Tantangan dalam Implementasi Layanan
Digital Learning
Pedesaan:
Studi Kasus Jaringan
Testbed
Keerom-Papua
Aditya Arie Nugraha, Bryan Yonathan, 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
aa.nugraha@yahoo.com
Abstraksi
Pembelajaran digital (digital learning) merupakan salah satu alternatif solusi untuk permasalahan tidak meratanya akses pendidikan yang bermutu di daerah pedesaan karena kurangnya sumber daya pendidik (guru). Jaringan testbed Distrik Arso, Kab. Keerom, Papua merupakan salah satu jaringan testbed pedesaan (Rural NGN) berbasis nirkabel yang dikelola oleh Pusat Penelitian Teknologi Informasi dan Komunikasi (PPTIK), Institut Teknologi Bandung (ITB). Dari segi lokasi, Arso sesuai untuk merepresentasikan sebuah daerah pedesaan dengan fasilitas yang terbatas. Dari segi masyarakat, penduduk Arso yang sebagian besar merupakan transmigran dari Pulau Jawa cocok untuk menguji layanan digital learning karena sudah memiliki kesadaran yang cukup akan pentingnya pendidikan. Sedangkan, dari segi kebutuhan, tersedianya metode pembelajaran alternatif sangat dibutuhkan oleh masyarakat mengingat bidang pendidikan di daerah tersebut relatif tertinggal dibandingkan dengan yang ada di perkotaan. Banyak tantangan yang harus dihadapi dalam implementasi layanan digital learning pada Jaringan testbed Distrik Arso, Kab. Keerom, Papua, terutama yang terkait dengan layanan multimedia streaming. Tantangan yang harus dihadapi meliputi permasalahan listrik, jaringan, aplikasi, perangkat, dan sumber daya manusia (SDM). Permasalahan listrik berupa ketersediaan listrik di Papua yang terbatas. Permasalahan jaringan meliputi throughput antar-node yang berbeda-beda dan penggunaan jaringan oleh pihak-pihak yang tidak terkait dengan layanan. Permasalahan aplikasi berupa tidak memadainya tingkat fleksibilitas aplikasi ketika dihadapkan dengan permasalahan kapasitas jaringan yang terbatas dan kondisi jaringan yang tidak stabil, serta antarmuka pengguna yang masih kurang user-friendly. Permasalahan perangkat berkaitan dengan kehandalan server dan biaya produksi. Sedangkan, permasalahan SDM berkaitan dengan kemampuan guru dan murid dalam mengoperasikan serta memanfaatkan sistem dan layanan digital learning yang diberikan, serta kemampuan teknisi dalam melakukan pemantauan dan pemeliharaan sistem.
Kata Kunci: digital learning, rural NGN, multimedia streaming
1.
Pendahuluan
Perkembangan teknologi informasi dan komunikasi (TIK) telah mengubah paradigma masyarakat dalam mencari dan mendapatkan informasi. Di bidang pendidikan, penerapan TIK memunculkan istilah pembelajaran digital (digital learning atau e-learning). yang dapat dimanfaatkan untuk mendukung proses pembelajaran konvensional (tatap muka).
Salah satu masalah dalam bidang pendidikan di Indonesia adalah tidak meratanya akses pendidikan yang bermutu di daerah pedesaan. Hal ini terutama disebabkan oleh kurangnya sumber daya pendidik (guru) di suatu daerah. Selain itu, kualitas guru di daerah pedesaan juga relatif lebih rendah dibanding guru di daerah perkotaan.
Pembelajaran digital merupakan salah satu alternatif solusi yang bisa digunakan untuk memecahkan masalah sumber daya pendidik tersebut. Pembelajaran digital
memungkinkan proses belajar-mengajar dari seorang guru di suatu daerah tersampaikan ke murid dan guru di daerah lain. Oleh karena itu, selain dapat dimanfaatkan secara langsung oleh murid untuk memperoleh pengajaran, guru juga dapat meningkatkan kompetensinya dengan melakukan pengamatan terhadap proses pembelajaran yang berjalan. Selain itu, pembelajaran digital juga memungkinkan suatu konten untuk disimpan di server, sehingga dapat diunduh dan digunakan kapan pun dibutuhkan.
