公安邊防部隊(duì)廣州指揮學(xué)校訓(xùn)練部 房文治

構(gòu)建科學(xué)、完善的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)是開展遠(yuǎn)程教育最重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一。遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)目標(biāo)來確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該以實(shí)現(xiàn)其基礎(chǔ)功能為前提，再根據(jù)教學(xué)實(shí)現(xiàn)的環(huán)境來對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行細(xì)化，以此來構(gòu)建一個(gè)高效、便捷、安全、靈活的網(wǎng)絡(luò)多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)。目前，雖然我國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的整體水平已經(jīng)有了比較大的提升，但是，由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異，使得不同地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)通信建設(shè)水平存在比較大的差異。因此，如何克服這一差異，加強(qiáng)多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用成為一個(gè)關(guān)鍵問題。

一、多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)需求分析

教育教學(xué)與多媒體和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合是現(xiàn)代教育的一個(gè)重要發(fā)展方向，遠(yuǎn)程教育正是這一融合趨勢(shì)的重要發(fā)展產(chǎn)物。開展遠(yuǎn)程教育，有助于打破教育教學(xué)的空間限制，實(shí)現(xiàn)教育資源的大范圍共享，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)在校內(nèi)教學(xué)的傳遞，也能夠通過遠(yuǎn)程教學(xué)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)校內(nèi)與校外教學(xué)授課的傳遞和教學(xué)溝通，實(shí)現(xiàn)立體化的遠(yuǎn)程交互教學(xué)。多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建，是開展遠(yuǎn)程教育的重要基礎(chǔ)條件之一。

二、多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

根據(jù)各個(gè)學(xué)校的教學(xué)管理目標(biāo)以及開展遠(yuǎn)程教學(xué)的需要，在對(duì)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信狀況進(jìn)行詳細(xì)了解的基礎(chǔ)上，積極利用各種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)方案。筆者根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)闡述了基于IP通信網(wǎng)絡(luò)與基于衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而成的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)?；贗P網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)構(gòu)建的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)能夠聯(lián)結(jié)校外的學(xué)習(xí)中心，并且保持較好的通信信號(hào)質(zhì)量，起到豐富教學(xué)功能的目的。而基于衛(wèi)星通信技術(shù)構(gòu)建起來的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)則具有覆蓋范圍廣的優(yōu)勢(shì)。

(一)基于IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)構(gòu)建的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

此設(shè)計(jì)方案主要是通過IP通信網(wǎng)絡(luò)以及H.323標(biāo)準(zhǔn)視頻會(huì)議系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。通過視頻會(huì)議系統(tǒng)，連接IP通信來將教師的現(xiàn)場(chǎng)授課的圖像、聲音等實(shí)時(shí)傳輸?shù)絀P通信網(wǎng)絡(luò)另一端的授課的終端系統(tǒng)上，并且實(shí)現(xiàn)主講授課現(xiàn)場(chǎng)與各分會(huì)場(chǎng)視訊終端的影音多向交互。這種方案能夠?qū)崿F(xiàn)單播和組播兩種遠(yuǎn)程教學(xué)模式，單播能夠讓系統(tǒng)另外一端的學(xué)生更好地參與進(jìn)教學(xué)之中。而組播則能夠保證數(shù)據(jù)通訊傳播的質(zhì)量，但是它的交互性比不上單播。

(二)基于衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

基于IP網(wǎng)絡(luò)通信構(gòu)建的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)能夠承載比較完善的遠(yuǎn)程教學(xué)功能，但是，這種遠(yuǎn)程系統(tǒng)的構(gòu)建對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求非常高，在一些網(wǎng)絡(luò)通信狀況并不十分理想的偏遠(yuǎn)地區(qū)，此種遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)不能很好地發(fā)揮其應(yīng)有的效果。而利用衛(wèi)星通信技術(shù)則能夠有效克服網(wǎng)絡(luò)通信傳輸不穩(wěn)的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)的大范圍實(shí)施交互，尤其是在遠(yuǎn)程教學(xué)的接收點(diǎn)數(shù)多且分散的狀況下，通過衛(wèi)星通信技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)的目標(biāo)。該方案重點(diǎn)就是要充分運(yùn)用衛(wèi)星通信技術(shù)與DirecPC技術(shù)將衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來，使服務(wù)器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)衛(wèi)星接收站同時(shí)發(fā)送連續(xù)的數(shù)據(jù)流，如此一來，就能夠保證教學(xué)信息的同步傳輸。同時(shí)，結(jié)合衛(wèi)星同喜的流媒體組播技術(shù)以及地面服務(wù)器的數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)回傳，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)的雙向傳輸，構(gòu)建交互式的實(shí)時(shí)傳輸遠(yuǎn)程教學(xué)環(huán)境。

三、多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用

(一)基于IP網(wǎng)絡(luò)通信的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

1.系統(tǒng)組成部分

基于IP網(wǎng)絡(luò)通信的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)主要由通信傳輸網(wǎng)絡(luò)、視頻會(huì)議中心、多媒體教學(xué)系統(tǒng)這三部分構(gòu)成。

(1)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)

遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用需要依靠運(yùn)營(yíng)商提供的通信線路來進(jìn)行構(gòu)建，主要是為了保證通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬以及傳輸網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的順利運(yùn)營(yíng)。系統(tǒng)的主網(wǎng)絡(luò)是通過在中心節(jié)點(diǎn)上配置的Cisco7240的路由器來將局域網(wǎng)與視頻會(huì)議中心的MCU服務(wù)器、視頻會(huì)議系統(tǒng)服務(wù)器等連接起來。而在教學(xué)中心系統(tǒng)用較高的帶寬接入，連接系統(tǒng)的錄制、點(diǎn)播等服務(wù)終端設(shè)備。連接校外教學(xué)中心的網(wǎng)絡(luò)則是通過一Cisco2620的路由器與網(wǎng)內(nèi)的中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，帶寬在2M左右。在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上開放支持多媒體多點(diǎn)通信等功能。

