精品課程共享平臺建設和運營方案

1、精品課程共享服務平臺技術方案目錄1背景12方案設計22.1方案概述22.2實現(xiàn)目標32.3拓撲架構(gòu)52.4優(yōu)勢特色7技術優(yōu)勢7方案優(yōu)勢83軟硬件配置113.1軟件配置113.2所需硬件111 背景隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，教育信息化也得到了迅速發(fā)展。大中專院校及中小學的校園網(wǎng)、多媒體教室等硬件設備初步完善，目前教育信息化已逐步從硬件基礎設施建設轉(zhuǎn)向以應用和資源建設為主的階段。而如何充分利用校園網(wǎng)絡環(huán)境，利用先進的現(xiàn)代教育技術改革傳統(tǒng)教育技術，推動教育技術的不斷發(fā)展，成為了各教育部門越來越關心的問題。精品課是國家教育部關于學校教學質(zhì)量和教學改革工程的重要內(nèi)容。自從實施精品課程建設工作以來，國家級、

2、省級和校級精品課程逐年增多，精品課程網(wǎng)站建設如火如荼，有效推動了學校網(wǎng)絡環(huán)境教學模式的形成和優(yōu)質(zhì)教學資源的共享,并通過精品課程的示范輻射作用,從整體上推動校園信息化建設和教學改革。但隨著精品課程資源規(guī)模和影響的不斷擴大，對于高水平的課程資源共享需求也顯得越來越迫切，而原有精品課程建設中存在的問題也逐步暴露，主要存在以下問題：1. 資源獲取渠道不暢：缺乏統(tǒng)一平臺，各學校無法共享本校優(yōu)質(zhì)課程資源，無法獲取其他學校的課程資源；2. 課程資源更新較慢：目前的課程資源更新主要通過本校錄制后，再經(jīng)過加工后發(fā)送至相關部門，由相關部門統(tǒng)一向上提供，過程較為繁瑣且耗時較長；另一個原因是缺乏統(tǒng)一的簡便且易操作的平

3、臺；3. 資源建設和展示缺乏統(tǒng)一規(guī)范：精品課建設缺乏全面、統(tǒng)一的標準和規(guī)范，各學校采用的資源加工平臺各不相同，通用性和兼容性較差，給資源和數(shù)據(jù)的交換、共享和應用造成了困難。為此，北京中投智訊網(wǎng)絡科技有限公司依托多年在線視頻應用及流媒體核心技術，通過對教育行業(yè)的全面理解，結(jié)合教育行業(yè)用戶需求特點，為教育行業(yè)量身定制了精品課程共享服務平臺解決方案，幫助各省市教育職能單位建設統(tǒng)一的精品課程共享服務平臺，確定統(tǒng)一的標準體系，從而建立省、市、校三級精品課程體系，帶動和提升精品課程建設水平和教學質(zhì)量。2 方案設計2.1 方案概述精品課堂共享服務平臺方案采用觀止具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的SOVP（Smart O

4、nline Video Platform）在線流媒體視頻平臺來進行整個平臺的建設，以精品課資源的創(chuàng)建為核心，資源的分享為目的面向各大院校廣大師生的服務平臺。平臺集精品課程的上傳、保存、管理、分發(fā)、展示于一體，通過流媒體相關技術，幫助教育職能部門建設精品課程資源庫和資源中心，研究建立精品課程共享與應用機制，實現(xiàn)對課程內(nèi)容的快速訪問和個性化主動服務，使廣大教師和學生能夠方便、快捷地免費享用優(yōu)質(zhì)教育資源，促進教育教學質(zhì)量不斷提高。同時，本方案同樣適用于公開課觀摩。傳統(tǒng)公開課觀摩多是領導或其他老師采用實地觀摩方式，受限于教室大小、物理位置遠近、時間安排等諸多問題，而采用遠程在線觀摩的方式，能有效解決時

5、間、空間受限的問題，有效提高工作效率。該平臺將自上而下建立省、市、校三級精品課程體系：第一層：建設省級共享服務中心，負責接收各院校的精品課程的直播流，提供精品課程的核心直播服務，并可將精品課程進行錄制加以保存；第二層：建設市級共享服務中心，負責將省級共享服務中心的視頻流進行轉(zhuǎn)發(fā)至各院校；第三層：各院?？缮蟼鞅拘＞氛n直播至省中心，同時，也可通過PC或手機來觀看精品課；2.2 實現(xiàn)目標該方案主要實現(xiàn)以下目標：u 搭建省、市、校三級精品課程共享服務平臺；u 可實現(xiàn)各院校通過攝像機或原有錄播教室設備將精品課實時傳輸至省級共享平臺，從而實現(xiàn)精品課現(xiàn)場直播；u 支持精品課直播同時進行錄制加以保存；u 能

