試論基于校園有線(xiàn)電視網(wǎng)的VOD多媒體教學(xué)系統

作者：吳林建張春剛薛世輝

論文關(guān)鍵詞:校園有線(xiàn)電視網(wǎng) VOD多媒體教學(xué)

論文摘要:本文介紹利用校園原有單向有線(xiàn)電視網(wǎng)構建VOD多媒體教學(xué)系統。充分利用升級改造后的有線(xiàn)電視網(wǎng)來(lái)構建VOD多媒體教學(xué)系統，可以使校園多媒體教學(xué)系統的建網(wǎng)費用大幅降低，具有一定的現實(shí)意義。

多媒體教學(xué)系統是繼學(xué)校綜合管理信息系統后校園網(wǎng)建設方面引人注目的網(wǎng)絡(luò )應用系統，充分利用校園原有單向有線(xiàn)電視網(wǎng)，把其升級改造成雙向有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)，并利用校園已有的局端服務(wù)器中心和多媒體教室里的大部分設備而建成的多功能VOD多媒體教學(xué)系統，可以使校園有線(xiàn)電視VOD多媒體教學(xué)系統的建網(wǎng)費用大幅降低，有一定的現實(shí)意義，值得借鑒。

1、VOD視頻多媒體教學(xué)系統簡(jiǎn)介

VOD多媒體教學(xué)系統設計是一套將音視頻文件或教學(xué)音視頻節目進(jìn)行編輯、存儲和管理，并在寬帶網(wǎng)中雙向傳輸、使用的技術(shù)方案。VOD視頻多媒體教學(xué)系統作為一個(gè)集成平臺，主要是面向校園網(wǎng)師生，以網(wǎng)絡(luò )教學(xué)服務(wù)器為中心、以校園網(wǎng)絡(luò )為紐帶，以包括計算機管理系統、多媒體課件制作系統、多媒體教學(xué)系統、點(diǎn)播(廣播)系統、網(wǎng)絡(luò )考試系統等各子系統協(xié)同工作，將教學(xué)相關(guān)的資源組織起來(lái)，通過(guò)統一的界面提供給教師和學(xué)生。在教學(xué)過(guò)程中，各位師生可以根據不同的授權權限，在任何時(shí)候隨意選擇觀(guān)看自己想要看的音視頻文件或教學(xué)音視頻節目，而不必受課堂教學(xué)、音視頻教材的播放進(jìn)度、地點(diǎn)和時(shí)間的局限，且同一教材可被眾多學(xué)生同時(shí)或不同時(shí)，同步或不同步共享使用。

在VOD視頻多媒體教學(xué)系統的建立過(guò)程中，作為系統核心的VOD視頻服務(wù)中心，其工作包括應用計算機系統管理、教師課件制作，以及各類(lèi)音視頻節目的采集、存儲和控制，還包括接收師生的請求信息，向師生發(fā)出的授權控制信息等并發(fā)控制管理功能。所以，在服務(wù)器的選擇時(shí)，應考慮到未來(lái)系統結構擴容和新增業(yè)務(wù)的可行性，配置大容量高性能的存儲設備，必要時(shí)可以選擇多塊硬盤(pán)組成磁盤(pán)陣列。

2、VOD視頻點(diǎn)播教學(xué)系統在有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)上的實(shí)現

基于校園有線(xiàn)電視網(wǎng)的VOD多媒體教學(xué)系統要在改造后的校園雙向有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)上實(shí)現(如圖1所示)，它主要是利用CaTv網(wǎng)的寬帶特征，采用Cable Modem上下行頻率不對稱(chēng)分割傳輸技術(shù)和計算機組網(wǎng)技術(shù)。Cable Modem技術(shù)實(shí)現一般是從87~860MHz電視頻道中分離出一個(gè)或多個(gè)6MHz/8MHz的信道用于下行傳送資料，可采用64QAM或256QAM調制方式。上行資料一般通過(guò)5--65MHz之間的一個(gè)或多個(gè)信道進(jìn)行傳送，一般選用QPSK調制。其通信過(guò)程為:CMTS把接收到的資料幀封裝在MPEG-TS幀中，調制后與有線(xiàn)電視信號混合，輸出RF信號到有線(xiàn)電視網(wǎng)。而師生端的Cable Modem基本功能就是將師生電腦輸出的上行數字信號調制成5}65MHz射頻信號進(jìn)人有線(xiàn)電視網(wǎng)的上行通道，同時(shí)將下行的RF信號解調為數字信號送給師生電腦。

