5G時(shí)代直播教育傳播模式及其解決方案

王藤藤　王運(yùn)武　姜松雪　李雪婷

摘 要：直播教育作為一種在線教育新形態(tài)，具有多時(shí)空參與性、實(shí)時(shí)互動(dòng)性、教育資源時(shí)效性、多視角臨場(chǎng)感等教育特征。5G+Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)健，直播教育逐漸成為主流的在線教育方式，但教育直播中仍存在網(wǎng)絡(luò)卡頓異常等亟需解決的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。5G時(shí)代的直播教育傳播模式是在教育直播中利用5G+Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)，由直播信息源、直播信宿、超高速信息傳播通道和直播干擾等要素組成的雙向互動(dòng)傳播模式。針對(duì)不同直播教育場(chǎng)景下的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，文章分別給出了不同的超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案，以期為目前直播教育中存在的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題和超高速網(wǎng)絡(luò)搭建提供一份合理的答卷。

關(guān)鍵詞：直播教育；5G；Wi-Fi 6；應(yīng)用場(chǎng)景；解決方案

中圖分類(lèi)號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2096-0069（2023）01-0069-08

5G時(shí)代教育信息的高效傳播，將激發(fā)直播教育活力，重構(gòu)直播教育體驗(yàn)，創(chuàng)造直播教育價(jià)值，從而使直播教育成為變革傳統(tǒng)在線教育、創(chuàng)新教育教學(xué)形態(tài)的重要力量[1]。隨著全國(guó)寬帶提速和國(guó)家對(duì)于千兆光網(wǎng)的推行，許多區(qū)域都開(kāi)始推出千兆寬帶服務(wù)。釋放大寬帶則需要Wi-Fi 6的加入，5G+Wi-Fi 6可解決網(wǎng)速問(wèn)題，大幅降低網(wǎng)絡(luò)延遲，減少直播教育過(guò)程中高并發(fā)問(wèn)題的發(fā)生。直播流暢度和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性也伴隨著5G和Wi-Fi 6技術(shù)的不斷成熟獲得了新的突破。但直播教育是什么、直播教育模式如何運(yùn)行、在不同的教育場(chǎng)景下直播教育的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題如何解決，都還需進(jìn)一步深入探究。

一、直播教育的基本內(nèi)涵

（一）直播教育定義

2016年，互聯(lián)網(wǎng)直播技術(shù)憑借著低門(mén)檻、高流量的優(yōu)勢(shì)引發(fā)了全民直播的熱潮，因此，該年也被稱(chēng)“互聯(lián)網(wǎng)直播元年”?！痘ヂ?lián)網(wǎng)直播服務(wù)管理規(guī)定》中首次將互聯(lián)網(wǎng)直播定義為：作為一種新興的傳播形式，互聯(lián)網(wǎng)直播是指基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以視頻、音頻、圖文等形式向公眾持續(xù)發(fā)布實(shí)時(shí)信息的活動(dòng)[2]。直播與在線教育的結(jié)合誕生了新的教育形態(tài)——直播教育，它為教育領(lǐng)域注入了新的血液，同時(shí)也帶來(lái)了新的機(jī)遇。顧名思義，直播教育就是利用直播技術(shù)開(kāi)展的教育活動(dòng)，是一種以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，師生利用各種直播終端設(shè)備中的直播平臺(tái)進(jìn)行線上面對(duì)面實(shí)時(shí)教學(xué)互動(dòng)的在線教育形態(tài)。其教育本質(zhì)是超高清直播教育資源的傳播和師生實(shí)時(shí)互動(dòng)。直播教育是互聯(lián)網(wǎng)直播與在線教育融合上形成的一種新型教育形態(tài)，是集全民式、開(kāi)放式、實(shí)時(shí)交互式于一體的新型教育。

（二）直播教育特征

直播教育獨(dú)特的內(nèi)涵屬性賦予了其自身鮮明的教育特征。與傳統(tǒng)在線教育特征相比，直播教育具有多時(shí)空參與性、實(shí)時(shí)互動(dòng)性、教育資源時(shí)效性、多視角臨場(chǎng)感等多重特征。多時(shí)空參與性，指教育者和學(xué)習(xí)者在同一時(shí)間跨越多個(gè)時(shí)區(qū)相聚在多個(gè)直播空間進(jìn)行“面對(duì)面”學(xué)習(xí)互動(dòng)，不受物理空間場(chǎng)地的約束，自由支配時(shí)間；實(shí)時(shí)互動(dòng)性，指師生之間和生生之間通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)直播進(jìn)行實(shí)時(shí)討論交流，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上的直播現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程同步多向傳播；教育資源時(shí)效性，指教育資源的教育效果并非一成不變，在不同的時(shí)間會(huì)呈現(xiàn)不同的教育效果，教育者在進(jìn)行直播前應(yīng)不斷優(yōu)化其教育資源，確保其教育內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)；多視角臨場(chǎng)感，超高清視頻的多視角實(shí)時(shí)直播，可延伸和擴(kuò)展人眼功能，增強(qiáng)教學(xué)過(guò)程的空間臨場(chǎng)感，構(gòu)建“面對(duì)面”的教育情境。

