【智慧校園】-育行業(yè)解決方案v1.0

5G+教育行業(yè)解決方案（v1.0）目錄1 概述 11.1. 方案背景/行業(yè)背景 11.2. 需求分析/痛點分析 21.3. 5G網(wǎng)絡(luò)簡介 31.3.1 5G典型應用場景 41.3.2 5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)簡介 71.4. 5G網(wǎng)絡(luò)與教育行業(yè)應用 2 整體方案設(shè)計 112.1. 總體方案 112.2. 5G+4K遠程互動教學 142.2.1. 系統(tǒng)架構(gòu) 152.2.2. 主要應用場景 162.2.3. 網(wǎng)絡(luò)方案 182.3. 5G+VR/AR沉醉式教學 222.3.1. 系統(tǒng)架構(gòu) 222.3.2. 主要應用場景 232.3.3. 網(wǎng)絡(luò)方案 252.3.4. 網(wǎng)絡(luò)要求 252.3.5. 教育VR終端 272.4. 5G+智能校園管理 302.4.1. 系統(tǒng)架構(gòu) 302.4.2. 主要應用場景 312.4.3. 網(wǎng)絡(luò)要求 382.4.4. 方案優(yōu)勢 392.5. 5G+虛擬現(xiàn)實心理健康測評 402.6. 其他教育行業(yè)應用 422.7. 其他終端產(chǎn)品介紹 422.7.1. 關(guān)于5G基帶芯片與5G模組 422.7.2. 5GCPE 442.7.3. 中國聯(lián)通“先鋒者1號” 462.7.4. 5G手機 483 勝利案例 513.1. 廣東試驗中學5G+智能教育發(fā)布 513.2. 華中師范大學第一附屬中學5G+全息遠程互動公開課 523.3. 教育部中國慕課大會5G+4K遠程互動教學系統(tǒng) 533.4. 浙江師范大學5G+全息遠程互動公開課 533.5. 華南師范大學5G+全息遠程互動公開課 544 商業(yè)合作模式 554.1. 產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴關(guān)系 554.2. 商業(yè)合作模式 555 服務(wù)支撐聯(lián)系方式 56概述行業(yè)背景中共中央、國務(wù)院《中國教育現(xiàn)代化2035》：加快信息化時代教育變革。建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學、管理與服務(wù)平臺。利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動人才培育模式改革，實現(xiàn)規(guī)?；逃c個性化培育的有機結(jié)合教育部《教育信息化2.0行動計劃》：以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)，樂觀開展智能教育創(chuàng)新研究和示范，推動新技術(shù)支持下教育的模式變革和生態(tài)重構(gòu)，適應5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進展，服務(wù)全時域、全空域、全受眾的智能學習新要求，以增加學問傳授、能力培育和素質(zhì)提升的效率和效果為重點國務(wù)院《新一代人工智能進展規(guī)劃》，提出要圍繞教育、醫(yī)療、養(yǎng)老等迫切民生需求，加快人工智能創(chuàng)新應用，為公眾供應個性化、多元高品質(zhì)服務(wù)。廣東省政府《廣東省加快5G產(chǎn)業(yè)進展行動計劃（2019-2022年）》：5G+智能教育。實施基于5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化校園擴容提速工程，依托5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)基于高清視訊的遠程協(xié)同教育教學與在線資源共享，開展5G+增加現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實沉醉式教學和基于人工智能的教育教學評測與管理；探究建設(shè)基于5G網(wǎng)絡(luò)的教育實時監(jiān)管與服務(wù)體系，提升教育管理與服務(wù)水平。2022年底前，全省5G+智能教育示范項目達到4個。（省教育廳會省工業(yè)和信息化廳、科技廳、各地級以上市政府負責）。廣東省教育廳--《廣東省中小學智慧校園建設(shè)指南(試行)》，明確了智慧校園建設(shè)和應用的內(nèi)涵、目標、原則、任務(wù)、參考標準等。智慧教育示范工程是國家和省教育信息化進展“十三五”重點工程之一，省教育廳將啟動“基礎(chǔ)教育信息化中心學?！苯ㄔO(shè)，《指南》的出臺為其供應了重要的依據(jù)和參考，強調(diào)要建設(shè)移動物聯(lián)的校園網(wǎng)。需求分析信息技術(shù)的進展，使得教育事業(yè)也取得了重大的進展和突破。