今年初爆發的疫情,讓教育數字化、智能化加速發展。我們看到國家在大力推動教育數字化。中國規劃 2022 年實現教育信息化 2.0 全面升級,全國超 51 萬個學校的超 700 萬教室和超 1300 萬宿舍,均要接入到網絡,以推動在線教育、人臉識別、數字圖書館以及智能安防等多種教育場景應用發展。
預計教育信息化市場規模 2000 億,年增長率達到 24%。發展教育信息化和在線教育等,需要構建智慧教育園區。這樣的智慧化園區,不只實現連上網絡的“從無到有”的問題,還應該保證學生和老師的上課時高品質、高可靠的數字化體驗,即“從有到好”。
我們應該靠什么樣的中小學校園網絡,為智慧教育多種應用保駕護航?
01. 智慧教育園區迎來發展機遇
我國學生人數眾多,教育信息化需求旺盛。據“十三五”規劃,2020 年我國九年義務教育階段在校生人數為 1.5 億人、高中階段在校生人數將達到 4130 萬人,總人數達到 1.91 億。
教育與網絡的緣分并非只在疫情爆發后才出現。早在 2017 年,國家發布的《國家教育事業發展“十三五”規劃》中,已經提出“互聯網+教育”——“要大力推進教育信息化,推動‘互聯網+教育’新業態發展。
2019 年,國務院辦公室印發的《加快推進教育現代化實施方案(2018-2022 年)》中也明確提出推動以互聯網等信息化手段服務教育教學全過程。
為此我們看到,各地中小學教育園區如雨后春筍般,不斷出現在人們的視野中。
比如 2019 年 10 月,浙江蕭山區智慧教育大數據項目校園子項目完成;
今年 3 月,蘭州市公共資源交易中心發布榆中縣教育園區建設公告;
今年 5 月,陜西省教育廳辦公室發布中小學智慧校園示范校創建工作通知。
如今智慧教育正在從引入互聯網技術到引入 AI 技術。在去年 5 月的國際人工智能與教育大會上,我國教育部部長陳寶生表示,在 2020 年底前,我國將啟動建設 10 個以上“智慧教育示范區”,優先開展人工智能與教育融合創新發展的實踐探索。
與此同時,我們看到在線教育需求旺盛。據相關數據機構調查,2018 年我國在線教育用戶已經達到了 1.72 億人。未來幾年,在線教育用戶規模將保持 15%左右的速度繼續增長,到 2024 年預計突破 4 億人,總體市場規模將突破 4500 億元,2025 年在線教育將首次超過線下。
如今全球依然處于疫情肆虐中,一些地方疫情還在反復。廣大中小學學校想要保證日常教學,需要建設好在線教育系統,除了應急疫情這種突發挑戰,也是一種高效的教學模式,更是解決各地教育資源鴻溝問題的關鍵。
02. 豐富智慧教育應用呼喚高品質連接
我們知道,智慧教育是通過互聯網、物聯網、云、AI、大數據及區塊鏈等先進技術,推動傳統教育模式與內容實現平臺化、數字化的發展過程。
但現實是很多學校信息化很初級。比如在教室場景,筆者調查得知,傳統教室終端是電視和廣播,靠 CAT5 網線實現覆蓋,不智能。
而新一代數字化教室終端豐富多樣,包括了電視、廣播、Wi-Fi、監控以及電子白板等,靠全光智能專線網絡實現覆蓋,還能支撐人臉識別、數字圖書館以及智能安防等多種應用。
為何許多地區智慧教育園區發展比較緩慢?除了投入和重視度的問題,還有一個關鍵問題,就是忽視了校園園區網絡這個智慧教育最重要的基石。校園網絡能力不足,就無法支撐多樣化終端、多樣化應用可靠運行。
首先,網絡性能要求更高。目前學校班級人數往往多達四五十人,需要同時接入網絡。同時網絡教學已不再是簡單的教師只講,學生只聽的傳統模式。學生可以隨時向教師提問,進行實時課堂互動。學校園區門口和教室等部署高清聯網攝像頭,并進行實時智能分析,可盡可能保障校園師生安全……
這些需求對校園園區網絡帶寬、時延提出了更高的要求。如果想要達到良好的體驗效果,每個課堂需要獨享 20~50Mbps 優質穩定的網絡帶寬。通過對學校在線教學掉線、卡頓的原因分析,我們發現 90%問題是來自光纖寬帶“最后一公里”問題。
其次,多網絡并存,信息難共享。我們看到建設智慧教育園區時,往往采用有線網、Wi-Fi、校園網、物聯網、電視網等不同網絡形式,以支撐行政管理、教師辦公、學校論壇等日常活動。這使得網絡建設、維護難度增大。而且,學校也希望合理使用校園網絡資源,盡可能節省管理成本,并能夠快速解決故障問題。
最后,教學資源和學生信息需要保障安全,且學生上網動作需守護。中小學生身體和心理還不成熟,意志力較差,對各類誘惑缺乏免疫力、生活閱歷膚淺、缺乏美丑善惡的判斷力等特征,所以中小學生上網,需要老師能實時看護。
高品質的智慧教育,需要高品質的園區網絡。什么樣的網絡才能以強悍的、全面的性能,保障教育園區日常的運轉和各類智慧終端應用使用呢?
