文/本刊記者 王左利

教育呼喚寬帶的春天

文/本刊記者 王左利

建設(shè)或重建一個國家和地區(qū)教育機(jī)構(gòu)的吸引力，網(wǎng)絡(luò)成為必不可缺的手段。越來越多的國家意識到，建設(shè)一個良好的教育寬帶是提升教育質(zhì)量的重要途徑之一。

2012年開年，新一輪寬帶運(yùn)動悄然開始。繼中國電信宣布無條件升級用戶帶寬后，聯(lián)通也在2月底宣布無條件加大帶寬。提速后北京電信家庭寬帶速率已全部達(dá)到2M及以上，聯(lián)通則實現(xiàn)全網(wǎng)寬帶用戶免費(fèi)提速，其用戶網(wǎng)速因此將至少升級一倍，其中2M帶寬的寬帶將直升8M。三大運(yùn)營商均將寬帶建設(shè)納入2012年重點(diǎn)工作，聯(lián)通、電信表示，2013年北京寬帶可達(dá)100M。

工信部表示，爭取到“十二五”末，城市家庭帶寬達(dá)到20 Mbps 以上，農(nóng)村家庭達(dá)到4 Mbps 以上，東部發(fā)達(dá)地區(qū)的省會城市家庭達(dá)到100 Mbps。或許，2012年可以稱為中國的寬帶之年。

實際上，全球很多國家也在轟轟轟烈烈地開展寬帶建設(shè)，其建設(shè)重點(diǎn)首先指向教育，如美國政府，他們基本上教育寬帶先行，并且提出口號：“投資美國的未來：寬帶和教育”。其他發(fā)達(dá)國家也如此。涉及到未來競爭力的事情，誰也不敢怠慢。

世界各國的新戰(zhàn)場

2012年初，關(guān)于中國“帶寬”的問題再度成為熱點(diǎn)。中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心1月16日發(fā)布的《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》表明，截至2011年12月底，中國網(wǎng)民規(guī)模突破5億，網(wǎng)民數(shù)量蟬聯(lián)世界首位。

與此同時，據(jù)全球最大的C D N服務(wù)商美國Akamai公司數(shù)據(jù)顯示，中國大陸以1.4Mbps的網(wǎng)速排全球第90名。這次榜單中，韓國的互聯(lián)網(wǎng)平均連接速度以16.7Mbp居首位，中國香港平均網(wǎng)速以10.5Mbps位居第二，日本則以8.9Mbps排在第三位。此外，在帶寬費(fèi)用方面，大陸地區(qū)的固定寬帶用戶上網(wǎng)1M帶寬每月費(fèi)用實際折合13.13美元，是韓國的29倍、中國香港的469倍。網(wǎng)民不禁集體發(fā)問：“中國網(wǎng)民數(shù)量第一，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量第幾？”

這不禁讓人聯(lián)想起2008年的美國。奧巴馬在議會上說：“作為發(fā)明互聯(lián)網(wǎng)的國家，美國在寬帶應(yīng)用上僅僅位居世界第15位的事實，令美國人無法接受?！庇纱耍岢鲆哟蠼ㄔO(shè)國家寬帶網(wǎng)絡(luò)的力度。隨后美國聯(lián)邦通訊委員會（Federal Communications Commission ，簡稱FCC）采取了一系列的措施。2011年10月，F(xiàn)CC主席表示：“FCC將終止‘過時的’對美國鄉(xiāng)村地區(qū)電話服務(wù)進(jìn)行補(bǔ)貼的項目，將大力普及寬帶服務(wù)。他們打算在10年內(nèi)實現(xiàn)全美范圍內(nèi)的寬帶服務(wù)。并且提供一個每年80億美元的預(yù)算，用于為尚未覆蓋寬帶網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)搭建寬帶服務(wù)。

表1 IPv4地址空間(2007～2011) 總計～262*/16

表2 IPv6地址空間(2007～2011) 總計～16*/32

“未來的世界，是寬帶的世界?！毕嚓P(guān)人士表示。現(xiàn)在許多發(fā)達(dá)國家都出臺了非常詳盡的國家寬帶計劃?？梢哉f，這場影響全球的寬帶運(yùn)動正轟轟烈烈展開，各國為各自在未來世界的競爭力而比拼。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“這是國際社會對寬帶信息基礎(chǔ)設(shè)施的再定位、再跨越?！?/p>

