FRAMEWORK NETWORKED AUDIO UNTUK APLIKASI

259
FRAMEWORK NETWORKED AUDIO
UNTUK APLIKASI LABORATORIUM BAHASA
Hendro Agus Santoso1 , Erwin Cahyadi1, Armein Z.R. Langi1
1
DSP Research and Technology Group
KK Teknologi Informasi – Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Institut Teknologi Bandung
[email protected], [email protected], [email protected]
Abstrak
Keberadaan laboratorium bahasa memiliki peran penting bagi siswa dalam meningkatkan keterampilan
berkomunikasi baik secara lisan maupun tulisan. Penelitian ini bertujuan untuk mengimplementasikan sistem
laboratorium bahasa multimedia berbasis thin client. Makalah ini secara khusus menjelaskan proses perancangan
dan implementasi dari framework networked audio untuk aplikasi lab bahasa. Pengembangan framework audio
tersebut dilakukan dengan merancang dan membangun aplikasi audio server yang melayani lalu-lintas audio
antar komputer. Sistem tersebut mampu melakukan audio transfer dari satu komputer ke komputer lain dan audio
mixing terhadap beberapa kanal audio.
Kata kunci: Lab Bahasa, networked audio, audio mixing
PENDAHULUAN
Era globalisasi menuntut kemampuan setiap
individu untuk menguasai beberapa bahasa terutama
bahasa Inggris. Selain itu, institusi pendidikan tetap
harus meningkatkan kemampuan siswa dalam
penguasaan bahasa Indonesia yang baik dan benar.
Keberadaan laboratorium bahasa memiliki peran
yang sangat penting bagi siswa dalam meningkatkan
keterampilan berkomunikasi baik secara lisan
maupun tulisan [3].
Pada
awalnya
laboratorium
bahasa
menggunakan perangkat konvensional seperti kaset
tape analog. Sistem ini hanya menstimulasi indera
pendengaran tanpa mengintegrasikan rangsangan
terhadap indera penglihatan berupa video, gambar,
atau teks. Riset di bidang pendidikan menunjukkan
bahwa proses belajar yang mengintegrasikan
rangsangan terhadap multi indera sekaligus akan
berdampak lebih baik bagi siswa dalam menyerap
materi yang diajarkan.
Dalam perkembangannya laboratorium bahasa
mulai beralih ke media digital menggunakan
komputer. Solusi yang umum adalah dengan
menyediakan sebuah personal desktop computer
bagi setiap siswa dan menginstalasi seluruh aplikasi
ke dalam masing-masing komputer. Sistem seperti itu
membutuhkan biaya yang besar, tidak hanya untuk
pembelian akan tetapi juga untuk perawatan dan
upgrade. Oleh karena itu, saat ini mulai berkembang
kebutuhan untuk mengimplementasikan strategi
penggunaan model thin client computing [1].
e-Indonesia Initiative 2011 (eII2011)
Konferensi Teknologi Informasi dan Komunikasi untuk Indonesia
14-15 Juni 2011, Bandung
Penelitian
ini
bertujuan
untuk
mengimplementasikan sistem laboratorium bahasa
multimedia berbasis thin client yang murah, mudah
digunakan, dan mudah diimplementasikan. Titik
berat yang hendak dicapai adalah faktor biaya
kepemilikan yang murah, kemudahan dalam
pengoperasian dan pengelolaan, serta aspek
interaktivitas kegiatan belajar-mengajar yang tetap
terjaga.
Komponen utama dari laboratorium bahasa
adalah: 1) perangkat thin client, 2) server, 3)
framework networked audio, 4) aplikasi pengaturan
sistem thin client, 5) aplikasi lab bahasa. Komponen
thin client dan server dapat memanfaatkan perangkat
komoditas. Sebagai gambaran, target harga bagi
sebuah komputer thin client adalah sekitar Rp.
1.700.000 rupiah, terdiri dari komputer thin client,
LCD monitor, headset, keyboard dan mouse.
Sementara untuk server dapat menggunakan PC
standar, dengan spesifikasi disesuaikan dengan
jumlah thin client yang ada dalam sebuah lab bahasa.
260
3.
4.
5.
6.
