1 远程教育简介

　　“远程教学”一词最早出现在高等教育中可以追溯到19世纪晚期，当时远程教学是指远程进行的函授课程，而我们现在所说的远程教学，则与20世纪50年代兴起的电视密不可分。此后，这种单向的授课方式，在全世界范围内被采用,其他单向技术教学系统，如无线电广播教学及使用录音机录像机录制的教学课程，也被逐渐采用。直到90年代，Internet的广泛使用，环球网的建立，基于WEB的远程教学软件的开发，会议电视的应用，VOD点播系统的出现，才使交互式的远程教学成为可能，从而有了真正意义上的现代远程教学系统。

　　随着卫星技术的不断进步，双向卫星系统逐渐进入商业运行，采用双向卫星系统搭建远程教育平台是双威公司为用户推荐的另一种解决方案。可以为有较高交互需求的用户提供不同于地面回传方式的解决方法。

　　2 用户需求

　　2.1应用需求

　　知识经济的时代需要人们不断的学习新的知识、技能，才能跟上时代的步伐。学习将成为伴随每个人一生的过程。远程教育突破了传统“面授”教学的局限。为求知者提供了时间分散、资源共享、地域广阔、交互式的教学新方式，因而广受人们关注。

　　从技术上讲，远程教育系统是建立在现代传媒技术基础上的多媒体应用系统，它通过现代的通信网络将教师的图像、声音和电子教案传送给学生，也可以根据需要将学生的图像、声音回送给教师，从而模拟出学校教育的授课方式；同时还可以利用现有的网络条件建立虚拟的班级，加强学生之间的交流。

　　远程教学的具体需求如下:

■要求系统具有视频、音频交互的功能；
■要求实时广播，画面清晰；
■若干个远端点（校外教学中心），一至两个主演播室（主教学点）；
■天网（卫星宽带广播）和地网（窄带INTERNET）有机地结合在一起,实现真正天地合一；
■主教学点与其他校外教学中心通过卫星实现在线的实时交互教学；
■远端教室的数量可以随着业务的拓展而增加，系统要有可扩展能力；
■整个远程教学平台为模块化组合，利于选择使用；

　　2.2建设需求

■利用双威公司的卫星传输系统，构建一个基于IP的教学实况传输平台；
■通过宽带卫星广播实现主教学站点和其他校外教学中心实现实时交互教学；
■通过地面窄带INTERNET进行教学教务管理、课程点播及课件制作和编辑；
■由双威公司完成卫星传输线路的安装、调试和系统集成，并对新购设备提供售后服务和技术支持；
■关键设备和易损设备均有备份；
■系统的可用度要求达到电信级；
■网络要求快速投入使用；
■需要建立一个网站（通过IDC托管或自己建设）；

　　3 应用解决方案

　　3.1远程教育平台系统结构构成远程教育平台构成模块:

■以宽带广播卫星进行实时交互式教学与地面INTERNET紧密结合；
■用各种软件工具把教材数字化，以多媒体的手法来表现抽象的、难以理解的知识点；
■用流媒体课件同步录制系统，轻松备课、方便授课、即时合成教学课件；
■通过卫星实时交互控制系统，天下一室，既可实时授课，又可集中答疑；
■利用课件点播系统，学生既可查漏补缺，亦可温故知新；
■通过教育网站平台，既可管理教学，又可助学于随时随地。

　　下面将分别介绍各个功能模快的功能及特点。

　　3.2系统结构介绍

　　3.2.1主教学站点/教师端

　　主教学站点─—用于音视频设备负责实时广播的图像、声音的采集和控制；主要有教师授课服务器、视频采集卡、摄像机、麦克风以及教师端软件组成。通讯软件对视频采用MPEG-4的压缩格式（或H.263可选），具有视频音频的双向通讯能力，整个延迟不超过300ms。

　　授课服务器——用于音视频信息的数字处理、授课控制界面、交互操作界面；地面专线设备——双威公司负责提供DDN专线或高速数字电路，通过数字专线把实时多媒体流发送到卫星上行站，同时回传一些控制信息。

　　3.2.2网络操作中心（NOC）

　　网络运营中心提供到卫星的上行传输和用户接口，也是整个网络的核心。NOC配置各种服务的功能模块和相应的管理、控制服务器，以保证通信服务的可靠。网络管理系统对整个网络进行日常的行政管理、监视网络运行状态、和对不同客户的账户及记费进行管理。客户的各种信息通过专线或者INTERNET上传到NOC，然后由相应的服务器推送上星，广播覆盖到全国各地。

　　3.2.3卫星

　　在NOC对卫星上载完信息后，卫星将其发送至客户的小站天线。双威使用亚洲卫星通信有限公司（AsiaSat）“亚洲三号”（Asiasat3）卫星带有54Mbps带宽的一个Ku波段转发器。

