● 文 | 航天恒星科技有限公司 尹俊 張磊

一、背景與需求分析

“一帶一路”倡議在2013年提出，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)中國(guó)與有關(guān)國(guó)家的政策溝通、設(shè)施聯(lián)通、貿(mào)易暢通、資金融通和民心相通，打造利益共同體和命運(yùn)共同體?！耙粠б宦贰背h涵蓋中亞、南亞、西亞、東南亞以及中東歐等地區(qū)。目前“一帶一路”沿線多個(gè)國(guó)家教育水平尚不發(fā)達(dá)，遠(yuǎn)程教育應(yīng)用不夠廣泛，推廣基于空間傳輸手段的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)不僅建設(shè)周期快，并且覆蓋范圍廣，可以迅速實(shí)現(xiàn)中國(guó)與“一帶一路”國(guó)家間資源共享，滿足這些國(guó)家教育普及的需求，規(guī)避地面網(wǎng)絡(luò)條件帶來(lái)的限制。

遠(yuǎn)程教育是指通過(guò)音頻、視頻（直播或錄像）以及包括實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)在內(nèi)的計(jì)算機(jī)技術(shù)把課程傳送到校園外的教育。它是一種跨學(xué)校、跨地區(qū)的教育體制和教學(xué)模式，它的特點(diǎn)是師生分離，資源豐富，學(xué)習(xí)的場(chǎng)所和形式靈活多變，信息的傳輸方式多種多樣。遠(yuǎn)程教育的發(fā)展經(jīng)歷函授遠(yuǎn)程教育、廣播電視遠(yuǎn)程教育和現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育三個(gè)階段?，F(xiàn)代遠(yuǎn)程教育不斷發(fā)展，可基于衛(wèi)星廣播通信、無(wú)線移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)多媒體以及虛擬技術(shù)等多種技術(shù)融合，構(gòu)建多元化的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，滿足終身學(xué)習(xí)的需求。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)程教育已廣泛應(yīng)用于高等教育、繼續(xù)教育、職業(yè)培訓(xùn)等多個(gè)領(lǐng)域，在中國(guó)偏遠(yuǎn)地區(qū)也可以利用廣播電視接收教育節(jié)目，受眾范圍較廣，具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。

中國(guó)空間技術(shù)發(fā)展已有50多年的歷史，目前共有120多顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，其中通信衛(wèi)星已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)“一帶一路”區(qū)域的覆蓋，并具備提供服務(wù)的能力。以東南亞國(guó)家聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱“東盟”）地區(qū)為例，應(yīng)用于衛(wèi)星通信的中國(guó)衛(wèi)星資源包括中星11號(hào)衛(wèi)星、中星12號(hào)衛(wèi)星以及鑫諾5號(hào)衛(wèi)星等多顆衛(wèi)星，并且部分東盟國(guó)家已發(fā)射自己的衛(wèi)星，如老撾通信衛(wèi)星等，為衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育的示范推廣提供了便利條件。

在“一帶一路”國(guó)家中推廣衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，一方面可以為當(dāng)各國(guó)民眾提供遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、交互平臺(tái)，提高教育普及范圍，促進(jìn)當(dāng)?shù)厝瞬排囵B(yǎng)；另一方面通過(guò)國(guó)與國(guó)之間的教育資源共享，促進(jìn)“一帶一路”各國(guó)間的文化交流。

二、系統(tǒng)建設(shè)與推廣構(gòu)想

衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)是利用衛(wèi)星傳輸遠(yuǎn)程教育資源。衛(wèi)星傳輸有兩種方式，一種是衛(wèi)星雙向通信，另一種是衛(wèi)星單向廣播。雙向傳輸前向可采用DVB-S/S2標(biāo)準(zhǔn)，回傳采用DVB-RCS標(biāo)準(zhǔn)，可提供與地面網(wǎng)絡(luò)相同的使用效果，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，但是受衛(wèi)星帶寬限制，可同時(shí)接入的人數(shù)較少；單向廣播可采用DVB-S/S2標(biāo)準(zhǔn)，提供遠(yuǎn)程教育資源的播發(fā)，不支持交互。因此對(duì)于地面網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不發(fā)達(dá)的地區(qū)，利用單雙向結(jié)合的衛(wèi)星傳輸手段建設(shè)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，不僅覆蓋范圍廣，且能夠支持遠(yuǎn)程交互。遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)可根據(jù)不同的教育需求選用不同的軟件平臺(tái)，如針對(duì)繼續(xù)教育、職業(yè)培訓(xùn)以及高等教育等自主性較強(qiáng)的教育形式，可采用大規(guī)模開放在線課程（MOOCs）平臺(tái)，提供在線學(xué)習(xí)、互動(dòng)交流功能；針對(duì)基礎(chǔ)教育可根據(jù)教育特點(diǎn)定制中小學(xué)遠(yuǎn)程教育平臺(tái)，除在線學(xué)習(xí)、互動(dòng)交流等功能外，也包含在線授課、教務(wù)管理等功能；針對(duì)知識(shí)宣傳普及、掃盲等教育需求，可采用數(shù)據(jù)廣播、pushVOD等電視廣播系統(tǒng)，用戶可通過(guò)電視收看。