(2)視頻會(huì)議中心

視頻會(huì)議中心的終端所使用Vcon公司的視頻終端設(shè)備，主播教室配備Media Connect8003型號(hào)的視頻終端設(shè)備，在接收方則配備Media Connect8001型號(hào)的視頻終端設(shè)備。而在網(wǎng)內(nèi)的中心節(jié)點(diǎn)則應(yīng)該配置Media Center中心控制服務(wù)器、GateKeeper和相應(yīng)的管理服務(wù)器設(shè)備，并且允許不同速率的視頻會(huì)議終端接入同一個(gè)會(huì)議。

(3)多媒體教學(xué)系統(tǒng)

構(gòu)建多媒體教學(xué)系統(tǒng)的主播教室，給主播教室配備Media Connect8003型號(hào)的視頻終端設(shè)備，并且配置基本的電子白板、投影儀、攝像機(jī)、投影屏幕、錄像機(jī)、麥克風(fēng)、功放音響、調(diào)音臺(tái)等多媒體教學(xué)輔助設(shè)備。

2.多媒體遠(yuǎn)程系統(tǒng)功能的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

基于IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)構(gòu)建的多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)利用IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程異地教學(xué)的交互傳輸活動(dòng)。利用電子白班、投影機(jī)、攝錄機(jī)等設(shè)備將主播教室里的教學(xué)過程通過IP網(wǎng)絡(luò)通信傳送到系統(tǒng)另一端的接收教室。交互式的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)也能夠使在遠(yuǎn)端的學(xué)生通過系統(tǒng)對(duì)主播教室的教師進(jìn)行提問，實(shí)現(xiàn)雙方的教學(xué)互動(dòng)，這種教學(xué)模式打破了空間限制，實(shí)現(xiàn)了異地的雙向交互教學(xué)交流，它可以算作是一種傳統(tǒng)面對(duì)面教學(xué)的升級(jí)版。

(二)基于衛(wèi)星通信的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

1.系統(tǒng)組成部分

基于衛(wèi)星通信的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)主要由主教學(xué)中心、衛(wèi)星中上行站、校外學(xué)習(xí)中心這三部分構(gòu)成。

(1)教學(xué)中心

教學(xué)中心是基于衛(wèi)星通信技術(shù)構(gòu)建的多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)非常重要的一部分，它主要配備一些常規(guī)的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備，包括相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)地面接收專線設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、音視頻輔助設(shè)備等。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)地面專線設(shè)備主要是負(fù)責(zé)將多媒體數(shù)據(jù)流發(fā)送到衛(wèi)星上行站，并且將一些多媒體控制信息傳回到控制中心。

(2)衛(wèi)星上行站

衛(wèi)星上行站主要負(fù)責(zé)多媒體數(shù)據(jù)流的上行傳輸以及用戶的信息回傳接口，它是遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。通過配置各種服務(wù)功能模塊以及管理控制服務(wù)器，以此來保持多媒體流通信服務(wù)的順利運(yùn)行。將各類教學(xué)資源以及教學(xué)信息通過衛(wèi)星專線或者互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上傳到衛(wèi)星上行站，并且通過各類服務(wù)功能模塊和管理服務(wù)器傳送到衛(wèi)星上，通過衛(wèi)星傳輸實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)的大范圍覆蓋。

(3)校外學(xué)習(xí)中心

將多媒體流通過衛(wèi)星傳送到用戶終端是遠(yuǎn)程教學(xué)過程的最后一部分。它主要是將計(jì)算機(jī)連接上USB插口的Direce PC卡。通過衛(wèi)星天線以及Direce PC來接收衛(wèi)星上行站的廣播傳輸內(nèi)容。將遠(yuǎn)端的接收教室配置連接系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且通過連接大的投影屏幕來將遠(yuǎn)端教師的授課內(nèi)容實(shí)時(shí)傳送給學(xué)生。衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)的速率一般在64K-24Mbps左右，具體的傳輸速率根據(jù)遠(yuǎn)程教學(xué)的傳輸內(nèi)容來定。還可以根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容劃分為多個(gè)衛(wèi)星傳輸頻道，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)的分類管理。如果需要進(jìn)行遠(yuǎn)程交互教學(xué)，則可以通過調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行撥號(hào)連接，通過衛(wèi)星進(jìn)行信息的同步傳輸。

2.多媒體系統(tǒng)功能的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

基于衛(wèi)星通信構(gòu)建的多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)能夠很好地在主教學(xué)中心生成實(shí)時(shí)的多媒體音視頻流，并且通過地面的衛(wèi)星傳輸專線將多媒體流傳輸?shù)叫l(wèi)星上行站，然后傳送到衛(wèi)星，最后通過衛(wèi)星廣播傳送到全國(guó)各地。而遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的校外學(xué)習(xí)中國(guó)心可以通過安裝的各類衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收設(shè)備來接收各類數(shù)據(jù)流信號(hào)。此外，遠(yuǎn)程教學(xué)的遠(yuǎn)端用戶也可以通過調(diào)制解調(diào)器或者互聯(lián)網(wǎng)的撥號(hào)上網(wǎng)的方式來進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)流的回傳，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的異地遠(yuǎn)程教學(xué)的交互傳播。

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