智慧教育迎來發(fā)展機(jī)遇，專線網(wǎng)路是基礎(chǔ)？

今年初爆發(fā)的疫情，讓教育數(shù)字化、智能化加速發(fā)展。我們看到國家在大力推動(dòng)教育數(shù)字化。中國規(guī)劃 2022 年實(shí)現(xiàn)教育信息化 2.0 全面升級，全國超 51 萬個(gè)學(xué)校的超 700 萬教室和超 1300 萬宿舍，均要接入到網(wǎng)絡(luò)，以推動(dòng)在線教育、人臉識(shí)別、數(shù)字圖書館以及智能安防等多種教育場景應(yīng)用發(fā)展。

預(yù)計(jì)教育信息化市場規(guī)模 2000?億，年增長率達(dá)到 24%。發(fā)展教育信息化和在線教育等，需要構(gòu)建智慧教育園區(qū)。這樣的智慧化園區(qū)，不只實(shí)現(xiàn)連上網(wǎng)絡(luò)的“從無到有”的問題，還應(yīng)該保證學(xué)生和老師的上課時(shí)高品質(zhì)、高可靠的數(shù)字化體驗(yàn)，即“從有到好”。

我們應(yīng)該靠什么樣的中小學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)，為智慧教育多種應(yīng)用保駕護(hù)航？

教育與網(wǎng)絡(luò)的緣分并非只在疫情爆發(fā)后才出現(xiàn)。早在 2017 年，國家發(fā)布的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中，已經(jīng)提出“互聯(lián)網(wǎng)+教育”——“要大力推進(jìn)教育信息化，推動(dòng)‘互聯(lián)網(wǎng)+教育’新業(yè)態(tài)發(fā)展。

2019 年，國務(wù)院辦公室印發(fā)的《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案(2018-2022 年)》中也明確提出推動(dòng)以互聯(lián)網(wǎng)等信息化手段服務(wù)教育教學(xué)全過程。

為此我們看到，各地中小學(xué)教育園區(qū)如雨后春筍般，不斷出現(xiàn)在人們的視野中。

• 比如 2019 年 10 月，浙江蕭山區(qū)智慧教育大數(shù)據(jù)項(xiàng)目校園子項(xiàng)目完成；

• 今年 3 月，蘭州市公共資源交易中心發(fā)布榆中縣教育園區(qū)建設(shè)公告；

• 今年 5 月，陜西省教育廳辦公室發(fā)布中小學(xué)智慧校園示范校創(chuàng)建工作通知。

如今智慧教育正在從引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)到引入 AI 技術(shù)。在去年 5 月的國際人工智能與教育大會(huì)上，我國教育部部長陳寶生表示，在 2020 年底前，我國將啟動(dòng)建設(shè) 10 個(gè)以上“智慧教育示范區(qū)”，優(yōu)先開展人工智能與教育融合創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)踐探索。

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與此同時(shí)，我們看到在線教育需求旺盛。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)調(diào)查，2018 年我國在線教育用戶已經(jīng)達(dá)到了 1.72 億人。未來幾年，在線教育用戶規(guī)模將保持 15%左右的速度繼續(xù)增長，到 2024 年預(yù)計(jì)突破 4 億人，總體市場規(guī)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(fù)。廣大中小學(xué)學(xué)校想要保證日常教學(xué)，需要建設(shè)好在線教育系統(tǒng)，除了應(yīng)急疫情這種突發(fā)挑戰(zhàn)，也是一種高效的教學(xué)模式，更是解決各地教育資源鴻溝問題的關(guān)鍵。

02. 豐富智慧教育應(yīng)用呼喚高品質(zhì)連接

我們知道，智慧教育是通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云、AI、大數(shù)據(jù)及區(qū)塊鏈等先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)傳統(tǒng)教育模式與內(nèi)容實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化、數(shù)字化的發(fā)展過程。

但現(xiàn)實(shí)是很多學(xué)校信息化很初級。比如在教室場景，筆者調(diào)查得知，傳統(tǒng)教室終端是電視和廣播，靠 CAT5 網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)覆蓋，不智能。

而新一代數(shù)字化教室終端豐富多樣，包括了電視、廣播、Wi-Fi、監(jiān)控以及電子白板等，靠全光智能專線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)覆蓋，還能支撐人臉識(shí)別、數(shù)字圖書館以及智能安防等多種應(yīng)用。

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為何許多地區(qū)智慧教育園區(qū)發(fā)展比較緩慢？除了投入和重視度的問題，還有一個(gè)關(guān)鍵問題，就是忽視了校園園區(qū)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)智慧教育最重要的基石。校園網(wǎng)絡(luò)能力不足，就無法支撐多樣化終端、多樣化應(yīng)用可靠運(yùn)行。

首先，網(wǎng)絡(luò)性能要求更高。目前學(xué)校班級人數(shù)往往多達(dá)四五十人，需要同時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已不再是簡單的教師只講，學(xué)生只聽的傳統(tǒng)模式。學(xué)生可以隨時(shí)向教師提問，進(jìn)行實(shí)時(shí)課堂互動(dòng)。學(xué)校園區(qū)門口和教室等部署高清聯(lián)網(wǎng)攝像頭，并進(jìn)行實(shí)時(shí)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(qū)網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延提出了更高的要求。如果想要達(dá)到良好的體驗(yàn)效果，每個(gè)課堂需要獨(dú)享 20~50Mbps 優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)帶寬。通過對學(xué)校在線教學(xué)掉線、卡頓的原因分析，我們發(fā)現(xiàn) 90%問題是來自光纖寬帶“最后一公里”問題。

