IPTV在現代遠程教育中的應用研究

□ 俞建華

IPTV在現代遠程教育中的應用研究

□ 俞建華

隨著計算機網絡技術、通訊技術、數字電視技術的不斷發展，IPTV技術已逐步向現代遠程教育領域滲透。遠程教育技術的發展歷史和IPTV的應用現狀表明，IPTV的發展應該成為構建全民終身學習的學習型社會的推動力之一。本文首先介紹了IPTV技術的定義、服務方式和技術特點，分析了IPTV應用于現代遠程教育的重要意義。最后，基于實例探討了IPTV技術在遠程教育系統（頻道）中的設計與實現，重點闡述了臺州電大IPTV教育頻道的網絡架構、欄目劃分、資源組成、應用情況、存在問題和遠景展望。

IPTV；現代遠程教育；應用研究

一、引言

遠程教育起源于19世紀中葉，是以印刷教材為主要學習資源、以郵政傳遞書寫作業和批改評價為主要技術特征的函授教育；20世紀上半葉，在印刷教材和郵政傳遞的基礎上，形成以廣播、電視、錄音錄像和電話為傳播媒體的新型遠程教育；20世紀末，形成以計算機多媒體和網絡等數字化手段為主的現代遠程教育[1]。遠程教育的發展史，也是遠程教育技術的發展史。

隨著全球范圍內通信基礎設施和網絡技術的飛速發展，家庭帶寬成本的迅速下降和用戶數快速增加，一種以電信網絡和電視網絡的融合為基礎，以個性化、交互性、多媒體化為特征的IPTV新技術走向前臺，發展過程經歷了IPTV1.0、IPTV2.0至以高清互動視頻為主的IPTV3.0時代。2008年底全球IPTV用戶總數達到了2170萬，比2007年增長了63%。2010年底中國IPTV用戶數已經突破800萬戶，2011年中國IPTV用戶數將突破1200萬戶，估計增長50%左右[2]。

目前，國家教育規劃綱要已出臺，終身教育和學習型社會的思想也已深入人心，因此，探索IPTV技術廣泛應用于現代遠程教育是一個值得研究的課題。

二、IPTV技術

1.定義

IPTV即交互式網絡電視或寬帶電視，是利用寬帶網基礎設施，以多媒體計算機、手機或機頂盒加上電視機作為主要終端設備，集互聯網、多媒體、通訊等多種技術于一體，通過互聯網IP協議向家庭用戶提供包括數字電視在內的多種交互式數字媒體服務的嶄新技術[3]。

2.技術特點

IPTV技術是一項系統性技術，它能使音視頻節目或信號，以IP數據包的方式，在不同物理網絡中，被安全、有效、保質地傳送和分發給不同用戶。IPTV的三種基本技術是視頻數字化、傳輸IP化、播放流媒體化。IPTV技術從應用實現的角度看，包含三個部分：播出與傳輸、接收終端和運營支撐系統。

IPTV技術特點主要表現在以下三個方面：一是用戶可以得到高質量（接近DVD水平的）數字媒體服務，二是用戶可有極為廣泛的自由度選擇寬帶IP網上各網站提供的視頻節目，三是實現媒體提供者和媒體消費者的實質性互動。IPTV采用的播放平臺將是新一代家庭數字媒體終端的典型代表，它能根據用戶的選擇配置多種多媒體服務功能，包括數字電視節目、可視IP電話、DVD/VCD播放、互聯網游覽、電子郵件，以及多種在線信息咨詢、娛樂、教育及商務功能。

3.服務優勢

IPTV既不同于傳統的模擬有線電視，也不同于經典的數字電視。IPTV有效地將電視、通訊和計算機三個領域結合在一起，融合了傳統電視和互聯網的相關特性，是傳統電視和電信新興業務的結合體。用戶在家中可以有三種方式享受IPTV服務：一是計算機，二是網絡機頂盒加普通電視機，三是手機。它能夠很好地適應當今網絡飛速發展的趨勢，充分有效地利用網絡教學資源。