二、直播教育發(fā)展現(xiàn)狀

（一）5G＋Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀

隨著VR、AR、全息投影等技術(shù)和智能設(shè)備的不斷進(jìn)步和發(fā)展，大眾對(duì)網(wǎng)速、網(wǎng)絡(luò)吞吐量、低時(shí)延低功耗以及設(shè)備連接數(shù)的需求越來(lái)越大，對(duì)于超高速網(wǎng)絡(luò)的要求也越來(lái)越迫切。從“三網(wǎng)融合（計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)）”“四網(wǎng)融合（三網(wǎng)+智能電網(wǎng)）”到“多網(wǎng)融合（四網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)）”再到云網(wǎng)融合（云計(jì)算、通信網(wǎng)），超高速網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐漸形成規(guī)模。近年來(lái)，國(guó)家高度重視“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與發(fā)展，為5G時(shí)代的超高速網(wǎng)絡(luò)建設(shè)給予了政策導(dǎo)向。想要真正實(shí)現(xiàn)用戶(hù)在各類(lèi)場(chǎng)景直播應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，如何建設(shè)5G+Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵一環(huán)。目前，中國(guó)已建成全球規(guī)模最大的5G網(wǎng)絡(luò)，5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)穩(wěn)步向前，Wi-Fi 6終端設(shè)備進(jìn)入大眾市場(chǎng)，我國(guó)5G+Wi-Fi 6 超高速網(wǎng)絡(luò)建設(shè)條件已初步具備。

5G和Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將促進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，激活在線教育生態(tài)，重塑直播教育新形態(tài)，整合直播教育產(chǎn)業(yè)鏈，促使直播教育根本性變革的發(fā)生。當(dāng)前典型的5G＋Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)融合方案有：5G＋Wi-Fi 6 MIFI（Mobile Wi-Fi）、5G＋Wi-Fi 6 uCPE、5G Dongle、5G＋Wi-Fi 6＋Multi- path多鏈路5G組網(wǎng)、Wi-Fi 6+AIoT智能天線、基于廣電5G＋Wi-Fi 6＋LoRa融合的移動(dòng)物聯(lián)專(zhuān)網(wǎng)等[3]。在5G直播教育中，常用的直播終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)有5G、Wi-Fi 6和F5G（光纖寬帶）等，其組合方案主要有以下六種：①5G/5G方案；②5G/Wi-Fi 6方案；③5G/F5G；④Wi-Fi 6/Wi-Fi； ⑤Wi-Fi 6/F5G；⑥F5G/F5G。

（二）直播教育發(fā)展現(xiàn)狀

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和硬件設(shè)備的不斷升級(jí)優(yōu)化，大眾的生活、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)、購(gòu)物都逐漸轉(zhuǎn)移到線上。據(jù)工信部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至 2021年12月，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)73.0%，網(wǎng)民規(guī)模達(dá)10.32億人，其中網(wǎng)絡(luò)直播用戶(hù)規(guī)模達(dá)7.03億戶(hù)，占網(wǎng)民整體的68.2%。2020年疫情期間，在線教育紛紛轉(zhuǎn)戰(zhàn)直播平臺(tái)，直播平臺(tái)也開(kāi)展各項(xiàng)教育計(jì)劃以支撐師生正常教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)行。《2021抖音泛知識(shí)內(nèi)容數(shù)據(jù)報(bào)告》顯示，2020年抖音泛知識(shí)內(nèi)容直播超100萬(wàn)場(chǎng)，全國(guó)近92%的“雙一流”高校進(jìn)駐抖音，過(guò)去一年內(nèi)，抖音高校直播公開(kāi)課累計(jì)直播場(chǎng)次達(dá)12 580場(chǎng)，觀看人數(shù)約7392萬(wàn)人[4]?！拔以诙兑羯洗髮W(xué)”也成為大眾在疫情期間津津樂(lè)道的口頭禪。越來(lái)越多的教授、院士、專(zhuān)家學(xué)者入駐短視頻直播平臺(tái)，通過(guò)直播分享專(zhuān)業(yè)知識(shí)，降低知識(shí)傳播門(mén)檻，使得大眾足不出戶(hù)就能享受到高等學(xué)府的優(yōu)質(zhì)教育資源，從而縮小教育鴻溝，推動(dòng)教育普惠，促進(jìn)教育公平，加快建設(shè)“人人皆學(xué)”的終身學(xué)習(xí)型社會(huì)。