Gambar 1 Lab Bahasa Multimedia
PEMBAHASAN
Laboratorium Bahasa Multimedia
Dalam membangun sistem laboratorium bahasa
multimedia interaktif, penelitian ini menyusun
beberapa kebutuhan yang harus dimiliki oleh sistem
sebagai berikut:
1. Kemampuan interaksi antara siswa dan guru
dalam kelompok seperti layaknya bila
berkumpul di kelas
2. Aplikasi untuk memutar file multimedia baik
oleh guru maupun secara mandiri oleh siswa
disertai kemampuan merekam multimedia baik
video maupun audio.
3. Kemampuan untuk tetap dapat saling
terhubung melalui internet baik dalam satu
LAN (Local Area Network) maupun dalam
WAN (Wide Area Network).
4. Sistem dapat diimplementasikan dengan
arsitektur thin client dengan sumberdaya
terbatas.
Konsol pengajar digunakan oleh guru untuk
mengatur proses belajar mengajar dan juga
memantau seluruh konsol siswa. Oleh karena itu,
berikut adalah beberapa kebutuhan dari sebuah
konsol pengajar:
1. Memilih dan mem-broadcast file multimedia
ke seluruh /sebagian siswa
2. Memiliki media untuk menyampaikan
pengajaran melalui tampilan layar.
3. Melakukan pengelompokan siswa dalam
percakapan berpasangan maupun untuk
diskusi berkelompok
4. Melakukan komunikasi audio dua-arah dengan
siswa maupun sekelompok siswa.
5. Memantau komunikasi suara siswa maupun
sekelompok siswa (pasangan / kelompok)
Sementara itu, sebuah konsol siswa harus
memiliki kemampuan :
1. Menerima streaming multimedia yang dibroadcast dari konsol pengajar
2. Memutar file multimedia secara mandiri,
termasuk fungsinya (pause, rewind, dan fast
forward).
Memiliki aplikasi untuk membaca materi dari
guru (dokumen maupun presentasi) dan
mencari informasi dari internet (web-browser)
Memiliki wahana untuk “mengangkat tangan”
kepada guru apabila mempunyai pertanyaan
atau menemui kesulitan
Berkomunikasi dengan guru apabila mendapat
ijin / kesempatan (inisiatif dari guru)
Berkomunikasi dengan siswa lain apabila
mendapat ijin (dalam kegiatan percakapan
berpasangan maupun diskusi kelompok)
Gambar 2 Use Case Diagram
Framework Networked Audio
Framework
multimedia
yang
ingin
dikembangkan dalam penelitian ini adalah sistem
networked audio menggunakan jaringan komputer
lokal. Sistem tersebut mampu melakukan audio
transfer dari satu komputer ke komputer lain, audio
mixing terhadap beberapa kanal audio, audio
recording, dan audio processing. Fungsi audio
mixing
tersebut
dibutuhkan
oleh
aplikasi
laboratorium bahasa, misalnya untuk melakukan
diskusi berkelompok diperlukan kemampuan audio
mixing terhadap beberapa kanal audio dari beberapa
komputer. Pengembangan framework audio tersebut
dilakukan dengan merancang dan membangun
aplikasi audio server yang melayani lalu-lintas audio
antar komputer.
Gambar 3 Framework Networked Audio
Asterisk adalah aplikasi open source yang dapat
mengubah komputer menjadi sebuah server
e-Indonesia Initiative 2011 (eII2011)
Konferensi Teknologi Informasi dan Komunikasi untuk Indonesia
14-15 Juni 2011, Bandung
261
komunikasi. Asterisk biasa digunakan sebagai server
IP-PBX, maupun VoIP Gateway. Asterisk memiliki
kemampuan untuk mendukung komunikasi suara dua
arah melalui jaringan sehingga dapat digunakan
sebagai framework komunikasi suara untuk lab
bahasa.
Asterisk memiliki Asterisk Manager Interface
(AMI) yang dapat digunakan untuk mengendalikan
kanal-kanal dan fitur-fitur dalam komunikasi audio.
Dengan menambahkan komponen tambahan,
Asterisk membangun sebuah framework networked
audio yang dapat digunakan untuk aplikasi lab
bahasa.
Lab Bahasa dengan Skema Conference Room
Lab bahasa didesain memiliki beberapa ruang
konferensi yang dibuat oleh guru sesuai kebutuhan.