寬帶發(fā)展水平對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著極為重要而深遠(yuǎn)的意義，一個國家(地區(qū))的寬帶水平代表著信息社會的發(fā)展程度。然而，什么是寬帶？帶寬有多寬方可稱之為寬帶？

基于各方面對寬帶的理解，F(xiàn)CC在2010年7月24日為“寬帶”下了一個定義，F(xiàn)CC認(rèn)為寬帶意味著下載速率為4Mbps，上行為1Mbps，可以實現(xiàn)視頻等多媒體應(yīng)用，并同時保持基礎(chǔ)的Web瀏覽和E-Mail特性。

CERNET專家委員會委員、電子科技大學(xué)教授汪文勇說：“嚴(yán)格說起來，對于包括計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的數(shù)字計算系統(tǒng)，‘寬帶’之‘帶’是指脈沖信號的波特率，由于在二進(jìn)制系統(tǒng)中，以bps為單位的數(shù)據(jù)傳輸率在數(shù)字上等于波特率，再加上香農(nóng)定理表明數(shù)據(jù)傳輸率跟波特率成正比關(guān)系，所以就計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言，‘寬帶’之‘帶’也就更直觀地指網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸率了?！?/p>

也就是說，寬帶就是高的數(shù)據(jù)傳輸率。汪文勇認(rèn)為，“寬帶”之“寬”是與時俱進(jìn)的。對寬帶的需求來自于應(yīng)用。以數(shù)字電視DTV為例，普通的數(shù)字電視大概需要160Mbps下行帶寬，1080P HDTV則要求2.2Gbps左右的下行帶寬，1440P HDTV則要求10.2Gbps的下行帶寬。按照這個標(biāo)準(zhǔn)，只有FTTH才可能真正實現(xiàn)在線的HDTV。

大學(xué)寬帶的戰(zhàn)略

各國提出的寬帶政策中，教育寬帶是其重要發(fā)展對象。“寬帶是幫助教育者、家長和學(xué)生應(yīng)對當(dāng)前教育領(lǐng)域主要挑戰(zhàn)的重要工具。寬帶措施給予了提升當(dāng)前低質(zhì)量教學(xué)表現(xiàn)的希望。”美國寬帶計劃教育部分如是說。他們認(rèn)為，寬帶投資將幫助美國領(lǐng)導(dǎo)世界的教育創(chuàng)新。

互聯(lián)網(wǎng)讓各國的教育變得充滿挑戰(zhàn)與機(jī)遇。我們看到，現(xiàn)在大學(xué)充滿競爭。

一方面，面臨著生源的巨大競爭。隨著國際化過程的加快，越來越多的學(xué)生有機(jī)會選擇去國外讀書，而優(yōu)秀生源以及國際生源的進(jìn)入將為一個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人才供給帶來不可忽略的影響。在美國，2011年國際學(xué)生赴美留學(xué)為美國經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)了210億美元，創(chuàng)造了至少10.5萬個就業(yè)機(jī)會。留學(xué)生已經(jīng)成為美國經(jīng)濟(jì)的一個重要補(bǔ)充。同樣在其他國家也是如此。如何建設(shè)或者重建一個地區(qū)教育機(jī)構(gòu)的吸引力，網(wǎng)絡(luò)成為一個必不可缺的手段。在此基礎(chǔ)上，建設(shè)一個良好的教育寬帶是提升教育質(zhì)量的重要途徑之一。

而另一方面，互聯(lián)網(wǎng)可以削減大學(xué)的財政支出?！盎ヂ?lián)網(wǎng)改變了教學(xué)的規(guī)則。大學(xué)可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)來壓縮費(fèi)用。它將成為大學(xué)渡過經(jīng)費(fèi)危機(jī)的行之有效的途徑。”2011年底，《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》分析說。

美國早已意識到寬帶對于教育、對于未來的重要性以及緊迫性。其龐大的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計劃中包括普及寬帶互聯(lián)網(wǎng)和翻新校舍并更新電腦設(shè)備。奧巴馬曾說：“現(xiàn)在是最終履行為每一個孩子提供世界一流教育的道德責(zé)任的時候了，因為全球經(jīng)濟(jì)競爭不允許我們有絲毫的懈怠?！眾W巴馬多次宣稱教育的技術(shù)含量要增加，要多運(yùn)用電腦、網(wǎng)絡(luò)等電子化的教育手段來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。“只要還有孩子沒有獲得這樣的機(jī)會，我就不會滿足于現(xiàn)在的美國?！泵绹痛苏归_有史以來最大規(guī)模校園設(shè)施現(xiàn)代化升級建設(shè)，維修好破損的學(xué)校設(shè)施，使它們更節(jié)能，并在教室中安裝新電腦，要“送孩子上21世紀(jì)的學(xué)?！?。

