibah Kompetitif Penelitian Unggulan Strategis Nasional dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional (Dikti Depdiknas) bekerja sama dengan Pemerintah Daerah Provinsi Papua mengembangkan program percontohan pemanfaatan teknologi informasi dan komunikasi (TIK) untuk meningkatkan kualitas pendidikan di Papua. Kerja sama ini mengambil lokasi di Distrik Arso, Kabupaten Keerom, Provinsi Papua sebagai testbed. Testbed ini mencakup tiga sekolah dasar yaitu SD Inpres I Arso II, SD Inpres Arso VI, dan SD Inpres Arso VII dan satu sekolah menengah atas yaitu SMA N 1 Arso. Topologi jaringan mengaplikasikan topologi star dengan SMA N 1 Arso sebagai node pusat yang akan melayani titik-titik lainnya (Gambar 1) [1].

Gambar 2. Tahapan (siklus) proses perancangan sistem produk-layanan sistem pemonitoran [4] 4.1 Penentuan Proposisi Nilai Proposisi nilai adalah definisi kebutuhan (parameter fungsional) yang harus dipenuhi dan dicapai oleh sistem produk-layanan. Proposisi nilai dari kelas virtual ini adalah saling meningkatkan kompetensi siswa antar sekolah melalui pembelajaran jarak jauh dan membantu guru mengajar di dalam kelas. Nilai tambah (added value) yang ditawarkan oleh sistem produk layanan ini adalah berbiaya rendah (low cost) dan berbasis web. 4.2 Analisis Pasar (Market Analysis) Analisis pasar meliputi analisis pengguna dan analisis produk dan layanan sejenis. Dari analisis pengguna diketahui bahwa pengguna dari kelas virtual ini adalah 2


pengguna

guru dan siswa (Tabel 1). Sementara itu, analisis produk dan layanan sejenis memberikan gambaran pola penggunaan terhadap produk dan/atau layanan tersebut.

menggunakan metode mengajar dengan papan tulis sebagai alat utama.

Tabel 1. Analisis pengguna kelas virtual Kategori

Guru

Siswa

Kebutuhan utama

Memperoleh metode pengajaran yang lebih baik dari guru sekolah lain.

Mendapatkan ilmu yang lebih baik dari guru sekolah lain.

Guru tidak menguasai dengan baik mata pelajaran tertentu.

Mata pelajaran tertentu tidak diajarkan secara baik oleh guru di sekolahnya.

Mempelajari cara mengajar guru yang lebih ahli melalui kelas virtual.

Menerapkan metode belajar dari guru yang lebih ahli di mata pelajaran lainnya.

Flash Drive, Netbook

Lembar Kerja Siswa (LKS), Diskusi kelompok

Permasalahan utama

Strategi penyelesaian masalah

Pemberian Fasilitas

Perilaku

Terbiasa

dengan cara belajar dengan mendengarkan dan menulis.

4.3 Pendefinisian Produk dan Layanan Tabel 2. Komponen utama kelas virtual dan ciri utamanya

Komponen

Deskripsi Ciri Utama

Virtual Box

Perangkat yang mengirimkan dan/atau menerima data multimedia dari jaringan kemudian menampilkan ke televisi.

Class

Televisi

Memiliki ukuran layar yang memadai

Notebook

Dual-Core dan Memori 1GB.

USB TV Tuner

Berukuran mini dan cocok dengan berbagai video camera.

Video Camera

Sorotan tajam dan kualitas video baik.

IP Phone

Kualitas suara jernih dan mudah digunakan.

Koneksi LAN

Kapasitas minimal 1Mbps.

4.4 Analisis Penggunaan (Use Case Analysis), ditunjukkan oleh diagram use case pada Gambar 3.

Terbiasa

Sistem Produk-Layanan Kelas Virtual Login sebagai pengirim Login sebagai penerima

<< include >>

<< include >>

Set alamat IP sekolah penerima Menunggu penerimaan data multimedia

Mengirimkan Multimedia Streaming

<< include >> << include >>

<< include >>

S I S I

S I S I

<< include >>

Set konfigurasi VLC

Gambar tampil pada TV di kelas penerima

Gambar tampil pada TV di kelas pengirim

<< include >>

Guru

P E N G I R I M

Guru

Mulai Kelas Virtual

<< include >>

Diskusi via VoIP

P E N E R I M A

Siswa << include >>

Kelas Virtual Selesai << extend >>

<< extend >>

Siswa

<< include >>

Logout

Matikan VLC Logout

Gambar 3. Diagram use case pada kelas virtual e-Indonesia Initiative 2010 (eII2010) Konferensi dan Temu Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi untuk Indonesia 5-7 Mei 2010, Bandung