其次，多網(wǎng)絡(luò)并存，信息難共享。我們看到建設(shè)智慧教育園區(qū)時(shí)，往往采用有線網(wǎng)、Wi-Fi、校園網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電視網(wǎng)等不同網(wǎng)絡(luò)形式，以支撐行政管理、教師辦公、學(xué)校論壇等日?；顒?dòng)。這使得網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、維護(hù)難度增大。而且，學(xué)校也希望合理使用校園網(wǎng)絡(luò)資源，盡可能節(jié)省管理成本，并能夠快速解決故障問題。

最后，教學(xué)資源和學(xué)生信息需要保障安全，且學(xué)生上網(wǎng)動(dòng)作需守護(hù)。中小學(xué)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(xué)生上網(wǎng)，需要老師能實(shí)時(shí)看護(hù)。

高品質(zhì)的智慧教育，需要高品質(zhì)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)。什么樣的網(wǎng)絡(luò)才能以強(qiáng)悍的、全面的性能，保障教育園區(qū)日常的運(yùn)轉(zhuǎn)和各類智慧終端應(yīng)用使用呢？

我們分析后可知，學(xué)校需要將網(wǎng)絡(luò)由百兆到校進(jìn)一步推進(jìn)到百兆到班，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源班班通；推動(dòng) Wi-Fi 6 大并發(fā)，支持 80 個(gè)以上學(xué)生同時(shí)接入并收發(fā)數(shù)據(jù)，互相不影響；支持智能運(yùn)營管理和維護(hù)；實(shí)現(xiàn)安全管控，綠色上網(wǎng)。

在穩(wěn)定高帶寬方面，目前一些學(xué)?？傮w網(wǎng)絡(luò)帶寬大都只有 200M。但智慧學(xué)校的每個(gè)班級，包括電子白板、錄播系統(tǒng)、電子班牌、超級課桌、電子書包、多媒體講臺(tái)、全息投影、VR／AR 超級教室、教育機(jī)器人等硬件設(shè)備。

面對這些設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)對網(wǎng)絡(luò)的要求，全校 200M 的帶寬顯然有些捉襟見肘。精品園區(qū)專線可以將百兆到校，延伸到百兆到班級，讓每個(gè)班級教室的帶寬實(shí)時(shí)達(dá)到 100M，保障多樣終端的正常上網(wǎng)運(yùn)行。

智慧教育園區(qū)在線課堂，往往需要訪問云服務(wù)器上的教課系統(tǒng)，當(dāng)前 300M 互聯(lián)網(wǎng)專線帶寬，無法保障 4K 高品質(zhì)視頻對網(wǎng)絡(luò)的要求。精品園區(qū)專線可支持高達(dá) 10Gbit/s 的對稱網(wǎng)絡(luò)速率，提供千兆專線接入能力，讓課堂互動(dòng)不再卡頓。

在低時(shí)延方面，隨著教育發(fā)展，VR 課堂將成為未來課堂的主要形式。精品園區(qū)專線可以 AR/VR/ 全息技術(shù)對帶寬、時(shí)延的需求，從而改善學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升了教學(xué)的參與性與互動(dòng)性。

能力二：穩(wěn)定支持更多并發(fā)連接，人人可輕松上網(wǎng)。

目前班級學(xué)生人數(shù)往往比較多，如果上課時(shí)每位學(xué)生都需要將平板等終端聯(lián)接到網(wǎng)絡(luò)，就會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，一些學(xué)生連不上網(wǎng)，上課體驗(yàn)得不到保障。此時(shí)，精品園區(qū)專線可以實(shí)現(xiàn)的 Wi-Fi 6，具有大并發(fā)的能力，通過業(yè)界率先支持軟件定義射頻技術(shù)，并發(fā)接入用戶數(shù)提升 50%。據(jù)悉，Wi-Fi 6 在智慧校園應(yīng)用中，可支持 80 名以上學(xué)生同時(shí)接入并收發(fā)數(shù)據(jù)，互相不影響。

業(yè)界已經(jīng)推出了首款支持 Wi-Fi 6 的 OptiXstar 系列教育網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)更高速率、更大并發(fā)。

能力三：提供智能調(diào)整和智能運(yùn)維功能，讓學(xué)校低成本管理，不再懼怕網(wǎng)絡(luò)故障。

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如果在學(xué)生上課時(shí)，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，傳統(tǒng)的教育專線網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)往往需要 24 小時(shí)以上，學(xué)校的正常教學(xué)難以得到保障。精品園區(qū)專線從終端、線路、局端、再到承載網(wǎng)，端到端采用多種保護(hù)機(jī)制，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都能自動(dòng)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(hù)，一旦光纖中斷，可以在 50 毫秒內(nèi)倒換到保護(hù)路徑，用戶完全無感知。

能力四：可保證學(xué)校信息和數(shù)據(jù)安全，加速信息“孤島”打破，還能做學(xué)生上網(wǎng)的守護(hù)者。

教育園區(qū)提供豐富便捷服務(wù)，就要實(shí)現(xiàn)各種信息的共享，必須把不同業(yè)務(wù)運(yùn)行在云端?；?10G PON 技術(shù)的精品園區(qū)專線，實(shí)現(xiàn)與普通上網(wǎng)流量相互隔離，保障業(yè)務(wù)體驗(yàn)，杜絕了非法用戶接入網(wǎng)絡(luò)的可能。同時(shí)針對多種應(yīng)用和千萬級的 URL，精品園區(qū)專線能夠有效的規(guī)范學(xué)生的上網(wǎng)行為，實(shí)現(xiàn)綠色上網(wǎng)。

據(jù)悉，業(yè)界推出的教育網(wǎng)關(guān)，已經(jīng)內(nèi)置硬件防火墻，能進(jìn)行 URL 過濾，訪問控制，防止黑客攻擊等能力，有效保護(hù)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)空間綠色安全。

觀察：