根據(jù)美國教育寬帶的相關(guān)文件顯示，目前幾乎全美國所有的學(xué)校和圖書館都有互聯(lián)網(wǎng)連接?，F(xiàn)在，97%的公立學(xué)校能夠連接到互聯(lián)網(wǎng)。在教室里，越來越多的學(xué)生電腦能夠連接到互聯(lián)網(wǎng)，有94%的教室和互聯(lián)網(wǎng)連接。此外，學(xué)生和教室在校內(nèi)對互聯(lián)網(wǎng)和技術(shù)的使用增長很快。公立學(xué)校有92%的時間都連接到區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中。從學(xué)校到區(qū)域的連接包括直接光纖（55%），T-1或DS1線（26%）和無線連接（16%），有84%的區(qū)域有區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。

CERNET專家委員會主任、清華大學(xué)教授吳建平表示，發(fā)達(dá)國家教育信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展趨勢明顯。每個國家都資助連接所有大學(xué)的獨(dú)立高等教育網(wǎng)。例如，美國Internet2，歐盟GEANT2，亞太APAN等。此外，他們的教育寬帶一般投資充足，技術(shù)先進(jìn)，使用量大。例如，英國和日本均約500所大學(xué)，國家每年投入超過8000萬美元。與公網(wǎng)的互聯(lián)互通，往往也得到運(yùn)營商的資助。學(xué)生無論在校還是在家，互聯(lián)網(wǎng)已成為主要的信息基礎(chǔ)設(shè)施。

而在中小學(xué)方面，一般國家沒有國家級中小學(xué)教育網(wǎng)，但是許多國家都有州立的教育網(wǎng)絡(luò)。例如，美國，歐洲各國和日本等。在校園網(wǎng)均有非常好的信息控制手段，以防止有害信息。與公網(wǎng)的互聯(lián)互通上，國家和運(yùn)營商對中小學(xué)聯(lián)網(wǎng)有非常優(yōu)惠的政策。

與之相比較，中國無疑在此方面要落后許多?！拔覈鴮拵占奥蔬h(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家70%以上的水平?！?/p>

現(xiàn)在，中國的大學(xué)幾乎都有了互聯(lián)網(wǎng)連接，但在中小學(xué)，這個比率非常非常低?！坝袑⒔?0%的學(xué)生并不使用互聯(lián)網(wǎng)，這件事非常危險。設(shè)想一下，在美國，每個小孩子都用互聯(lián)網(wǎng)，而在中國，只有一半的孩子用，那么競爭的結(jié)果不言而喻?！鼻迦A大學(xué)教授李星說。

李星認(rèn)為，理想的寬帶是：高校接入達(dá)到1G以上，主機(jī)（桌面有線接入）達(dá)到100M以上，而主機(jī)（無線）則要達(dá)到20M以上。按照這個規(guī)劃來看，目前達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)校很少。

網(wǎng)絡(luò)出口帶寬的瓶頸，已經(jīng)成為高校普遍關(guān)注的問題。

2011年底，教育部科技發(fā)展中心聯(lián)合《中國教育網(wǎng)絡(luò)》雜志針對全國各地區(qū)450多所高校做的調(diào)查顯示，校園網(wǎng)出口帶寬均值達(dá)到1314.684M，985/211高校的均值則高達(dá)3116.26M，華東地區(qū)校園網(wǎng)出口帶寬均值最高，為1805.289M，華北地區(qū)校園網(wǎng)出口帶寬均值相對較低，為574.1367M，但其標(biāo)準(zhǔn)差最小，說明該地區(qū)學(xué)校之間的差異性較小。

然而，校園網(wǎng)內(nèi)的主干網(wǎng)帶寬利用率都達(dá)到60%上下，而出口帶寬利用率則都超過或接近75%，已經(jīng)超過網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率60%的警戒線，尤其是出口帶寬利用率，985/211高校均值甚至超過了80%，七大區(qū)域中，不少學(xué)校的校園網(wǎng)出口帶寬利用率都達(dá)到了100%，說明網(wǎng)絡(luò)擁堵情況比較嚴(yán)重，急需擴(kuò)容和升級。當(dāng)然，這也預(yù)示著高校新一輪的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和帶寬升級即將展開。帶寬不足主要源于信息化投入與意識沒有跟上。

