教育呼唤宽带的春天

文/本刊记者 王左利

教育呼唤宽带的春天

文/本刊记者 王左利

建设或重建一个国家和地区教育机构的吸引力，网络成为必不可缺的手段。越来越多的国家意识到，建设一个良好的教育宽带是提升教育质量的重要途径之一。

2012年开年，新一轮宽带运动悄然开始。继中国电信宣布无条件升级用户带宽后，联通也在2月底宣布无条件加大带宽。提速后北京电信家庭宽带速率已全部达到2M及以上，联通则实现全网宽带用户免费提速，其用户网速因此将至少升级一倍，其中2M带宽的宽带将直升8M。三大运营商均将宽带建设纳入2012年重点工作，联通、电信表示，2013年北京宽带可达100M。

工信部表示，争取到“十二五”末，城市家庭带宽达到20 Mbps 以上，农村家庭达到4 Mbps 以上，东部发达地区的省会城市家庭达到100 Mbps。或许，2012年可以称为中国的宽带之年。

实际上，全球很多国家也在轰轰轰烈烈地开展宽带建设，其建设重点首先指向教育，如美国政府，他们基本上教育宽带先行，并且提出口号：“投资美国的未来：宽带和教育”。其他发达国家也如此。涉及到未来竞争力的事情，谁也不敢怠慢。

世界各国的新战场

2012年初，关于中国“带宽”的问题再度成为热点。中国互联网络信息中心1月16日发布的《中国互联网络发展状况统计报告》表明，截至2011年12月底，中国网民规模突破5亿，网民数量蝉联世界首位。

与此同时，据全球最大的C D N服务商美国Akamai公司数据显示，中国大陆以1.4Mbps的网速排全球第90名。这次榜单中，韩国的互联网平均连接速度以16.7Mbp居首位，中国香港平均网速以10.5Mbps位居第二，日本则以8.9Mbps排在第三位。此外，在带宽费用方面，大陆地区的固定宽带用户上网1M带宽每月费用实际折合13.13美元，是韩国的29倍、中国香港的469倍。网民不禁集体发问：“中国网民数量第一，网络质量第几？”

这不禁让人联想起2008年的美国。奥巴马在议会上说：“作为发明互联网的国家，美国在宽带应用上仅仅位居世界第15位的事实，令美国人无法接受。”由此，他提出要加大建设国家宽带网络的力度。随后美国联邦通讯委员会（Federal Communications Commission ，简称FCC）采取了一系列的措施。2011年10月，FCC主席表示：“FCC将终止‘过时的’对美国乡村地区电话服务进行补贴的项目，将大力普及宽带服务。他们打算在10年内实现全美范围内的宽带服务。并且提供一个每年80亿美元的预算，用于为尚未覆盖宽带网络的地区搭建宽带服务。

表1 IPv4地址空间(2007～2011) 总计～262*/16

表2 IPv6地址空间(2007～2011) 总计～16*/32

“未来的世界，是宽带的世界。”相关人士表示。现在许多发达国家都出台了非常详尽的国家宽带计划。可以说，这场影响全球的宽带运动正轰轰烈烈展开，各国为各自在未来世界的竞争力而比拼。业内人士认为，“这是国际社会对宽带信息基础设施的再定位、再跨越。”

宽带发展水平对社会经济的发展有着极为重要而深远的意义，一个国家(地区)的宽带水平代表着信息社会的发展程度。然而，什么是宽带？带宽有多宽方可称之为宽带？

基于各方面对宽带的理解，FCC在2010年7月24日为“宽带”下了一个定义，FCC认为宽带意味着下载速率为4Mbps，上行为1Mbps，可以实现视频等多媒体应用，并同时保持基础的Web浏览和E-Mail特性。