Selain sebagai sarana pembelajaran itu sendiri, pembelajaran digital juga dapat dimanfaatkan sebagai sarana mengenalkan pemanfaatan teknologi komputer dan internet kepada masyarakat pedesaan. Diharapkan dengan kondisi masyarakat yang familiar dengan teknologi, teknologi dapat bermanfaat pula di bidang-bidang selain pendidikan, misalnya kesehatan, perekonomian, dan pertanian. Pada akhirnya, pemanfaatan teknologi
diharapkan dapat berperan dalam mempercepat usaha pengentasan kemiskinan.
Jaringan testbed Distrik Arso, Kab. Keerom, Papua merupakan salah satu jaringan testbed berbasis nirkabel yang dikelola oleh Pusat Penelitian Teknologi Informasi dan Komunikasi (PP TIK) Institut Teknologi Bandung (ITB). Dari segi lokasi, Arso sesuai untuk merepresentasikan sebuah daerah pedesaan dengan fasilitas yang terbatas. Dari segi masyarakat, penduduk Arso yang sebagian besar merupakan transmigran dari Pulau Jawa cocok untuk menguji layanan digital learning karena sudah memiliki kesadaran yang cukup akan pentingnya pendidikan. Sedangkan, dari segi kebutuhan, tersedianya metode pembelajaran alternatif sangat dibutuhkan oleh masyarakat mengingat bidang pendidikan di daerah tersebut relatif tertinggal dibandingkan dengan yang ada di perkotaan.
2.
Topologi Jaringan
Jaringan testbed berbasis nirkabel Distrik Arso, Kab. Keerom, Papua mengimplementasikan topologi star dengan SMAN 1 Arso berperan sebagai node pusat (Gambar 1).
Gambar 1. Topologi Jaringan
SMAN 1 Arso memiliki koneksi internet dengan menggunakan VSAT Jardiknas. Koneksi ini juga dapat dimanfaatkan oleh tiga sekolah dasar (SD) yang tergabung dalam jaringan testbed.
Server digital learning diletakkan di SMAN 1 Arso. Server ini menyediakan layanan Moodle, Elgg (Jejaring
Sosial), dan MediaWiki. Selain itu, server juga berfungsi sebagai IP PBX dengan memanfaatkan layanan Asterisk. Sebuah IP Phone juga terpasang di node ini.
Di setiap SD, tersedia Virtual Class Box (VC-Box) dan sebuah IP Phone. VC-Box merupakan terminal yang berfungsi untuk mengirim atau pun menerima streaming saat virtual class berlangsung.
3.
Layanan Digital Learning
Layanan digital learning yang diberikan dapat dibagi menjadi dua kelompok layanan, yaitu (1) layanan komunitas guru belajar dan (2) layanan virtual class [1].
3.1. Layanan Komunitas Guru Belajar
Layanan komunitas guru menekankan pada penyediaan fasilitas berbagi konten, membangun komunitas, dan komunikasi. Tiga hal ini dapat dipenuhi oleh Moodle, Elgg, dan MediaWiki. Tiga perangkat lunak ini disediakan oleh sebuah server digital learning yang dipasang di SMAN 1 Arso.
Moodle adalah sebuah Course Management System (CMS) yang dapat difungsikan sebagai portal digital learning dimana semua elemen dari suatu lembaga edukasi, baik itu siswa, guru, maupun pihak lain, dapat saling berkolaborasi untuk membentuk komunitas pendidikan melalui internet. Elgg merupakan platform jejaring sosial yang bersifat open source. Elgg menawarkan fitur menulis blog, membangun jejaring (mencari dan menambah teman), membangun komunitas, mengumpulkan berita dengan fungsi agregator, dan berbagi dokumen. Sedangkan, MediaWiki adalah sebuah paket perangkat lunak wiki berlisensi GNU General Public License yang memungkinkan pengguna untuk menambah atau mengubah isi situs terkait.
3.2. Layanan Virtual Class
Layanan virtual class merupakan layanan yang mendukung proses pembelajaran jarak jauh dan membantu guru mengajar di dalam kelas. Dua layanan yang diberikan adalah 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. Sedangkan, 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.
4.
Tantangan
Tantangan yang harus dihadapi meliputi permasalahan listrik, jaringan, aplikasi, perangkat, dan sumber daya manusia (SDM).
