趙暉 彭廣成 吳彥銘 中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司江西省分公司 南昌市 332000

0 引言

“十九大”的召開，標志著教育信息化進入到第二階段，從以“教育信息化”為重點的1.0時代進入到以“信息化教育”為重點的2.0時代，重點是業(yè)務(wù)融合、應(yīng)用創(chuàng)新。要求積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動，提升學(xué)校信息化建設(shè)與應(yīng)用水平，推動信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，切實加快全國教育信息化進程，以教育信息化支撐和引領(lǐng)教育現(xiàn)代化，服務(wù)教育強國建設(shè)。教育信息化是教育現(xiàn)代化的核心動力。在教育信息化的實踐過程中，技術(shù)的不斷發(fā)展給教育服務(wù)的組織方式帶來了顯著影響。特別是5G及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速普及，使得以泛在感知網(wǎng)絡(luò)為支撐的無縫的、沉浸式的智能教育體驗得以實現(xiàn)。5G及物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的蓬勃發(fā)展，為打造更智慧化的教育和校園提供了可能，注入了新動力。

1 5G的技術(shù)特點

5G網(wǎng)絡(luò)是第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)的簡稱，與之前的四代移動網(wǎng)絡(luò)相比較而言，5g網(wǎng)絡(luò)在實際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出更加強化的功能，并且理論上其傳輸速度每秒鐘能夠達到數(shù)十GB，這種速度是4G移動網(wǎng)絡(luò)的幾百倍。對于5g網(wǎng)絡(luò)而言，其在實際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出更加明顯的優(yōu)勢及更加強大的功能。他的特點體現(xiàn)在更高的速度，5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率遠遠高于以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，最高可達10 Gbit/s，比先前的4G LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍。5G的超大帶寬傳輸能力，即便是看4K高清視頻、360度全景視頻以及VR虛擬現(xiàn)實體驗都不會出現(xiàn)卡頓的情況。更低的時延，5G的一個新場景是無人駕駛、工業(yè)自動化的高可靠連接。人與人之間進行信息交流，140毫秒的時延是可以接受的，但是如果這個時延用于無人駕駛、工業(yè)自動化就很難滿足要求。5G對于時延的最低要求是1毫秒，甚至更低。更多的連接數(shù)，物聯(lián)網(wǎng)將是5G發(fā)展的主要動力，業(yè)內(nèi)認為5G是為萬物互聯(lián)設(shè)計的。從需求層次來看，物聯(lián)網(wǎng)首先是滿足對物品的識別及信息讀取的需求，其次是通過網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳輸和共享，隨后是聯(lián)網(wǎng)物體隨著量級增長帶來的系統(tǒng)管理和信息數(shù)據(jù)分析，最后改變企業(yè)的商業(yè)模式及人們的生活模式，實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

2 智慧校園的建設(shè)要求

智慧校園的建設(shè)是以“三通兩平臺”為基礎(chǔ)，著力構(gòu)建多層次、全覆蓋、智慧型教育信息化體系，全面實現(xiàn)教育管理和教育教學(xué)信息化，推進信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合、教育教學(xué)的深刻變革。實現(xiàn)數(shù)字校園環(huán)境、數(shù)字教育資源、信息管理服務(wù)三個“全面覆蓋”，推動教師信息技術(shù)應(yīng)用能力、學(xué)生信息素養(yǎng)、信息技術(shù)與教育教學(xué)融合水平、信息化管理和領(lǐng)導(dǎo)水平四個“整體提升”。信息技術(shù)改變了人類的工作和學(xué)習(xí)方式，并賦予職業(yè)和職業(yè)教育新的內(nèi)涵和要求。一方面，傳統(tǒng)職業(yè)的工作方式和工作流程正在發(fā)生一系列的變革，而且一些新興職業(yè)的“工作空間”和“工作方式”本身就依賴以互聯(lián)網(wǎng)為核心的信息技術(shù)；另一方面，由于信息化技術(shù)方法與手段的深入使用，職業(yè)教育的辦學(xué)模式和教學(xué)模式也將隨之發(fā)生革命性變革。

智慧校園建設(shè)與應(yīng)用是教育信息化的重要組成部分，既適應(yīng)了社會和職業(yè)的信息化要求，同時也延伸了職業(yè)教育的辦學(xué)空間。職業(yè)教育的教學(xué)活動除了發(fā)生在校園內(nèi)的教室、實驗室、實訓(xùn)室等傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境和校園外的工廠、車間、賓館、醫(yī)院等職業(yè)活動場所中，也發(fā)生在基于信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)空間中。依托數(shù)字校園，構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的跨越學(xué)校、企業(yè)和社會的辦學(xué)模式，是提高職業(yè)教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，建立現(xiàn)代職業(yè)教育體系的重要途徑和方向。

