胡記偉，趙志強(qiáng)，張 磊，薛建軍，趙 平，李振國，廖遠(yuǎn)志

（武漢烽火技術(shù)服務(wù)有限公司，武漢 430205）

1 我國信息通信人才培養(yǎng)存在的問題

目前，我國信息通信人才培養(yǎng)主要面臨以下兩個問題。

1.1 信息通信專業(yè)學(xué)生實習(xí)實訓(xùn)成本居高不下

目前，我國信息通信專業(yè)高等教育仍偏重理論，大學(xué)生實踐水平較低。雖然高校設(shè)置了實習(xí)實踐課程，但受限于較高的實習(xí)成本和有限的實習(xí)經(jīng)費，學(xué)生實習(xí)實踐效果很難保證，實踐水平也難以得到有效提高。我國高校和中職院校信息通信專業(yè)學(xué)生實訓(xùn)以線下為主，實習(xí)成本較高，其中包括交通費、安全費、資料費、餐飲費、場地費等，嚴(yán)重影響了高質(zhì)量實習(xí)實訓(xùn)體驗?zāi)Ｊ降囊?guī)?；茝V。各個學(xué)校實習(xí)經(jīng)費標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，相差很大，重點院校實習(xí)經(jīng)費相對充足，非重點院校實習(xí)經(jīng)費不足，學(xué)生實習(xí)實訓(xùn)效果難以保證。以湖北省武漢市高校為例，信息工程專業(yè)實習(xí)經(jīng)費標(biāo)準(zhǔn)分為3 個檔次，第一檔：兩所985 高?！錆h大學(xué)和華中科技大學(xué)，每年每人800 元左右。第二檔：211高校，包括華中師范大學(xué)、武漢理工大學(xué)等，每年每人400 元左右。第三檔：省屬高校，包括湖北工業(yè)大學(xué)、武漢工程大學(xué)等，每年每人120 元左右（實習(xí)經(jīng)費標(biāo)準(zhǔn)來自高校教務(wù)處）。實訓(xùn)經(jīng)費充足，學(xué)生可以獲得很好的實操體驗；實習(xí)經(jīng)費不足，甚至學(xué)生需要出部分費用才能湊齊實訓(xùn)費用，那么實操體驗也難以保證。

1.2 信息通信技術(shù)人才緊缺

信息通信技術(shù)人才資源緊缺有深層次的原因：一方面，這些年信息通信行業(yè)存在無序競爭現(xiàn)象，行業(yè)利潤急速減少，很多企業(yè)沒有做好人才儲備和培訓(xùn)工作；另一方面，高校通信專業(yè)人才培養(yǎng)偏重于學(xué)術(shù)理論，導(dǎo)致培養(yǎng)出的通信人才存在理論知識扎實、網(wǎng)絡(luò)實踐經(jīng)驗不足的問題，與企業(yè)需求脫節(jié)，這些應(yīng)屆大學(xué)畢業(yè)生進(jìn)入企業(yè)后短時間內(nèi)不能勝任崗位工作的要求，還需企業(yè)投入資源加以培養(yǎng)才能“真正上崗”。

2 5G+信息通信技術(shù)人才培訓(xùn)平臺主要建設(shè)內(nèi)容

當(dāng)前，意識領(lǐng)先的教育信息化企業(yè)和學(xué)校已經(jīng)開始探索5G 教育應(yīng)用場景，初步形成了5G+智慧校園、5G+智慧教室、5G+直播教學(xué)、5G+全息教學(xué)、5G+VR 教學(xué)以及5G+仿真實驗等新型教育應(yīng)用場景［1］。在此背景下，武漢烽火技術(shù)服務(wù)有限公司聯(lián)合武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)和華中師范大學(xué)等高校以及相關(guān)企業(yè)成功建成5G+信息通信技術(shù)人才培訓(xùn)平臺（以下簡稱“本平臺”）。本平臺始終聚焦我國信息通信技術(shù)人才培養(yǎng)工作的三大痛點，立足已有的核心優(yōu)勢和培訓(xùn)資源，成功建成“互聯(lián)網(wǎng)+”數(shù)字化培訓(xùn)設(shè)施，與高校和企業(yè)開展深度合作，將理論學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)實操有機(jī)結(jié)合，不斷豐富我國5G+智慧教育應(yīng)用場景，共同打造優(yōu)質(zhì)培訓(xùn)資源共享、實習(xí)成本合適的信息通信技術(shù)人才培養(yǎng)生態(tài)，促進(jìn)我國信息通信專業(yè)優(yōu)質(zhì)教育資源向中西部地區(qū)投送，成功實現(xiàn)信息通信技術(shù)人才規(guī)?；?、高質(zhì)量培養(yǎng)，為加快建設(shè)世界重要人才中心和創(chuàng)新高地以及發(fā)展我國5G產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)有力的智力支撐。本平臺主要建設(shè)內(nèi)容如下。