Secara umum, baik guru maupun siswa masingmasing memiliki 3 kanal audio. Kanal pertama
digunakan untuk bergabung di dalam default
classroom, kanal kedua digunakan untuk ruang
diskusi kelompok, sementara kanal ketiga merupakan
kanal individual untuk percakapan dengan guru.
Guru memiliki kemampuan mengendalikan semua
kanal siswa yang tergabung di dalam kelas, dapat
memindahkan siswa dari satu kanal ke kanal lain
sesuai skenario kegiatan yang sedang terjadi di dalam
kelas.
Gambar 4 Skema Conference Room
Setiap kegiatan dimulai pada kondisi default
classroom, di mana semua siswa bergabung dalam
mode dengar saja. Guru memiliki kendali penuh
terhadap lalulintas suara dua arah. Siswa hanya dapat
berbicara jika diijinkan oleh guru. Hal ini difasilitasi
dengan mekanisme “angkat tangan” pada konsol
siswa. Apabila diperlukan, guru dapat memilih salah
satu siswa sebagai model untuk berbicara kepada
seluruh siswa. Hal ini dapat dilakukan dengan
mengubah mode siswa terpilih dari semula mode
dengar (listen only) ke mode normal (dua arah).
e-Indonesia Initiative 2011 (eII2011)
Konferensi Teknologi Informasi dan Komunikasi untuk Indonesia
14-15 Juni 2011, Bandung
Pada kegiatan percakapan berpasangan atau
diskusi kelompok atau, guru membuat sejumlah
ruang
(chatroom)
kemudian
melakukan
pengelompokan siswa ke dalam tiap-tiap ruang
tersebut. Tiap siswa dalam pasangan/kelompok
kemudian dapat melakukan komunikasi dua arah.
Guru dapat melakukan memantau (spying)
komunikasi yang terjadi dalam pasangan/ kelompok.
Apabila diperlukan, guru dapat berbicara kepada
pasangan/ kelompok tertentu maupun kepada salah
satu siswa secara spesifik.
Asterisk Manager Interface
Asterisk Manager Interface (AMI) merupakan
interface yang digunakan oleh sistem laboratorium
bahasa untuk berkomunikasi dengan server asterisk.
AMI adalah sebuah aplikasi server socket yang dapat
melayani client untuk terhubung dengan server
Asterisk sehingga dapat memberikan perintah dan
menerima event yang terjadi pada server Asterisk.
Dalam sistem lab bahasa yang dikembangkan,
AMI digunakan untuk melakukan pengubahan kanal
dan mode dari tiap-tiap titik node yang terkoneksi ke
Asterisk. Pengubahan kanal terjadi ketika guru
melakukan pengelompokan siswa dalam ruang
percakapan berpasangan atau diskusi kelompok
maupun percakapan individual antara guru dan siswa
tertentu. Perubahan mode terjadi ketika guru
memberikan kesempatan kepada seorang siswa
sebagai model untuk berbicara kepada seluruh siswa
di kelas. AMI juga digunakan untuk membaca dan
meng-update status dari setiap siswa di dalam kelas
selama kegiatan berlangsung.
AMI Client pada konsol pengajar digunakan
untuk melakukan pengelompokan siswa dalam ruang
percakapan dengan memindahkan kanal suara
seorang siswa ke sebuah kelompok diskusi.
Pengelompokan ini dikendalikan melalui GUI yang
tersedia pada konsol pengajar.
Labkom Server dan Labkom Client
Labkom Server dan Labkom Client adalah
aplikasi client-server yang digunakan untuk
komunikasi kontrol dan status pada lab bahasa.
Status grup diskusi sebuah client dapat diperoleh dari
server. Client juga dapat meminta rekues kepada
server jika siswa melakukan “angkat tangan” dan
rekues ini akan ditampilkan di konsol pengajar secara
berurutan berdasarkan waktu (timestamp).
Pengajar juga dapat mengarahkan aplikasi Web
browser yang terdapat pada konsol siswa ke alamat
link tertentu untuk memberikan informasi atau
streaming multimedia melalui Labkom Server.