此外， IP地址嚴(yán)重不足，中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展受到限制，也難以支持物聯(lián)網(wǎng)等未來重要應(yīng)用（美國人均5個IP地址，我國人均不到0.2個IP地址）。

教育寬帶的建設(shè)還將加快科研工作者的協(xié)同工作如。通過網(wǎng)絡(luò)視頻進(jìn)行海洋環(huán)境分析，三維實時顯示，實時系統(tǒng)仿真，遠(yuǎn)程控制掃描電子顯微鏡等。

教育網(wǎng)絡(luò)的機(jī)遇之年

2012年初我國的寬帶提速正在迅速部署，與國際的形勢相呼應(yīng)，然而，相關(guān)專家也提到：“寬帶惠及教育尚未有明確的路線圖?！?012年是教育信息化元年，國家即將頒布“教育信息化十年規(guī)劃”，關(guān)于信息化強(qiáng)有力支撐的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)藍(lán)圖也呼之欲出。

在教育競爭愈加激烈的今天，加大建設(shè)教育寬帶有著更緊迫的意義。從整個趨勢來看，現(xiàn)在教育寬帶的建設(shè)迎來了一個較好的發(fā)展時機(jī)。

首先，在需求方面，目前僅有50%的學(xué)生享受到了網(wǎng)絡(luò)，中小學(xué)中還有絕大多數(shù)比例沒有擁有互聯(lián)網(wǎng)?！拔磥砦覀兊木W(wǎng)絡(luò)一定要接入中、小學(xué)”，相關(guān)人士表示，要使得每個學(xué)生都享受到網(wǎng)絡(luò)，才能使中國的孩子在信息的攝取上與別國站在同一起跑線。

還有，隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷深入，對帶寬的需求更多。2011年，我國網(wǎng)絡(luò)視頻的使用率呈逆勢上揚(yáng)的態(tài)勢，網(wǎng)絡(luò)視頻的用戶規(guī)模較上一年增加14.6%，達(dá)到3.25億人，使用率提升至63.4%。在高校中，視頻等應(yīng)用上升勢頭明顯。以CERNET華北地區(qū)網(wǎng)絡(luò)視頻流量為例，2007年達(dá)到76702G，到2010年達(dá)到592268G，2011年達(dá)到903582G，短短四年間，流量增長了十幾倍。

隨著公開課的發(fā)展，未來學(xué)生會有更多視頻應(yīng)用的需求。目前來看，由于帶寬的限制，視頻體驗效果不流暢，成為制約視頻應(yīng)用發(fā)展的最大原因。最早的網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)平臺Real的創(chuàng)始人羅布·格拉則(Rob Glaser)就曾說，“我們被愚蠢的網(wǎng)速給耽誤了，我們被扔進(jìn)了數(shù)字鴻溝?！币虼耍磥硪咕W(wǎng)絡(luò)公開課等應(yīng)用更好地讓學(xué)生使用，建設(shè)流暢的高帶寬的網(wǎng)絡(luò)勢在必行。

其次，技術(shù)的發(fā)展也提供了可能。寬帶網(wǎng)絡(luò)可以分為三大部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)、接入網(wǎng)。寬帶網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)也分為3類：傳輸技術(shù)、交換技術(shù)、接入技術(shù)。

寬帶傳輸網(wǎng)主要以SDH（同步數(shù)字系列）為基礎(chǔ)的大容量光纖網(wǎng)絡(luò); 寬帶交換網(wǎng)是采用ATM（異步傳輸模式）技術(shù)的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)；寬帶接入網(wǎng)主要有光纖接入、銅線接入、混合光纖/銅線接入、無線接入等。

現(xiàn)在，城市光網(wǎng)大量普及，逐漸超過DSL成為主流寬帶接入方式，光纖化是各國寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢。隨著光網(wǎng)的不斷發(fā)展，其也將能達(dá)到速率高、單價低的程度。

再次，是政策方面的支持。在政策層面，大力發(fā)展教育寬帶已經(jīng)具備了很好的條件。從國家層面來說，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》要求：加快信息化進(jìn)程，把教育信息化納入國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò)。