CERNET专家委员会委员、电子科技大学教授汪文勇说：“严格说起来，对于包括计算机网络在内的数字计算系统，‘宽带’之‘带’是指脉冲信号的波特率，由于在二进制系统中，以bps为单位的数据传输率在数字上等于波特率，再加上香农定理表明数据传输率跟波特率成正比关系，所以就计算机网络而言，‘宽带’之‘带’也就更直观地指网络中的数据传输率了。”

也就是说，宽带就是高的数据传输率。汪文勇认为，“宽带”之“宽”是与时俱进的。对宽带的需求来自于应用。以数字电视DTV为例，普通的数字电视大概需要160Mbps下行带宽，1080P HDTV则要求2.2Gbps左右的下行带宽，1440P HDTV则要求10.2Gbps的下行带宽。按照这个标准，只有FTTH才可能真正实现在线的HDTV。

大学宽带的战略

各国提出的宽带政策中，教育宽带是其重要发展对象。“宽带是帮助教育者、家长和学生应对当前教育领域主要挑战的重要工具。宽带措施给予了提升当前低质量教学表现的希望。”美国宽带计划教育部分如是说。他们认为，宽带投资将帮助美国领导世界的教育创新。

互联网让各国的教育变得充满挑战与机遇。我们看到，现在大学充满竞争。

一方面，面临着生源的巨大竞争。随着国际化过程的加快，越来越多的学生有机会选择去国外读书，而优秀生源以及国际生源的进入将为一个地区的经济发展和人才供给带来不可忽略的影响。在美国，2011年国际学生赴美留学为美国经济贡献了210亿美元，创造了至少10.5万个就业机会。留学生已经成为美国经济的一个重要补充。同样在其他国家也是如此。如何建设或者重建一个地区教育机构的吸引力，网络成为一个必不可缺的手段。在此基础上，建设一个良好的教育宽带是提升教育质量的重要途径之一。

而另一方面，互联网可以削减大学的财政支出。“互联网改变了教学的规则。大学可以充分利用互联网来压缩费用。它将成为大学渡过经费危机的行之有效的途径。”2011年底，《经济学人》分析说。

美国早已意识到宽带对于教育、对于未来的重要性以及紧迫性。其庞大的经济复苏计划中包括普及宽带互联网和翻新校舍并更新电脑设备。奥巴马曾说：“现在是最终履行为每一个孩子提供世界一流教育的道德责任的时候了，因为全球经济竞争不允许我们有丝毫的懈怠。”奥巴马多次宣称教育的技术含量要增加，要多运用电脑、网络等电子化的教育手段来提高学生的学习兴趣和学习效率。“只要还有孩子没有获得这样的机会，我就不会满足于现在的美国。”美国就此展开有史以来最大规模校园设施现代化升级建设，维修好破损的学校设施，使它们更节能，并在教室中安装新电脑，要“送孩子上21世纪的学校”。

根据美国教育宽带的相关文件显示，目前几乎全美国所有的学校和图书馆都有互联网连接。现在，97%的公立学校能够连接到互联网。在教室里，越来越多的学生电脑能够连接到互联网，有94%的教室和互联网连接。此外，学生和教室在校内对互联网和技术的使用增长很快。公立学校有92%的时间都连接到区域网络中。从学校到区域的连接包括直接光纤（55%），T-1或DS1线（26%）和无线连接（16%），有84%的区域有区域网络。

CERNET专家委员会主任、清华大学教授吴建平表示，发达国家教育信息基础设施的发展趋势明显。每个国家都资助连接所有大学的独立高等教育网。例如，美国Internet2，欧盟GEANT2，亚太APAN等。此外，他们的教育宽带一般投资充足，技术先进，使用量大。例如，英国和日本均约500所大学，国家每年投入超过8000万美元。与公网的互联互通，往往也得到运营商的资助。学生无论在校还是在家，互联网已成为主要的信息基础设施。

而在中小学方面，一般国家没有国家级中小学教育网，但是许多国家都有州立的教育网络。例如，美国，欧洲各国和日本等。在校园网均有非常好的信息控制手段，以防止有害信息。与公网的互联互通上，国家和运营商对中小学联网有非常优惠的政策。

