试论基于校园有线电视网的VOD多媒体教学系统

作者：吴林建张春刚薛世辉

论文关键词:校园有线电视网 VOD多媒体教学

论文摘要:本文介绍利用校园原有单向有线电视网构建VOD多媒体教学系统。充分利用升级改造后的有线电视网来构建VOD多媒体教学系统，可以使校园多媒体教学系统的建网费用大幅降低，具有一定的现实意义。

多媒体教学系统是继学校综合管理信息系统后校园网建设方面引人注目的网络应用系统，充分利用校园原有单向有线电视网，把其升级改造成双向有线电视宽带网，并利用校园已有的局端服务器中心和多媒体教室里的大部分设备而建成的多功能VOD多媒体教学系统，可以使校园有线电视VOD多媒体教学系统的建网费用大幅降低，有一定的现实意义，值得借鉴。

1、VOD视频多媒体教学系统简介

VOD多媒体教学系统设计是一套将音视频文件或教学音视频节目进行编辑、存储和管理，并在宽带网中双向传输、使用的技术方案。VOD视频多媒体教学系统作为一个集成平台，主要是面向校园网师生，以网络教学服务器为中心、以校园网络为纽带，以包括计算机管理系统、多媒体课件制作系统、多媒体教学系统、点播(广播)系统、网络考试系统等各子系统协同工作，将教学相关的资源组织起来，通过统一的界面提供给教师和学生。在教学过程中，各位师生可以根据不同的授权权限，在任何时候随意选择观看自己想要看的音视频文件或教学音视频节目，而不必受课堂教学、音视频教材的播放进度、地点和时间的局限，且同一教材可被众多学生同时或不同时，同步或不同步共享使用。

在VOD视频多媒体教学系统的建立过程中，作为系统核心的VOD视频服务中心，其工作包括应用计算机系统管理、教师课件制作，以及各类音视频节目的采集、存储和控制，还包括接收师生的请求信息，向师生发出的授权控制信息等并发控制管理功能。所以，在服务器的选择时，应考虑到未来系统结构扩容和新增业务的可行性，配置大容量高性能的存储设备，必要时可以选择多块硬盘组成磁盘阵列。

2、VOD视频点播教学系统在有线电视宽带网上的实现

基于校园有线电视网的VOD多媒体教学系统要在改造后的校园双向有线电视宽带网上实现(如图1所示)，它主要是利用CaTv网的宽带特征，采用Cable Modem上下行频率不对称分割传输技术和计算机组网技术。Cable Modem技术实现一般是从87~860MHz电视频道中分离出一个或多个6MHz/8MHz的信道用于下行传送资料，可采用64QAM或256QAM调制方式。上行资料一般通过5--65MHz之间的一个或多个信道进行传送，一般选用QPSK调制。其通信过程为:CMTS把接收到的资料帧封装在MPEG-TS帧中，调制后与有线电视信号混合，输出RF信号到有线电视网。而师生端的Cable Modem基本功能就是将师生电脑输出的上行数字信号调制成5}65MHz射频信号进人有线电视网的上行通道，同时将下行的RF信号解调为数字信号送给师生电脑。

在基于校园有线电视网的VOD多媒体教学系统中，局端服务器中心除了配备有线电视宽带网头端设备外，主要的设备还有海量服务器磁盘库、多媒体课件制作设备、计算机管理系统设备、电教系统及各类接口等设备，而在多媒体教室或会议室则除了必要的多媒体教学控制台、投影机等外，还必须要有CableModem设备。局端的各类多媒体教学数字内容通过头端设备，完成信号的调制和混合等处理，经过校园有线电视宽带网，让多媒体教学所需要的数据信号通过有线电视宽带网传至各个教室，而各个教室的CableModem完成信号的解码、解调等功能，再将解出的数字信号应用到多媒体教学中去。反过来，Cable Modem接收师生计算机请求指令信号，经过编码、调制后通过有线电视宽带网传回局端，局端根据师生请求把教学内容再进行处理并发出，从而实现基于校园有线电视宽带网的VOD多媒体教学系统。它的主要功能有以下几个方面:

(1)局端服务中心通过校外公共CATV的接人，可以让学生在特定的时间段收看时事新闻等节目。

(2)局端服务中心通过接人校外局域网下载远程教学网的教学资料等课件内容;在课后通过网关，学生可以在家VOD点播学习，教师和学生也能够进行网络交流，进行课程讨论、答疑，还可以布置、提交和批改作业。

(3)局端服务中心可以将各位教师独立使用的课件、电子讲义等按各科分类收集到不同的数据库，让各教研组全体任课教师共享，从而开发丰富多彩的教学素材，应用到多媒体教学过程中。

(4)在各教室里可通过计算机发出点播请求经过Cable Modem的上行信号到达局端服务中心的广播服务器，广播服务器根据请求，把海量教学视频、各类教学课件等通过有线电视宽带网传到各个教室，供教师多媒体教学时使用。

(5)在学校开大会或上大课时，局端服务中心的广播服务器(辅以摄像头、麦克风等设备)，可以将教师的授课内容或校长讲话在校园内实时广播，实时广播的内容还可以存储下来制作成课件供以后点播使用。

(6)网络考试系统:提供基于Web的在线自测和基于师生/服务器模式的两种考试方式，可以分别取代传统的单元测试和期末考试。它能及时考查学生的学习情况，可以解决传统考试需要比较集中的大量人力物力问题，例如出题、印刷、保密、监考、判卷等。

(7)音频课件系统:系统音频课件节目，可以采用FM方式分年段以不同的频率通过有线电视宽带网井缆传输和无线发射，对需要的教室进行电化教学(包括英语听力和音乐欣赏)，在平时空闲时间，师生也可以无线调频接收使用。

(8)计算机管理系统:在局端服务中心采用计算机管理系统是网络教学的自动化管理手段，它包括用户管理、资源管理、目录管理、安全管理以及信息统计与分析等等，在教室师生可以使用各自计算机，通过校园有线电视宽带网与局端服务中心链接使用。