2.1 5G 直播學(xué)習(xí)系統(tǒng)

通過與微課堂合作，本平臺已建成華中地區(qū)最大的信息通信技術(shù)人才直播學(xué)習(xí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過視頻互動技術(shù)，以大數(shù)據(jù)+人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術(shù)為依托，學(xué)員可以通過計算機(jī)、手機(jī)、微信App、瀏覽器等多種方式參加培訓(xùn)。該系統(tǒng)自帶簽到、白板、聊天、互動、答疑、嘉賓連麥、調(diào)查問卷、考核、無痕督課等互動功能（見圖1），不僅可以保證學(xué)員的“出席率”，還為培訓(xùn)內(nèi)容的創(chuàng)新提供了技術(shù)支撐。

圖1 5G 直播學(xué)習(xí)系統(tǒng)截圖

該系統(tǒng)具備千人規(guī)模級實時在線直播教學(xué)、百人規(guī)模級在線互動+在線實操型點對點互動教學(xué)功能，具有良好的信息通信技術(shù)人才培訓(xùn)“互聯(lián)網(wǎng)+”體驗環(huán)境，顯著降低了信息通信技術(shù)人才培養(yǎng)成本，提高了信息通信技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量和速度，為我國乃至全球5G 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)?；渴鹛峁┝藞詫嵉娜瞬疟Ｕ?。

2.2 E-Lab 云實驗室

為了滿足學(xué)員遠(yuǎn)程實操的需求，平臺依托5G實驗室近百端烽火5G 切片分組網(wǎng)（Slicing Packet Network，SPN）/ 智能傳送網(wǎng)（Smart Transport Network，STN）設(shè)備組成5G SPN/STN 現(xiàn)網(wǎng)，建成了E-Lab 云實驗室（見圖2），采用數(shù)百臺高可用服務(wù)器及存儲器組成虛擬桌面池，通過萬兆交換網(wǎng)絡(luò)接入5G 實驗室設(shè)備和瘦終端個人計算機(jī)（Personal Computer，PC），通過虛擬機(jī)與教室資源的靈活分配，使用互聯(lián)網(wǎng)隨時隨地接入5G 實驗室中300 多端設(shè)備資源進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實操，可同時滿足50 多個班超過1000 名學(xué)員的實操需求。

圖2 E-Lab 云實驗室截圖

E-Lab 云實驗室采用了許多先進(jìn)的技術(shù)，如虛擬機(jī)（Kernel-based Virtual Machine，KVM）技術(shù)、Xen技術(shù)以及VMware 技術(shù)等。其開發(fā)平臺為ovirt 開源平臺，同時采用了超融合人機(jī)交互（Human-Computer Interaction，HCI）底層管理基礎(chǔ)架構(gòu)，該架構(gòu)可以構(gòu)建一個虛擬機(jī)，這個虛擬機(jī)能夠完成鏡像操作。