在基于校園有線(xiàn)電視網(wǎng)的VOD多媒體教學(xué)系統中，局端服務(wù)器中心除了配備有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)頭端設備外，主要的設備還有海量服務(wù)器磁盤(pán)庫、多媒體課件制作設備、計算機管理系統設備、電教系統及各類(lèi)接口等設備，而在多媒體教室或會(huì )議室則除了必要的多媒體教學(xué)控制臺、投影機等外，還必須要有CableModem設備。局端的各類(lèi)多媒體教學(xué)數字內容通過(guò)頭端設備，完成信號的調制和混合等處理，經(jīng)過(guò)校園有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)，讓多媒體教學(xué)所需要的數據信號通過(guò)有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)傳至各個(gè)教室，而各個(gè)教室的CableModem完成信號的解碼、解調等功能，再將解出的數字信號應用到多媒體教學(xué)中去。反過(guò)來(lái)，Cable Modem接收師生計算機請求指令信號，經(jīng)過(guò)編碼、調制后通過(guò)有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)傳回局端，局端根據師生請求把教學(xué)內容再進(jìn)行處理并發(fā)出，從而實(shí)現基于校園有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)的VOD多媒體教學(xué)系統。它的主要功能有以下幾個(gè)方面:

(1)局端服務(wù)中心通過(guò)校外公共CATV的接人，可以讓學(xué)生在特定的時(shí)間段收看時(shí)事新聞等節目。

(2)局端服務(wù)中心通過(guò)接人校外局域網(wǎng)下載遠程教學(xué)網(wǎng)的教學(xué)資料等課件內容;在課后通過(guò)網(wǎng)關(guān)，學(xué)生可以在家VOD點(diǎn)播學(xué)習，教師和學(xué)生也能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )交流，進(jìn)行課程討論、答疑，還可以布置、提交和批改作業(yè)。

(3)局端服務(wù)中心可以將各位教師獨立使用的課件、電子講義等按各科分類(lèi)收集到不同的數據庫，讓各教研組全體任課教師共享，從而開(kāi)發(fā)豐富多彩的教學(xué)素材，應用到多媒體教學(xué)過(guò)程中。

(4)在各教室里可通過(guò)計算機發(fā)出點(diǎn)播請求經(jīng)過(guò)Cable Modem的上行信號到達局端服務(wù)中心的廣播服務(wù)器，廣播服務(wù)器根據請求，把海量教學(xué)視頻、各類(lèi)教學(xué)課件等通過(guò)有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)傳到各個(gè)教室，供教師多媒體教學(xué)時(shí)使用。

(5)在學(xué)校開(kāi)大會(huì )或上大課時(shí)，局端服務(wù)中心的廣播服務(wù)器(輔以攝像頭、麥克風(fēng)等設備)，可以將教師的授課內容或校長(cháng)講話(huà)在校園內實(shí)時(shí)廣播，實(shí)時(shí)廣播的內容還可以存儲下來(lái)制作成課件供以后點(diǎn)播使用。

(6)網(wǎng)絡(luò )考試系統:提供基于Web的在線(xiàn)自測和基于師生/服務(wù)器模式的兩種考試方式，可以分別取代傳統的單元測試和期末考試。它能及時(shí)考查學(xué)生的學(xué)習情況，可以解決傳統考試需要比較集中的大量人力物力問(wèn)題，例如出題、印刷、保密、監考、判卷等。

(7)音頻課件系統:系統音頻課件節目，可以采用FM方式分年段以不同的頻率通過(guò)有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)井纜傳輸和無(wú)線(xiàn)發(fā)射，對需要的教室進(jìn)行電化教學(xué)(包括英語(yǔ)聽(tīng)力和音樂(lè )欣賞)，在平時(shí)空閑時(shí)間，師生也可以無(wú)線(xiàn)調頻接收使用。

(8)計算機管理系統:在局端服務(wù)中心采用計算機管理系統是網(wǎng)絡(luò )教學(xué)的自動(dòng)化管理手段，它包括用戶(hù)管理、資源管理、目錄管理、安全管理以及信息統計與分析等等，在教室師生可以使用各自計算機，通過(guò)校園有線(xiàn)電視寬帶網(wǎng)與局端服務(wù)中心鏈接使用。