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摘要：網絡時代的遠程教育，終將建立在寬頻網絡（信息高速公路）之上，服務全社會。本文分析寬頻網絡技術的現狀和發展趨勢，以建設“中國寬頻信息網”為例，論述了采用數字寬頻衛星廣播、局域網延伸與Internet相結合的寬頻技術體系，是一種現實可行的方案，并介紹了當前已經開通的信息內容。

關鍵字：遠程教育，寬頻網絡，數字衛星，中國寬頻信息網

Abstract:

Moderntele-Educationultimatelybasedonbroadbandnetwork——theInformationSuperhighwayisdevelopingtoservethewholesociety.WeanalyzethemainprobleminnowadaysInternet.WeanalyzethethreeprimarytechnologyschemestoconnecttotheInternetwithwidebandwidth：CableMODEMscheme、ADSLschemeandLANscheme.

Thesethreeschemes，eachhasitsstrongpoint，andwillbecoexistinguntilthespecializedbroadbandIPnetworkisfinished.Sowecannotwaitforaunitedbroadbandplatformtoprovidebroadbandinformationservice.

InChinaBroadbandInformationNetwork,anewschemeisadopted,whichutilizeseffectivelypresentnetworktechnologies.Wecallitas“digitalsatellitebroadcastingandinteractiveoutside”.Thenetworkframeconsistsofthreeparts：mainsendingstationsystem,digitalsatellitecommunicationsystem,communityreceivingsystem.CBINisdesigntoadaptgreatlycommunityLAN,forexample，campusnetwork,housebuildingnetwork,etc.

ThetechnologiesincludedinCBINareintroduced:digitalsatellitebroadcast,IPmulticast,Informationpushing.Uponthesetechnologies,CBINimplementsahighspeedandlowcostnetwork.

CBINhassetoutitsbroadbandtele-educationservice.Majorinformationblocksareasfollows:

1．aerialclassroom

2．qualityeducation

3．adulteducation

4．softwareworld

5．entertainment

Inconclusion,wetrytosolvetwoproblemsinbroadbandtele-education:broadbandnetworkconnectionsandbroadbandinformationresources.CBIN,asanexample,maymakebroadbandeducationinformationservethousandsoffamilies,andbringthefutureservicetoreality.

Keywords:Tele-education,BroadbandNetwork,DigitalSatellite,ChinaBroadbandInformationNetwork(CBIN)

引言

21世紀是嶄新的，網絡每一天也都是新的。因特網上的通信量正以爆炸性的速度持續增長，人們不再滿足于僅僅傳送枯燥的數據和文本，而是利用Internet傳送越來越多的圖像、動畫、視頻、話音等多媒體信息。

寬頻遠程教育，將傳統意義上的面對面教學從課堂搬入家庭。通過網絡系統，人們在家使用計算機或電視就可以選擇多媒體學習內容，并進行交互式的學習。讓寬頻教育信息服務服務千家萬戶，有兩個層面上問題需要解決：一個是寬頻網絡的支持，和其它寬頻業務一樣，寬頻遠程教育需要建立在寬頻網絡之上；另一個是寬頻信息，這是寬頻教育資源建設和運營的問題。下文首先介紹目前寬頻網絡的建設情況，然后介紹中國寬頻信息網是如何另辟途徑，開展寬頻教育信息服務的。

寬頻網絡的總體狀況

“寬頻”是一個相對的概念、動態發展的概念。一般意義上所指的寬頻，是指骨干網傳輸速率大于1Gbps，用戶端接入速率達到2Mbps以上。人們在提升網絡骨干網和用戶終端的的帶寬和速率上想盡辦法。

從核心網看，IPoverATM、IPoverSDH/SONET、IPoverWDM/Optical等技術各展所長。在高性能、寬頻的IP業務方面，IPoverSDH技術由于去掉了ATM設備，投資少、見效快而且線路利用率高，是當前較好的選擇。這幾年SDH發展迅速，其速率已高達100Gbps。波分復用的應用，使單對光纖的實際商用系統傳輸容量己達320Gbps；IPoverATM技術則充分利用已經存在的ATM網絡和技術，發揮ATM網絡的優勢，適合于提供高性能的綜合通信服務，可提供語音、視頻數據等多項業務，避免不必要的重復投資，是傳統電信服務商的較好選擇；IPoverWDM技術能極大地拓展現有的網絡帶寬，最大限度地提高線路利用率，并且在外圍網絡以千兆以太網成為主流地情況下，這種技術能真正地實現無縫接入，代表著寬頻IP主干網的明天。下一代Internet或基于IP的多媒體通信骨干網將是這三種技術的混合體，是一個多協議光互聯網。

