基于NGB的社區網絡教育平臺設計與研究

陸一穎，陳 斌，楊湘浩

（1.上海市教育考試院，上海 200235；2.上海全景數字技術有限公司，上海 200083）

中國社區教育起步于20世紀80年代。教育部于2004年12月1日頒布了《教育部關于推進社區教育工作的若干意見》（教職成2004年6號），成為當前開展社區教育的綱領性文件[1]。由于目前受到入戶帶寬和終端設備等基礎設施的限制，我國社區教育的建設還處于起步階段。

2008年12月4日，科技部與廣電總局簽署了《國家高性能寬帶信息網暨中國下一代廣播電視網自主創新合作協議書》，共同推動建設下一代廣播電視網（NGB），標志著我國下一代廣播電視網已進入國家自主創新、產業開發應用的新階段[2]。

NGB將建設成為一個可管理、可審計、可交互、可控制、可遷移、可漫游、可擴展、可運營的網絡[3-6]。基于NGB的技術和功能特點，NGB可以為社區教育平臺解決家庭接入網絡帶寬和終端設備的問題。NGB在家庭接入網絡上利用現有的有線電視網絡，可以使入戶帶寬高達幾十兆比特/秒，在終端上提供三網融合的智能設備，在NGB網絡上能運營數據、語音、視頻等多種業務，支持雙向交互，可以為社區教育平臺的建設和發展提供堅實的網絡和技術基礎。

文章重點研究基于廣電NGB的社區教育平臺的設計及相關技術問題。

1 社區網絡教育平臺的主要系統需求

社區教育是滿足廣大社區居民不斷增長的多樣化學習需求的新型教育形式，與其他教育形式相比，社區教育主要特點有：教育對象的廣泛性，社區所有居民都是潛在的教育對象；教育需求的多元化，包括學歷教育和非學歷教育等。基于社區教育形式的特點，社區網絡教育平臺的主要功能需求有：

1）能夠整合各種社會資源，并對其進行有效管理；

2）建立豐富的教學資源數據庫；

3）支撐社區教育的正常開展；

4）對社區教育教員、學員進行管理，并提供互動的平臺[7]。

主要非功能需求有：

1）安全、穩定可靠性。作為一個公共網絡教育平臺，必須能夠抵御各種非法破壞，并能為社區居民提供可靠服務。

2）可用性。由于社區教育中的大多教學資料都是流媒體，所以平臺必須建設在較高的網絡寬帶基礎上，確保居民能夠隨時隨地上網學習，確保平臺的高可用性。

3）可擴展性。平臺應該能夠方便集成各種教育系統，具備高擴展性。

2 社區教育平臺網絡拓撲和技術路線

2.1 網絡拓撲

整個社區教育平臺前端系統主要包括數據庫服務器、應用服務器、接口服務器、磁盤整列等設備，并可根據需要劃分為多個虛擬網段。硬件設計考慮到可擴展性，可方便增加和替換設備。前端系統通過NGB網絡連接社區各種終端設備[8]。整個網絡拓撲如圖1所示。

2.2 技術路線

社區網絡教育平臺采用SOA架構技術、RCP客戶端技術，支持瀏覽器訪問和客戶端訪問模式。整個系統采用分層設計，主要包括表示層、應用層和數據層等。平臺技術架構如圖2所示。

3 社區教育平臺設計原則

3.1 技術性設計原則

社區教育平臺的技術性設計原則為：

1）先進性。充分利用當前先進的NGB網絡技術，參考了國際國內遠程教育資源開發標準，力求整個系統設計的規范化。在軟件平臺實現方面，應用當前最新的軟件架構技術SOA以及客戶端技術RCP。

2）可靠性。在軟件方面，采用成熟的架構技術、商用的中間件服務器（Weblogic）和數據庫（Oracle），平臺自身設計也考慮了穩定性及冗余。在硬件方面，采用具有容錯功能的服務器及網絡設備，應用雙機熱備份及磁盤陣列技術。

3）安全性。由于系統要連接到Internet，所以系統的安全性就極為重要。首先采用通常的路由防火墻設計將外部對內網的攻擊進行屏蔽，同時采用代理服務器（PROXY）技術，對網內外出及外網進入功能進行限制，充分保證系統網內的安全。

4）可擴展性。隨著社會的進步、市場需求的變化，社區教育需求會不斷發生變化，社區教育平臺必須能夠不斷擴展。該平臺設計的可擴展性體現在如下方面：采用分層的體系結構，方便增加服務器；采用SOA架構技術，容易集成新的應用。

3.2 應用性設計原則

社區教育辦學模式多樣，教學對象差異化較大，在應用設計方面要充分考慮上述特點，能夠提供靈活的、可縮放的、適合于多種層次、多種對象的交互式教學環境。

遵循以社區學員為主體，教員為主導的原則，體現現代教育理論的最新思想；建設豐富而標準的網上教學資源庫；提供統一的外部接口，方便接入各種外部教學資源庫。

充分利用NGB的網絡特點，提供豐富的數據、視頻、音頻的多媒體教學素材，支持多種教學平臺訪問終端（PC、電視、電話、智能終端等）。提供個性化設計功能，使用戶可以定制界面環境、學習和研究的路線、方式及其資源，使用靈活便捷的個人工具等。