4.1. Listrik
Ketersediaan listrik di Papua yang terbatas, mengakibatkan seringnya dilakukan pemadaman listrik. Pemadaman dilaksanakan secara bergilir dari satu daerah ke daerah lain. Hal ini akan menyebabkan masalah besar apabila pemadaman terjadi di daerah SMAN 1 Arso sehingga baik layanan digital learning mau pun koneksi internet tidak dapat digunakan. Matinya listrik SMAN 1 Arso yang berperan sebagai pusat dalam topologi star juga akan menyebabkan putusnya koneksi antar-SD yang mungkin listriknya masih menyala.
Sebagai sebuah penyedia layanan, SMAN 1 Arso sedapat mungkin memiliki jaminan ketersediaan listrik. Jaminan dapat diberikan oleh Pemerintah Daerah (Pemda). Akan tetapi, kebijakan seperti itu tidak mudah diwujudkan karena ketersediaan listrik yang memang terbatas dan Pemda pasti tidak dapat mengabaikan prinsip keadilan dengan memberikan jaminan ketersediaan listrik kepada suatu daerah tertentu.
Oleh karena itu, antisipasi terhadap situasi listrik padam perlu disiapkan. Salah satunya adalah penggunaan uninterruptible power supply (UPS). Sebelumnya, perlu diperhitungkan total kebutuhan daya untuk menghidupkan layanan digital learning yang setidaknya terdiri dari server, switch, dan perangkat radio. Oleh karena kebutuhan daya perangkat pada umumnya dituliskan dalam satuan watt dan kapasitas daya UPS dituliskan dalam satuan VA, faktor daya (power factor) harus dipertimbangkan agar dapat memilih produk UPS dengan kapasitas daya yang mencukupi. Durasi pemadaman juga perlu dipertimbangkan. Apabila durasi mencapai hitungan jam, perlu adanya modifikasi terhadap produk UPS dengan menambahkan aki. Selain itu, penggunaan pembangkit listrik alternatif, seperti tenaga surya, air, dan angin, juga dapat dipertimbangkan.
4.2. Jaringan
Tantangan utama dalam hal jaringan adalah masalah throughput antar-node yang berbeda-beda. Hal ini terutama disebabkan oleh perbedaan jarak antar-node (Gambar 2).
Link yang memiliki throughput paling kecil adalah link SMAN 1 Arso dengan SDN Inpres Arso 7 yang berjarak 11,5 km. Tidak seperti link SMAN 1 Arso dengan SDN Inpres 1 Arso 2 dan SDN Inpres Arso 6 yang rata-rata memiliki throughput 1,5 Mbps, link SMAN 1 Arso dengan SDN Inpres Arso 7 hanya memiliki throughput
630 kbps di siang hari dan baru mencapai 1,5 Mbps di malam hari. Dengan keterbatasan tersebut, SDN Inpres Arso 7 tidak dapat melakukan streaming dengan baik. Video yang diterima menjadi patah-patah atau diam. Sedangkan, audio yang diterima putus-putus atau tidak ada sama sekali.
Gambar 2. Peta Jaringan Testbed
Untuk memperbaiki masalah throughput tersebut, terdapat beberapa alternatif solusi yang dapat dipertimbangkan, yaitu meningkatkan kualitas perangkat radio dan mengubah topologi jaringan [2], [3]. Contoh usaha peningkatan kualitas perangkat radio adalah mengganti antena radio dengan antena yang lebih berkualitas dan melakukan pointing antena dengan lebih presisi. Selain itu, penambahan ketinggian menara juga dapat dipertimbangkan. Ketinggian menara, baik di SMAN 1 Arso mau pun SDN Inpres Arso 7, adalah 30 meter. Dengan jarak 11,5 km, ketinggian tersebut seharusnya sudah mencukupi karena dengan penggunaan frekuensi 2,4 GHz jari-jari fresnel zone-nya adalah sebesar 18,96 meter. Meskipun demikian, adanya kawasan hutan di tengah link, seperti yang terlihat dari foto udara pada Gambar 2, berpotensi mengganggu performa link. Hal ini disebabkan tingginya kandungan air dalam pohon, padahal air merupakan faktor peredam dari sinyal Wi-Fi. Sayangnya, tidak ada informasi mengenai ketinggian rata-rata pohon di hutan tersebut. Apabila diasumsikan ketinggian antena 30 meter, ketinggian pohon lebih dari 11,04 meter (ketinggian antena dikurangi jari-jari fresnel zone) sudah akan mengganggu performa link. Selain itu, ketinggian lokasi yang berbeda, dimana SMAN 1 Arso terletak pada ketinggian 43,1 meter dan SDN Inpres Arso 7 pada 35 meter, juga perlu turut diperhitungkan.