　　3.2.4校外教学中心

　　网络连接的最后一段是从卫星到用户的天线，如果采用单向平台，是通过一块PCI标准或USB接口的DirecPC卡连接到远端计算机上，如果采用双向平台，是通过DirecWay的RJ45接口连接到计算机上。该计算机通过卫星天线和DirecPC或者DirecWay接受卫星广播的内容。远端的计算机可以放置在一个大教室中，将计算机接一个投影仪直接将讲课内容投影在大屏幕上，就可以进行实时同步上课。图3-2是DirecPC和DirecWay的远端组成示意图。

图3-1 DirecPC和DirecWay的远端组成示意图。

　　3.3系统功能特点

■数据通过DirecPC或者DirecWay卫星直播网络传输，不需要用户进行额外的长途骨干网络建设；
■覆盖面广，只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，任何地点都可以接收教学内容；
■传输质量稳定、具有连续广播能力、带宽高；
■数据、话音可以由远端通过TCP/IP协议进行传输；
■有完全集成而简单易用的教师界面和学生应用；
■高度灵活、便于操作的交互性应用；
■抗灾性强，不受恶劣环境的限制，可以快速投入使用通信范围大。

　　3.4地面窄带INTERNET辅助教学

　　地面教学授课系统是供教师和学生使用的系统，由授课系统、个性化学习系统、作业批阅系统、辅导答疑系统及作业系统组成。

　　3.4.1授课系统

　　（三）授课系统

　　授课是网络教学的重要环节之一。我们的授课环节主要由课件的学习和网络交互答疑组成。

　　1）提供视频和授课讲义同步播放的自主学习课件

　　2）提供相关学习同步支持功能的学习指导

　　3.4.2辅导答疑系统

　　辅导答疑系统通过提供基于数据库的自动答疑、E-mail、BBS交流工具、在线实时辅导答疑功能，让学生方便地与教师进行沟通，解决学习中存在的疑难问题。功能特点如下:

　　1）提供基于WEB的在线实时辅导和答疑；

　　2）提供辅导答疑的“疑问-解答”管理功能；

　　3）提供在“疑问-解答”库上的基于数据挖掘的教学信息挖掘功能；

　　4）提供E-mail、BBS交流工具:学生也可通过提供E-mail、BBS交流工具直接向教师和同学寻求帮助，教师在规定时间内给予答复。

　　3.4.3个性化学习系统

　　个性化学习系统的功能特点如下:

　　1）提供教学内容的动态适应机制，对于不同起点的学生，提供不同的教学内容；

　　2）提供教学内容动态导航机制，根据学习进度，动态调整教学内容的导航策略；

　　3）提供教学内容的动态构建机制；

　　4）提供协作式的问题解决机制；

　　5）提供自适应学习策略选择机制。

　　3.4.4作业系统

　　作业系统的功能特点如下:

　　1）提供基于WEB的作业发布功能，作业布置要有一定的智能性，能根据学生的学习内容自动布置作业，也可人工选择作业的知识范围；

　　2）提供基于WEB的学生完成和提交作业功能；

　　3）提供基于WEB的教师批改和点评作业功能。

　　3.5教学和教务管理系统

　　教学教务管理系统在网络教学居于一个至关重要的地位，可以实现整个教学管理过程的现代化和管理规范化，并能及时、准确反映教学现状、分析教学效果。在调配教学资源、组织教学活动、总结教学数据等方面起到非常重要作用，从而促进网络教学的顺利实施。

　　3.5.1学务管理系统

　　学务管理系统是为学生提供了通过网络进行报名、注册、选课、选教材、交费、预约答疑、预约辅导、成绩查询等管理功能。

　　3.5.2教师指导系统

　　教师指导系统是为授课老师进行教学咨询和个性化教育提供的查询功能。包括学生情况的查询、课件内容的查询、学生作业的查询、教育计划的查询、教材查询、教学任务的查询等。 　　3.5.3教务管理系统教务管理系统包括学籍管理、教师管理、专业及课程管理、教材管理、作业管理、考试管理、成绩管理、教育证书管理等。

　　3.5.4远端教学中心管理系统

　　远端教学中心管理系统网络教学的一个不可或缺的教学管理手段和环节。对远端教学中心的招生人员、教学管理人员及面授教师分别设置并开放了不同的操作界面和使用权限。

　　3.5.5多媒体视频点播系统模块

　　它基于Web平台的设计可平滑接入Internet；客户端采用浏览器方式进行点播，无需维护；由于采用了先进的服务器集群和流媒体技术，可对大规模的并发点播请求进行分布式处理，使其能适应各种视频点播应用环境。

图3-3课程点播示意图

　　3.6课件制作解决方案

　　3.6.1课件制作团队

　　双威拥有国内一流的专业化、高素质的课件制作队伍，业务骨干具有5年以上教学及内容制作经验，3年以上的光盘、课件制作经验和远程教学产品设计、开发管理经验；采用被国际远程教育界推崇的“课程组组织创造模式”，在课件制作过程中，执行严格的工作流程和管理规范,使课件制作成为自动化、流水线的生产过程，大大降低了运营成本，提高经济效益。

