国防科技大学实时远程教学系统建设浅析(1)(2)

　　单一的解决方案

　　无论是浙大还是交大，实时交互远程教学系统基本上作为一个独立的系统进行方案论证，甚至将实时交互远程教学系统与某个会议电视系统、桌面视频会议系统完全等同。我们认为实时交互远程教学系统应该是基于会议电视技术或桌面视频会议技术的面向教学的应用系统，它不应局限于某个具体的会议电视系统或桌面视频会议系统方案，而应该是一个能够提供适应不同网络通信环境，满足不同层次应用需求和服务质量的多层次综合解决方案。如浙大、交大基本上提供了基于PCM专线或ISDN拨号网络的会议电视系统，但这种设备一般比较昂贵，安装在固定的多媒体教室，专人负责维护，开展一次教学任务一般要有正规的安排手续，且在正常的实时教学过程中，基本是单向授课，交互活动很少，除非是点对点授课，老师与学生的交互可以频繁进行。这种方式只是教室的简单延伸，且由于设备投资大，多媒体教室有限，决大多数同学或老师都无法使用这种系统。因此，这两所大学的学生和老师对远程教育体会并不深，有些学生和老师甚至不知道学校有实时远程教学手段。作为远程教学主体的学生和老师，如何给他们提供一个在任何时候、在任何地点都能自主选择适合自己的多种灵活的远程教学手段将是推动远程教学应用的至关重要的一环。

　　独立于基于Web的异步多媒体教学系统

　　远程教育系统从逻辑上可分为实时交互远程教学系统和异步多媒体教学系统。后者目前一般是基于Web的多媒体远程教学系统。在浙大，这两个系统基本是独立论证和开发的。在交大，在基于Web的远程教育系统中加入了实时语音交流，在实时交互教学系统中可以将电子白板的内容存储于Web服务器中，供学生课后调用浏览。这只是与基于Web的异步多媒体教学系统的简单接口，而无法使两个系统紧密耦合。

　　三、我校的应用需求与远程接入方式

　　1. 应用需求

　　根据《学校远程教育工作的初步设想》，实时交互远程教学系统必须满足以下应用需求：

　　在全校范围内（特别是三个本部以外的园区），开展基础课的远程交互式教学和对办公自动化的支持；

　　在职申请研究生学位、工程硕士培养的实时远程授课和辅导；

　　与广州军区范围内的部队和军队院校协作单位（中心）开展实时远程教学；

　　选择广州军区试点，利用实时交互远程教学系统，面向全军院校开展师资培训，面向部队进行专业技术培训、计算机等级考试辅导和英语培训等。

　　从技术上来讲，以上应用需求可以逻辑上归结为建立一个面向在校学生的、含盖四个园区的实时交互远程教学系统和一个面向广州军区试点部队军官的实时交互远程教学系统。具体实现方案可以考虑分别建设，也可以统一建设。为便于应用管理，可以暂考虑分别建设，从实施步骤上，建议先建设园区内系统，后建设园区外系统。

　　2. 可能的远程接入方式

　　为建设覆盖四园区的实时远程教学系统，网络必须先行。目前，四园区的通信网络平台可以归结为计算机网络（Internet/Intranet）、CATV网和电话通信网。根据《四校区三网合一建设内容及方案》，规划中的实时远程教学系统可能有两种接入方式：

　　（1）2M（E1） PCM信道接入方式

　　若四园区具有2M PCM信道接入口，可采用基于ITU－T H.320标准的会议电视系统作为实时远程教学系统通信平台。

　　（2）IP接入方式

　　若四园区网互联成功，可采用基于ITU－T H.323标准的桌面视频会议系统作为实时远程教学系统通信平台。

　　根据目前基础设施建设情况，四园区通信信道即将建成。

　　四、系统建设建议方案

　　1. 系统建设目标

　　根据我校实时交互远程教育的应用需求和网络基本设施建设规划，并考虑到技术发展的适应性，我校实时交互远程教学的建设目标建议为：建设一个能够适应多种通信网络环境的、提供不同服务质量的，能够与基于Web的异步多媒体教学系统集成的多层次综合实时交互远程教学互联网络系统。

　　适应多种通信网络环境

　　通信网络环境是实时交互远程教学系统的基础，我校的网络基本设施和远程接入在近期内将仍然维持多种通信网络环境并存的状况，因此，必须考虑能够适应多种通信网络环境，典型的有E1、卫星VSAT、IP等。