Pengubahan topologi jaringan dapat dilakukan dengan menghilangkan link SMAN 1 Arso dengan SDN Inpres Arso 7 dan menggantinya dengan link SDN Inpres Arso 6 dengan SDN Inpres Arso 7. Dalam hal ini, SDN Inpres Arso akan berperan sebagai repeater. Dengan demikian, jaringan testbed tidak lagi menggunakan topologi star, tetapi menggunakan topologi extended-star. Selain memperpendek jarak antar-node, penggunaan topologi ini juga akan menguntungkan karena link tidak melewati kawasan hutan.
Selain usaha perbaikan throughput, manajemen kapasitas jaringan juga perlu dilakukan, terutama saat layanan multimedia streaming berjalan. Penggunaan jaringan oleh pihak-pihak yang tidak terkait dengan layanan sangat berpotensi untuk mengganggu kelancaran streaming. Ketidaklancaran multimedia streaming pada saat kegiatan open-lesson yang dilaksanakan pada bulan November yang lalu merupakan contoh riil dari terganggunya layanan karena penggunaan jaringan oleh pihak-pihak yang tidak terkait. Ketika gangguan terjadi, tim teknis menemukan banyaknya koneksi http ke luar jaringan lokal, yang juga berarti ada pihak-pihak tertentu yang sedang menggunakan jaringan untuk browsing internet. Meskipun berhasil diidentifikasi, permasalahan tidak dapat diatasi dengan cepat karena antisipasi terhadap permasalahan tersebut belum disiapkan.
4.3. Aplikasi
Multimedia streaming dengan menggunakan VLC dan kegiatan open-lesson pada bulan November yang lalu juga mengungkap hal-hal baru yang sebelumnya kurang dipertimbangkan. Pengembangan layanan yang sebelumnya menekankan pada pengembangan teknologi video ternyata tidak memiliki tingkat fleksibilitas yang memadai ketika dihadapkan dengan permasalahan kapasitas jaringan yang terbatas dan kondisi jaringan yang tidak stabil. Ketika jaringan mengalami gangguan sehingga kapasitas jaringan menyempit, pengiriman video akan terhambat atau bahkan terhenti. Hal ini sangat mengganggu jalannya proses pembelajaran karena materi menjadi tidak tersampaikan sama sekali, padahal faktor kunci dari proses pembelajaran adalah materi. Sedangkan, audio dan video adalah sarana yang mempermudah jalannya proses pembelajaran.
Selain itu, kemudahan dalam penggunaan teknologi juga masih perlu ditingkatkan mengingat masyarakat pedesaan masih kurang familiar dengan penggunaan komputer. Kombinasi penggunaan graphical user interface (GUI) dan skrip dalam mengoperasikan VLC saat kegiatan open-lesson pada bulan November lalu kurang user-friendly bagi pengguna awam. Pemanfaatan teknologi web perlu dipertimbangkan karena memberikan fleksibilitas yang tinggi dalam membuat antarmuka pengguna. Selain itu, teknologi web tidak bergantung pada sistem operasi yang digunakan, sehingga dapat diakses dengan sistem operasi apa pun yang dimiliki oleh pengguna.
Oleh karena itu, diperlukan sebuah teknologi yang memberikan tingkat fleksibilitas yang lebih tinggi dalam
proses transmisi data. Teknologi tersebut harus dapat mengirimkan materi pembelajaran, misal slide presentasi, serta video dan audio guru yang sedang mengajar secara terpisah. Dengan demikian, ketika video atau audio tidak dapat dikirimkan karena masalah jaringan, materi pembelajaran dalam bentuk slide masih dapat tersampaikan. Selain itu, teknologi tersebut juga harus mudah digunakan oleh masyarakat pedesaan.
4.4. Perangkat
Server digital learning yang dipasang di SMAN 1 Arso menggunakan Mac Mini dengan sistem operasi Ubuntu. Sayangnya, fitur auto recovery after power failure tidak dapat berjalan, sehingga server tidak otomatis menyala ketika listrik hidup kembali. Dengan kondisi listrik yang sering padam, tidak berjalannya fitur ini menyebabkan harus adanya operator (teknisi) yang siap untuk menghidupkan server ketika listrik hidup kembali.
