今年初爆发的疫情,让教育数字化、智能化加速发展。我们看到国家在大力推动教育数字化。中国规划 2022 年实现教育信息化 2.0 全面升级,全国超 51 万个学校的超 700 万教室和超 1300 万宿舍,均要接入到网络,以推动在线教育、人脸识别、数字图书馆以及智能安防等多种教育场景应用发展。

 

预计教育信息化市场规模 2000 亿,年增长率达到 24%。发展教育信息化和在线教育等,需要构建智慧教育园区。这样的智慧化园区,不只实现连上网络的“从无到有”的问题,还应该保证学生和老师的上课时高品质、高可靠的数字化体验,即“从有到好”。

 

我们应该靠什么样的中小学校园网络,为智慧教育多种应用保驾护航?

 

 

01. 智慧教育园区迎来发展机遇

我国学生人数众多,教育信息化需求旺盛。据“十三五”规划,2020 年我国九年义务教育阶段在校生人数为 1.5 亿人、高中阶段在校生人数将达到 4130 万人,总人数达到 1.91 亿。

 

教育与网络的缘分并非只在疫情爆发后才出现。早在 2017 年,国家发布的《国家教育事业发展“十三五”规划》中,已经提出“互联网+教育”——“要大力推进教育信息化,推动‘互联网+教育’新业态发展。

 

2019 年,国务院办公室印发的《加快推进教育现代化实施方案(2018-2022 年)》中也明确提出推动以互联网等信息化手段服务教育教学全过程。

 

为此我们看到,各地中小学教育园区如雨后春笋般,不断出现在人们的视野中。

  • 比如 2019 年 10 月,浙江萧山区智慧教育大数据项目校园子项目完成;

  • 今年 3 月,兰州市公共资源交易中心发布榆中县教育园区建设公告;

  • 今年 5 月,陕西省教育厅办公室发布中小学智慧校园示范校创建工作通知。

 

如今智慧教育正在从引入互联网技术到引入 AI 技术。在去年 5 月的国际人工智能与教育大会上,我国教育部部长陈宝生表示,在 2020 年底前,我国将启动建设 10 个以上“智慧教育示范区”,优先开展人工智能与教育融合创新发展的实践探索。

 

 

与此同时,我们看到在线教育需求旺盛。据相关数据机构调查,2018 年我国在线教育用户已经达到了 1.72 亿人。未来几年,在线教育用户规模将保持 15%左右的速度继续增长,到 2024 年预计突破 4 亿人,总体市场规模将突破 4500 亿元,2025 年在线教育将首次超过线下。

 

如今全球依然处于疫情肆虐中,一些地方疫情还在反复。广大中小学学校想要保证日常教学,需要建设好在线教育系统,除了应急疫情这种突发挑战,也是一种高效的教学模式,更是解决各地教育资源鸿沟问题的关键。

 

02. 丰富智慧教育应用呼唤高品质连接

我们知道,智慧教育是通过互联网、物联网、云、AI、大数据及区块链等先进技术,推动传统教育模式与内容实现平台化、数字化的发展过程。

 

但现实是很多学校信息化很初级。比如在教室场景,笔者调查得知,传统教室终端是电视和广播,靠 CAT5 网线实现覆盖,不智能。

 

而新一代数字化教室终端丰富多样,包括了电视、广播、Wi-Fi、监控以及电子白板等,靠全光智能专线网络实现覆盖,还能支撑人脸识别、数字图书馆以及智能安防等多种应用。

 

 

为何许多地区智慧教育园区发展比较缓慢?除了投入和重视度的问题,还有一个关键问题,就是忽视了校园园区网络这个智慧教育最重要的基石。校园网络能力不足,就无法支撑多样化终端、多样化应用可靠运行。

 

首先,网络性能要求更高。目前学校班级人数往往多达四五十人,需要同时接入网络。同时网络教学已不再是简单的教师只讲,学生只听的传统模式。学生可以随时向教师提问,进行实时课堂互动。学校园区门口和教室等部署高清联网摄像头,并进行实时智能分析,可尽可能保障校园师生安全……

 

这些需求对校园园区网络带宽、时延提出了更高的要求。如果想要达到良好的体验效果,每个课堂需要独享 20~50Mbps 优质稳定的网络带宽。通过对学校在线教学掉线、卡顿的原因分析,我们发现 90%问题是来自光纤宽带“最后一公里”问题。

 

其次,多网络并存,信息难共享。我们看到建设智慧教育园区时,往往采用有线网、Wi-Fi、校园网、物联网、电视网等不同网络形式,以支撑行政管理、教师办公、学校论坛等日常活动。这使得网络建设、维护难度增大。而且,学校也希望合理使用校园网络资源,尽可能节省管理成本,并能够快速解决故障问题。

 

最后,教学资源和学生信息需要保障安全,且学生上网动作需守护。中小学生身体和心理还不成熟,意志力较差,对各类诱惑缺乏免疫力、生活阅历肤浅、缺乏美丑善恶的判断力等特征,所以中小学生上网,需要老师能实时看护。

 

高品质的智慧教育,需要高品质的园区网络。什么样的网络才能以强悍的、全面的性能,保障教育园区日常的运转和各类智慧终端应用使用呢?

