上广电Spacecast远程教育系统

上海广电健洋拥有国家授予的ICP、VAST、IPTV经营许可。广电集团投资建立了融光缆、ISDN、ADSL、DDN、有线电视网与卫星通信天地合一的多媒体交互通信平台，并且自主 
开发了Spacecast卫星远程教育系统。产品以其优质的多媒体互动特性、经济实惠的价格、可靠的售后服务，赢得了专家、政府和医学界的肯定与支持，同时公司还成功地完成了一系列远程机房监控项目的方案设计和实施，公司有一支开发水平高、配套完善的技术队伍，保证了远程教育对多媒体传输技术、工程安装培训、网络维护和课件制作的需求

技术简介：

　　Spacecast由上海广电健洋网络有限公司自主开发，是完全国产化的软件。Spacecast是HIV—97远程医疗咨询系统的延伸产品，是上海市高新技术成果转化项目。

　　Spacecast系统的工作原理是将下行通道与上行通道分开，应用DVB广播技术，利用各种信道将教师机的IP流按IP地址广播到每个学生机上，学生通过各类信道的接收机经解码、解压后，在屏上重现教育IP流中的教师实时视频，电子黑板上的各种信息和操作。教师与学生交互采用的另外一个低速率信道（可以是Internet、PSTN、DDN等），按TCP/IP协议将学生视频音频回传到教师机上，解压后打开。这种回传打开由教师控制，并可以参与再广播。

　　整个闭合传送形成的系统内延时控制在1.2秒内，视频的质量取决于信道的传送能力，一般在下行384Kbps下，教师视频按MPEG4格式可基本连续。学生视频在33.6 Kbps下可达到5帧。教师机的音频是16位立体声，学生的音频遵照视频会议系统的ECLP标准。

详细说明：

　　系统中主要的通信方式为点到多点的通信。通常，点到多点的通信方式主要有广播通信(broadcast)和多点通信 (multicast)两种。广播通信的方式是消息从一点发出，发向网上的所有端点。多点通信，是指消息从一点发出，发向网上所有等待该消息的端点，这些端点都使用同一个用于多点通信的地址。

　　拥有一个IP多点通信地址的所有机器构成一个多点通信组。一个通信组可以跨越多个物理网络。每次多点传送后，多点通信组的成员接收到的数据都相同。一台主机可以任意加入或退出一个多点通讯组，一台主机也可以同时加入多个多点通信组。该系统在点对多点通信时采用多点通信的方式是比较合适的。教师端在授课时应首先上网，申请到一个多点通讯组 (固定或临时均可)的地址，随后加入该“虚拟课堂”的学生登录，教师端统计成员列表，同时将申请到的多点通讯组地址传送给学生，这样教师和学生可通过多点通信方式来传送消息。

　　SpaceCast系统具有极其强大的INTERNET功能，毫无疑问，选择了TCP/IP作为网络协议。系统共有四个通信通道：音频、视频、数据（包括课件和屏幕传输数据）和控制通道（用户交谈数据由于数据量很小，也放在控制通道中和控制消息一起传送），而协议提供了两种传输方式：TCP和UDP。TCP方式提供一种面向连接的、有序可靠的传输服务，UDP方式提供了一种无连接的、无序但快速的传输服务。TCP在传输数据时，要求接收方对每一个IP包都要传回一个确认包，未确认的IP包会被认为是传输出错而重新发送，因此会有一定的延时。UDP只保证发送成功，不保证接收成功，因而实时性高。数据、控制通道对实时性要求不高，但要求传送成功，因此采用TCP方式；音频通道对实时性要求高，对传输成功率要求不高，因此采用UDP方式（事实证明可行）；视频本身对实时性和传输成功率要求都不高，但视频经压缩后数据间存在关联，一个数据的错误会影响几帧图象，因此视频通道也采用TCP方式。

比较信息：

　　受技术条件的限制，国内在CERNET建成后才开始进行网络远程教学的研究工作，但发展相当迅猛。目前国内清华大学、上海交通大学、北京邮电大学、中央电大等十几所高校也积极开展远程教育系统的开发,且已经陆陆续续在网上设立了远程教育站点。尽管这些远程教育系统取得了一定的成功，但仍存在一些缺陷和问题。从采用技术和传输手段的角度可将它们分为3类：利用计算机网络、利用有线电视网络和利用电信网络。但是除校园网和地区宽带网外，目前没有学校利用计算机平台直播授课或传输视频连续信号。而有线电视网仍以单向传输为主，且只能用E-mail和电话进行交互。采用ISDN不能实现连续视频的实时交互，而采用宽带网用户面窄，价格高。这些方面都是不太尽如人意的。

　　在国外，远程教育系统已经发展得相当成熟，其中以美国休斯公司的ONE-TOUCH系统、以色列的吉来特系统为主要代表。

性能特点：

1.灵活、廉价的用户设计，设计上广播接信道与反向交互信道分离，交互信道可选用任何通讯方式，一根电话线即可保证音频促传输，视频快慢视信道速率而定。

2.高质量、小延时的视频、音频，广播信道可发送高保真音频、较高清晰视频，音频时延小于0.7秒（已加卫星时延），视频纠错时间小于2秒。

3.丰富多彩的教程，仿真实际上课的多种手段，可使用包括多媒体、图片、html格式等多种课程文件，实现多媒体教室的所有功能。

4.操作便捷，教师机“接管”后，学生机不需任何操作即可完成上课过程。

5.完全自主开发，升级、修改的余地很大。

SpaceCast远程教育系统的功能，已全面达到美国休斯公司的ONE-TOUCH系统的功能，某些地方还有所超越，例如同屏交互人数方面。

技术参数：

编码方式标准及速率：DVB MPEG-2，2 Mbps

调制方式：QPSK

前向纠错（FEC）：3/4

发射天线：4.5米

异步数据通道：RS-232E接口

最高速率：38.4 Kbps

显示帧率：24帧/秒

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