Aplikasi GUI Lab Bahasa
262
Aplikasi Graphical User Interface (GUI) dari
laboratorium bahasa adalah antar muka yang
digunakan oleh guru dan siswa dalam melakukan
proses belajar mengajar sebagai konsol pengajar dan
konsol siswa. Melalui konsol pengajar, guru
memegang kendali penuh atas kegiatan belajar yang
terjadi di lab. Konsol pengajar digunakan oleh guru
untuk menetapkan bahan ajar beserta dengan bahanbahan multimedia seperti teks, video, atau rekaman
audio. Guru dapat memantau kondisi komunikasi
audio dari setiap siswa, memberikan masukan
melalui komunikasi audio, mengarahkan web
browser pada konsol siswa ke link yang diinginkan.
Siswa menggunakan konsol siswa untuk
menerima streaming multimedia dari guru,
mempelajari materi. Siswa dapat menekan tombol
“angkat tangan” apabila ingin mengajukan
pertanyaan atau menemui kesulitan. Dalam kegiatan
percakapan berpasangan atau diskusi berkelompok,
siswa dapat melakukan percakapan audio dua arah
dengan pasangan atau anggota kelompok yang
ditentukan oleh guru.
Antar muka GUI baik untuk Konsol Guru dan
Konsol Siswa diimplementasikan dengan Qt. Konsol
Guru dan Konsol Siswa dikembangkan sebagai
aplikasi berbasis web untuk memudahkan
pengoperasian dan pengelolaan.
Webkit
Webkit adalah engine web browser open source.
Dengan Webkit dapat dibuat sebuah web browser
terintegrasi dengan aplikasi lab bahasa. Web browser
digunakan untuk komunikasi konten dan multimedia
lab bahasa. Kita dapat menggunakan standar Web
tanpa harus membuat standar dan protokol yang baru
untuk menyampaikan konten multimedia.
Web browser digunakan untuk mengakses
konten pelajaran. Streaming multimedia juga dapat
dengan mudah dilakukan melalui web browser.
Aplikasi berbasis web dipilih untuk lab bahasa
karena keluwesan dalam penyajian konten. Dapat
digunakan teknologi Flash atau dapat juga
menggunakan teknologi HTML5 yang baru
dikembangkan saat ini.
DISKUSI
Penelitian ini pada saat ini sampai pada tahap
implementasi. Implementasi sistem dilakukan dengan
pembuatan framework untuk networked audio serta
pembuatan aplikasi laboratorium bahasa. Tahap
perancangan dan implementasi sistem dapat dibagi
menjadi 2 fase. Masing-masing fase menghasilkan
sebuah prototipe dari komponen. Prototipe pertama
adalah sebuah framework networked audio yang
dapat melakukan audio transfer, mixing, record, dan
playback baik secara lokal maupun remote. Prototipe
kedua adalah aplikasi lab bahasa yang berfungsi
e-Indonesia Initiative 2011 (eII2011)
Konferensi Teknologi Informasi dan Komunikasi untuk Indonesia
14-15 Juni 2011, Bandung
sebagai antar muka yang digunakan oleh guru dan
siswa untuk berinteraksi dalam melakukan proses
belajar mengajar.
Saat ini, penelitian ini telah berhasil
mengimplementasikan prototip pertama yaitu
framework untuk networked audio. Melalui koneksi
ke AMI, konsol guru telah dapat membuat ruang
konferensi untuk diskusi kelompok, melakukan audio
transfer terhadap kanal-kanal siswa sesuai kelompok
yang ditentukan. Prototip telah dapat melakukan
audio mixing di dalam ruang-ruang konferensi sesuai
kebutuhan kelas. Pengubahan mode juga telah
dilakukan terhadap kanal audio dari siswa yang
dipilih sebagai model untuk berbicara kepada seluruh
siswa di kelas.
Penelitian akan dilanjutkan dengan melakukan
implementasi aplikasi antarmuka GUI lab bahasa
baik untuk konsol pengajar maupun konsol siswa.
Perangkat
lunak
akan
diimplementasikan
menggunakan bahasa pemrograman C++ serta Qt
sebagai toolkit untuk membangun framework GUI.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Tolia, N., Andersen, D.G., Satyanarayana, M.,
“Quantifying Interactive User Experience on
Thin Clients”, IEEE Computers, March, 2006
[2]. Pahl, C., “Managing Evolution and Change in
Web-based
Teaching
and
Learning
Environment”, Computer and Education, 40, 99114, 2003
[3]. Robotel,Inc.
“Language
Labs
Demystified”.2008.http://www.robotel.com