5G時代高校信息化的探索與實踐

上海立信會計金融學(xué)院 信息化辦公室 上海 201209

引言

“4G改變生活，5G改變社會”，5G能為社會的智慧化提供巨大的可能，其在車聯(lián)網(wǎng)與自動駕駛、外科手術(shù)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域已開始應(yīng)用，而智慧城市、智慧社區(qū)也逐漸涌現(xiàn)。為響應(yīng)國家政策，緊跟時代步伐，高校也應(yīng)借助5G發(fā)展，積極進(jìn)行智慧校園建設(shè)。而如何建設(shè)5G時代下真正意義上的智慧校園，是本文需要探討的問題。筆者通過多方調(diào)研并結(jié)合自身對高校信息化建設(shè)的經(jīng)驗，嘗試進(jìn)行一些探索。

1 了解5G技術(shù)

5G即第5代移動通信技術(shù)，是當(dāng)今最新的蜂窩移動通信技術(shù)，其主要特點是高容量、高速率、廣連接和低延時[1]。

理論上，5G的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)10Gbps（Gbps表示每秒109bit），比4G LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍。而根據(jù)測驗，當(dāng)前5G技術(shù)的傳輸速率已能夠達(dá)到1～1.45Gbps，相較于4G網(wǎng)絡(luò)71Mbps的均值速率實現(xiàn)近20倍的增益，而延時均值也從115毫秒降至4.9毫秒，響應(yīng)提速近23倍。使用5G網(wǎng)絡(luò)，將更好地滿足校園網(wǎng)絡(luò)需求，筆者將從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與5G教學(xué)類應(yīng)用這兩個方面來進(jìn)行闡述。

2 基于5G覆蓋與云網(wǎng)融合的信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

在智慧校園信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，可以充分利用5G網(wǎng)絡(luò)連接感知網(wǎng)、寬帶外網(wǎng)、校園內(nèi)網(wǎng)、5G專網(wǎng)，并實施統(tǒng)一規(guī)范管理，以此加強(qiáng)整體安全防護(hù)，打造使用便捷、運(yùn)行可靠、綠色安全、去中心化、無邊界的云網(wǎng)融合信息基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)基于5G切片技術(shù)的虛擬校園專網(wǎng)，助力教學(xué)場景重構(gòu)、線上線下教學(xué)常態(tài)化運(yùn)行的實現(xiàn)。

5G覆蓋與四網(wǎng)融合：在校區(qū)采用5G室分和5G宏站方式覆蓋，構(gòu)建5G專網(wǎng)。圍繞校區(qū)內(nèi)主要室內(nèi)場所、道路及重點區(qū)域進(jìn)行多維感知系統(tǒng)的建設(shè)，形成感知網(wǎng)。持續(xù)完善校園內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，利用5G連接管理校園智能化基礎(chǔ)設(shè)施、寬帶外網(wǎng)、校園內(nèi)網(wǎng)、5G專網(wǎng)，打造無邊界的校園網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)專網(wǎng)加密、全國接入、上網(wǎng)行為一點管控；利用5G專網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)融合，實現(xiàn)校園萬物互聯(lián)；寬帶外網(wǎng)和校園內(nèi)網(wǎng)融合：實現(xiàn)宿舍寬帶網(wǎng)直接訪問校園網(wǎng)資源；利用5G專網(wǎng)和校園內(nèi)網(wǎng)融合，師生通過5G移動終端實現(xiàn)直接訪問校園網(wǎng)資源[2]。

5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具體如圖1所示：

圖1 基于5G覆蓋與云網(wǎng)融合的信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

通過圖1可以看到，基于5G覆蓋與云網(wǎng)融合的信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，可以很好地構(gòu)建去中心化的校園信息基礎(chǔ)設(shè)施。在保證數(shù)據(jù)安全的同時減輕了高校的信息技術(shù)設(shè)施運(yùn)行壓力，實現(xiàn)信息基礎(chǔ)設(shè)施資源的按需建設(shè)；而通過5G連接校園網(wǎng)、寬帶網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G專網(wǎng)，實現(xiàn)萬物互聯(lián)、人物互聯(lián)、人人互聯(lián)，在提升上網(wǎng)速度的同時，也能突破校園網(wǎng)絡(luò)使用的地域限制，師生在校外無須VPN等遠(yuǎn)程訪問，就可通過手機(jī)便捷地登錄校園內(nèi)網(wǎng)，真正實現(xiàn)了無邊界的校園網(wǎng)絡(luò)。

3 利用5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)教學(xué)、實踐與學(xué)習(xí)應(yīng)用

基于5G廣連接、高帶寬、低時延以及移動性的技術(shù)優(yōu)勢，在教學(xué)、實踐與學(xué)習(xí)過程中，都可以利用5G網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)教室、實訓(xùn)室、研討室、圖書館、自習(xí)空間等各類教學(xué)場所的功能共享和信息互通；也可以搭建虛擬仿真實驗室，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和教師資源的多方共享，滿足師生之間的多形式交互和溝通，打造學(xué)校無邊界的學(xué)習(xí)環(huán)境，大幅提高學(xué)校教學(xué)場地的利用率，為教學(xué)模式改革和創(chuàng)新提供技術(shù)支撐。

此外，5G網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋對5G+AR/VR互動課堂、5G+全息互動課堂學(xué)習(xí)空間、5G+VR虛擬學(xué)習(xí)空間、5G+AR/VR創(chuàng)新實訓(xùn)室、5G+數(shù)字校園建設(shè)等5G技術(shù)在高校的應(yīng)用創(chuàng)造了無限可能。

綜合來說，在當(dāng)前教育領(lǐng)域，5G技術(shù)發(fā)展成為校園基礎(chǔ)教學(xué)手段只會是時間問題，特別是經(jīng)歷過此次疫情沖擊，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式已更加普及和完善，先人一步完成5G高校信息化的應(yīng)用，就能讓師生在校園內(nèi)更早的享受到5G帶來的信息化福利[3]。

4 結(jié)束語

當(dāng)前，關(guān)于5G技術(shù)在高校信息化建設(shè)中應(yīng)用仍然比較空白，對5G技術(shù)的了解、把握以及科學(xué)預(yù)估仍存在未知領(lǐng)域。本文主要對5G時代下高校信息化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與教學(xué)實踐應(yīng)用進(jìn)行了初步探索，希望能為5G在智慧校園的應(yīng)用做一些參考。