3

5. Arsitektur Sistem 5.1 VLC (Video LAN Client) VLC adalah perangkat lunak open source berfungsi lengkap untuk multimedia streaming dan multimedia player. VLC merupakan portable multimedia player, encoder, and streamer yang mendukung banyak tipe codec, format file, dan beragam protokol streaming. VLC mampu melakukan streaming melalui jaringan internet dan men-transcoding-kan file-file multimedia kemudian menyimpannya kedalam berbagai format. VLC berlisensi GNU General Public License (GPL) [6]. Pada proses streaming, VLC mampu berperan sebagai streamer (pengirim) maupun client (penerima). VLC dapat menerima masukan dari Video File, DVD, MPEG hardware encoding card, Satelit, maupun Digital TV. Kemudian VLC dapat mengirimkan data-data masukan itu secara unicast atau multicast menuju client [5]. Pada Windows, Linux, dan beberapa platform lainnya, VLC menyediakan NPAPI plugin, yang memungkinkan orang melihat file QuickTime dan Windows Media secara embedded dalam situs Web tanpa menggunakan produk Microsoft atau Apple Inc. VLC mendukung browser Firefox, Mozilla Application Suite, Safari dan Opera juga. VLC plugin ini awalnya digunakan Google untuk membangun Google Video plugin browser web, yang saat ini menggunakan Adobe Flash. Dimulai pada versi 0.8.2, VLC memberikan juga plugin ActiveX , yang memungkinkan orang melihat beberapa file QuickTime (MOV) dan Windows Media yang embedded dengan website saat menggunakan Internet Explorer [5]. VLC juga dirancang sangat modular. Hal ini memudahkan untuk mengintegrasikan modul-modul terbaru yang meliputi format file, codec, atau metode streaming. Terdapat lebih dari 360 modul dalam VLC. Modul yang satu dengan modul yang lain dapat dikombinasikan dalam sout (streaming output) sehingga meningkatkan kemampuan dan kinerja yang diharapkan. 5.2 VLC WEB Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa VLC memiliki antarmuka berbasis web. Antarmuka VLC berbasis web ini dibuat untuk memberikan kelebihan dan kemudahan bagi penggunannya. Kelebihan dan kemudahan yang ditawarkan meliputi: Akses Pengguna dapat mengakses situs VLC WEB dengan internet browser tanpa perlu menjalankan perangkat lunak VLC. Tentunya browser yang digunakan mesti terinstall VLC plugin. Jadi, akses dapat diperoleh dengan lebih mudah. User friendly Pada halaman situs VLC WEB, pengguna dapat menggunakan fungsi-fungsi yang penting layanan pembelajaran digital. Selain itu, fungsi-fungsi yang disediakan sudah tidak asing lagi sehingga mudah digunakan.

Fleksibilitas Antarmuka VLC WEB ini dapat beradaptasi dengan konfigurasi yang ada pada browser pengguna seperti ukuran font, ukuran layar, dan themes. VLC WEB memungkinkan pengguna mengendalikan VLC pada antarmuka berbasis web. Web tersebut menampilkan fungsi-fungsi sebagaimana pada perangkat lunak VLC. Secara ringkas, pengirim melakukan akses terhadap VLC WEB lalu mengatur skenario streaming yang diinginkan. Di sisi lain, penerima pun melakukan akses terhadap VLC WEB dan melakukan pengaturan yang terbatas pada stream yang diterima. Paket-paket stream dikirimkan dari VLC streamer ke VLC client sesuai skenario yang dibuat oleh pengirim. Hal ini ditunjukkan Gambar 4.