IPTV是利用計算機或機頂盒加電視完成接收視頻點播節目、視頻廣播及網上沖浪等功能。它采用高效的視頻壓縮技術，使視頻流傳輸帶寬在800Kb/s時可以有接近DVD的收視效果（通常DVD的視頻流傳輸帶寬需要3Mb/s），對今后開展視頻類業務（如因特網上視頻直播、遠距離視頻點播、節目源制作等）進行現代遠程教育來講，有很強的服務優勢，是一個全新的技術概念。

經過多年的發展，IPTV的音頻/視頻編碼技術、流媒體傳輸技術、數字版權管理技術、接入及終端技術等趨向完備，IPTV系統架構和分層技術趨向合理，各廠商的IPTV解決方案和各運營商的業務運營方案已趨向成熟。目前我國通信事業正在迅猛地發展，用戶對信息服務的要求越來越高，特別是寬帶視頻信息，可以說中國已基本具備了大力發展IPTV的技術條件和市場條件。

三、IPTV應用于現代遠程教育的意義

目前，現代遠程教育主要利用互聯網進行教育、教學活動，具有交互性、網絡化、實時性、綜合性和適應性的特征。但是，建立在網絡技術、多媒體技術、雙向電子通信等技術基礎上的現代遠程教育，與普通教育相比，一直沒能轉化為實踐上的明顯技術優勢，教育技術運用手段單一，僅使用互聯網技術進行遠程教學，學習者在轉變學習習慣和提高學習能力方面仍存在著諸多困難。隨著IPTV應用于現代遠程教育，IPTV已經成為現代遠程教學和開放教育文化相互融合的有效載體之一，拓寬了現代遠程教育的內涵，延伸了現代遠程教育的手段，是打造學習型社會的一種創新模式。

IPTV技術應用于現代遠程教育的意義主要體現在以下幾個方面：

一是豐富了教學渠道。現代遠程教育彌補了傳統教育中教育資源分布不均衡的缺陷，同時也擺脫了地域和時間的限制。互聯網中的信息量大，內容更新快，教學資源豐富，但教學渠道相對單一。IPTV應用于遠程教學，又增加了一個教學渠道，使教學資源呈現更為豐富，可滿足不同地區、不同年齡、不同層次的學習者認知要求，同時以圖、文、聲等多重刺激吸引學習者的注意力，提高學習興趣，使學習者更容易掌握所學的知識，激發學習的積極性。

二是加強了師生交互[4]。加強遠程教育的互動能力，可以發揚教師言傳身教的作用和學習者之間的交流互通，有效提高學習者的學習能力和適應社會的能力，促進學習者的全面發展，達到教育的最終目的。除了互聯網技術外，IPTV技術將會提高現代遠程教育的互動能力，使現代遠程教育不僅是傳輸信息和促進知識教育的技術環境，而且使學習主體在電視環境中主動建構知識結構和知識意義的同時，更自然地建構人的素質智能，創造更加適合學生的教育環境。

三是改變了學習習慣。目前，中國人均看電視時間約3小時/天，低于日本和美國的人均數，且大部分時間是收看娛樂節目，用于學習的時間比例極少。相對歐美發達國家的國民素質，我國的整體國民素質還處于較低水平，大學文化水平人數還不到國民人數的10%。通過收看IPTV的學習資源，學習者可以更加便捷地根據個人需要有選擇地學習，有了更大的學習與思考空間和學習自由度，進而改變學習習慣。

四是凸顯了個性化服務與選擇。現有的遠程教學，一定程度上可以認為是靜態教學，尚未實現“因人施教和因材施教”，對學習者學習效果的評價手段單一，學習課程基本相同，和國外開放大學的個性化教學差異較大。應用IPTV，可運用數據庫技術對每個學習者的個人資料和學習情況實現完整的記錄，結合采用互聯網的網上學習記錄，為個性化教學提供了現實有效的實現途徑和條件。

四、基于IPTV的遠程教育系統（頻道）設計與實現

（一）臺州電大IPTV教育頻道的網絡架構

臺州電大IPTV教育頻道是臺州電大和臺州電信校企合作的產物。該頻道由臺州廣播電視大學主辦、臺州電信協辦，既是實現臺州市打造學習型社會和服務型社會的一種創新模式，也是臺州電大、臺州電信校企合作的一種共贏模式。臺州電大IPTV教育頻道的網絡架構如圖1所示。