直播教育使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)地點(diǎn)更加靈活，實(shí)時(shí)交互的直播現(xiàn)場(chǎng)，增強(qiáng)了師生互動(dòng)的臨場(chǎng)感，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性。但同時(shí)，隨著大眾對(duì)直播教育的不斷認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，其自身存在的教育缺陷也逐漸凸顯。“卡了，又黑屏了，同學(xué)們，能聽(tīng)見(jiàn)老師的聲音嗎？”[5]凡參與過(guò)直播上課的師生，吐槽的大部分問(wèn)題都是圍繞“直播網(wǎng)絡(luò)卡頓”展開(kāi)的，在“停課不停學(xué)”線上教學(xué)期間，網(wǎng)絡(luò)中斷成為直播教育中的最大阻礙。課堂直播對(duì)網(wǎng)絡(luò)條件要求較高，網(wǎng)絡(luò)故障、網(wǎng)絡(luò)阻塞、網(wǎng)絡(luò)異常是師生直播過(guò)程中時(shí)常面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)[6]。直播教育教學(xué)活動(dòng)順利開(kāi)展的前提是教育直播的正常進(jìn)行，教育直播正常進(jìn)行的硬性條件是直播過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的持續(xù)性穩(wěn)定。如果教育直播過(guò)程中時(shí)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)卡頓、掉線等網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，將會(huì)大大降低師生的直播體驗(yàn)，擾亂正常教學(xué)進(jìn)度，甚至?xí)绊懻＝逃虒W(xué)活動(dòng)的進(jìn)行。因此，營(yíng)造良好的網(wǎng)絡(luò)直播環(huán)境，保證直播過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的穩(wěn)定性是順利開(kāi)展直播教育的關(guān)鍵。

三、5G時(shí)代直播教育傳播模式的構(gòu)建

5G時(shí)代，基于5G+Wi-Fi 6的超高速網(wǎng)絡(luò)為直播教育傳播構(gòu)建了良好的網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境。直播教育的本質(zhì)是通過(guò)直播技術(shù)實(shí)現(xiàn)教育內(nèi)容傳播。教育傳播模式是描述教育傳播過(guò)程中各要素的地位和作用及其相互關(guān)系的簡(jiǎn)化形式，是教育思想、教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)程序和教學(xué)方法的結(jié)合體[7]。5G時(shí)代的直播教育傳播模式如圖1所示。

（一）5G時(shí)代直播教育傳播模式

5G時(shí)代的直播教育傳播模式是一種以師生雙向互動(dòng)為中心的傳播模式。在教育傳播過(guò)程中，主直播教師與輔助直播教師作為直播信息源，利用直播軟件和相關(guān)直播設(shè)備對(duì)教育內(nèi)容進(jìn)行采集和編碼，通過(guò)5G+Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)將教育編碼數(shù)據(jù)推流至云端，云端直播編碼數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)直播分流傳輸?shù)綄W(xué)生端直播終端設(shè)備，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)解碼后，將教育內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生。學(xué)生對(duì)接受的教育內(nèi)容進(jìn)行自主加工后，也可通過(guò)原來(lái)的教育內(nèi)容傳播路線返回到教師端與教師進(jìn)行討論交流。除此之外，直播信息源和直播信宿、主直播教師和輔助直播教師、學(xué)生和學(xué)生之間都可通過(guò)超高速信息傳播通道進(jìn)行直播教育實(shí)時(shí)互動(dòng)。該模式聚焦于教育內(nèi)容傳播過(guò)程中直播信息源與直播信宿雙方角色的互動(dòng)變化，以及超高速網(wǎng)絡(luò)支持下的教育內(nèi)容的實(shí)時(shí)多向傳播。

5G+Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)直播教育在傳播過(guò)程形成一個(gè)回旋結(jié)構(gòu)，直播信息源和直播信宿能夠進(jìn)行多向?qū)崟r(shí)互動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)低延遲、多向?qū)崟r(shí)交互的直播教育環(huán)境。該直播教育傳播模式充分體現(xiàn)了教育內(nèi)容在直播傳播過(guò)程中的循環(huán)性、雙向性和互動(dòng)性特點(diǎn)。基于5G+Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)的直播教育傳播模式具有三高一低的特性，即高穩(wěn)定性、高可靠性、高清晰畫(huà)質(zhì)和低時(shí)延。高穩(wěn)定性是進(jìn)行超高速網(wǎng)絡(luò)教育直播的前提；高可靠性是進(jìn)行超高速網(wǎng)絡(luò)教育直播的保障；高清晰畫(huà)質(zhì)提供超清畫(huà)面，可加速情景沉浸投入；低時(shí)延能夠有效降低視音延遲，增強(qiáng)在線臨場(chǎng)感，提高直播體驗(yàn)。