Dari segi biaya, agar nantinya sistem digital learning yang dikembangkan dapat diimplementasikan di wilayah-wilayah pedesaan lain dengan biaya murah, biaya produksi sistem secara keseluruhan harus ditekan semaksimal mungkin. Salah satu pos pembelanjaan yang mungkin ditekan adalah biaya produksi menara. Untuk jaringan testbed Distrik Arso, Kab. Keerom, Papua ini, menara masih diproduksi di Pulau Jawa dan kemudian dikirimkan ke Papua menggunakan kapal laut. Untuk implementasi berikutnya, menara harus dapat diproduksi secara lokal untuk menghilangkan komponen biaya transportasi dalam biaya produksi menara.
4.5. Sumber Daya Manusia (SDM)
Salah satu tantangan dalam hal SDM adalah kemampuan guru dan murid dalam mengoperasikan serta memanfaatkan sistem dan layanan digital learning yang diberikan. Tidak banyak guru yang terbiasa menggunakan komputer. Pelatihan yang intensif perlu dilakukan untuk memperkenalkan layanan-layanan yang diberikan. Selain itu, proses pendampingan juga perlu dilakukan agar guru semakin terbiasa menggunakan komputer dan dapat memanfaatkan internet untuk tujuan pembelajaran. Diharapkan kemudian akan terjadi transfer ilmu dari guru ke murid dalam pemanfaatan komputer dan internet untuk tujuan pembelajaran.
Tantangan lain dalam hal SDM adalah kemampuan teknisi dalam melakukan pemantauan dan pemeliharaan sistem. Pelatihan perlu dilakukan untuk meningkatkan kemampuan teknis seorang teknisi agar teknisi tidak hanya berperan sebagai operator, tetapi juga dapat berperan sebagai administrator. Hal ini harus dicapai agar sistem layanan digital learning benar-benar dapat berjalan secara mandiri, tanpa mengandalkan tenaga ahli dari luar. Penambahan jumlah teknisi utama juga perlu dilakukan. Teknisi utama yang bertanggung jawab memantau dan memelihara sistem sedapat mungkin berjumlah sekurang-kurangnya dua orang. Selain untuk membagi beban kerja, pemecahan masalah (troubleshooting) yang dilakukan
oleh dua orang atau lebih dapat meningkatkan kemampuan teknisi dengan lebih cepat karena akan terjadi diskusi dalam proses pemecahan masalah.
Selain itu, diharapkan setiap sekolah yang terlibat memiliki teknisi yang dapat diandalkan. Apabila SDM terbatas, seorang guru juga dapat diberi tanggung jawab dan dilatih untuk menjadi teknisi lokal. Teknisi lokal bertanggung jawab untuk memantau dan memelihara perangkat yang ada di sekolahnya masing-masing. Dengan demikian, permasalahan yang bersifat lokal dapat dipecahkan dengan lebih cepat, dibandingkan dengan apabila harus mengandalkan teknisi utama.
5.
Kesimpulan
Banyak tantangan yang harus dihadapi dalam implementasi layanan digital learning pada Jaringan testbed Distrik Arso, Kab. Keerom, Papua, terutama yang terkait dengan layanan multimedia streaming. Tantangan tersebut meliputi permasalahan listrik, jaringan, aplikasi, perangkat, dan sumber daya manusia (SDM). Semua tantangan tersebut harus dihadapi dan diatasi agar nantinya sistem dan layanan digital learning yang dikembangkan ini dapat diimplementasikan di wilayah-wilayah pedesaan lain dengan lancar dan dapat dimanfaatkan oleh masyarakat sebagai metode pembelajaran alternatif.
6.
Ucapan Terima Kasih
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).
7.
Daftar Pustaka
[1] A. Z. R. Langi, D. H. Widyantoro, Y. Bandung, G. A. P. Saptawati, dan Liliasari, “ICT-based Approaches for Improving the Quality of Primary Education in Rural Areas,” Proceedings of International Conference on Rural Information and Communication Technology 2009, hlm. 264-268, Mei 2009.
[2] C. Kameswari, R. Bhaskaran, dan S. Sayandeep, “Long-distance 802.11b links: performance measurements and experience,” MobiCom '06: Proceedings of the 12th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, hlm. 74-85, 2006.
[3] R. Flickenger, Ed., Wireless Networking in the Developing World, Edisi Kedua, 2007. [E-book] Tersedia: wndw.net.