　　3.6.2课件制作技术和管理

　　1）课件制作方式: >同步制作>异步制作

　　2）课件及素材管理方式 课件采用可拆分和可组合的积木结构。

　　3.6.3精品课件特点

　　1）形式个性化

　　2）突出教学设计环节

　　3）适应多种传输方式

　　4）交互性

　　5）开放性和通用性

　　4 传输解决方案

　　双威公司目前提供两种解决方案，一种是基于休斯公司DirecPC的单向传输平台，另一种是基于休斯公司DirecWay的双向传输平台。

　　DirecPC单向平台接受卫星的广播信息，回传的信息通过地面线路实现。DirecWay是双向卫星平台，和卫星地面站以及主播教室的通信均通过卫星网络实现，具有更大的优越性和灵活性。

　　4.1单向传输平台

　　基于第2章、第3章的用户需求和双威应用解决方案的介绍，首先介绍单向传输平台，该天网解决方案是基于DirecPC的IP宽带组播应用、高速INTERNET回传接入及功能强大的交互式教学应用软件平台,以实现交互式教学全国泛围内的传播覆盖。

　　整个系统从功能结构上分3个部分，主教学站点(演播室)，卫星上行站，校外教学中心。主要的授课培训内容由主教学站点提供，在这里老师讲课的视频图像和音频一起被打成IP包的形式，经地面专线传输到卫星上行站，由卫星上行站发送到亚洲3号卫星，再进行实时广播到各校外教学中心。各校外教学中心通过计算机和卫星天线来接受卫星信号，利用这个传输平台进行接受教育和培训，学习各种知识。远端学员的交互信息通过地面线路回传，在带宽允许的情况下，能够比较好的支持音频、视频以及其它数据信息的回传。

■主教学站点——完成多媒体教学信息的采集、数据处理和传输控制；
■地面专线——负责把处理后的多媒体实时内容上传送到双威公司的卫星运营中心；
■DirecPC传输系统——完成把上传来的讲课内容广播覆盖到全国各地的校外教学中心。

　　系统可以传输的内容包括:

■多媒体授课内容、在线测试等；
■离线的课件，海量文件的传递业务，如光盘；
■远端资料库的定时更新。

　　是双威推荐的远程教育培训系统卫星(天网)解决方案示意图。

图4-1远程教育卫星传输系统示意图

　　4.2双向传输平台

　　随着远程教育系统的不断发展，传统的以学生接受教师的图像、声音和电子教案为主的教授方式已经不能满足学员日益增长的对课堂交互的需求，同时，传统的外交互式的远程教育系统回传信道多采用拨号线路，具有带宽低，稳定性差的缺点。

　　DirecWay双向平台系统是以双向DW6000系列为基础的，DW6000产品能够满足企业IP应用的需要，系统采用卫星信道回传，具有以太网接口，并具有灵活简便的扩展能力。

　　双威公司适时地推出了基于DirecWay的双向卫星系统来实现全部基于卫星的远程教育系统。该平台与双威单向解决方案系统架构基本一致，不同点在于远端学员的信息采用卫星回传的方式。与单向解决方案相比具有如下的优点:

■与远端的专家有生动的交互；
■及时内容投递；
■方案规模可到成千上万个站址和用户；
■可测试培训内容的理解程度,颁发认证；
■依靠IP地址将所有受培训人员分组；
■将培训与交流控制在指定逻辑范围内；
■使用卫星的组播功能使传输成本显著降低。

　　DirecWay双向平台还可以为客户提供如下服务:

　　■数据通信服务提供高速Internet接入功能。

　　■语音业务在满足用户基本业务的同时，增加少许的设备，即可支持IP电话功能，为用户内部办公通话和公共服务设施提供附加业务。

　　■音视频服务通过卫星的广播特性实现这一功能，视频内容将被压缩并以经济的方式送至远端站，可普遍用于电视会议、内容播送、背景音乐提供等。

　　■企业服务——增值业务向加油站和便利店等企业提供服务，典型服务如信用卡业务、企业内网/互联网接入、客户网支持、安全接入和VPN服务等。

　　图4-2是双向解决方案示意图:

图4-2双向解决方案示意图

　　5 结束语

　　从上面的技术平台的介绍中，我们可以看到:随着科学技术发展步伐的日益加快，建设远程教育平台是符合当今经济建设和社会发展需求的。而正是由于远程教育技术的革命性突破，为人类构建起了全新的学习平台。江泽民主席在十六大报告中提出，“一次性的学校教育，已不能满足人们不断更新知识的需要。学校要进一步向社会开放……为学习者提供多种多次受教育的机会。要以远程教育网络为依托，形成覆盖全国城乡的开放教育系统，为各类社会成员提供多层次、多样化的教育服务……”21世纪的远程教育是以开放的、灵活的、终身的教育发展为目标，它是传统教育的延续发展，同时，也是对传统教育的巨大变革，打破了传统教育的局限，具有传统教育所不可比拟的优点。我们有理由相信现代远程教育平台将能够充分有效地利用现代计算机和信息技术，为现代远程网络教育提供各种辅助教学手段，最大限度地发挥教师的劳动，最好地做好教学资源配置，提供简单、统一的界面，为学习者和管理者带来更多的方便，保证学习质量的提高，为现代信息社会培养更多高素质的人才，创造一个终身学习的社会。