（二）5G時(shí)代直播教育傳播模式構(gòu)成要素

要構(gòu)建一個(gè)科學(xué)的教育傳播模式，必須明確教育傳播過(guò)程中的構(gòu)成要素及各要素之間的關(guān)系。5G時(shí)代的直播教育傳播模式由直播信息源、直播信宿、超高速信息傳播通道和直播干擾要素構(gòu)成。

1.直播信息源

直播信息源部分包括主直播教師和輔助直播教師，兩位直播教師都可與學(xué)生進(jìn)行直播互動(dòng)，直播教師之間也可通過(guò)超高速信息傳播通道進(jìn)行直播交流。其中主直播教師的任務(wù)是通過(guò)直播平臺(tái)教授教育內(nèi)容，輔助直播教師則是輔助主直播教師進(jìn)行教育直播，其主要直播工作包括維護(hù)直播空間的環(huán)境和紀(jì)律，直播簽到，直播中的輔助互動(dòng)問(wèn)答和討論區(qū)解答及主直播教師結(jié)束后的直播互動(dòng)和答疑解惑等。

2.直播信宿

直播信宿部分主要由觀看直播的學(xué)生構(gòu)成，在直播教育傳播模式中，學(xué)生不僅可以和直播信息源部分的主輔教師進(jìn)行直播互動(dòng)，學(xué)生之間也可通過(guò)超高速信息傳播通道進(jìn)行多向直播互動(dòng)。圖1表明，直播教育傳播模式是一個(gè)雙向互動(dòng)結(jié)構(gòu)，具有雙重信源的特點(diǎn)，受傳者既是信息的接受者，也是信息的傳播者。

3.超高速信息傳播信道

超高速信息傳播信道主要由直播教師端、教師端直播設(shè)備、直播教育云平臺(tái)、直播學(xué)生端和學(xué)生端直播設(shè)備組成，教師端直播設(shè)備采集直播信息，經(jīng)過(guò)直播教師端編碼后，通過(guò)5G＋Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)上傳到直播教育云平臺(tái)，經(jīng)過(guò)編碼的直播信息從直播教育云平臺(tái)再通過(guò)5G＋Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)傳播到直播學(xué)生端進(jìn)行解碼，并通過(guò)學(xué)生端直播設(shè)備將直播信息呈現(xiàn)給學(xué)生。

4.直播干擾

直播干擾是指影響直播教育傳播過(guò)程的直播環(huán)境和其他外部條件，體現(xiàn)了環(huán)境因素和外部條件的復(fù)雜性。直播教育傳播和互動(dòng)過(guò)程中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)或要素都有可能會(huì)被直播干擾中的直播環(huán)境干擾，而且這種傳播干擾無(wú)法完全去除，只能盡可能創(chuàng)建一個(gè)良好的直播環(huán)境，以減少外部因素對(duì)直播過(guò)程產(chǎn)生的干擾。

四、5G時(shí)代直播教育場(chǎng)景超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案

當(dāng)前對(duì)于在線教育的迫切需求促使5G和Wi-Fi 6等技術(shù)加快發(fā)展，各種5G終端、Wi-Fi 6設(shè)備和支持5G和Wi-Fi 6技術(shù)的直播設(shè)備不斷涌現(xiàn)和普及，為直播教育的快速發(fā)展提供了可靠的技術(shù)和設(shè)備支持。5G時(shí)代教育場(chǎng)域中，教育直播采用5G和Wi-Fi 6技術(shù)是順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)的選擇。5G +Wi-Fi 6超高速網(wǎng)絡(luò)將在直播網(wǎng)絡(luò)傳輸和網(wǎng)絡(luò)無(wú)線交互方面發(fā)揮重要作用。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，直播教育可分為學(xué)校直播教育、家庭直播教育和社會(huì)直播教育。5G時(shí)代直播教育場(chǎng)景超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案如圖2（見(jiàn)下頁(yè)）所示。

（一）學(xué)校直播教育超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案

隨著學(xué)校信息化水平的提高，同步課堂、雙師課堂等學(xué)校直播教育方式受到學(xué)校的重視和歡迎。學(xué)校師生對(duì)于直播教學(xué)中視頻畫(huà)質(zhì)的清晰度和直播網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性需求也越來(lái)越強(qiáng)烈，高清的直播設(shè)備和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是進(jìn)一步加強(qiáng)直播體驗(yàn)和互動(dòng)參與的重要條件。

