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基于校園有線電視網(wǎng)的VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)
論文關(guān)鍵詞:校園有線電視網(wǎng) VOD多媒體教學(xué)
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論文摘要:本文介紹利用校園原有單向有線電視網(wǎng)構(gòu)建VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)。充分利用升級(jí)改造后的有線電視網(wǎng)來構(gòu)建VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)，可以使校園多媒體教學(xué)系統(tǒng)的建網(wǎng)費(fèi)用大幅降低，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
多媒體教學(xué)系統(tǒng)是繼學(xué)校綜合管理信息系統(tǒng)后校園網(wǎng)建設(shè)方面引人注目的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，充分利用校園原有單向有線電視網(wǎng)，把其升級(jí)改造成雙向有線電視寬帶網(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(shè)備而建成的多功能VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)，可以使校園有線電視VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)的建網(wǎng)費(fèi)用大幅降低，有一定的現(xiàn)實(shí)意義，值得借鑒。
1、VOD視頻多媒體教學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一套將音視頻文件或教學(xué)音視頻節(jié)目進(jìn)行編輯、存儲(chǔ)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(tǒng)作為一個(gè)集成平臺(tái)，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(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、多媒體課件制作系統(tǒng)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、點(diǎn)播(廣播)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)等各子系統(tǒng)協(xié)同工作，將教學(xué)相關(guān)的資源組織起來，通過統(tǒng)一的界面提供給教師和學(xué)生。在教學(xué)過程中，各位師生可以根據(jù)不同的授權(quán)權(quán)限，在任何時(shí)候隨意選擇觀看自己想要看的音視頻文件或教學(xué)音視頻節(jié)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(tǒng)的建立過程中，作為系統(tǒng)核心的VOD視頻服務(wù)中心，其工作包括應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理、教師課件制作，以及各類音視頻節(jié)目的采集、存儲(chǔ)和控制，還包括接收師生的請(qǐng)求信息，向師生發(fā)出的授權(quán)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(yīng)考慮到未來系統(tǒng)結(jié)構(gòu)擴(kuò)容和新增業(yè)務(wù)的可行性，配置大容量高性能的存儲(chǔ)設(shè)備，必要時(shí)可以選擇多塊硬盤組成磁盤陣列。
2、VOD視頻點(diǎn)播教學(xué)系統(tǒng)在有線電視寬帶網(wǎng)上的實(shí)現(xiàn)
基于校園有線電視網(wǎng)的VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)要在改造后的校園雙向有線電視寬帶網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)(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(duì)稱分割傳輸技術(shù)和計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)。Cable Modem技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(diào)制方式。上行資料一般通過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(diào)制。其通信過程為:CMTS把接收到的資料幀封裝在MPEG-TS幀中，調(diào)制后與有線電視信號(hào)混合，輸出RF信號(hào)到有線電視網(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(shù)字信號(hào)調(diào)制成5}65MHz射頻信號(hào)進(jìn)人有線電視網(wǎng)的上行通道，同時(shí)將下行的RF信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)送給師生電腦。
在基于校園有線電視網(wǎng)的VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)中，局端服務(wù)器中心除了配備有線電視寬帶網(wǎng)頭端設(shè)備外，主要的設(shè)備還有海量服務(wù)器磁盤庫(kù)、多媒體課件制作設(shè)備、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)備、電教系統(tǒng)及各類接口等設(shè)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(tái)、投影機(jī)等外，還必須要有CableModem設(shè)備。局端的各類多媒體教學(xué)數(shù)字內(nèi)容通過頭端設(shè)備，完成信號(hào)的調(diào)制和混合等處理，經(jīng)過校園有線電視寬帶網(wǎng)，讓多媒體教學(xué)所需要的數(shù)據(jù)信號(hào)通過有線電視寬帶網(wǎng)傳至各個(gè)教室，而各個(gè)教室的CableModem完成信號(hào)的解碼、解調(diào)等功能，再將解出的數(shù)字信號(hào)應(yīng)用到多媒體教學(xué)中去。反過來，Cable Modem接收師生計(jì)算機(jī)請(qǐng)求指令信號(hào)，經(jīng)過編碼、調(diào)制后通過有線電視寬帶網(wǎng)傳回局端，局端根據(jù)師生請(qǐng)求把教學(xué)內(nèi)容再進(jìn)行處理并發(fā)出，從而實(shí)現(xiàn)基于校園有線電視寬帶網(wǎng)的VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)。它的主要功能有以下幾個(gè)方面:
(1)局端服務(wù)中心通過校外公共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(jié)目。
(2)局端服務(wù)中心通過接人校外局域網(wǎng)下載遠(yuǎn)程教學(xué)網(wǎng)的教學(xué)資料等課件內(nèi)容;在課后通過網(wǎng)關(guān)，學(xué)生可以在家VOD點(diǎn)播學(xué)習(xí)，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(dú)立使用的課件、電子講義等按各科分類收集到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，讓各教研組全體任課教師共享，從而開發(fā)豐富多彩的教學(xué)素材，應(yīng)用到多媒體教學(xué)過程中。
(4)在各教室里可通過計(jì)算機(jī)發(fā)出點(diǎn)播請(qǐng)求經(jīng)過Cable Modem的上行信號(hào)到達(dá)局端服務(wù)中心的廣播服務(wù)器，廣播服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求，把海量教學(xué)視頻、各類教學(xué)課件等通過有線電視寬帶網(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(shè)備)，可以將教師的授課內(nèi)容或校長(zhǎng)講話在校園內(nèi)實(shí)時(shí)廣播，實(shí)時(shí)廣播的內(nèi)容還可以存儲(chǔ)下來制作成課件供以后點(diǎn)播使用。
(6)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng):提供基于Web的在線自測(cè)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(tǒng)的單元測(cè)試和期末考試。它能及時(shí)考查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可以解決傳統(tǒng)考試需要比較集中的大量人力物力問題，例如出題、印刷、保密、監(jiān)考、判卷等。
(7)音頻課件系統(tǒng):系統(tǒng)音頻課件節(jié)目，可以采用FM方式分年段以不同的頻率通過有線電視寬帶網(wǎng)井纜傳輸和無線發(fā)射，對(duì)需要的教室進(jìn)行電化教學(xué)(包括英語聽力和音樂欣賞)，在平時(shí)空閑時(shí)間，師生也可以無線調(diào)頻接收使用。
(8)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng):在局端服務(wù)中心采用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的自動(dòng)化管理手段，它包括用戶管理、資源管理、目錄管理、安全管理以及信息統(tǒng)計(jì)與分析等等，在教室?guī)熒梢允褂酶髯杂?jì)算機(jī)，通過校園有線電視寬帶網(wǎng)與局端服務(wù)中心鏈接使用。
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