学生上课手持平板电脑,通过校园无线网连接课件并配合投影仪,共享课程内容,并随时用平板电脑与老师进行即问即答的互动或自主学习……这样的教学场景与我们熟悉的课桌上堆满课本、老师身上沾满粉笔灰的课堂有着天壤之别。但是在现实中,这已经成为一些中小学校课堂的真实写照。
WLAN技术的广泛应用,推动了中小学教育环境的智慧化。近年来,在多地试点的“电子书包”智慧课堂,正在改变传统的教学模式和学习方法,成为国内中小学践行智慧教育的一个标志。然而,在电子书包实际应用过程中,校园无线网也暴露出如网络速度慢、掉线,教学视频分发、桌面共享等大流量应用卡顿等问题,严重影响了学校教学的质量和效率,这难免让智慧课堂的实践遭遇一定的阻力。
问题到底出在哪儿?又该如何解决呢?
802.11ac成为智慧课堂救星
仔细分析后不难发现,电子书包类应用主要为校园无线网带来了两大类压力:高密度的移动设备接入压力和带宽压力。
过去,平板电脑类的移动教学设备主要是供教师用,一个教室最多有几台设备有接入网络的需求,但现在推广的电子书包智慧教学模式,则要求学生人手一台平板电脑,一堂课动辄有几十台移动设备同时接入网络,还要实现资源共享和视频分发,自然会让传统的校园无线网过载。
杭州华三通信(以下简称华三)公共事业系统部技术部部长周延告诉记者,目前较为典型的电子书包教室的设备配给起步就是50个平板电脑,除了教学用的平板电脑,还有老师、学生自带的各种移动终端,未来联网设备还可能包含教室内的其他各类终端,甚至可能还有构建教育物联网的需求。面对大规模终端接入需求,校园无线网的连接能力、支撑能力必须大幅提升,才可能解决教学应用扩展面临的种种挑战。
而当前校园无线网还处于802.11n时代,在带宽能力和对高密度接入能力的支持上,自然不能很好地满足电子书包类应用的网络需求。
目前业界对于解决这类问题的方法基本达成了共识,即基于802.11ac的双频段、高带宽优势进行创新。华三刚刚推出的“三叉戟”无线AP产品,就是一款专门针对电子书包类应用设计的802.11ac无线AP。
802.11ac标准为无线设备提供了两个可用的频段——2.4GHz和5GHz。正是因为如此,无线网络可以具备更大的带宽能力。据悉,通过充分利用双频段优势,“三叉戟”可以实现高达2Gbps的上网速度,以及同时支撑上百个电子书包应用, 还能借助灵活多变的模式适应校园中的基础业务、高性能业务,以及业务应用的多种场景,为学校日后开展更多智慧教学应用提供保障。
“三叉戟”灵活支撑应用
和无线校园普遍应用的802.11n AP相比,“三叉戟”的性能有了飞跃式的提升,而且性能超过了目前市场上已有的802.11ac AP产品。它是如何做到的呢?
“三叉戟”主要通过三个射频硬件的协同来完成工作:5G射频芯片专门为高性能业务服务,如视频教学这类对带宽要求较高的业务,都会通过高性能的5G频段来完成传输;2.4G频段则主要负责对性能要求不高的业务,老师和学生的自带终端,以及教室中成本相对较低的终端等所运行的级别较低的业务,都会通过2.4G进行业务支撑,例如老师、学生发微信的时候,老师和同事互通消息的时候;第三个射频芯片被设计为灵活切换模式,既可以工作在高性能的5G频段下,也可以工作在服务于基础业务的2.4G频段下,以便满足各种应用场景的需求。
这种设计让“三叉戟”成为一个灵活的可自动适配课堂无线网络应用需求的AP产品。如果学生在某一时刻都在访问教学的视频或分享桌面,它可以自动切换为一个2.4G加2个5G的模式,在大幅提升教学体验的同时,还能让教室内的其他无线接入应用不受任何影响。目前,电子书包教室采用的终端多是价格相对低廉、还不支持5G通信频段的产品,它能自动根据接入需求切换为2个2.4G加1个5G的工作模式。
不仅如此,“三叉戟”还对网络接入能力进行强化,即使是上百台设备同时运行电子书包应用,也不会出现掉线、体验差的问题。而传统AP虽然在理论上声称没有终端接入数量上限,但是据了解,在实际应用时,特别是在视频应用访问密集发生时,一般一个AP只能保证最多30个终端的稳定应用。“三叉戟”显然让校园无线网进入一个崭新的应用时代。
开启智慧教育新时代
802.11ac标准发布之后,由此带来的高带宽无线网络的支撑能力迅速掀起了移动应用的热潮。但随着大量消耗带宽的无线应用的出现,仅能实现1Gbps吞吐能力的802.11ac双流、双频产品所带来的性能提升并未达到人们的预期。由此可见,依靠多频通道扩展而形成的高带宽网络,不久就会出现捉襟见肘的情况,提升单通道网络的利用率势在必行。而“三叉戟”这样的产品,恰恰唤醒了802.11ac的真正价值。
移动互联网的发展有三个必要的前提:宽带移动网络、大规模智能终端、应用与资源。从移动宽带网络来看,相较3G、4G,WLAN技术对于校园应用而言无疑更加易用、经济。
近年来,无线校园建设的规模和速度超乎想象。5年前,某学校部署500个AP就可以称得上是“大新闻”,但在今天这样的部署规模只能算是无线校园建设的小项目,属于局部覆盖或热点覆盖范畴。
宽带移动网络对于学校而言不再是门槛和瓶颈。在校园内,智能终端增长的速度远高于台式机和笔记本。用平板电脑、智能手机学习、工作、娱乐,成为校园生活的常态,这势必改变数字校园原有的资源,颠覆访问模式。在移动互联网快速发展的背景下,无线网络将成为实现智慧教育变革的关键。在移动校园网建设的过程中,仅考虑无线覆盖能力是远远不够的,无线网络能否适应应用的扩展和变化,能否稳定、安全地支撑不同级别的应用,能否实现基于用户身份、终端类型、位置场景变化等因素的动态策略管理,都将成为校园WLAN应用的新问题与新热点。
本报记者 程彦博
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