以東盟地區(qū)為例，上述衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)可在文化、教育和衛(wèi)生科技等領(lǐng)域開展示范推廣，用以普及衛(wèi)生知識(shí)，均衡教育資源，并通過(guò)各國(guó)之間遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享，促進(jìn)文化交流?？紤]到各國(guó)文化差異，衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)建設(shè)可以國(guó)家為單元，在各國(guó)建立獨(dú)立的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，滿足其國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)需求，并通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各國(guó)知識(shí)共享，另外考慮到中國(guó)的遠(yuǎn)程教育發(fā)展較早，資源豐富，可在中國(guó)建設(shè)資源共享中心，將中國(guó)文化、教育和衛(wèi)生等領(lǐng)域相關(guān)教育資源向東盟各國(guó)提供，進(jìn)一步促進(jìn)中國(guó)與各國(guó)間的文化交流。具體構(gòu)想如下。

該系統(tǒng)以國(guó)為單位，在各國(guó)各建設(shè)一套遠(yuǎn)程教育中心，各國(guó)遠(yuǎn)程教育中心可通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，并在中國(guó)建設(shè)一套遠(yuǎn)程教育資源共享中心，與各國(guó)互聯(lián)。其中各國(guó)遠(yuǎn)程教育中心可采用主中心和多個(gè)分中心相結(jié)合的形式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的全國(guó)覆蓋。以老撾為例，遠(yuǎn)程教育主中心可以部署在老撾首都，結(jié)合老撾現(xiàn)有的衛(wèi)星地面廣播通信系統(tǒng)開展遠(yuǎn)程教育資源的播發(fā)，老撾遠(yuǎn)程教育分中心可部署在具備一定地面網(wǎng)絡(luò)的城市，便于利用當(dāng)?shù)氐孛婢W(wǎng)絡(luò)提供在線學(xué)習(xí)，衛(wèi)星終端可部署在網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達(dá)地區(qū)以及地面網(wǎng)絡(luò)無(wú)法覆蓋的區(qū)域，根據(jù)地域的分布，合理分配單向和雙向終端的數(shù)量。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計(jì)

該系統(tǒng)中各國(guó)的遠(yuǎn)程教育中心可采用衛(wèi)星雙向通信、衛(wèi)星單向廣播以及地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)資源傳輸，既利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，又利用地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的手段規(guī)避其帶寬不足的問(wèn)題。各國(guó)遠(yuǎn)程教育主中心以及中國(guó)遠(yuǎn)程教育資源共享中心通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.系統(tǒng)組成設(shè)計(jì)

中國(guó)資源共享中心、各國(guó)遠(yuǎn)程教育主中心、分中心以及用戶終端的組成設(shè)計(jì)如圖2所示。具體組成描述如下。

1）遠(yuǎn)程教育主中心：部署在各國(guó)首都或其他教育資源豐富的城市，將教育資源通過(guò)衛(wèi)星廣播和衛(wèi)星通信手段向終端播發(fā)，同時(shí)支持地面網(wǎng)絡(luò)接入，提高受教育群體覆蓋范圍。主中心包含1套遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、1套視頻會(huì)議系統(tǒng)、1套衛(wèi)星甚小口徑終端（VSAT）通信主站、1套衛(wèi)星直播到戶（DTH）廣播主站以及1個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程直播教室。

2）資源共享中心：部署在中國(guó)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)與東盟國(guó)家之間教育資源的共享，包含1套視頻會(huì)議系統(tǒng)、1套資源數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及1套教材制作系統(tǒng)，提供教材制作、資源管理以及與其他各國(guó)遠(yuǎn)程交互的功能。