我們分析后可知,學校需要將網絡由百兆到校進一步推進到百兆到班,實現優質教育資源班班通;推動 Wi-Fi 6 大并發,支持 80 個以上學生同時接入并收發數據,互相不影響;支持智能運營管理和維護;實現安全管控,綠色上網。
03. 精品園區專線四大能力賦能智慧教育
縱觀當前的各類網絡服務,我們看到,只有采用 10G PON+Wi-Fi 6 技術的精品園區專線所擁有的性能,符合智慧教育園區對網絡性能的需求。具體來看,精品園區專線在教育領域擁有四大能力,在運行、維護等方面表現出色。
能力一:提供高帶寬、更低時延的強大連接。
在穩定高帶寬方面,目前一些學??傮w網絡帶寬大都只有 200M。但智慧學校的每個班級,包括電子白板、錄播系統、電子班牌、超級課桌、電子書包、多媒體講臺、全息投影、VR/AR 超級教室、教育機器人等硬件設備。
面對這些設備正常運行時對網絡的要求,全校 200M 的帶寬顯然有些捉襟見肘。精品園區專線可以將百兆到校,延伸到百兆到班級,讓每個班級教室的帶寬實時達到 100M,保障多樣終端的正常上網運行。
智慧教育園區在線課堂,往往需要訪問云服務器上的教課系統,當前 300M 互聯網專線帶寬,無法保障 4K 高品質視頻對網絡的要求。精品園區專線可支持高達 10Gbit/s 的對稱網絡速率,提供千兆專線接入能力,讓課堂互動不再卡頓。
在低時延方面,隨著教育發展,VR 課堂將成為未來課堂的主要形式。精品園區專線可以 AR/VR/ 全息技術對帶寬、時延的需求,從而改善學習體驗,提升了教學的參與性與互動性。
能力二:穩定支持更多并發連接,人人可輕松上網。
目前班級學生人數往往比較多,如果上課時每位學生都需要將平板等終端聯接到網絡,就會導致網絡擁塞,一些學生連不上網,上課體驗得不到保障。此時,精品園區專線可以實現的 Wi-Fi 6,具有大并發的能力,通過業界率先支持軟件定義射頻技術,并發接入用戶數提升 50%。據悉,Wi-Fi 6 在智慧校園應用中,可支持 80 名以上學生同時接入并收發數據,互相不影響。
業界已經推出了首款支持 Wi-Fi 6 的 OptiXstar 系列教育網關,實現更高速率、更大并發。
能力三:提供智能調整和智能運維功能,讓學校低成本管理,不再懼怕網絡故障。
如果在學生上課時,網絡出現故障,傳統的教育專線網絡恢復往往需要 24 小時以上,學校的正常教學難以得到保障。精品園區專線從終端、線路、局端、再到承載網,端到端采用多種保護機制,任何一個環節出現故障,都能自動找到備份逃生路徑,確保專線鏈路高可用性。此外,線路支持 Type B 保護,一旦光纖中斷,可以在 50 毫秒內倒換到保護路徑,用戶完全無感知。
能力四:可保證學校信息和數據安全,加速信息“孤島”打破,還能做學生上網的守護者。
教育園區提供豐富便捷服務,就要實現各種信息的共享,必須把不同業務運行在云端?;?10G PON 技術的精品園區專線,實現與普通上網流量相互隔離,保障業務體驗,杜絕了非法用戶接入網絡的可能。同時針對多種應用和千萬級的 URL,精品園區專線能夠有效的規范學生的上網行為,實現綠色上網。
據悉,業界推出的教育網關,已經內置硬件防火墻,能進行 URL 過濾,訪問控制,防止黑客攻擊等能力,有效保護學生網絡空間綠色安全。
觀察:
精品園區專線,是智慧教育園區發展基石
從以上分析可得,相比通過公網連接的教育網絡,精品園區專線一方面滿足學校日常教學對網絡帶寬的需求,另一方面為學校逐步應用的高清視頻、VR/AR 教育提供了強有力的網絡保障。
而電信運營商加大對精品園區專線建設力度,可以擁抱千億元的教育信息化市場。在教育行業數字化大趨勢下,各個學校管理者,需對精品園區專線重視起來。可以預見,在 F5G 全光網普及的時代,精品園區專線網絡,將成為智慧教育發展的基石,助力教育向智慧時代前行。
? ? ? ?責任編輯:pj
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