Gambar 4. Skema streaming dengan VLC WEB Spesifikasi untuk VLC WEB dapat dikelompokan ke dalam dua kelompok. Pertama, spesifikasi PC (Personal Computer) yang meliputi perangkat keras dan perangkat lunak. Kedua, spesifikasi web server yang meliputi Apache dan PHP5. Tabel 3. Spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak VLC WEB Komponen Prosesor RAM Sistem Operasi VLC Browser

Spesifikasi Intel Atom DDR2 1 GB Linux dsp-desktop 2.6.24-19-generic VLC media player 0.8.6e Janus (wxWidgets interface) Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.9.0.11) Gecko/2009060215 Firefox/3.0.11 (.NET CLR 3.5.30729)

Tabel 4. Spesifikasi web server VLC WEB Komponen Apache Version Apache API Version Server Administrator Hostname:Port User/Group


Spesifikasi Apache/2.2.8 20051115 webmaster@localhost 167.205.67.70:0 www-data(33)/33 4

Max Requests Timeouts Virtual Server Server Root Loaded Modules

PHP Version

Per Child: 0 - Keep Alive: on - Max Per Connection: 100 Connection: 300 - Keep-Alive: 15 Yes /etc/apache2 core mod_log_config mod_logio prefork http_core mod_so mod_alias mod_auth_basic mod_authn_file mod_authz_default mod_authz_groupfile mod_authz_host mod_authz_user mod_autoindex mod_cgi mod_dir mod_env mod_mime mod_negotiation mod_php5 mod_setenvif mod_status 5.2.4-2ubuntu5.6

Langkah pertama untuk menggunakan VLC WEB adalah membuka alamat VLC WEB pengirim sehingga muncul tampilan seperti pada Gambar 5. Halaman untuk client ditunjukkan pada Gambar 6. Ada dua bagian yang dapat dilihat. Bagian layar monitor dan bagian tombol di sebelah bawahnya. Pada layar monitor pengguna dapat mengamati secara visual stream yang dikirimkan. Pada bagian tombol, ada 6 (enam) tombol, yaitu Play, Stop, Fullscreen, Volume Up, Volume Down, dan Mute. Fungsi dari tombol-tombol tersebut tentunya tidak asing lagi karena terdapat pada semua perangkat lunak Media Player.

6. Pengujian Pengujian dilakukan saat kegiatan open lesson pertama pada 23 November 2009. 6.1 Konfigurasi Alat Sebagai penerima, ada tiga perangkat utama yang diperlukan, yaitu Virtual Class Box (VCBox), Televisi (TV), dan IP Phone seperti ditunjukkan Gambar 7. VCBox berfungsi menerima paket-paket data streaming dari jaringan (LAN) kemudian menampilkan ke pesawat TV. IP Phone berfungsi sebagai perangkat telekomunikasi saat melakukan diskusi tanya jawab.

Gambar 7. Konfigurasi alat sebagai penerima Sebagai pengirim, ada perangkat penting yang perlu ditambahkan, yaitu Video Camera, USB TV Tuner, dan Notebook seperti ditunjukkan Gambar 8. Notebook berfungsi sebagai pengirim paket-paket data multimedia ke jaringan.

Gambar 8. Konfigurasi alat sebagai pengirim 6.2 Konfigurasi VLC Tabel 5. Konfigurasi VLC saat Open Lesson Gambar 5. Tampilan awal VLC WEB

Setting Source: Capture Device Capture mode: DirectShow Destination: UDP Address: 10.10.0.xx Port: 1234

Transcoding Video Audio Tipe codec: Tipe codec: H.264 MPEG Bit rate : 256 Bit rate : 128 kbps kbps Frame rate: 10 Channels: 2 fps Sample rate: Scale: 1 44100 kHz

6.3 Open Lesson Matematika

Gambar 6. Halaman client

Bapak Zen Farodis mengajar Matematika di SDN Inpres Arso 6. Kemudian, kegiatan belajar mengajar ini disiarkan (streaming) ke dua sekolah lain, yaitu SDN Inpres I Arso 2 dan SDN Inpres Arso 7.


5

Tabel 6. Kegiatan Open Lesson Matematika SDN Inpres I Arso 2

SDN Inpres Arso 6

SDN Inpres Arso 7

Guru dan murid di SDN Arso 2 mempersiapkan diri untuk pengajaran Matematika dari Bapak Zen Parodis di SDN Arso 6.

Bapak Zen Farodis mempersiapkan materi pengajaran Matematika yang akan diberikan yaitu KPK dan FPB.

Guru dan murid di SDN Arso 7 mempersiapkan diri untuk pengajaran Matematika dari Bapak Zen Parodis di SDN Arso 6.