基于5G+Wi-Fi 6的學(xué)校直播教育超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案，在教師直播端，學(xué)校直播課程通過(guò)高清攝像機(jī)或VR攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集視頻數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)通過(guò)編碼器進(jìn)行編碼后，可通過(guò)兩種信息通道中的5G和Wi-Fi 6網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街辈ソ逃破脚_(tái)。第一種信息通道是視頻數(shù)據(jù)通過(guò)5G CPE終端進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)傳輸，第二種信息通道是視頻數(shù)據(jù)通過(guò)Wi-Fi 6路由器、交換機(jī)和無(wú)線AP產(chǎn)生的Wi-Fi 6信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。直播視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)云平臺(tái)推流后，通過(guò)5G同步回傳，被直播課程觀看學(xué)校的學(xué)生端的5G CPE與Wi-Fi 6路由器、交換機(jī)和無(wú)線AP信號(hào)通道接收，直播視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)解碼，學(xué)生通過(guò)5G手機(jī)等其他終端設(shè)備觀看畫(huà)面。由于直播的互動(dòng)性特點(diǎn)，直播視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p向性使得學(xué)生端直播視頻信號(hào)也可以通過(guò)以上信號(hào)傳輸通道反方向進(jìn)行傳輸。該方案使用室外5G CPE和室內(nèi)無(wú)線AP結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)學(xué)校的整體無(wú)線覆蓋，具有以下特點(diǎn)：

1.高可用和低成本

從未來(lái)5G建設(shè)需求來(lái)看，采用“宏基站+小基站”組網(wǎng)覆蓋模式是5G時(shí)代的主流解決方案。因此，為實(shí)現(xiàn)校園5G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)全覆蓋和高帶寬，學(xué)校直播教育方案采用了5G室內(nèi)分布式天線系統(tǒng)，5G毫米波小基站是本方案5G室分系統(tǒng)的主要載體，又稱(chēng)5G小基站室分系統(tǒng)。5G毫米波小基站可基于之前4G基站部署鋪設(shè)的網(wǎng)站和光纖，通過(guò)最簡(jiǎn)工程施工或者網(wǎng)規(guī)不變的方式實(shí)現(xiàn)“線不動(dòng)”“點(diǎn)不增”地向5G演進(jìn)，高效利用已部署的通信設(shè)施，增加網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，減少新增成本[8]。與傳統(tǒng)室分系統(tǒng)相比，5G小基站室分系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，小基站支持2G/3G/4G/5G通信制式，既可以使用許可頻率，又能集成Wi-Fi使用非許可頻率接入技術(shù)。

2.易管理和易部署

5G CPE和無(wú)線AP設(shè)備輕巧，安裝便捷，可根據(jù)不同學(xué)校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和需求的不同進(jìn)行靈活布局。5G CPE設(shè)備可通過(guò)集中管理軟件進(jìn)行統(tǒng)一管理，集中控制，提高大規(guī)模部署時(shí)的管理維護(hù)工作效率；無(wú)線AP則由具有無(wú)線控制器AC的Wi-Fi 6路由器設(shè)備統(tǒng)一管理，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并統(tǒng)一管理AP，方便網(wǎng)絡(luò)的管理和運(yùn)維。

（二）家庭直播教育超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案

公共衛(wèi)生事件突發(fā)，師生不得不被迫進(jìn)行“居家隔離”。居家學(xué)習(xí)成為在線教育的重要學(xué)習(xí)方式，家庭也是在線直播教育的重要教育場(chǎng)景之一。家庭直播場(chǎng)景適用于師生雙方不能在學(xué)校物理空間下進(jìn)行直接教學(xué)的場(chǎng)景下，為避免突發(fā)情況（如新冠感染）對(duì)學(xué)生課程學(xué)習(xí)的影響，學(xué)校師生采用家庭直播場(chǎng)景方案進(jìn)行線上直播交互，對(duì)學(xué)校課程進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。家庭場(chǎng)景中的直播教育對(duì)學(xué)生的家庭學(xué)習(xí)環(huán)境有一定要求，學(xué)生的家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要支持家庭教育直播過(guò)程中的大帶寬傳輸、視頻高清晰度和師生多互動(dòng)等直播要求，以保證學(xué)生教育直播的順利進(jìn)行。