与之相比较，中国无疑在此方面要落后许多。“我国宽带普及率远远低于发达国家70%以上的水平。”

现在，中国的大学几乎都有了互联网连接，但在中小学，这个比率非常非常低。“有将近50%的学生并不使用互联网，这件事非常危险。设想一下，在美国，每个小孩子都用互联网，而在中国，只有一半的孩子用，那么竞争的结果不言而喻。”清华大学教授李星说。

李星认为，理想的宽带是：高校接入达到1G以上，主机（桌面有线接入）达到100M以上，而主机（无线）则要达到20M以上。按照这个规划来看，目前达到这个标准的学校很少。

网络出口带宽的瓶颈，已经成为高校普遍关注的问题。

2011年底，教育部科技发展中心联合《中国教育网络》杂志针对全国各地区450多所高校做的调查显示，校园网出口带宽均值达到1314.684M，985/211高校的均值则高达3116.26M，华东地区校园网出口带宽均值最高，为1805.289M，华北地区校园网出口带宽均值相对较低，为574.1367M，但其标准差最小，说明该地区学校之间的差异性较小。

然而，校园网内的主干网带宽利用率都达到60%上下，而出口带宽利用率则都超过或接近75%，已经超过网络带宽利用率60%的警戒线，尤其是出口带宽利用率，985/211高校均值甚至超过了80%，七大区域中，不少学校的校园网出口带宽利用率都达到了100%，说明网络拥堵情况比较严重，急需扩容和升级。当然，这也预示着高校新一轮的网络扩容和带宽升级即将展开。带宽不足主要源于信息化投入与意识没有跟上。

此外， IP地址严重不足，中国互联网发展受到限制，也难以支持物联网等未来重要应用（美国人均5个IP地址，我国人均不到0.2个IP地址）。

教育宽带的建设还将加快科研工作者的协同工作如。通过网络视频进行海洋环境分析，三维实时显示，实时系统仿真，远程控制扫描电子显微镜等。

教育网络的机遇之年

2012年初我国的宽带提速正在迅速部署，与国际的形势相呼应，然而，相关专家也提到：“宽带惠及教育尚未有明确的路线图。”2012年是教育信息化元年，国家即将颁布“教育信息化十年规划”，关于信息化强有力支撑的基础网络建设蓝图也呼之欲出。

在教育竞争愈加激烈的今天，加大建设教育宽带有着更紧迫的意义。从整个趋势来看，现在教育宽带的建设迎来了一个较好的发展时机。

首先，在需求方面，目前仅有50%的学生享受到了网络，中小学中还有绝大多数比例没有拥有互联网。“未来我们的网络一定要接入中、小学”，相关人士表示，要使得每个学生都享受到网络，才能使中国的孩子在信息的摄取上与别国站在同一起跑线。

还有，随着互联网应用的不断深入，对带宽的需求更多。2011年，我国网络视频的使用率呈逆势上扬的态势，网络视频的用户规模较上一年增加14.6%，达到3.25亿人，使用率提升至63.4%。在高校中，视频等应用上升势头明显。以CERNET华北地区网络视频流量为例，2007年达到76702G，到2010年达到592268G，2011年达到903582G，短短四年间，流量增长了十几倍。

随着公开课的发展，未来学生会有更多视频应用的需求。目前来看，由于带宽的限制，视频体验效果不流畅，成为制约视频应用发展的最大原因。最早的网络流媒体技术平台Real的创始人罗布·格拉则(Rob Glaser)就曾说，“我们被愚蠢的网速给耽误了，我们被扔进了数字鸿沟。”因此，未来要使网络公开课等应用更好地让学生使用，建设流畅的高带宽的网络势在必行。