E-Lab 云實驗室是一種新型培訓(xùn)服務(wù)模式，其中搭建了包括承載網(wǎng)、傳輸網(wǎng)和接入網(wǎng)等5G 網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的端到端組網(wǎng)環(huán)境，通過云計算、大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”等數(shù)字技術(shù)為學(xué)員提供單站開通、站點測試、設(shè)備連纖、設(shè)備聯(lián)調(diào)、業(yè)務(wù)開通、業(yè)務(wù)驗證、業(yè)務(wù)查詢、日常維護(hù)、站點巡檢、故障處理、網(wǎng)絡(luò)評估以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等信息通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程實操服務(wù)。有了E-Lab 云實驗室，學(xué)員可以通過網(wǎng)絡(luò)上的任何工作站來參與培訓(xùn)活動，且不受時間、地點的限制，也可以遠(yuǎn)程進(jìn)行方案演示、方案驗證等。這種方式不但成本低、覆蓋面廣，而且能有效提升學(xué)員網(wǎng)絡(luò)實操技能，得到了學(xué)員的廣泛認(rèn)可。

2.3 教學(xué)仿真軟件系統(tǒng)

本平臺成功開發(fā)出教學(xué)仿真軟件系統(tǒng)，主要具有以下功能。

（1）能夠為用戶提供模擬5G 網(wǎng)絡(luò)組建與設(shè)計功能，如設(shè)計一個5G 核心網(wǎng)絡(luò)，也可以設(shè)計一個演進(jìn)的通用陸基無線接入網(wǎng)。（2）支持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)劃功能，可根據(jù)任務(wù)描述，通過網(wǎng)元部署及連線完成5G 承載網(wǎng)3 種網(wǎng)元功能及承載網(wǎng)規(guī)劃拓?fù)湓O(shè)計。（3）支持硬件配置功能，可根據(jù)任務(wù)描述，完成設(shè)備的型號選擇、布放以及線纜連接等任務(wù)。（4）可以完成5G 承載網(wǎng)機(jī)房硬件配置，比如實現(xiàn)網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議（Internet Protocol，IP）地址配置，完成設(shè)備之間、設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)光纖配線架之間的數(shù)據(jù)連接。（5）可以完成5G 承載網(wǎng)業(yè)務(wù)開通操作，支持IP 地址、路由等規(guī)劃配置，也可以完成FlexE 切片/聚合/交叉配置以及前傳網(wǎng)絡(luò)配置。（6）支持業(yè)務(wù)調(diào)試功能，可根據(jù)任務(wù)需求，在虛擬項目上完成IP 鏈路調(diào)試及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，以保證網(wǎng)絡(luò)正常運行。

3 5G+信息通信技術(shù)人才培訓(xùn)平臺創(chuàng)新性

本平臺總體技術(shù)方案和技術(shù)路線就是采用自研的新型5G 組網(wǎng)方案搭建5G SPN/STN 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)（見圖3），采用以5G SPN/STN 為代表的新一代骨干和城域范圍內(nèi)5G 承載網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，支持FlexE 切片及軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software-defined Networking，SDN）技術(shù)。對一般的城域SPN/STN 網(wǎng)絡(luò)來說，其結(jié)構(gòu)分為核心層、匯聚層、接入層3 層，包含核心SPN/STN、骨干匯聚SPN/STN、普通匯聚SPN/STN 及接入SPN/STN 節(jié)點。業(yè)務(wù)由接入節(jié)點接入，匯聚節(jié)點進(jìn)行流量匯聚，核心節(jié)點作為城域流量出口與骨干網(wǎng)對接。SDN 管控平臺與所有節(jié)點建立點對點連接，實現(xiàn)端到端FlexE 切片，且為網(wǎng)絡(luò)切片提供集中管理和控制服務(wù)。學(xué)員可使用瘦終端連接云桌面平臺，且云桌面可提供各類瘦終端組建業(yè)務(wù)驗證網(wǎng)絡(luò)及管控網(wǎng)絡(luò)。

圖3 5G SPN/STN 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)?/p>

“5G+智慧教育”不僅是對傳統(tǒng)線上教育的速度提升，還是5G 技術(shù)與教育理念的深度融合和全面創(chuàng)新［2］。本平臺創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下4 個方面。