3）各國(guó)遠(yuǎn)程教育分中心：可部署在各國(guó)具有一定地面網(wǎng)絡(luò)條件的城市，可以接收主中心分發(fā)的遠(yuǎn)程教育資源，在分中心遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中展現(xiàn)，通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)向當(dāng)?shù)赜脩籼峁┵Y源分發(fā)服務(wù)，需包括1套遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、1套視頻會(huì)議系統(tǒng)、1套衛(wèi)星雙向VSAT通信端站（配大口徑天線，提供更高的傳輸速率）、1個(gè)或多個(gè)多媒體教室等配置。

圖2 衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)組成設(shè)計(jì)

4）終端用戶：衛(wèi)星單向和雙向終端可根據(jù)需求部署在地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋不發(fā)達(dá)地區(qū)，供個(gè)人用戶和集體用戶使用，單收終端數(shù)量不限，雙向接收終端需結(jié)合衛(wèi)星帶寬資源計(jì)算配置。

3.終端模式及應(yīng)用場(chǎng)景

在上述衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中，終端接入形式多樣，具體如下。

單收天線+機(jī)頂盒+電視：衛(wèi)星單向接收天線連接機(jī)頂盒，通過(guò)電視收看遠(yuǎn)程教育資源；

單收天線+接收卡+電腦：將接收卡連接在計(jì)算機(jī)上，通過(guò)衛(wèi)星接收天線接收遠(yuǎn)程教育資源，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上，可以反復(fù)學(xué)習(xí)；

單收天線+接收卡+多媒體教室：將接收卡連接在多媒體教室內(nèi)一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，通過(guò)衛(wèi)星接收天線接收遠(yuǎn)程教育資源，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上，在局域網(wǎng)內(nèi)分發(fā)；

雙向天線+衛(wèi)星Modem +電腦：通過(guò)衛(wèi)星雙向天線訪問(wèn)主站或區(qū)域中心站的遠(yuǎn)程教育資源（根據(jù)該用戶所在區(qū)域，在通信鏈路中配置），進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，雙向互動(dòng)；

雙向天線+衛(wèi)星Modem +多媒體教室：通過(guò)衛(wèi)星雙向天線訪問(wèn)主站或區(qū)域中心站的遠(yuǎn)程教育資源，再通過(guò)多媒體教室軟件向集體用戶分發(fā)學(xué)習(xí)，可與中心進(jìn)行互動(dòng)；

地面網(wǎng)絡(luò)+電腦/Pad/手機(jī)：通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)主中心或區(qū)域分中心的遠(yuǎn)程教育資源，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，雙向互動(dòng)；

地面網(wǎng)絡(luò)+多媒體教室：通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)主中心或區(qū)域分中心的遠(yuǎn)程教育資源，多媒體教室通過(guò)配備攝像設(shè)備實(shí)現(xiàn)與中心的互動(dòng)視頻教學(xué)。

對(duì)上述終端形式的對(duì)比分析如表1所示，終端可根據(jù)需要具體配置。

表1 多種遠(yuǎn)程教育終端模式對(duì)比

四、結(jié)論

本文基于“一帶一路”沿線國(guó)家遠(yuǎn)程教育的需求和可行性分析，以東盟地區(qū)為例，提出了衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的建設(shè)構(gòu)想，并進(jìn)行了系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、組成設(shè)計(jì)以及終端使用模式設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用衛(wèi)星雙向通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星單向廣播網(wǎng)絡(luò)以及地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的傳輸手段，針對(duì)不同類型教育需求提供不同類型遠(yuǎn)程教育平臺(tái)，采用不同類型終端適應(yīng)個(gè)人用戶和集體用戶的使用需求。通過(guò)衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的建設(shè)，可為各國(guó)網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達(dá)地區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)提供遠(yuǎn)程教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，改善教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)教學(xué)資源的共享，為提升當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)教育、職業(yè)教育以及高等教育等類型的遠(yuǎn)程教育水平創(chuàng)造條件。同時(shí)，系統(tǒng)可支持各國(guó)之間的資源共享，包括與中國(guó)教育資源的共享，根據(jù)需要選擇分享的資源，通過(guò)這種方式可以促進(jìn)各國(guó)間的文化交流，并能在“一帶一路”沿線國(guó)家間復(fù)制推廣。