從用戶端看，用戶端的速率也在突飛猛進，其CPU的性能每18個月就翻一番。因特網業務正成為普通居民用戶日益重要的接入業務，從電子郵件到Web瀏覽乃至視頻業務，聯網標準正向IP快速遷移，帶寬要求正以幾倍幾十倍的速度增長。

然而，連接骨干網與用戶端的接入網大多仍停留在窄帶水平，而且仍主要是以電路交換為基本特征，與網絡側和用戶側的發展趨勢很不協調。這是今后一段時間內制約網絡速度的瓶頸所在。

主要的寬頻接入技術

世界上最大的網絡系統是電力系統；第二大網絡系統是電話系統；第三大網絡系統是電視網絡。雖然有線電視網的覆蓋率不及無線電視網，但是在廣大人口密集的城鎮地區，有線電視的普及率已經接近無線電視網了。利用現有網絡系統進行寬頻接入的技術主要有：基于電話網絡系統的ADSL和基于有線電視網絡系統的CableModem。

1.CableModem接入方案

以前有線電視網只是傳送電視信號，而CableModem接入方案則是利用原來的電纜傳輸線路，經過改造來實現上網和通訊。由于有線電視采用同軸電纜，因此其帶寬容量相當大，下傳速率可以達到40Mbps。

但它的問題也是顯而易見的，因為有線電視的同軸電纜是按單行道模式設計的，因此只允許信號從有線電視臺傳送到用戶家中，并不允許信號從用戶家中反饋到有線電視臺。所以有線電視網必須將單向傳輸改制為雙向傳輸才能實現因特網功能。不過，目前新型的有線電視網絡系統，基本上都是雙向傳輸系統。

另外CableModem方案采用樹型結構，在樹型節點上簡單地將幾個節點連在一起。因此，它實際上是一個總線型網絡，這就意味著用戶要和鄰居共享有限的帶寬，所以當同一時間上網人數多時，有線電視的上網速度會變慢。不過，由于CableModem網絡的骨干部分是由光纖組成，因此只要讓有線電視網中光纖的部分增加，同軸電纜的部分減少，CableModem的擴充能力是極強的。

CableModem接入技術在北美的發展快，每年用戶數以超過100%的速度增長，在中國，已有廣東、深圳、南京等省市開通了CableModem接入。

2.ADSL接入方案

城市地面固定電話銅線網最早被用于因特網接入。目前主要采用調制解調器接入，通過電話線撥號上網，其速率最高可以達到56Kb/s。另一種方法是通過窄帶綜合業務數字網N-ISDN上網，中國電信稱之為“一線通”服務。其傳輸速率為2B+D=142Kb/s。這種方法需要撥號上網，其速率雖然高于普通電話調制解調器，但仍然不能滿足寬頻接入的要求。

目前用電話線實現寬頻接入的主要方法是各種數字用戶環路XDSL。對于家庭用戶主要是采用不對稱的數字用戶環路ADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine）。ADSL可以提供下行8Mb/s、上行2Mb/s的不對稱的寬頻接入。ADSL接入的優點是可以利用現有的市內電話網和電話交換局的機房，降低施工和維護成本。缺點是對線路質量要求較高，線路質量不高時推廣使用有困難。它適合于下行傳輸速率1Mb-2Mb/s的應用。

3.LAN接入方案

LAN接入是以現有以太網技術為基礎的。對于企事業用戶，以太網技術一直是最流行的方法。采用LAN作為企事業用戶接入手段的主要原因是已有巨大的網絡基礎和長期的經驗知識。目前所有流行的操作系統和應用也都是與以太網兼容的。性能價格比好、可擴展性、容易安裝開通以及高可靠性等。以太網接入方式與IP網很適應，技術已有重要突破（LAN交換、大容量MAC地址存儲等），容量分為10Mbps、100Mbps、1000Mbps3種等級，可按需升級，10Gbps的以太網技術也已問世。

利用DWDM(密集波分復用)、光因特網技術和低成本千兆以太網幀格式，可以提供從幾個Mbps到幾個Tbps速率的信號，無需多業務平臺，只要IP平臺，簡化了網絡，使其成本可以比HFC、ADSL低，但設備的技術壽命卻長得多。LAN接入系統在用戶端只需要一塊以太網卡或快速以太網卡。在分中心，LAN接入系統只需要路由交換機。在光結點處，LAN接入系統設置一臺路由交換機，通過居民樓的交換機連接終端用戶。在高速匯集光結點處，可以通過SNMP管理覆蓋區內所有的交換機（包括樓內交換機）設置VLAN,進行QoS控制等。更重要的是，LAN接入方法有非常強的擴展能力。用戶的接入速率可以從目前的10Mb/s升級到將來的100Mb/s甚至1Gb/s。