6、夠提供多碼流視頻，支持用戶根據(jù)自身網(wǎng)絡速度條件及屏幕大小選擇合適的分辨率進行收看，有效提升流暢度；u 能夠?qū)崿F(xiàn)多屏合一，支持PC、TV、Phone等多終端接收。u 采用Flash P2P先進技術手段，有效降低帶寬占用，并提升畫面流暢度；u 提供高性能的、輕量型且極具表現(xiàn)力的客戶端播放器，具備主流媒體播放器的所有功能，包括多碼率選擇、智能預覽、畫質(zhì)選擇、畫面大小調(diào)整等，給用戶帶來極致的視聽體驗。u 提供基于運維需要的多個輔助支撐，如數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、系統(tǒng)監(jiān)測報警等功能；2.3 拓撲架構(gòu)1) 精品課上傳精品課上傳主要指各院校通過網(wǎng)絡實時上傳本校內(nèi)精品課。通過攝像機或原有錄播教室獲得老師現(xiàn)場講課情景，將

7、直播信號傳送至編碼器。編碼器對直播音視頻信號進行采集壓縮，并生成H.264視頻編碼的IP流推送到省市級精品課程共享服務中心的流媒體服務器。2) 省市級精品課程共享服務中心省市級精品課程共享服務中心分為省級服務中心和市級服務中心兩個部分，其中省級服務中心主要負責接收各院校傳來的精品課程直播流，并分發(fā)到市級服務中心，同時，可將直播流進行收錄加以保存。市級服務中心負責轉(zhuǎn)發(fā)省級服務中心下發(fā)的直播流至各院校。l 流媒體服務器：流媒體服務提供視頻直播、時移回看服務，采用切片方式通過RTMP/HLS/HSS等協(xié)議對直播和點播視頻進行分發(fā)，更好的適用于多終端的接收，并提供更好的網(wǎng)絡穿透能力及更好的移動性。l

8、P2P服務器P2P服務器主要負責提供P2P服務，使用戶在進行視頻播放時，在用戶之間組成P2P網(wǎng)絡，用戶之間可互傳數(shù)據(jù)。該項目實際應用屬大規(guī)模并發(fā)視頻應用場景，采用P2P系統(tǒng)可有效節(jié)約帶寬（50%-80%），并在一定程度上提高用戶視頻觀看的流暢度。l 收錄服務器收錄系統(tǒng)實現(xiàn)對直播節(jié)目的收錄，支持手動收錄、按計劃收錄、時移收錄等多種收錄模式；3) 精品課觀看在各院校搭建流媒體服務器接收市級服務中心傳送過來的視頻流,以提供給本院校師生進行觀看。本院校師生可通過PC或手機端觀看其他院校的精品課直播內(nèi)容。2.4 優(yōu)勢特色2.4.1 技術優(yōu)勢1. 基于HTTP的傳輸協(xié)議基于HTTP的HLS/HSS傳輸協(xié)議

9、只使用標準的HTTP交換，可以穿越任何防火墻或代理服務器，能很好的適配當前已有的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)；采用支持突發(fā)傳送的HTTP協(xié)議代替了恒定傳送的RTSP協(xié)議，相比組播RTSP，更能容忍網(wǎng)絡延時、帶寬等質(zhì)量適度波動。同時，HTTP流化下載方式，對多屏客戶端支持更加友好，能夠更好的適應各種終端(PC、STB、移動終端，平板電腦等）的特點。2. 流媒體切片技術不同于以往的基于流的直播流媒體分發(fā)技術以及基于大文件的點播視頻分發(fā)技術，平臺采用直播點播統(tǒng)一的碎片化處理方式，除傳統(tǒng)的直播、點播服務外，還可適用于回看和時移的應用。同時，流媒體切片模式可提供更好的移動性及對移動終端的支持，支持用戶環(huán)境切換時提供不間斷

10、服務。與傳統(tǒng)基于大文件的點播視頻分發(fā)相比，采用流媒體切片技術，客戶端只需要下載3片的TS片段即可快速加載視頻進行播放，而不需要下載整個文件，更有效提高了用戶的體驗。平臺同時支持內(nèi)存切片模式和文件切片模式,可有效提高直播分發(fā)性能，增強點播文件可管理性，極大減少了磁盤的I/O次數(shù)，延長了服務器磁盤的使用壽命，極大提高了服務器運行的穩(wěn)定性。3. 先進的HLS TS Overhead優(yōu)化技術由于MPEG2-TS流有比通常文件更多的文件頭信息，占據(jù)總文件比例較大，從而易造成流媒體服務器切片分發(fā)效率低下，因此為了更好的解決這個問題，觀止平臺采用自主研發(fā)直播和點播的HLS封裝壓縮技術（用于Andoid和iO

11、S播放），通過對MPEG2 PES包的封裝精細調(diào)優(yōu)，可比業(yè)界通用方案節(jié)約8-10%的分發(fā)帶寬開銷。4. 高容錯機制平臺支持服務器集群部署，支持負載均衡，支持服務器Failover技術，出現(xiàn)問題時服務器可平滑進行服務切換，不影響客戶端觀看。支持編碼器N+M備份、流媒體服務器雙機熱備。5. 高性能的流媒體服務器利用Intel的新一代Xeon平臺先進的Data Direct I/O技術，優(yōu)化CPU與PCI-E總線間的數(shù)據(jù)傳輸，搭配Intel萬兆網(wǎng)卡。再配以觀止高性能Http服務器，單臺服務器直播可最高支持65Gb輸出，最高2萬并發(fā)。2.4.2 方案優(yōu)勢n 端到端、全平臺的整體解決方案SOVP智能在線