基于5G+Wi-Fi 6的學(xué)校直播教育超高速解決方案，在教師直播端，直播教師可在專(zhuān)門(mén)的教學(xué)直播間或個(gè)人家庭書(shū)房進(jìn)行課程直播。直播課程通過(guò)攝像頭和直播平臺(tái)實(shí)時(shí)采集視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)編碼器編碼后，通過(guò)5G CPE或由光纖網(wǎng)關(guān)和Wi-Fi 6路由器組成的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)路線，經(jīng)由5G基站和光纖寬帶上傳到直播教育云平臺(tái)，再經(jīng)過(guò)云端同步回傳。直播視頻編碼數(shù)據(jù)通過(guò)學(xué)生端的 5G CPE和FTTR（Fiber to The Room，光纖到房間）全光組網(wǎng)傳輸，經(jīng)過(guò)解碼器解碼后，學(xué)生通過(guò)平板電腦、5G手機(jī)、筆記本電腦等直播終端進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)。因?yàn)橹辈サ碾p向交互性，學(xué)生也可通過(guò)相同的直播數(shù)據(jù)路線進(jìn)行反方向的直播數(shù)據(jù)傳輸，與直播教師進(jìn)行直播交流?；?G+Wi-Fi 6的家庭直播教育場(chǎng)景解決方案使用5G CPE和FTTR全光組網(wǎng)結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)直播教師直播間和學(xué)生家庭空間的整體無(wú)線覆蓋。該方案具有以下特點(diǎn)：

1.三網(wǎng)融合和全覆蓋

FTTR設(shè)計(jì)方案可使得家庭中的每個(gè)房間都可達(dá)到千兆網(wǎng)速，實(shí)現(xiàn)全屋有線和Wi-Fi雙千兆全覆蓋[9]。FTTR全光組網(wǎng)使用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)網(wǎng)線，以實(shí)現(xiàn)全屋光纖組網(wǎng)，同時(shí)部署支持跨設(shè)備類(lèi)型MESH功能的全光Wi-Fi 6家庭網(wǎng)關(guān)、Wi-Fi 6光路由器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)MESH組網(wǎng)，室內(nèi)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)之間漫游切換時(shí)間可低至百毫秒，F(xiàn)TTR全光組網(wǎng)與5G CPE實(shí)現(xiàn)了家庭網(wǎng)絡(luò)有線、Wi-Fi 6、5G網(wǎng)絡(luò)的三網(wǎng)融合。通過(guò)光纖網(wǎng)關(guān)和光路由器協(xié)同，并搭配5G CPE，5G網(wǎng)絡(luò)和Wi-Fi 6信號(hào)可覆蓋到家庭的每個(gè)房間，最大限度減少穿墻造成的Wi-Fi信號(hào)衰減。

2.使用長(zhǎng)久和操作便捷

FTTR全光組網(wǎng)是當(dāng)前家庭網(wǎng)絡(luò)千兆發(fā)展的首選方案，與傳統(tǒng)網(wǎng)線相比，F(xiàn)TTR采用全光纖模式，光纖耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)20年以上，一次部署光纖便可滿(mǎn)足當(dāng)前家庭千兆寬帶需求，也是匹配未來(lái)20年升速演進(jìn)100G寬帶的長(zhǎng)遠(yuǎn)需求。在家庭直播教育超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案中，5G CPE內(nèi)嵌5G通信模塊，擁有強(qiáng)大的5G連接方式，支持SA/NSA組網(wǎng)，支持SIM手機(jī)卡無(wú)線上網(wǎng)，真正實(shí)現(xiàn)即插即用，一鍵式接入無(wú)線直播設(shè)備。家庭直播教育超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案也為家庭直播用戶(hù)考慮了多樣化的工程方案，可根據(jù)最終直播的實(shí)際情況選擇最合適的線纜部署方式。

（三）社會(huì)直播教育場(chǎng)景超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案

社會(huì)直播教育往往以宣傳和科普的形式進(jìn)入大眾視線。社會(huì)直播教育擴(kuò)大了大眾獲取教育的范圍和方式，大眾對(duì)于社會(huì)直播教育的內(nèi)容接受度更加包容。依據(jù)社會(huì)直播教育直播場(chǎng)景的直播范圍和直播環(huán)境的不同，本文中的社會(huì)直播教育場(chǎng)景解決方案適用于戶(hù)外超高清直播教育場(chǎng)景、小型展館直播教育場(chǎng)景、農(nóng)村直播教育場(chǎng)景和大型多場(chǎng)地直播教育場(chǎng)景等。