LAN接入日益成為最有潛力的社區寬頻接入方案。一些城市新建居民小區時，同時布設了5類/超5類/6類線的局域網LAN，進入每一戶家庭。各學校紛紛采用快速以太網/吉位以太網建設校園網，一些學生宿舍也布設了局域網，連接了每一間宿舍。社區網絡還可以把居民區、寫字樓、銀行、郵局等建筑物連在了一起,社區內部構成一個局域網，可自行提供很多增值服務。至于廣域網連接可由物業公司或開發商選擇采用何種連接方式、多大帶寬，例如出口可選擇專線、光纜、無線（衛星）等方式按需求連接，有相當的靈活性。

4.幾種接入方案比較

項目LANHFC(CABLEMODEM)ADSLISDNMODEM

頻帶(上行)10M（獨享）10M（共享）2M128k56k

頻帶(下行)38M（共享）8M

最高速度1000M以上300M

方式光纖到樓網線到戶光纖到小區同軸線到戶普通電話雙絞線普通電話雙絞線普通電話雙絞線

質量高較高較高一般差

安裝方便不方便方便一般方便

維修方便不方便不方便不方便方便

技術數字寬頻技術模擬寬頻技術非對稱數字技術數字窄帶技術模擬窄帶技術

穩定性穩定隨電視節目多少而波動較穩定一般不穩定

高速訪問支持支持支持不支持不支持

視頻點播支持支持支持不支持不支持

視頻會議支持不支持不支持不支持不支持

家庭網站支持不支持不支持

VPN聯網支持不支持支持

表1.各種接入方案技術指標比較

多種不同技術、使用不同媒體、隸屬不同部門的網絡都可以傳輸IP數據,用作寬頻接入網。它們各有優缺點，各有自己的用戶群。但是從長期發展看，這些利用已有的通信廣播基礎設施的接入方法都是過渡性的，必須建立IP專用的寬頻接入網，才能滿足接入速度不斷升級直到Gb/s的要求。因此，在統一的寬頻網絡上大規模進行寬頻信息服務目前是不現實的。

中國寬頻信息網——總體結構

中國寬頻信息網，通過高速衛星廣播鏈路作為內容分發途徑，以社區局域網（包括學校校園網、住宅小區網）作為用戶訪問通道，能很容易地實現小區內的寬頻信息經營。由于一顆衛星就幾乎可以覆蓋整個亞洲地區，從而使寬頻多媒體信息網絡運營商在全國范圍內實現信息內容的低成本共享。同時中國寬頻信息網為住宅小區信息運營商提供了完善的本地信息接入手段，方便運營商組織教育軟件、游戲、系統軟件供用戶共享使用。

1、系統網絡拓撲結構圖

圖2.中國寬頻信息網系統網絡拓撲結構圖

2、主站網絡結構

主站承擔全網業務運營管理、設備監測監控和業務統計功能。包括主、備復用器、網管工作站，主站服務器、Router、防火墻、監控小站、數據接入工作站、WEB服務器和文件服務器等部分，各部分通過EthernetLAN互聯。

3、社區接收系統

社區接收設備的核心是一臺高性能PC機內插PCVSAT接收卡。PCVSAT卡接收、解調衛星信號，并將解復用數據通過計算機總線存儲在計算機的硬盤。如果局域網用戶，則需加配一個以太網卡與用戶局域網相連接。

中國寬頻信息網——技術路線

1．基于數字衛星寬頻廣播的外交互方式接入

中國寬頻信息網以數字衛星通信系統作為整個服務平臺的基礎，采用數字衛星寬頻廣播方式作為Internet高速下載信道，以地面通信系統作為回傳信道，用戶的上行請求通過本地任意ISP進入Internet，而Internet的下載信息通過衛星廣播方式直接送達社區用戶，從而實現了低費用、高速度的Internet寬帶接入。

2．IP多路廣播技術

傳統的Internet應用，是在一臺服務器和一個客戶機之間傳送數據包形式的信息流，如果有另外的用戶希望共享該信息流，則每個用戶必須單獨向服務器提出申請，由信息源服務器分別向每個提出申請的客戶機發送同樣的信息，這種方式已經嚴重制約了大量客戶對信息資源的共享需求，它所產生的巨大冗余造成信息源服務器負擔過重，對用戶的響應時間過長，ISP和ICP被迫購買不必要的硬件和帶寬來保證服務質量。

