2022年2022年科慧岛流-远程教育解决方案 .pdf
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1、当前,视频流传输市场现已孕育出较为成熟的复合式产品系列,市场中既有以软件驱动为主的产品; 也有以计算机集群为主导,高性能高价位的解决方案,它能在全球范围内传送成千上万条高带宽信息,可与电视台播放的视频节目媲美。区别于传统的视频收看形式, 视频流一般指通过专用网或Internet/Intranet将视频从网络服务器传送到远距离的用户面前。宾馆、大众娱乐场所、有线闭路电视网、学校及教育培训中心, 对多路实时的网络视频点播有规模化方面的需求; 公司、企业和许多服务性行业则会更注重通过互联网传送产品和服务信息。各单位目的和期望值不同, 选购和实施网络视频产品也有不同的侧重点, 公司和企业应该根据自己的
2、实际需求和市场上各种产品的类型, 选择最适用的网络视频解决方案。下面几个方面的问题是在选择视频方案是要着重考虑的问题:服务多少用户用户的期望需要的图像质量投资多少技术水平怎样其他还有如:带宽、费用、与其它系统的集成、播放器的流行程度。最后还要强调的是, 在视频流应用中, 用户应花大量时间了解自己的技术细节要求, 与产品供应商、系统集成商及现有用户进行多层次的交流, 掌握实际情况。 随着系统的复杂程度及价格的增长, 供应商和集成商的服务支持能力也必须成为用户考虑的重要因素之一。远程教育解决方案引言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。学习必须转变成一个伴随每个人一生
3、的过程。网上教育突破了传统“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,因而广受人们观注。无论您身处何方,无论在深夜或是严冬、无论您的基础好坏、无论您的进度快慢,您都可以获得同样好的教材和同样优秀的老师。这就是理想中的“全世界同一大课堂”的网上教学。但要真正实现这种理想仍需进行多方面的实验与尝试,形成一套稳定有效的教学方法,达到网上的教学资源的积累(题库、评测),才能为网上学生带来最大的学习效果。传统的基于课本(文本资料)、少量的实验的方式的课堂式教学是线性的。这种方式本质上是把立体的、交叉的、综合的知识体系用一个线形的模型来描述、传递、感知,进而从新再在
4、学习者中构重新建立体的、交叉的、 综合的知识体系。这种知识的传递方式显而易见是低效率、不完善的。一种可能的方式应该是立体的、非线形的多种体验的,基于超连接、多媒体的教材。中国政府确立了未来3 年现代远程教育框架:以多媒体计算机技术为核心的教育技术在学校的普及和应用;校园网络的普及和应用,利用网上资源提高教学质量;开办现代远程教育,建设并提供大量的网络资源,不断满足社会日益增长的自身教育需求。远程教育(Distance Education or Distance Learning)是任何一种师生分离的, 不能面对面组织的教名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -
5、- - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 13 页 - - - - - - - - - 学。从远程教育的定义可以看出它有下列三方面的内涵: 学生与教师的分离,学生与学生的分离,利用传播媒体和传输系统组织教学。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象、声音和电子教案传送给学生,也可以根据需要将学生的图象、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。概括地说, 远程教育的优势在于它突破了时空限制,增加了学习机会,有
6、利于扩大教学规模、提高教学质量、降低教学成本。学习者可以在自己方便的时间,适合的地点,按照自己需要的速度和方式, 运用更加丰富的教学资源来进行学习。因此,从发展的眼光看,远程教育会成为学校教育的补充和扩展,同时会促进学校的教育改革。鉴于远程教育的深远意义,教育部制定了面向21 世纪教育振兴行动计划,把现代远程教育工程作为重点工程之一,并提出了发展我国现代远程教育的16 字指导方针:统筹规划,需求推动,扩大开放,提高质量。一 系统需求实现教学课件的点播(VOD ),教学直播,网络课堂等等。二 系统选型Windows Media Service 是 Microsoft提出的流信息播放方案,其主要目
7、的是在Internet和 Intranet上实现包括音频、视频信息在内的多媒体流信息的传输。在 IP 网上开展远程教学活动,需要解决两个基本问题:音频、视频流信息的传送以及它们与数据之间的同步。由于音频、 视频信息的带宽比较宽,不可能让学生将所有的节目下载到本地计算机上后再播放,必须要采用先进网络播放技术来实现边发送边播放。此外, 由于在教学过程中教师会经常使用电子教案来辅助教学,比如用PowerPoint ,而电子教案的展示与音频、 视频流之间有严格的时间同步关系,这就要求在传输过程中我们仍然要保持它们之间的同步关系。基于 Microsoft的 Windows Media Service建立