3.1 理念創(chuàng)新

本平臺成功與高校和中職學(xué)校合作開展了信息通信技術(shù)人才定制化培養(yǎng)工作，聯(lián)合開發(fā)和設(shè)計培訓(xùn)課程，委托武漢烽火技術(shù)服務(wù)有限公司一批技術(shù)骨干擔(dān)任高校合作培養(yǎng)導(dǎo)師，突破了我國信息通信人才傳統(tǒng)培養(yǎng)方式，促進(jìn)信息通信專業(yè)理論和信息通信網(wǎng)絡(luò)實踐有機(jī)結(jié)合，促使學(xué)生實訓(xùn)工作高質(zhì)量完成，顯著提高了學(xué)生的實操水平，推動我國信息通信產(chǎn)業(yè)和信息通信專業(yè)教育在更廣范圍、更深程度、更高水平融合發(fā)展。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新

本平臺采用虛擬現(xiàn)實、云計算、大數(shù)據(jù)等數(shù)字技術(shù)，結(jié)合烽火690/650E 系列5G SPN 設(shè)備和端到端的組網(wǎng)模式搭建5G SPN 現(xiàn)網(wǎng)，接入和傳輸承載帶寬與容量提升10 倍以上，接入速率超過20 G/秒。結(jié)合自研的公有云內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（Content Delivery Network，CDN）加速和遠(yuǎn)程控制軟件，學(xué)員可以遠(yuǎn)程模擬5G 網(wǎng)絡(luò)智能開通、智能交付及智能運維等應(yīng)用場景。本平臺還支持個人計算機(jī)（Personal Computer，PC）、手機(jī)等終端進(jìn)行直播、學(xué)習(xí)、考核、認(rèn)證等操作。

3.3 應(yīng)用創(chuàng)新

本平臺成功建成我國信息通信技術(shù)領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實-遠(yuǎn)程教學(xué)、在線學(xué)習(xí)和互動課堂3 種5G+智慧教育應(yīng)用場景，并在超過30 所高校和中職學(xué)校以及超過100 家企業(yè)信息通信人才培養(yǎng)項目中得到應(yīng)用，成功培養(yǎng)超過10 000 名信息通信技術(shù)人才，豐富了我國5G+智慧教育應(yīng)用場景，推動我國5G+智慧教育應(yīng)用不斷創(chuàng)新。

3.4 模式創(chuàng)新

本平臺構(gòu)建了設(shè)備軟硬件智能體系，有效建立了“5G+智慧教育”教學(xué)模式［3］，開展了5G 直播學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程實操、遠(yuǎn)程考核、遠(yuǎn)程認(rèn)證等在線教育工作，注重培訓(xùn)體驗、課堂互動和個性化學(xué)習(xí)，持續(xù)提高培訓(xùn)體驗感和效率。本平臺突破傳統(tǒng)的集中面授模式，采用云培訓(xùn)新模式，在保證培訓(xùn)效果的同時避免了學(xué)員面對面接觸，成功推動我國專業(yè)技術(shù)人才培訓(xùn)向“在線培訓(xùn)+體驗教育”轉(zhuǎn)型。

4 5G+信息通信技術(shù)人才培訓(xùn)平臺應(yīng)用效果

智慧教育不僅是智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用，更是智能時代教育的全面轉(zhuǎn)型與變革［4］。本平臺服務(wù)對象主要包括高校、中職學(xué)校和企業(yè)，成功建成虛擬現(xiàn)實-遠(yuǎn)程教學(xué)、在線學(xué)習(xí)和互動課堂3 種5G+智慧教育應(yīng)用場景，面向?qū)W員開展了信息通信技術(shù)遠(yuǎn)程教學(xué)和信息通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程實操，取得以下應(yīng)用效果。

4.1 開展5G+智慧教育，推動培訓(xùn)模式創(chuàng)新，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果，提高了培訓(xùn)滿意度

本平臺采用5G、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等數(shù)字技術(shù)，通過5G 直播學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行沉浸互動式教學(xué)，激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，提升了其學(xué)習(xí)能力；通過5G空中課堂，成功打破空間限制，使不同地區(qū)的學(xué)員加入課堂聽課、參與答疑，實現(xiàn)便捷的課堂實時交互，重塑在線教育數(shù)字化體驗，學(xué)員足不出戶便可做各種各樣的實驗，獲得與真實實驗一樣的體會，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解，使培訓(xùn)模式從傳統(tǒng)的“被動接受式”轉(zhuǎn)為“自主探索式”。