其次，技术的发展也提供了可能。宽带网络可以分为三大部分：传输网、交换网、接入网。宽带网的相关技术也分为3类：传输技术、交换技术、接入技术。

宽带传输网主要以SDH（同步数字系列）为基础的大容量光纤网络; 宽带交换网是采用ATM（异步传输模式）技术的综合业务数字网；宽带接入网主要有光纤接入、铜线接入、混合光纤/铜线接入、无线接入等。

现在，城市光网大量普及，逐渐超过DSL成为主流宽带接入方式，光纤化是各国宽带业务的发展趋势。随着光网的不断发展，其也将能达到速率高、单价低的程度。

再次，是政策方面的支持。在政策层面，大力发展教育宽带已经具备了很好的条件。从国家层面来说，《国家中长期教育改革和发展规划纲要》要求：加快信息化进程，把教育信息化纳入国家信息化发展战略，超前部署教育信息网络。

不久之前，教育部副部长杜占元指出，党中央、国务院高度重视教育信息化发展，注重开展战略性、深层次研究，抢占国家战略发展需要的制高点，争取我国在“第五疆域”网络空间的话语权。他同时表示，要加大服务教育信息化的力度，做好公益性网络服务，健全可持续发展机制，实现采用下一代互联网技术的教育网络覆盖到全国的大、中、小学校。

国家政策对教育信息化的倾斜，使教育行业信息技术与应用的发展迎来了难得的机遇之年。

获得IPv4地址数量最多的前20所学校(截止2011年底)

未来的教育宽带

带宽的提升将为整个国家的教育实现跨越式发展。无疑，它使很多问题的解决变得更清晰。比如，加快打破数字鸿沟，这从台湾地区的“数位学伴线上课业辅导服务”这一应用即可看出。这一项目通过运用网络教学方式，由大学生辅导偏远地区的中、小学生，提升偏远地区学生的学习成绩，促成学习机会均等。辅仁大学负责该项目的技术实现，他们建置一个提供1600人同时在线上以视频会议模式进行课业辅导的教学平台。1600人同时上线，且画面流畅，这需要很大的带宽。但是实现之后他们从中获益很多。“教育机会不均等，潜藏危机，我们必须有所作为。”辅仁大学资讯长林宏彦说。

教育宽带的建设还将加快科研工作者的协同工作。如通过网络视频进行海洋环境分析，三维实时显示，实时系统仿真，远程控制扫描电子显微镜等。科学家之间会用到大量模型计算，传送非常大的数据，由于交互性比较强，所以对视频技术的要求相当高。在这种情况下，除了画面质量的清晰度之外，同时要求延时很小，没有大的带宽几乎不可能实现。

那么，到底教育宽带应该以什么模式、技术发展？政府会以什么步骤、什么力度推进教育宽带都是人们关心的问题。清华大学教授李星认为，目前的教育宽带大致有三种模式：10G校园网，802.11n无线局域网，10G接入学术网。

河南省教育厅日前发出通知，表示将启动河南省教科网智能光网络的建设。这是一个让教育信息化工作人员颇为振奋的消息。这意味着全国首个智能光教育宽带将开启，这可能成为未来的趋势，“当然，这需要很大的魄力。”相关人士表示。

可以预计，随着“十二五”的深入，信息技术逐渐融入教学过程，需求将在未来的几年内急剧膨胀，从而使教育网络的建设随之步入一个新的台阶，为教育质量的全面提升以及全民终身教育目标的实现，乃至对人才培养、经济发展都奠定一个好的基石。

在步骤方面，美国曾公布的一个在线互动地图也许可以给我们启示。这个地图展示了其拥有互联网的学校和它们的宽带速度。从地图中可以看到，全美不同学校的互联网接入有怎样的区别，以及宽带走势如何在宽带政策实施后一步步变化。中国也需要有步骤地扩展和建设不同地区的教育宽带，以信息化缩短或者逐步消除数字鸿沟。

“中国的教育需要发展宽带，今年已经开了一个好头，但宽带如何实现跨越式发展，是否能直接过渡到IPv6的宽带网，让我们拭目以待。”专家表示。