8、远程教育系统投入少,建设时间短,使用简单,易于维护。 通过反复比较, 我们最终选择了Microsoft的 WindowsMediaService来建立基于 IP 网的远程教育系统。三 系统结构MediaService是由一系列的工具构成,主要包括MediaTools,MediaServer和MediaPlayer三个部分组成。 MediaTools 提供一系列的流处理工具,它们完成流信息的生成,编辑等功能。 MediaServer的主要功能是完成流信息的播放,MediaServer既支持流信息的点播功能,也支持流信息的组播功能。MediaPlayer是客户端的播放应用程序,它负责流信息的播放,
9、 目前 MediaPlayer已经集成在IE5.0 中,是标准插件。 如果用户使用其它版本的浏览器则需要安装该播放器以接收并播放流信息。下面我们将通过WindowsMediaService在远程教育系统中的应用来介绍WindowMediaService 的特点。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 13 页 - - - - - - - - - 总体结构图 远程教育系统结构系统组件系统的工作过程如下:输入的视频和音频信号将送给MPEG4 的编码器进行编码,编码器输
10、出的节目流既可以存入存储设备也可以直接送给MediaServer ,MediaServer 的主要功能是完成节目流的播出。MediaServer 播出的节目有三个来源,它可能是保存在存储设备中的ASF文件,也可以是 Encoder 实时传送来的节目, 它播出的节目还可以从其它的MediaServer上获取。普通的用户可以通过LAN或通过无线网络接入到该系统之中。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 13 页 - - - - - - - - - 四 系统特点1、M
11、ediaServer是一个免费的流媒体服务器,建设系统的投入很少。2、操作方便,简单易学。3、系统扩展性很好。 4 、系统维护简单,只需要少量的人员就可以保持系统的正常工作。5、系统也支持组播和点播。6、系统能是电子教案与音频视频流之间的同步。校园网视频解决方案引言校园网的建设随着教育产业的兴起和发展也逐渐呈现出蓬勃向上的态势。尤其是各级重点学校的网络硬件平台的建设,其水平和质量都非常之高,在世界范围内作横向比较也毫不逊色。但是,困惑也随之而来,具体表现为以下几个方面:A、校园网投入大,但没有用在教育主业上。B、网络仅用在办公自动化中,投资效益低。C、无法实现充分共享。即享受好的教育资源的学生
12、很有限;同样的课程需要年复一年的教授; 同样的问题需要一次次重复回答;材质差异明显的学生按同一模式接受教育,做不到因材施教。计算机网络技术在教育产业中的应用现状和由此产生的问题引起了教育界和计算机界名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 13 页 - - - - - - - - - 对于计算机网络条件下教学模式的思考。教学模式在网络条件下最终会变化成什么样子?目前和将来一段时间内网络技术发展到底能导致产生哪些更富成效的教育手段,逐步推动教学模式的改变?随着多媒体技
13、术的不断发展,特别是多媒体传输技术的突破,使网络多媒体教学得以实现。 现在已经有许多的成熟的产品可以用来组建网络多媒体教学的解决方案。下面我们来讨论校园网视频系统的解决方案。一 系统需求1、通过校园网实现音、视频实况转播、视频预订,制作并存储节目。2、在校园网上实现VOD 教学。3、广播领导讲话。二 方案建议根据用户的网络条件和要求, 建议采用以下介绍的美国CISCO公司的 IP/TV 产品。IP/TV是全球最大的网络公司美国CISCOSYSTEM公司最新的网络视频点播/ 广播软件产品,具有强大的网络能力和高质量的视频和音频及目前最高的性能价格比。通过该产品提供的实时广播,定时广播, 视频点播
14、三种通信模式,在现有校园网络基础之上,即可实现系统的需求。三 系统选型思科 IP/TV 方案是端到端完整的网络视频解决方案。它整合了高性能的视频服务器-Cisco IP/TV 3400系列服务器,IP/TV 3400系列服务器预先配置了强壮的IP/TV 3400服务器软件,而客户端桌面PC配置了 IP/TV 客户端软件。 Cisco IP/TV解决方案支持三种视频传播模式 : 实时转播( live), 点播( ondemand ), 预定节目广播(scheduled )。可用于计算机网络上的电视会议,广播领导讲话,楼宇监控,网上培训教学,电视节目播放,现场实况转播,多媒体资料和动态视频节目检索
15、、点播(VOD ),发布信息等,使传统的计算机网络成为具有多种用途的多媒体网络。Cisco IP/TV 解决方案提供丰富的软件功能,可以提供高质量的视频流和具有良好的可管理性、扩展性、带宽有效利用等特性。Cisco IP/TV 解决方案包含了Cisco AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data),即一个包含了音频、视频整合数据的通信框架。能满足企业通信、职工培训、远程教育、商业电视等需求。采用 RTP(实时传输协议 ) ,RTCP( 实时传输控制协议) ,RSVP( 资源预留协议 ) ,MULTICAST( 多播协议 )