本平臺建成在線學(xué)習(xí)平臺，擁有多種信息通信技術(shù)課程（中英文課程均有），包括PPT 講義和錄播視頻。該平臺面向全球?qū)W員24 小時全天候免費開放，為學(xué)員自學(xué)開辟了“互聯(lián)網(wǎng)+”教育通道，推動優(yōu)質(zhì)教育資源共享。

4.2 開展遠(yuǎn)程實操，顯著降低了實訓(xùn)成本，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享

本平臺建成E-Lab 云實驗室和教學(xué)仿真軟件系統(tǒng)，實時承載量超過1 000 人，可以開展規(guī)?；h(yuǎn)程實訓(xùn)。學(xué)員通過網(wǎng)絡(luò)可以模擬設(shè)備安裝、測試、維護(hù)、故障處理等網(wǎng)絡(luò)操作，節(jié)省了交通費、安全費、場地費、資料費等實訓(xùn)成本，節(jié)約了75%的實訓(xùn)成本，推動我國信息通信專業(yè)教育成本下降，促進(jìn)我國教育高質(zhì)量發(fā)展。

另外，我國非重點院校教育經(jīng)費普遍緊張，單個學(xué)生每年實訓(xùn)費用很低，很難獲得體驗感較強(qiáng)的實訓(xùn)環(huán)境。通過虛擬現(xiàn)實和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV）技術(shù)，本平臺實操承載量大幅提高，使得單次實操成本顯著降低，學(xué)員可以獲得較高體驗感的5G 承載網(wǎng)實操，推進(jìn)高質(zhì)量教育資源共享，促進(jìn)我國高等教育均衡發(fā)展。

4.3 開展“數(shù)字化體驗培訓(xùn)”，推動我國信息通信技術(shù)人才規(guī)模化高質(zhì)量培訓(xùn)，為我國信息通信產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了智力支撐

本平臺引入了5G 和白板技術(shù)，建成5G 直播學(xué)習(xí)系統(tǒng)，采用新型直播教學(xué)模式，提高教師和學(xué)員間的互動效率，滿足學(xué)員個性化的培訓(xùn)需求，提升了培訓(xùn)效率。該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和即時性，實現(xiàn)了移動端和PC 端之間的互通，突破時空限制，推動我國信息通信技術(shù)人才培訓(xùn)向“在線培訓(xùn)+體驗教育”轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)我國信息通信技術(shù)人才規(guī)模化高質(zhì)量培訓(xùn)，滿足我國信息通信產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求。

在5G 直播學(xué)習(xí)系統(tǒng)中可以構(gòu)建多重學(xué)習(xí)場景，加強(qiáng)了師生之間的互動，拓展了在線教育培訓(xùn)功能，具有極佳的體驗感，提高了學(xué)員的黏性，累計培訓(xùn)超過10 000 名信息通信技術(shù)人才，成功搭建我國信息通信高素質(zhì)人才儲備庫和信息通信技術(shù)人才供需平臺，推動解決我國信息通信產(chǎn)業(yè)專業(yè)技術(shù)人才緊缺的問題，促進(jìn)我國信息通信產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

目前，本平臺成功入選工信部和教育部“5G+智慧教育”應(yīng)用試點項目，已與武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)、武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院、武漢盈信通科技有限公司等院校和企業(yè)開展深度合作，服務(wù)企業(yè)超過100 家，累計培訓(xùn)規(guī)模超過10 000 人，成功打造一種優(yōu)質(zhì)培訓(xùn)資源共享、實習(xí)成本合適的信息通信技術(shù)人才培養(yǎng)生態(tài)，探索出一種滿足大規(guī)模與個性化需求的新型人才培養(yǎng)模式［5］，實現(xiàn)了我國信息通信技術(shù)人才規(guī)模化高質(zhì)量培養(yǎng)，為加快建設(shè)世界重要人才中心和創(chuàng)新高地，以及發(fā)展我國5G 產(chǎn)業(yè)提供了強(qiáng)有力的智力支撐。