臺州電大IPTV教育頻道功能模塊由以下組成：一是節目提供系統，主要完成節目的數字化，即節目的編碼壓縮、轉換和傳送，使原始節目成為能夠在IP網絡上傳輸的數字節目；二是內容管理系統，主要功能是對IPTV的節目和內容進行管理，包括內容審核、內容發布、內容下載、用戶管理及用戶認證計費等；三是流媒體傳送系統，主要包括設備中心／邊緣流媒體服務器和存儲分發網絡；四是城域網接入系統，主要為IPTV終端提供接入功能，使STB(Set-Top-Box)能夠順利接入到IP網絡，主要采用xDSL和LAN接入方式；五是IPTV終端，可分為三種形式，即PC平臺終端、IP-STB平臺終端和手機平臺終端；六是運營支撐系統，完成IPTV的業務受理、用戶管理、計費管理、賬務管理、資源管理、ICP(Internet Content Provider)管理、產品管理、工單管理以及內容服務訪問控制等功能，是IPTV系統實現“可運營、可管理”的關鍵。

圖1 臺州電大IPTV教育頻道網絡架構

（二）教育頻道的欄目與資源

1.欄目

臺州電大IPTV教育頻道分開放教育（視頻）、社區教育（視頻）、繼續教育（文字、圖片）和校園文化四個部分，其中校園文化細分為校園新聞（文字、圖片）、教學信息（文字、圖片）、招生信息（文字、圖片）、培訓信息（文字、圖片）、師生風采（視頻）、校園專題（視頻）和社科大講堂（視頻）七個部分，欄目架構如圖2所示。

圖2 臺州電大 IPTV教育頻道欄目架構

首頁欄目有：開放教育、社區教育、繼續教育、校園文化。

一級頁面中開放教育欄目有：會計、工商管理、市場營銷、金融、法學、行政管理、商務英語、漢語言文學、學前教育、教育管理、廣告學、電子商務、信息管理、計算機科學、建筑工程、數控機械；社區教育欄目有園藝技術、鄉鎮企業管理、社區學習園地、農業技術指導；繼續教育欄目有：研究生教育、函授教育、特色教育、崗位培訓；校園文化欄目有：校園新聞、教學信息、招生信息、培訓信息、師生風采、校園專題、社科大講堂。

二級頁面為對應專業的課程列表、相關視頻列表或文字圖片列表，如會計專業有：管理學基礎、基礎會計、人力資源管理、會計學、西方經濟學等課程。

三級頁面為課程視頻頁面列表、部分視頻播放頁面或文字圖片信息顯示頁面。

2.資源

目前，臺州電大IPTV教育頻道可提供的視頻資源有：開放教育視頻約2315課時，RM格式視頻容量約130GB，如管理學基礎、西方經濟學、高級日常英語等課程的講課視頻；社區教育視頻約1243課時，RM格式視頻容量約40GB，如學畫、學做菜、插花等教學視頻；校園文化中“教師風采”視頻約10GB，主要是本校教師所錄制的教學視頻；校園文化中“校園專題”視頻約4GB，主要是校園活動、校慶活動所錄制的視頻；校園文化中“社科大講堂”視頻約20GB，主要是從中央電視臺教育頻道所錄制的視頻。

（三）應用中存在的問題及其遠景展望

1.問題

為了推廣IPTV教育頻道在師生中的應用，了解師生對教育頻道的需求狀況，以制定教育頻道的宣傳和使用方案，2011年3月在臺州電大200位教師和100位學生中進行試用，并進行問卷調查。問卷調查結果如表1所示。教師認可推廣的占83%，基本認可的占12%，不認可的占5%；學生認可推廣的占76%，基本認可的占16%，不認可的占8%。師生在問卷調查中反映了較多的問題，如欄目劃分不夠清晰、層次太多，部分欄目不能返回上一頁，視頻資源不夠清晰，內容不夠豐富，IPTV每月使用費太貴等。

