5G環境下藝術類高校智慧校園建設研究

徐 帥

南京藝術學院

0 引言

近年來，作為我國國家發展戰略之一的5G網絡技術發展十分迅速，因其具有超高速、泛在化等特性，使得大量對網絡帶寬具有較高需求的應用得到了極大的發展，例如無人駕駛技術、遠程在線醫療、智慧校園大數據分析、沉浸式虛擬課堂等。作為教育信息化工作中的重要一環——智慧校園建設，也因5G技術的普及得到了諸多利好。眾所周知，智慧校園建設是一項綜合性系統工程，在其建設過程中須參考硬件、軟件、網絡、安全等多項綜合指標，并非僅僅提升校園網絡帶寬或新建若干應用管理系統等。只有進行系統規劃、分層次推進、并融合5G技術，最終才能建成具備教學、科研、綜合服務等多項功能于一體的高質量網絡生態系統——智慧校園。

1 智慧校園中的5G網絡環境建設

智慧校園建設的基礎之一是智慧網絡環境建設，在充分結合5G高速傳輸、網絡切片等技術后，其被稱為5G網絡環境建設，這是由校園5G基礎網絡設施建設、5G數據中心建設、教學設施建設、融合創新等項目綜合而來，具體分析如下。

在校園5G基礎網絡設施建設方面，各高校需要根據學校的規模確定相應的網絡帶寬建設規模。以藝術院校為例，網絡帶寬建設規模須參考該校的招生規模、在校生人數以及各不同藝術類專業教室（舞蹈練功房、動畫研究工作室、素描色彩教室等）對于帶寬的需求。在實施光纖鋪設等建設項目時，各高校需要考慮學校綜合弱電管網的規劃和建設需求，為學校將來的網絡帶寬升級留有余地。此外，在學校的核心機房、數據中心機房或其他綜合性機房建設的同時，還需要充分考慮消防等因素，建立消防報警、自動滅火、溫濕度監控等子項目。

5G數據中心的建設方面，各高校要參照相關的國家機房建設標準及5G數據中心建設標準，尤其是架構設計合理性、可用性、可靠性都是需要重點考慮的范疇。此外，高校還須制定相關管理規范。在學校數據中心存儲空間的建設中，需要根據學校現有的、在建的、擬建設的應用系統數量，合理科學地規劃和建設；例如在SAS磁盤和SATA磁盤的選擇方面也要根據學校的實際和項目經費的配套情況來進行規劃和選擇。

教學設施建設方面，各高校需要配套建設多媒體教室、標準化考場等，尤其是多媒體教室，數量也應占到教室總數的絕大多數。多媒體教室作為授課、教學的重要場所，須配套接入校園網以便訪問各類校內外網絡資源。

在融合創新理念方面，在智慧校園建設中，整個校園網絡是一張智能化通信及服務網絡，除了為師生提供基礎網絡服務，如接入和訪問服務、電子郵件服務、VPN校外訪問資源服務等之外，還須有各類貼近教學、科研管理的應用服務，如一站式服務大廳、掌上校園平臺等（見圖1、圖2）。這些應用服務系統除了可以集成多種在線應用功能，還可集成具有學校特色的個性化服務。以藝術類高校為例，可以在智慧校園系統內增加校內琴房預約管理、藝術類基金項目申報等模塊，實現智慧校園應用系統與服務功能的融合創新。

圖1 一站式服務大廳

圖2 掌上校園

2 藝術類數據資源與5G網絡安全建設

各類數據資源建設在當今的高校信息化建設過程中扮演著非常重要的角色。在藝術類院校中，很多影音數字資源、古籍資源、傳媒和設計類數字資源對于教學、科研活動而言都必不可少。在打造智慧校園的實踐中，高校將這些數據資源融合在線課程資源的框架，形成藝術類高校獨具特色的慕課（MOOC）也是非常有益的舉措。除此之外，很多藝術類數據資源還可以用在各類實驗教學、實訓、藝術類展演中，這將極大地提高智慧校園中數據的綜合利用水平。

除了各類數字資源，電子圖書館作為傳統數據資源驛站，其在智慧校園中扮演的角色也十分重要，可提供諸如“知網”等各類電子圖書、電子期刊、影音數據資源庫，為師生教學及科研活動提供了非常豐富的數據資源。

在建設數據資源的同時，網絡安全也是智慧校園重點注意的方面，原因是所有智慧校園中的應用與服務系統都必須以網絡安全為前提，否則，所有的服務及應用都將失去存在價值。由于5G技術的超高負載能力和高速網絡傳輸能力，病毒和黑客攻擊也不斷提速，在5G環境下，高校更應重視智慧校園網絡安全的建設。