Tim Teknis mempersiapkan peralatan agar siaran dapat diterima.

Tim Teknis mempersiapkan peralatan untuk melakukan siaran.


7. Kesimpulan Layanan kelas virtual ini dapat dioperasikan pada jaringan digital learning di Keerom Papua. Pengirim dan penerima siaran dapat berjalan sebagaimana fungsinya. Penggunaan kelas virtual di dalam kegiatan belajar mengajar di kelas sangat membantu guru dan siswa di sekolah lain untuk meningkatkan kompetensi. Guru dan siswa sangat antusias menanggapi adanya layanan ini. Namun, tingkat kesulitan untuk memahami cara kerja layanan ini cukup tinggi. Layanan ini belum dapat beroperasi secara mandiri. Oleh karena itu, diperlukan sosialisasi serta pelatihan lebih lanjut kepada SDM lokal. Untuk pengembangan selanjutnya, sisi aplikasi juga perlu dikembangkan untuk mengakomodasi keterbatasan SDM lokal.

8. Acknowledgment

6.4 Open Lesson IPA (Biologi) Ibu Sri Iriani mengajar IPA (Biologi) di SDN Inpres I Arso 2. Kemudian, kegiatan belajar mengajar ini disiarkan (streaming) ke dua sekolah lain, yaitu SDN Inpres Arso 6 dan SDN Inpres Arso 7. Tabel 7. Kegiatan Open Lesson IPA (Biologi) SDN Inpres I Arso 2

SDN Inpres Arso 6

SDN Inpres Arso 7

Ibu Sri Iriani mempersiapkan materi pengajaran IPA (Biologi) yang akan diberikan yaitu Struktur Tumbuhan dan Fungsinya.

Guru dan murid di SDN Arso 6 mempersiapkan diri untuk pengajaran IPA (Biologi) dari Ibu Sri Iriani di SDN Arso 2.

Guru dan murid di SDN Arso 7 mempersiapkan diri untuk pengajaran IPA (Biologi) dari Ibu Sri Iriani di SDN Arso 2.

Tim Teknis mempersiapkan peralatan untuk melakukan siaran.



Hasil pengujian secara fungsional telah memenuhi kebutuhan sistem. Layanan kelas virtual dapat dioperasikan pada jaringan nirkabel 512Kbps–1Mbps. Namun, catatan penting saat open lesson adalah seringkali video terlihat patah-patah atau diam sedangkan sedangkan suara terdengar putus-putus atau tidak terdengar sama sekali. Permasalahan ini perlu diteliti lebih lanjut mengenai penyebab utamanya.

Penelitian ini merupakan bagian dari Program Hibah Kompetitif Penelitian Unggulan Strategis Nasional Tahun 2009 berjudul “Teknologi Digital Learning untuk Daerah Pedesaan” yang dikerjakan di Pusat Penelitian Teknologi Informasi dan Komunikasi-Institut Teknologi Bandung (PPTIK ITB).

9. Daftar Pustaka [1] Armein Z.R. Langi, Dwi H. Widyantoro, Yoanes Bandung, G.A. Putri Saptawati, Liliasari, ”ICT-based approaches for improving the quality of primary education in rural areas”, pada Proceedings of International Conference on Rural Information and Communication Technology 2009”, Bandung. [2] G. Agosti, ”Distance Education in the Era of Internet”, Encyclopedia of Developing Regional Communities with Information and Communication Technology, Idea Group Reference, 2006. [3] K. Pentikousis, J. Pinola, E. Piri, and F. Fitzek. “An experimental investigation of VoIP and video streaming over fixed WiMAX”. In Proc. 4th Intl. Workshop on Wireless Network Measurements (WiNMee), Berlin, Germany, March 2008. [4] Morelli, N. “Product service-systems, a perspective shift for designer: a case study – The design of a telecentre”. Des. Stud., January, 2003, 24(1), 73-99. [5] http://www.videolan.org/doc/streaminghowto/en/streaming-howto-en.pdf [6] http://www.videolan.org/doc/playhowto/en/play-howto-en.pdf


6

Layanan Kelas Virtual dengan Multimedia Streaming untuk Mendukung Digital Learning Pedesaan: Studi Kasus Keerom Papua

Recommend Documents