基于5G+Wi-Fi 6的社會(huì)直播教育超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案，在教師直播端，直播教育現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面通過(guò)超高清攝像機(jī)或者無(wú)人機(jī)進(jìn)行拍攝并輸出給5G直播背包，5G直播背包完成編轉(zhuǎn)碼后，有兩種不同的直播教育場(chǎng)景進(jìn)行直播信號(hào)傳輸：一種是戶(hù)外超高清直播教育場(chǎng)景、小型展館直播場(chǎng)景和農(nóng)村直播教育場(chǎng)景，編碼后的直播視頻數(shù)據(jù)可直接通過(guò)與之連接的5G CPE的5G鏈路和Wi-Fi 6路由器、交換機(jī)和無(wú)線AP使用的千兆光纖鏈路傳輸?shù)街辈ソ逃破脚_(tái)。另一種是大型多視角直播教育活動(dòng)直播場(chǎng)景，多個(gè)5G直播背包編碼后的直播視頻數(shù)據(jù)匯聚到5G直播車(chē)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、編輯和制作，并將制作好的直播視頻數(shù)據(jù)以多鏈路并行傳輸方式，通過(guò)捆綁5G CPE的通信5G鏈路和Wi-Fi 6路由器、交換機(jī)和無(wú)線AP使用的千兆光纖鏈路組成的多鏈路通道傳輸?shù)街辈ソ逃破脚_(tái)。直播視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)同步回傳后，在學(xué)生端，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)或由光纖網(wǎng)關(guān)和支持Wi-Fi 6信號(hào)的光路由器組成的家庭全屋光纖組網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，直播數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)解碼器解碼后，在平板電腦、手機(jī)、電腦、VR頭顯進(jìn)行直播實(shí)時(shí)顯示。學(xué)生也可在學(xué)生端通過(guò)直播設(shè)備，通過(guò)反方向的直播數(shù)據(jù)傳輸與直播現(xiàn)場(chǎng)的直播教師或者其他的學(xué)生端同學(xué)進(jìn)行直播交互?；?G+Wi-Fi 6的社會(huì)直播教育超高速網(wǎng)絡(luò)解決方案，以5G直播背包和5G直播車(chē)為載體，采用多鏈路并行傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)直播教育場(chǎng)地的網(wǎng)絡(luò)全方位覆蓋和直播信號(hào)高速無(wú)延遲。該方案具有以下特點(diǎn)：

1.直播便捷、高效

5G直播背包具備信號(hào)采集、編碼、互動(dòng)等功能，集成最新的音/視頻處理和編/解碼技術(shù)，能快速搭建輕直播環(huán)境，實(shí)時(shí)、流暢、高清地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的直播視頻進(jìn)行移動(dòng)采集、穩(wěn)定傳輸和雙向回傳。5G背包支持多鏈路捆綁，能將5G、Wi-Fi 6、千兆光纖等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行帶寬聚合，實(shí)現(xiàn)在基站切換和網(wǎng)絡(luò)不好時(shí)的信號(hào)切換和直播數(shù)據(jù)的快速傳輸[10]。5G直播背包搭配5G直播車(chē)，能夠完成多場(chǎng)地的大型室內(nèi)外互動(dòng)直播，支持實(shí)時(shí)直播雙向互動(dòng)，5G直播車(chē)可同時(shí)連線多個(gè)5G直播背包，并將某一直播視頻指定給若干背包或?qū)⒍嗦繁嘲闹辈ヒ曨l綜合編排制作，實(shí)現(xiàn)社會(huì)直播教育中直播教師與學(xué)生的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程視頻互動(dòng)。

2.高速率與低延時(shí)

超高清視頻直播產(chǎn)生的巨大數(shù)據(jù)量需要搭建低延時(shí)的超高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行上行傳輸。但目前單個(gè)5G CPE上行實(shí)際使用未能支撐數(shù)據(jù)傳輸，一般單個(gè)主流5G CPE上行寬帶在80～100 Mbps左右。為實(shí)現(xiàn)更高傳輸速率的超高清視頻，社會(huì)直播場(chǎng)景解決方案采用多鏈路并行傳輸技術(shù)[11]，直播現(xiàn)場(chǎng)使用多個(gè)5G CPE進(jìn)行同時(shí)傳輸，上行寬帶可實(shí)現(xiàn)100M/個(gè)*N個(gè)高碼流寬帶傳輸，延時(shí)低至毫秒級(jí)，以實(shí)現(xiàn)畫(huà)面的實(shí)時(shí)超高清直播。