IP多路廣播技術允許路由器一次將數據包復制到多個通道，使一個信息源服務器可同時向多組終端用戶的客戶機發送同一個信息流，從而極大地減少了網絡的擁塞。

中國寬頻信息網采用衛星廣播方式實現的IP多路廣播，主站信息源服務器可同時對6萬個用戶組，10億個IP地址（甚至更多）的用戶客戶機發送單一的連續數據流，使得網絡分攤成本相當低廉，使信息資源的共享成為現實；對Internet的營運商而言，則能節省大量的硬件投入和帶寬運營費用，對Internet用戶而言，以較低的成本獲得出了大量的高速共享信息，對Internet網絡本身則極大地減少了網絡冗余和阻塞的可能性。

3．信息推送技術

信息推送技術，是伴隨Internet網上信息源的急劇膨脹而出現的一種新技術，它一經產生便被廣泛認可和接受，并成為新一輪信息資源利用、占有、控制的爭奪熱點。在典型的Internet應用中，用戶請求通過瀏覽器發向WEB服務器，服務器將WEB回傳信息發送回用戶端，此過程被描述為信息牽引。而信息推送（PUSH）則是由用戶設定自己所需要的信息頻道，直接在用戶端接收定制信息的實現方式。中國寬頻信息網的信息廣播采用廣義的信息推送概念，它具有如下幾方面的特點：

(1)采用衛星廣播信道作為信息推送的傳播途徑，廣播下行數據率可達10Mbps以上，每天推送的信息量可達100Gbytes，為用戶提供了非常大的信息可選空間。

(2)將網上信息與自辦教育內容按照特定的組織結構進行分類，根據統計結果將共享特性高的信息予以廣播，由社區網絡接收，這樣可以充分滿足用戶的共享需求。同時，保留的Internet接入手段使用戶可以方便地進行Internet在線瀏覽并下載個性化網絡信息，滿足了用戶的個性化需求。

(3)采用的衛星廣播下行信道，可以實現無沖突的信道共享，用戶數量的增加不會產生擁塞，用戶擴容可以在不改變原有網絡結構的前提下方便地實現。基于信息推送技術而實現的信息廣播，是一個低成本、高效率的系統，用戶端費用將少于目前的上網費用。

中國寬頻信息網——內容體系

中國寬頻信息網是一個以視音頻的遠程教育為特色內容，立足于素質教育、創新教育和終身教育的現代遠程教育體系。在2000年已經開通以下信息板塊：

1．空中課堂

內容分為基礎教育、信息技術、趣味英語三大部分。基礎教育欄目緊跟教學大綱，提供初一至高三各課視頻輔導和各科的重點難點，同時提供物理、化學等課程的試驗課視頻以及美文賞析、作文園地供文學愛好者參與。信息技術欄目主要分等級傳授電腦軟硬件知識和網絡知識，提供模擬網絡環境瀏覽精選網站。趣味英語從閱讀、聽力、寫作幾個方面系統地提高學生的英語水平，同時播放一些英語新聞和英文歌曲，加強學生的表達能力。

2．素質教育

通過多個欄目培養青少年成長中所必須的文化修養、藝術修養，培養良好的道德情操和健康心理，掌握前沿科技知識，培養熱愛生活、熱愛自然的新時代青少年風范。分五大內容：人文日新、藝術長廊、科技天地、自然探勝、情感深處。

3．成人教育

提供成人教育輔導、試題庫等服務。成教是教育重要的一部分，是實施科教興國、普及高等教育、提高全民族素質重要的一步。在成教中，英語、IT、管理學、市場學、法律、會計等專業是熱門專業。分為五大塊：自學考試的考試輔導、MBA輔導、英語輔導、信息技術輔導、認證培訓。

4．軟件天地

與著名軟件商合作，介紹各類軟件性能、發展、特點和使用等知識，提供軟件的免費下載和有償下載，同時給出一個空間供大家進行動畫、電子賀卡、編程等創作。

5．娛樂休閑

提供各類娛樂內容，分為四大塊：影藝時空、旅游風光、雅俗共賞、健康樂園。

小結

中國寬頻信息網，力求通過目前的技術方式能夠讓全國廣大地區享用明天的寬頻信息服務。誰擁有帶寬，誰就能更好地生存發展，誰就將擁有網絡的未來；誰能擁有服務完善、領先一步的網絡內容，誰就將在未來寬頻網服務中占據主動。