提供多種方式網絡交流平臺，滿足網絡環境下社區交流的各種需要，打造豐富多樣的虛擬社區教育環境。

4 社區教育平臺模塊結構及功能設計

基于NGB的社區教育平臺主要包括5個部分：學員關系管理、教學運營管理、資源運營管理、合作伙伴管理和教育平臺支撐模塊。模塊結構如圖3所示。

1）學員關系管理

學員關系管理包括接觸渠道整合、業務受理、學員課程管理、學員管理以及市場分析及挖掘模塊。接觸渠道整合模塊將提供給社區人員多種方式的平臺接入。社區人員可以通過呼叫中心、社區門戶網站、電視終端以及社區教育推廣渠道等多種方式申請使用社區教育平臺。市場分析和挖掘模塊采用一定的算法對歷史數據進行分析，為社區教育提供針對性的指導。

2）教學運營管理

教學運營管理是社區教育平臺的重要核心部分。主要包括計劃管理、排課系統、選課系統、成績管理、教師管理和公共信息管理等模塊。計劃管理主要包含教學計劃和學生的學習計劃等；排課系統供社區教育運營中心安排課程；選課系統可讓學員進行課程注冊；成績管理是對學員的學習成績進行管理，同時也能供社區教育平臺運營中心進行教學評估；教師管理模塊統一管理教師相關資料。

3）資源運營管理

資源運營管理模塊主要對基礎資源、組合資源、課件等進行管理，并構建公共資源庫和個人資源庫。公共資源庫由系統統一管理，個人無權將資源上傳到該庫中。個人可以構建自己的資源庫，并可以設置共享權限，進行授權共享。

4）合作伙伴管理

合作伙伴指與社區教育組織建立長期、穩定合作關系的單位、個人或組織。社區教育運營中心要滿足社區教育的日益擴大的需求需要合作伙伴強有力的支持。通過建立合作伙伴管理體系，可以規范與合作伙伴的合作模式，整合與合作伙伴的業務流程，提高與合作伙伴的合作效率，加強與合作伙伴的合作效果，推動社區教育創新和服務延伸，滿足社區人員多樣化、個性化的需求。

5）教育平臺支撐模塊

教育平臺支撐模塊主要包括教學支持系統、收繳費系統、結算系統和系統管理模塊。教學支持系統主要包括教師備課系統、輔導答疑系統、作業評閱系統、虛擬實驗室系統、網上考試系統和公告系統等。社區教育不完全是免費教育，收繳費系統對教育平臺收費進行支撐。結算系統主要管理社區教育運營中心和合作伙伴之間的結算。系統管理員通過系統管理模塊對整個系統進行運營管理[7，9]。

5 基于NGB的社區教育平臺關鍵技術

建設基于NGB的社區教育平臺用到的關鍵技術有：

1）采用SOA的架構技術，基于J2EE標準研發的N層結構，實現軟件的跨平臺使用，能適應不同類型軟硬件環境。

2）采用Webservices技術，方便和其他外部系統進行信息共享。應用XML技術進行社區教育資源庫的標準化研究和規范化建設。

3）基于企業級服務器，采用Solaris+Oracle+Weblogic軟件環境，基于高帶寬的NGB網絡，確保多媒體教育資源的訪問質量和效率。

4）參考RUP過程，采用OOA/D的設計理念，進行全程建模，使升級、維護更為方便。組件化的設計，使得整個系統擴展性和伸縮性較好，能夠根據不同的教學要求整合具有個性化的教學系統。

5）采用N層設計，B/S和C/S相結合技術，支持瀏覽器方式訪問，也支持RCP客戶端訪問。另外整個平臺架構在NGB網絡上，可以支持多種NGB終端訪問，適合社區學員的多種需要。

6）應用先進的數據挖掘技術，在大量的學員信息庫、教學庫的基礎上，充分利用數據挖掘工具，對社區學員行為進行分析，指導社區教育的發展，提供社區教育服務社區發展的需要。

6 結束語

文章介紹了NGB網絡的技術特點、功能特點，以及基于NGB網絡的社區教育平臺的設計構想。NGB的建設解決了社區家庭接入網絡的帶寬限制，使得個人家庭的接入網最高可達幾十兆比特/秒。NGB能夠支持數據、音頻、視頻業務的統一運營，使得多媒體網絡教學和互動教學變得更加方便，而且支持多種終端的接入。社區學員可以通過PC、電視等多種終端訪問網絡教育平臺，可以更方便地獲取學習資源。通過NGB對社區教育的推動能進一步促進中國終身教育事業的發展，進一步促進學習型社會的形成，提高綜合國力。

[1]張海濤.在2009年中國國際廣播電視信息網絡展覽會CCBN主題報告會上的講話[J].現代電視技術，2009（4）：14-19.

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[3]盛志凡.下一代廣播電視網（NGB）——網絡、業務和管理[R].北京：國家廣播電影電視總局科技司，2009.

[4]《電視技術》編輯部.下一代廣播電視網（NGB）概述[J].電視技術，2009，33（6）：55-56.

[5]陳光偉.解析下一代廣電網的發展形勢[J].現代視聽，2009（7）：26-28.

[6]馬炬.下一代網絡研究[R].北京：廣播科學研究院，2009.

[7]駱建艷，張曉明.歐美社區教育經驗對構建我國終身教育體系的啟示[J].中國遠程教育，2007（1）：72-74.

[8]SALVAGNO M.Cisco網絡設計手冊[M].北京：電子工業出版社，2000：1-260.

[9]李克東，謝幼如.構筑數字化教育社區的理論與實踐研究[J].電化教育研究，2003（3）：3-6.