不久之前，教育部副部長杜占元指出，黨中央、國務(wù)院高度重視教育信息化發(fā)展，注重開展戰(zhàn)略性、深層次研究，搶占國家戰(zhàn)略發(fā)展需要的制高點(diǎn)，爭取我國在“第五疆域”網(wǎng)絡(luò)空間的話語權(quán)。他同時表示，要加大服務(wù)教育信息化的力度，做好公益性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，健全可持續(xù)發(fā)展機(jī)制，實現(xiàn)采用下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教育網(wǎng)絡(luò)覆蓋到全國的大、中、小學(xué)校。

國家政策對教育信息化的傾斜，使教育行業(yè)信息技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展迎來了難得的機(jī)遇之年。

獲得IPv4地址數(shù)量最多的前20所學(xué)校(截止2011年底)

未來的教育寬帶

帶寬的提升將為整個國家的教育實現(xiàn)跨越式發(fā)展。無疑，它使很多問題的解決變得更清晰。比如，加快打破數(shù)字鴻溝，這從臺灣地區(qū)的“數(shù)位學(xué)伴線上課業(yè)輔導(dǎo)服務(wù)”這一應(yīng)用即可看出。這一項目通過運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式，由大學(xué)生輔導(dǎo)偏遠(yuǎn)地區(qū)的中、小學(xué)生，提升偏遠(yuǎn)地區(qū)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，促成學(xué)習(xí)機(jī)會均等。輔仁大學(xué)負(fù)責(zé)該項目的技術(shù)實現(xiàn)，他們建置一個提供1600人同時在線上以視頻會議模式進(jìn)行課業(yè)輔導(dǎo)的教學(xué)平臺。1600人同時上線，且畫面流暢，這需要很大的帶寬。但是實現(xiàn)之后他們從中獲益很多?！敖逃龣C(jī)會不均等，潛藏危機(jī)，我們必須有所作為?！陛o仁大學(xué)資訊長林宏彥說。

教育寬帶的建設(shè)還將加快科研工作者的協(xié)同工作。如通過網(wǎng)絡(luò)視頻進(jìn)行海洋環(huán)境分析，三維實時顯示，實時系統(tǒng)仿真，遠(yuǎn)程控制掃描電子顯微鏡等?？茖W(xué)家之間會用到大量模型計算，傳送非常大的數(shù)據(jù)，由于交互性比較強(qiáng)，所以對視頻技術(shù)的要求相當(dāng)高。在這種情況下，除了畫面質(zhì)量的清晰度之外，同時要求延時很小，沒有大的帶寬幾乎不可能實現(xiàn)。

那么，到底教育寬帶應(yīng)該以什么模式、技術(shù)發(fā)展？政府會以什么步驟、什么力度推進(jìn)教育寬帶都是人們關(guān)心的問題。清華大學(xué)教授李星認(rèn)為，目前的教育寬帶大致有三種模式：10G校園網(wǎng)，802.11n無線局域網(wǎng)，10G接入學(xué)術(shù)網(wǎng)。

河南省教育廳日前發(fā)出通知，表示將啟動河南省教科網(wǎng)智能光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。這是一個讓教育信息化工作人員頗為振奮的消息。這意味著全國首個智能光教育寬帶將開啟，這可能成為未來的趨勢，“當(dāng)然，這需要很大的魄力?！毕嚓P(guān)人士表示。

可以預(yù)計，隨著“十二五”的深入，信息技術(shù)逐漸融入教學(xué)過程，需求將在未來的幾年內(nèi)急劇膨脹，從而使教育網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)隨之步入一個新的臺階，為教育質(zhì)量的全面提升以及全民終身教育目標(biāo)的實現(xiàn)，乃至對人才培養(yǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展都奠定一個好的基石。

在步驟方面，美國曾公布的一個在線互動地圖也許可以給我們啟示。這個地圖展示了其擁有互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)校和它們的寬帶速度。從地圖中可以看到，全美不同學(xué)校的互聯(lián)網(wǎng)接入有怎樣的區(qū)別，以及寬帶走勢如何在寬帶政策實施后一步步變化。中國也需要有步驟地擴(kuò)展和建設(shè)不同地區(qū)的教育寬帶，以信息化縮短或者逐步消除數(shù)字鴻溝。

“中國的教育需要發(fā)展寬帶，今年已經(jīng)開了一個好頭，但寬帶如何實現(xiàn)跨越式發(fā)展，是否能直接過渡到IPv6的寬帶網(wǎng)，讓我們拭目以待。”專家表示。