3 智慧校園建設(shè)存在的主要問題

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬低，滿足不了大規(guī)模高清視頻并發(fā)傳送；校園無線網(wǎng)絡(luò)未做覆蓋；機房維護力量不夠；幾個校區(qū)的網(wǎng)站分布在不同的地方，且由不同單位在維護；學(xué)生位置信息未采集，到校離校時間不能實時統(tǒng)計，存在安全隱患。校園內(nèi)各種“物”的管理手段缺失； 現(xiàn)有IC卡不能互連互通，分校區(qū)的學(xué)生和老師來主校區(qū)參加會議或活動，就餐極其不方便，學(xué)生和教師集中就餐等待時間過長；校區(qū)間信息傳達不便利，教師去分校上課浪費大量時間在路上，效率低下；學(xué)校開展大型活動不能實時展現(xiàn)；學(xué)校教學(xué)方式單一，僅限于老師口傳身授和簡單多媒體教學(xué)。

4 5G智慧校園的應(yīng)用

5G技術(shù)條件下，場景驅(qū)動特征明顯，可以針對教育領(lǐng)域的不同場景、不同服務(wù)對象按需提供定制服務(wù)，建立新型智慧教育體系，如如VR/AR、遠程教育、視頻監(jiān)控等。充分發(fā)揮5G的高速率、低時延、高可靠、大連接、低功耗等特性，通過數(shù)據(jù)匯聚應(yīng)用和前后端能力智能調(diào)配，實現(xiàn)資源投入和配置方式優(yōu)化，并通過打造開放聚合平臺、拓展增值業(yè)務(wù)，獲得大連接基礎(chǔ)上的差異化價值。通過在省內(nèi)某重點高中進行5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，我們實現(xiàn)了省內(nèi)首個基于5G的智慧校園信息化建設(shè)，具體實現(xiàn)方案如下：

（1） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖1 5G智慧校園系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（2）在學(xué)校建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，利用5G宏基站對校園進行5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋；建設(shè)統(tǒng)一的校園無線WIFI，無線網(wǎng)可以在各校區(qū)間無縫漫游；在無線AP設(shè)備上加裝物聯(lián)網(wǎng)模塊，實現(xiàn)無線網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)的校園覆蓋。通過使用新一代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進網(wǎng)絡(luò)融合應(yīng)用，總體提升校出口寬帶，為滿足學(xué)校開展日益豐富的高清視頻、教學(xué)等對網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延均要求相當高的應(yīng)用的要求，形成有線、無線、物聯(lián)網(wǎng)、5G網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)。

（3）采用云計算技術(shù)，實現(xiàn)校園網(wǎng)站及全部應(yīng)用統(tǒng)一上云，集中管理，釋放維護壓力。為學(xué)校建設(shè)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一認證的智慧校園平臺。

（4）通過學(xué)生佩帶的物聯(lián)網(wǎng)卡，手環(huán)等設(shè)備，利用學(xué)校全覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)信號，可以實現(xiàn)學(xué)生出入校無感知考勤，校園內(nèi)實時定位，歷史軌跡查詢，并為今后走班排課提供支持。利用物聯(lián)網(wǎng)對校園內(nèi)的停車場、路燈、垃圾桶等“物”進行全方位管理，利用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)對校園環(huán)境進行監(jiān)測，所有數(shù)據(jù)均能在管理頁面實時查看和處理，實現(xiàn)對校園“人 - 物 -景”的全方位感知。

（5）人臉識別消費系統(tǒng)，打破校區(qū)之間的隔斷，實現(xiàn)各個校區(qū)刷臉自由消費，統(tǒng)一結(jié)算，極大的方便了跨校園參加活動的師生就餐，大幅度縮短等候時間，消費信息實時推送至手機，并能生成營養(yǎng)報告。

（6）基于5G的4K/8K高清視頻同步教學(xué)系統(tǒng)和視頻教學(xué)教研系統(tǒng)，充分利用5G網(wǎng)絡(luò)的eMBB和uRLLC等特性，為師生提供零距離的同步互動教學(xué)體驗和面對面的教學(xué)視頻會議召開。利用5G網(wǎng)絡(luò)移動性，建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)電視臺，在學(xué)校開展大型活動時，可以提供多角度的高清視頻直播服務(wù)。

5 結(jié)論

5G智慧校園的建設(shè)，是利用新一代寬帶無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)相結(jié)合，助力校園建設(shè)的新的嘗試，取得了良好的效果，得到省市政府領(lǐng)導(dǎo)和地方教育主管部門的高度贊賞。未來我們還將通過不斷改善校園信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，營造網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個性化、泛在化的智慧教育環(huán)境，更好地促進信息技術(shù)與教學(xué)教研的深度融合和創(chuàng)新應(yīng)用，提高教育教學(xué)質(zhì)量和科研服務(wù)水平，在5G體育教學(xué)，5G遠程全息教學(xué)，5G+VR理化實驗，5G幼兒專注力學(xué)習(xí)等教育領(lǐng)域展開研究，把新一代寬帶移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成果推廣到各級民生領(lǐng)域，為實現(xiàn)人民對美好生活的向往而努力。