16、,以软件为核心,在现有的计算机网络上,实现了视频节目的广播、点播等功能。Cisco IP/TV方案利用了经济实惠的Windows 95, Windows 98, and Windows NT平台,并充分利用了微软的Windows Media 技术( WMT )。同时它与苹果公司的QuickTime 客户端,UNIX VIC and VAT Mbone tools,即 Netscape 插件结构兼容。Cisco IP/TV方案可以在任何IP 网络上工作,如10BaseT 、100BaseT Ethernet 或千兆位以太网上工作,也可以在电缆、ADSL调制解调器及局域网仿真的ATM网络上工作。对
17、于视频播放, Cisco IP/TV StreamWatch软件可以收集观众的信息,如观众人数、身份、及观看节目时间, 对点播节目, 日记文件能记录观众正在收看的节目。这些工具能提供数据帮助你分析用户的需求类型四 系统结构和组成IP/TV 由 IP/TV 浏览器、 IP/TV 内容管理器、IP/TV 服务器三部分组成。IP/TV 软件系统由三个互相关联的部分组成:系统管理部分(Content manager),客户浏览器( Viewer )和服务器(Sever)。它将全动感的视频节目直接送到用户的桌面计算机名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
18、 - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 13 页 - - - - - - - - - 上,无需专用的视频电缆、显示器和会议室。另外还有 StreamWatch 软件可对IP/TV 的使用情况进行监视、统计等管理; Question manager实现用户和系统管理员的实时交互式文字问答 . 图 2 校园网系统方案1、每个教室安装SERVER 软件及视频卡,摄像头,麦克风,可以把教室实时的声音和图象通过校园网传到监控中心。在存储服务器安装SERVER 软件,可以存贮传输过来的实时图象。在点播服务器安装SERVER 软件,存储视频节目。2、IP/TV C
19、ONTENTMANAGER: 运营于 NT4.0 上负责节目的定义和管理。3、IP/TV VIEWER:监控中心安装VIEWER 软件,接收实时图象。五 功能介绍系统管理部分 (CONTENTMANAGER):CONTENTMANAGER的功能是由系统管理程序实现的。推荐配置:现在主流机型;网络适配器: Ethnet 或任何支持IPMulticast的 Winsock 数据链路;操作系统: WINDOWSNT4.0 服务器或工作站/UNIX 系统;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -
20、- - 第 6 页,共 13 页 - - - - - - - - - Web浏览器:基于Java 或支持 JavaScript;用于管理整个系统。对服务器(SEVER )和浏览器( VIEWER )各参数进行配置,与它们进行通信。对VIEWER 的节目申请进行寻址,发送指令给SEVER ,并负责 SEVER 之间的文件传输。 这样,可方便地安排节目日程,在内置数据库帮助下管理节目,将节目任务派送给本地 SEVER ,平衡多个SEVER 之间的工作负荷,节约带宽消耗。由于是基于JAVA的界面,因而可以借助标准WEB 浏览器进行访问。它还提供了对节目加密和口令保护(可选),使授权用户才能访问被保护
21、节目等功能。特点:在内置数据库帮助下,跟踪网络中所有服务器上的所有节目,随时监控系统状态。更新信息, 优化网络带宽使用,减少网络拥塞。通过易于访问的WEB 界面, 管理员可以快速设立预定节目和实时节目的广播日期、次数,设立点播节目, 定义服务器存储内容,甚至可以定义服务器根据现有带宽以不同速率传输节目。对节目的加密功能使对节目的管理更具主动性。视频服务器部分(SERVER )视频服务器(SERVER )是由服务器软件和视频压缩硬件(可选)组成。推荐配置:现在主流机型;操作系统: VOD (视频点播)推荐采用WINDOWSNT 存储器: WINDOWS95环境下 32MBRAM,WINDOWSN
22、T环境下 64MBRAM 图形适配器: 16bitcolor 声卡 :16bit或更高功能:根据 CONTENTMANAGER设定的参数,捕捉、存储、传送节目。它能从视频摄象机。录/放象机、 光盘、电视电缆这些视频源中捕获并传送实时图象,也能传送录制好的AVI、MPEG 、QuickTime 等格式的数字图象文件。特点:具有规模的可扩充性。可由许多个服务器组成一个分布式的服务器群,统一受CONTENTMANAGER管理。由于每个管理器存储的节目可不同,因此整体上可以存储数量可观的节目,而无须特殊存储器配置。客户浏览器( VIEWER ):客户端浏览器(VIEWER )位于用户端,供用户收看网络
23、上传送的音/视频节目。六 系统特点1) 可将活动图象数据流发送给无限个网络用户。这不同于其他厂家的计算机网络视讯产品由于传输带宽和技术的限制,只能支持有限的用户收听收看视讯广播及电视会议。2)基于国际标准产品前后兼容。3)灵活的CLINET/SERVER 软件抛弃了以往需要昂贵的硬件才能做的事。4)独特的“资料显示”特性可转换观看发言人和其伴随着的演示资料。5)可浏览网上的节目单和SURF 网上广播的视频。多种实时数字化图象通过现存的LAN ,WAN和 INTRANET 到 PC 。无需专用的视频电缆,显示器和专用房间。6)符合 IETF 标准兼容其他系统,直接进入企业内部网络INTRANET
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