表1 問卷調查結果數據

根據師生的問卷調查結果，總結了IPTV教育頻道主要存在的三大問題：

一是高清視頻資源匱乏。從現有視頻資源清單看，各類視頻資源分類較為完善，能基本滿足開放教育和社區教育的需要。實際上，電大現有各種視頻資源采用的是VCD格式制作，視頻質量相對較差，大部分資源較為陳舊，無法與IPTV要求的視頻格式（MPEG4或H.264）對接。現有視頻資源中2008年后的資源較少，采購DVD格式（MPEG4或H.264）視頻資源也很少。如何不斷補充新的高清教學視頻資源，是IPTV教育頻道建設中的一個核心問題。

二是視頻資源存儲空間需求巨大。電信IPTV的未來，是高清視頻。若假設每課時視頻為500MB，則4000課時的視頻空間為2TB。目前，臺州電大各類視頻資源全部轉化為IPTV上可用的視頻格式，估計需要存儲空間約2TB。按業務量的要求，臺州電信對臺州電大IPTV教育頻道只能提供較少的存儲空間，離2TB存儲空間的差距很大。要提供如此大的視頻資源存儲空間，是需要臺州電大、臺州電信協作解決的難題。

三是學習留痕功能有待完善。IPTV技術已能夠實現用戶使用頻道及視頻資源點播情況的記錄，對用戶進行收費。如何在此基礎上進一步進行技術開發，以根據遠程教育對學習者學習過程考核的需要進行考核？如何利用IPTV技術和IPTV教育頻道記錄學習者的學習過程，使之成為學習者學習過程考核的一個重要依據，也是學習者個性化學習的重要支撐？這就要求IPTV教育頻道具有較為詳細的留痕功能，以滿足現代遠程教育教學考核的需要。

2.展望

面對IPTV教育頻道應用中存在的諸多問題，似乎IPTV技術很難適用于現代遠程教育，但從多視角深入分析，可以認為IPTV技術必將是現代遠程教育的重要支撐技術之一。

從IPTV技術發展的視角看，國內外IPTV用戶將會每年成倍的增長，國內廣電數字電視和電信IPTV之間的矛盾會隨著市場化進程而逐步得到解決。另外，臺州電信IPTV每月使用費已經降到15元/月，若不計寬帶月使用費，已低于臺州廣電數字電視22元/月的使用費，故全國各地IPTV月使用費也應能降到每個遠程學生所能接受的范圍。

從計算機存儲技術和網絡技術發展的視角來看，視頻資源存儲空間和點播帶寬需求在一至二年后可能就不是問題了。互聯網存儲將會越來越便宜，目前一個硬盤已能容納1TB至2TB的存儲空間。互聯網的帶寬也會進一步拓展，國內通信運營商的總寬帶將會成倍增加，十兆到戶在一線城市已經成為現實。

從國內電大系統為主的開放大學建設雛形來看，必將以豐富開放大學的教學資源為突破口，以互聯網、IPTV高清電視、手機相互融合的教學平臺為支撐，著力構建新型的、世界一流的中國開放大學。因此，對建設中國開放大學來說，IPTV教育頻道應能夠發揮其重要的作用。

五、結束語

實踐探索表明，IPTV應用于遠程教育優勢和效果明顯，它可以輔助提高遠程教學的性能和效率，增強師生的交互手段，特別是增強學生個性化服務渠道。隨著IPTV業務的發展，及全民終身學習思想的普及，人們坐在家中寬帶電視機前即可獲得需要的學習資料，不再受地域、經濟條件的限制，為實現教育公平提供了又一技術支撐。

致謝

感謝中國電信臺州分公司的資金和技術支持，感謝浙江電大和中央電大無償給予了大量教學視頻資源，感謝臺州電大李一研究員的關心與指導，感謝許多同事的辛勤參與。

[1]王繼新，張屹.遠程教育原理與技術[M].北京大學出版社，2008.

[2]蔣力.IPTV業務現狀及發展趨勢[EB/OL].http://it.sohu.com/20110826/n317490845.shtml.

[3]萬曉榆等.IPTV技術與運營[M].北京：科學出版社，2010.

[4]楊定中，趙剛.IPTV技術在網絡教育中的應用[J].計算機技術與發展，2009，19（3）：215-219.

G40-057

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1009—458x（2012）01—0078—04

2011－09－30

俞建華，高級工程師，講師，碩士，臺州廣播電視大學教育技術資源中心主任（318000）。

責任編輯 三 川