具體方法：（1）各高校須建立相應的網絡安全軟硬件設備和系統，比如：為有效地防止和控制病毒、黑客攻擊及各種針對80（8080）端口的網頁攻擊，須增加防火墻、殺毒軟件、Web應用防火墻等設備；為了保護和控制管理員訪問權限、服務器訪問安全，還需要加入如堡壘機、反向代理技術等；為了解決用戶同時訪問各種不同網絡資源、使用不同的網絡協議導致對網絡流量的占用不均衡等問題，需要加入流量控制系統等。（2）充分利用流量管理技術，除了對各類網絡流量做控制，優化網絡帶寬資源，還可以及時地預警一些網絡突發狀況：比如當發生網絡攻擊或者病毒爆發時，流量控制和預警系統可以使管理員較為直觀地觀察到網絡異常，并且綜合其他的網絡安全設備，使學校網絡管理員能夠較為快速和準確地判斷攻擊類型、定位攻擊源和攻擊目標。（3）虛擬服務器和虛擬化環境同樣也需要專業的虛擬化防御系統來保障其操作系統及上層應用的網絡安全。（4）從管理層面分析，各高校須建立相應的管理制度和人員培訓機制。在5G環境下，各高校除了擁有各類軟硬件設備，還應建立健全各類有關網絡、設備等相關的管理制度，學校的各部門、各二級學院才能按照制度做好、做實相關的防范或者網絡安全事件的應急處理，最大限度地保障網絡安全工作有序的開展，避免盲目、短期地實施工作。（5）定期為學校的關鍵系統實施等級保護測評工作，如辦公自動化、統一身份認證、招生等系統，確保這些關鍵系統的網絡安全。（6）要根據各學校的特點建立相應的網絡安全應急響應制度，以保障在網絡安全事件發生時，能按照預先設置的流程最大限度地減小網絡安全事件造成的不良影響，在最短時間內解決該事件。總之，在5G環境下，要做好智慧校園的網絡安全工作，需要“技防”與“人防”相結合，高校應當積極利用5G技術，使網絡安全硬件設備和軟件系統發揮更大效能，并利用5G傳輸快速、使用便捷等優勢做好網絡安全培訓的工作。

3 融合5G技術的智慧校園特色發展理念

智慧校園的建設是一項長期、系統的工程，涉及高校的各層面事務，因此只有完善保障機制，各高校才能將這項長期的系統工程不斷優化，越做越好，越做越精，打造出名副其實的智慧校園。具體分析：（1）在組織架構上，需要突出智慧校園建設的重要性，一般高校尤其是藝術類高校需要成立一個由學校一把手為組長的信息化建設領導小組，由領導小組統籌安排學校智慧校園建設過程中的各項規劃、設計、實施等事務。這樣能更好、更充分地調動學校各部門的積極性，優化學校的資源配置，并能更好地協調智慧校園建設過程中不同部門之間的配合工作。（2）和網絡安全工作一樣，在智慧校園的建設全周期，各高校需要制定各類管理制度和規范，以適應相應的工作需要。（3）智慧校園建設是一項長期工程，需要有持續的資金保障，才能完成各類硬件、軟件的采購與建設。（4）在保障機制方面也需要重視人才隊伍的培養和建設。任何系統和硬件設備都需要人來操作，因此擁有一支專業的技術隊伍對于智慧校園建設而言是重要的保障。（5）各高校還須為在校學生和其他教職工定期開展培訓，包含基礎網絡使用常識、病毒防范、簡單軟硬件故障處理等知識，目標是使受培訓者有初步的了解和實踐技能。（6）高校須將如虛擬機管理、防火墻策略部署、網絡流量控制等專業性較強的工作交給專業技術人員進行管理，同時讓普通教工和學生熟悉網絡登錄、VPN使用、OA操作等，以便構建高效、輕量化的智慧校園管理體系。

考慮到高校都有其專業特色，藝術類高校在建設智慧校園的過程中也應注重如何利用5G技術與藝術類專業特色相結合，比如建設與戲劇表演相關的5G主題數據庫或者資源平臺，與影視類專業特色結合；建設聲樂、樂器演奏、音樂劇等相關的5G互動資源平臺，與音樂類專業特色結合；利用5G技術建立虛擬書法、繪畫藝術展廳等，與美術類專業特色結合。以上特色發展理念既發掘了藝術類高校的學科潛力，又使智慧校園生態更加豐富多彩。

4 結束語

在5G技術不斷發展普及的大環境下，5G遠程醫療、5G沉浸式課堂、5G無人駕駛等技術不斷改變著人們的生活，各高校尤其是藝術類高校的智慧校園建設須充分利用5G高負載、超高速數據傳輸效率、網絡切片等技術，為智慧校園建設提供巨大動力。利用5G構建立體化、多層次的校園網絡生態，各高校尤其是藝術類高校既擁有粗線條集中式管理，也擁有精細化個性化服務，有助于建設成集合教學、科研、管理、服務于一體的綜合性智慧校園網絡服務集群，為藝術類高校向高水平、高質量發展之路邁進奠定基礎。