 

我们分析后可知,学校需要将网络由百兆到校进一步推进到百兆到班,实现优质教育资源班班通;推动 Wi-Fi 6 大并发,支持 80 个以上学生同时接入并收发数据,互相不影响;支持智能运营管理和维护;实现安全管控,绿色上网。

 

03. 精品园区专线四大能力赋能智慧教育

纵观当前的各类网络服务,我们看到,只有采用 10G PON+Wi-Fi 6 技术的精品园区专线所拥有的性能,符合智慧教育园区对网络性能的需求。具体来看,精品园区专线在教育领域拥有四大能力,在运行、维护等方面表现出色。

 

能力一:提供高带宽、更低时延的强大连接。

在稳定高带宽方面,目前一些学校总体网络带宽大都只有 200M。但智慧学校的每个班级,包括电子白板、录播系统、电子班牌、超级课桌、电子书包、多媒体讲台、全息投影、VR/AR 超级教室、教育机器人等硬件设备。

 

 

面对这些设备正常运行时对网络的要求,全校 200M 的带宽显然有些捉襟见肘。精品园区专线可以将百兆到校,延伸到百兆到班级,让每个班级教室的带宽实时达到 100M,保障多样终端的正常上网运行。

 

智慧教育园区在线课堂,往往需要访问云服务器上的教课系统,当前 300M 互联网专线带宽,无法保障 4K 高品质视频对网络的要求。精品园区专线可支持高达 10Gbit/s 的对称网络速率,提供千兆专线接入能力,让课堂互动不再卡顿。

 

在低时延方面,随着教育发展,VR 课堂将成为未来课堂的主要形式。精品园区专线可以 AR/VR/ 全息技术对带宽、时延的需求,从而改善学习体验,提升了教学的参与性与互动性。

 

能力二:稳定支持更多并发连接,人人可轻松上网。

目前班级学生人数往往比较多,如果上课时每位学生都需要将平板等终端联接到网络,就会导致网络拥塞,一些学生连不上网,上课体验得不到保障。此时,精品园区专线可以实现的 Wi-Fi 6,具有大并发的能力,通过业界率先支持软件定义射频技术,并发接入用户数提升 50%。据悉,Wi-Fi 6 在智慧校园应用中,可支持 80 名以上学生同时接入并收发数据,互相不影响。

 

业界已经推出了首款支持 Wi-Fi 6 的 OptiXstar 系列教育网关,实现更高速率、更大并发。

 

能力三:提供智能调整和智能运维功能,让学校低成本管理,不再惧怕网络故障。

 

 

如果在学生上课时,网络出现故障,传统的教育专线网络恢复往往需要 24 小时以上,学校的正常教学难以得到保障。精品园区专线从终端、线路、局端、再到承载网,端到端采用多种保护机制,任何一个环节出现故障,都能自动找到备份逃生路径,确保专线链路高可用性。此外,线路支持 Type B 保护,一旦光纤中断,可以在 50 毫秒内倒换到保护路径,用户完全无感知。

 

能力四:可保证学校信息和数据安全,加速信息“孤岛”打破,还能做学生上网的守护者。

教育园区提供丰富便捷服务,就要实现各种信息的共享,必须把不同业务运行在云端。基于 10G PON 技术的精品园区专线,实现与普通上网流量相互隔离,保障业务体验,杜绝了非法用户接入网络的可能。同时针对多种应用和千万级的 URL,精品园区专线能够有效的规范学生的上网行为,实现绿色上网。

 

据悉,业界推出的教育网关,已经内置硬件防火墙,能进行 URL 过滤,访问控制,防止黑客攻击等能力,有效保护学生网络空间绿色安全。

 

观察:

精品园区专线,是智慧教育园区发展基石

从以上分析可得,相比通过公网连接的教育网络,精品园区专线一方面满足学校日常教学对网络带宽的需求,另一方面为学校逐步应用的高清视频、VR/AR 教育提供了强有力的网络保障。

 

而电信运营商加大对精品园区专线建设力度,可以拥抱千亿元的教育信息化市场。在教育行业数字化大趋势下,各个学校管理者,需对精品园区专线重视起来。可以预见,在 F5G 全光网普及的时代,精品园区专线网络,将成为智慧教育发展的基石,助力教育向智慧时代前行。