　　提供不同服务质量

　　实时交互远程教学系统应至少提供三种服务质量：

　　高服务质量

　　高质量服务一般由会议室型会议电视系统提供。所谓高质量就是提供全硬件Codec，30fps FCIF格式视频，自适应全双工回声抑制语音功能，智能化人机交互设备，保证视音频通信服务质量（QoS）要求，支持T.120数据会议标准等。它一般是基于PCM专线（DDN、E1、卫星VSAT通信等）、拨号ISDN的符合国际标准H.320的会议电视产品，信道速率一般在384Kbps以上。高质量服务意味着高投资，一个会议电视终端的基本价格在20万～50万人民币不等。一个8口MCU的基本价格在30万～60万人民币不等。这类系统一般提供给机关正式的办公会议或大型远程教学使用，影响大，效果好。

　　中等服务质量

　　中等服务质量一般由桌面视频会议系统提供。所谓中等质量就是提供全硬件Codec，15～30fps FCIF格式视频，自适应全双工回声抑制语音功能，智能化人机交互设备，支持T.120数据会议标准，但不保证视音频通信服务质量（QoS）要求等。它一般是基于IP的符合国际标准H.323的桌面视频会议产品，信道速率一般在128～768Kbps。一个桌面视频会议终端的基本价格在4万人民币左右。一个8口MCU的基本价格在25万人民币左右。这类系统一般提供给小范围办公会议或小型远程教学使用，性能价格比较高。

　　低服务质量

　　低服务质量一般由桌面视频会议系统或可视电话提供。所谓低质量就是提供纯软件Codec，5～15fps FCIF格式视频，支持或不支持T.120数据会议标准，但不保证视音频通信服务质量（QoS）要求等。它一般是基于IP的符合国际标准H.323的桌面视频会议产品或基于POTS的符合国际标准H.324的桌面视频会议或可视电话产品，信道速率一般在19.2～128Kbps。一个桌面视频会议终端的基本价格在1.5万人民币左右。这类系统一般提供给一般教师和学生远程点对点答疑。

　　与基于Web的异步多媒体教学系统集成

　　以上提供不同服务质量的系统中，桌面视频会议应能够与基于Web的异步多媒体教学系统集成，学生如果在浏览Web课件时，有问题可以给老师发E-mail，也可以申请与老师实时远程交流，老师若正在网上，可以选择是否与该同学交流。这对学生随时随地进行学习提供了更有利的条件。

　　基于多种通信网络环境的会议系统的互联

　　未来的视频会议系统将统一在保证多媒体通信QoS的IP网络之上，但目前针对基于多种通信网络的视频会议系统，互联已提到议事日程上。如基于E1网的会议电视网与基于IP网的桌面视频会议网的互联等。

　　2. 系统建设方案建议

　　根据我校通信网络基础设施现状和建设规划，按照系统建设目标，建议我校的实时交互远程教学系统采用两种会议系统互联的集成方案，其集成的核心内容为：

　　遵循H.320标准的会议电视系统通过符合国际标准的会议网关与遵循H.323标准的桌面视频会议系统的互联；

　　实时交互远程教学系统与基于Web的异步多媒体教学系统集成；

　　遵循H.320标准的会议电视系统与基于Web的异步多媒体教学系统松散集成；遵循H.323标准的桌面视频会议系统与基于Web的异步多媒体教学系统无缝集成；

　　数字化会议系统与CATV模拟视音频双向或单向传输系统相结合；

　　集成的系统方案基本组成如图3所示（不包括CATV网络）：

　　五、结束语

　　本文针对我校实时远程教学系统的建设提出了肤浅的认识。随着园区网建设的飞速发展，基于IP的远程教学系统将是未来的发展方向。我们正在研究基于园区网的远程教学平台，其中就包括实时远程教学功能。有关此方面的情况，我们将另撰文介绍。

　　[1] 王晖. 多媒体会议系统MMM2000体系结构及其多点通信技术的研究与实现. 国防科技大学硕士论文，1998.
　  [2]“Visual telephone systems and equipment”，ITU-T Rec. H.320.
    [3] 王晖，胡晓峰等. 一个实用的多点通信部件的设计与实现. 计算机工程,1999,5
　　[4] 王晖，胡晓峰等. 多媒体会议系统中多点通信模型的研究. 通信技术,1999,2
　　[5].Patricia Lago,etc.. A Video-conferencing Distributed Services Tailored for Education,IEEE,1999.
　　[6].王晖等，《适应知识经济的现代远程教育技术》，高等教育研究，1999年5月

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