12、視頻平臺可為用戶提供端到端，全平臺的技術整體解決方案：包括視頻采集編碼、分發(fā)、管理，以及Flash P2P技術、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、播放器等。SOVP智能在線視頻平臺解決方案全面支持PC、TV、手機、PAD等屏幕的播控管理。真正實現(xiàn)一云多屏。并且支持目前流行的所有手機操作系統(tǒng)。n 高并發(fā)（Flash P2P技術）節(jié)省帶寬支持服務器分布式部署和級聯(lián)，能支持上萬人同時使用，真正的電信級應用架構(gòu)和高可靠性。依托于Flash P2P技術，SOVP智能在線視頻平臺可為使用單位大幅減少峰值帶寬（50%-80%）。依托于Flash P2P和HSS（HTTP Smart Streaming）技術，SOVP智能在線視

13、頻平臺可幫助使用單位大幅提升用戶觀看流暢度（流暢度=1-緩沖時間/總時間），大幅提升用戶觀看時長。依托HSS技術，實現(xiàn)真正意義上的無縫時移，讓用戶可在任意時間、任意地點訪問任意內(nèi)容；可以提供理論上無限長的時移距離（視頻回放的時長僅受存儲服務器的容量限制）。n 多終端播放采用B/S架構(gòu)，完全跨平臺、跨瀏覽器，用戶可以從PC，Mac，Linux，智能手機上多種類型終端上觀看視頻內(nèi)容；支持IE、Firefox、Chrome和Opera等各種瀏覽器。n 統(tǒng)計分析提供詳細的點播信息及觀看行為的統(tǒng)計分析報告?？蓭椭褂脝挝粚崟r精確統(tǒng)計全網(wǎng)在線人數(shù)、帶寬使用情況，精確統(tǒng)計用戶位置、觀看視頻流暢度、觀看時長、

14、觀看行為等信息。對采集的海量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘，幫助使用單位提高運營水平。n 優(yōu)秀擴展性兼容性系統(tǒng)采用先進的標準協(xié)議，采用分布式、模塊化、大容量的純軟件平臺結(jié)構(gòu)設計，充分考慮了系統(tǒng)的擴展性和未來功能的延伸能力。高度開放的接口設計，可便捷和客戶自有系統(tǒng)實現(xiàn)對接, 包括社區(qū)、CMS、媒資、文稿等系統(tǒng)。n 優(yōu)秀的音視頻效果采用當前最先進、使用最為廣泛的H.264視頻編碼及視頻優(yōu)化技術，能以較小的碼流進行清晰的視頻播放，并支持放大及全屏觀看。完美支持高清，在同等帶寬的情況下帶給用戶更加清晰流暢的畫面。系統(tǒng)基于flash視頻，無需插件，登陸瀏覽器既可使用P2P技術。n 模塊化設計分布式系統(tǒng)提供了強大的擴充

15、能力，模塊化的設計增強了系統(tǒng)的靈活配置性?？筛鶕?jù)規(guī)模和性能需求來進行系統(tǒng)的配置部署。n 管理功能強大功能強大的組織者管理界面，使管理員方便根據(jù)應用場景安排各種教學/直播活動，簡單易用。3 軟硬件配置3.1 軟件配置序號名稱主要功能備注1流媒體服務端高性能的視頻播放服務系統(tǒng)，支持將直播、點播視頻分發(fā)到終端用戶；支持無限時長時移；支持多碼率；支持實時智能封裝；支持多級級聯(lián)； 支持負載均衡。 2P2P系統(tǒng)為終端用戶提供P2P服務，保證用戶的P2P數(shù)據(jù)獲取和媒體播放質(zhì)量，單臺支持10000用戶3直播收錄系統(tǒng)對直播頻道進行采集收錄，支持手動收錄、計劃收錄等；支持集群部署。單臺服務器支持并行20個并行任務

16、4直播播控系統(tǒng)支持多碼率直播管理發(fā)布；支持完善的播控管理；支持現(xiàn)場直播、電視直播；5綜合支撐系統(tǒng)實時監(jiān)控系統(tǒng)中各子系統(tǒng)服務器當前的負載情況，通道I/O的使用率、CPU、內(nèi)存、磁盤陣列的空間占用和運行狀態(tài)，支持與短信平臺、郵件平臺對接。對全網(wǎng)的所有用戶行為進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，提供直觀、詳細的數(shù)據(jù)報表。，包括在線用戶數(shù)統(tǒng)計、系統(tǒng)占用帶寬統(tǒng)計、用戶收看流暢度統(tǒng)計、P2P用戶分享率詳細信息統(tǒng)計等，支持統(tǒng)計數(shù)據(jù)的導出與二次分析6播放器智能flash播放器，支持直播、點播、時移支持清晰度、選擇、畫質(zhì)調(diào)整；支持圖片、視頻廣告形式，支持前插廣告、暫停廣告、邊角廣告等；支持視頻分享、推薦；支持智能預覽；支持對視頻添加臺