五、未來(lái)展望

5G時(shí)代，教育的發(fā)展要緊跟技術(shù)的發(fā)展，5G、Wi-Fi 6、千兆光網(wǎng)等通信技術(shù)都為直播教育發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。當(dāng)前5G時(shí)代直播教育的發(fā)展前景光明，但仍存在政策支持不明朗、制度規(guī)范不嚴(yán)謹(jǐn)、直播教育產(chǎn)業(yè)未形成和直播隱私不安全等問(wèn)題。為更好地促進(jìn)未來(lái)直播教育的發(fā)展與進(jìn)步，提出以下建議：第一，直播教育應(yīng)多與其他新興技術(shù)（人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等）相融合，使直播教育一直保持新興技術(shù)活力。例如，輔助直播教師可以使用人工智能教師，減輕教師負(fù)擔(dān)，提高教師教研效率。第二，國(guó)家應(yīng)盡快出臺(tái)相關(guān)直播教育政策文件與直播教育國(guó)家產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，加強(qiáng)對(duì)直播教育的政策支持和引導(dǎo)。第三，加快推進(jìn)5G時(shí)代直播教育課程資源、產(chǎn)品研發(fā)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，構(gòu)建直播教育產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)圈，保護(hù)直播教育隱私安全，形成新時(shí)代的直播教育文化。5G時(shí)代，直播教育的發(fā)展前景不可限量，未來(lái)應(yīng)盡快推進(jìn)直播教育課程和產(chǎn)品研發(fā)，開(kāi)拓優(yōu)質(zhì)直播教育資源，積極探索直播教育新模式，促進(jìn)直播教育的可持續(xù)、強(qiáng)生命力發(fā)展。

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[2]中國(guó)網(wǎng)信網(wǎng).國(guó)家網(wǎng)信辦發(fā)布《互聯(lián)網(wǎng)直播服務(wù)管理規(guī)定》[EB/OL]. （2016-11-04）[2022-03-20].http：//www.cac.gov.cn/2016-11/04/c_1119846202.htm.

[3]王運(yùn)武，莊榕霞，陳祎雯，等.5G時(shí)代的新一代智慧校園建設(shè)[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2021，35（2）：143-149.

[4]中國(guó)新聞網(wǎng).抖音發(fā)布泛知識(shí)內(nèi)容數(shù)據(jù)報(bào)告，過(guò)去一年相關(guān)視頻播放量增長(zhǎng)74%[EB/OL]. （2021-10-13） [2022-03-20].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1713485621331578365&wfr=spider&for=pc.

[5]騰訊網(wǎng).直播上課眾生相：老師懵家長(zhǎng)瘋，學(xué)生不輕松[EB/OL].（2020-02-27） [2022-03-20].https：//new.qq.com/omn/20200227/20200227A0NRKS00.html.

[6]林曉峰，謝康.第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教育領(lǐng)域應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)[J].數(shù)字教育，2019，5（6）：26-29.

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[8]通信世界.5G室分大換血？小基站將是什么角色？[EB/OL].（2018-05-25） [2022-03-20].https：//www.sohu.com/a/232898380_128075.

[9]朱智俊，張晨，朱子夜.FTTR：未來(lái)社區(qū)的信息高速通道[J].通信世界，2021（3）：41-43.

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（責(zé)任編輯 李強(qiáng) 王策）

Live-streaming Education Dissemination Model and Its Solutions in the 5G Era

Wang Tengteng，Wang Yunwu，Jiang Songxue，Li Xueting

（1.School of Smart Education，Jiangsu Normal University，Xuzhou，Jiangsu，China 221116）

Abstract： As a new form of online education，live-streaming education has the educational characteristics of multi-temporal participation，real-time interaction， timeliness of educational resources，and multi-perspective proximity.5G + Wi-Fi 6 ultra-high-speed network construction is robust，and live-streaming education is gradually becoming the mainstream education method for online education，but there are still network problems that need to be solved，such as network lag and abnormalities.The 5G era live-streaming education communication mode is a two-way interactive communication mode in live-streaming education using 5G+Wi-Fi 6 ultra-high-speed network， consisting of elements， such as live information source，live SINK，ultra-high-speed information dissemination channel and live interference.In order to solve the network problems in different live-streaming education scenarios， the article proposes different ultra-high-speed network solutions，in order to provide a reasonable answer for the current network problems and ultra-high-speed network construction in live-streaming education.

Key words： Live-streaming education;5G;Wi-Fi 6;Application scenarios;Solutions

收稿日期：2022-08-02

基金項(xiàng)目：2021年度江蘇師范大學(xué)研究生科研與實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目“基于5G +Wi-Fi 6的直播教育模式及其解決方案”（2021XKT1369）

作者簡(jiǎn)介：王藤藤（1998— ），女，山東菏澤人，碩士研究生，研究方向?yàn)椤岸桃曨l+直播”教育；王運(yùn)武（1980— ），男，山東聊城人，博士，教授、碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榻逃畔⒒?、智慧教育、智慧校園研究；姜松雪（1995— ），女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士研究生，研究方向?yàn)橹腔坌@；李雪婷（1999— ），女，山東菏澤人，碩士研究生，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芙逃?/p>