習近平總書記在十九大報告中提出：必需把教育事業(yè)放在優(yōu)先位置，深化教育改革，加快教育現(xiàn)代化。教育信息化是衡量一個國家和地區(qū)教育進展水平的重要標志，而智慧教育是教育信息化的進展趨勢，隨著5G的快速進展，如何結(jié)合5G新技術(shù)和傳統(tǒng)教育，構(gòu)建智慧教育體系結(jié)構(gòu)，是非常迫切需要的。行業(yè)趨勢：隨著信息技術(shù)的日益進步，信息技術(shù)將在我國教育領(lǐng)域得到更廣泛的應用。以互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等為代表的信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應用越來越廣泛。MOOC、混合式學習、翻轉(zhuǎn)課堂等都已經(jīng)得到了廣泛應用，智能教學系統(tǒng)（ITS）、智能決策支持系統(tǒng)、智能計算機幫忙教學（CAl）系統(tǒng)也飛速進展，物聯(lián)網(wǎng)已在課堂教學、課外學習和教育管理等方面取得應用。教育開始走向智能化、自動化和數(shù)字化。

學校需求：隨著社會需要的變化和信息技術(shù)的廣泛應用，學校的辦學模式開始進入追求個性的時代。如在教育基本普及情況下，人們更加期望選擇符合學生特點的個性化學校，要求學校向更加個性化的方向進展；隨著學生的培育更加個性化，學校的組織模式更加彈性機敏，學校將依據(jù)學生的個性化學習需要采用更加個性化的教學和活動安排。學生需求：目前普遍K12教育對學生存在缺乏制造能力教育，能力培育教育、缺乏個性化培育等問題；學生越來越趨向于具有制造力、個性化能力培育的教育需求；偏遠區(qū)域?qū)W生更是老師資源、教學資源、網(wǎng)絡(luò)資源緊缺，學生急需開放性、沉醉式、機敏性強的教學手段和方法。教育與無線通信跨界融合的趨勢從教育信息化行業(yè)政策、教育信息化需求、教育終端通信能力、無線技術(shù)等方面看也初步成熟。將來，我們期望通過智慧教育+5G的持續(xù)創(chuàng)新，促進教育信息化建設(shè)，切實服務(wù)于教育業(yè)務(wù)，最終幫忙智慧教育走向智能化、感知化、泛在化的教育新模式的步伐。5G網(wǎng)絡(luò)簡介5G網(wǎng)絡(luò)是第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)。5G被認為將加速第四次工業(yè)革命，是打通各行業(yè)進入數(shù)字化革命的良機，5G已經(jīng)成為中國國家戰(zhàn)略，也是將來10年信息產(chǎn)業(yè)進展的基礎(chǔ)戰(zhàn)略。截至2018年11月，全球已有182個運營商在78個國家進行了5G試驗、部署和投資。我國工信部在2019年6月6日向中國聯(lián)通、中國電信、中國移動、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，我國正式進入5G商用元年。5G網(wǎng)絡(luò)寄予了整個移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈將來的期望，可以深度賦能教育行業(yè)，滿意執(zhí)法教育的諸多需求。5G典型應用場景ITU-R（國際電信聯(lián)盟無線電通信局）確定將來的5G具有以下三大主要的應用場景：（1）增加型移動寬帶：這些5G應用場景包括諸如高清楚度移動視頻、虛擬現(xiàn)實、增加現(xiàn)實與觸覺互聯(lián)網(wǎng)等較高速/高速數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)服務(wù)等的增加型移動寬帶應用（即可運行于體育場館等用戶高度密集分布的區(qū)域，還可以進行泛在的掩蓋）。（2）超高牢靠與低延遲的通信：這類5G應用場景則包括面對垂直行業(yè)/工業(yè)/醫(yī)療/交通自動化的超高牢靠通信、各類低延遲敏感型通信應用，比如移動健康、車輛到車輛通信等；（3）大規(guī)模機器類通信：面對大規(guī)模mMTC（MassiveMachineTypeCommunication，機器類通信，如智能城市（水電煤抄表）、智能家居等設(shè)備連接應用。圖1-1ITU定義的三大應用場景圖1-2ITU定義的5G空口指標5G要求的指標如上圖所示，5G網(wǎng)絡(luò)的最大下行峰值速率為20Gbps，最大上行峰值速率為10Gbps，對應的下行峰值頻譜效率為30bps/Hz，上行峰值頻譜效率為15bps/Hz；在eMBB密集城區(qū)場景下，下行用戶體驗速率需至少達到100Mbps，上行需要至少達到50Mbps；要求空口用戶面時延減小到1ms，抱負的把握面時延削減到10ms；同時支持的連接數(shù)相比4G要提升10倍以上，達到每平方公里是100萬的連接數(shù)要求；同時每bit成本效率要提升100倍以上，每bit成本大大降低，從而促使網(wǎng)絡(luò)的CAPEX和OPEX下降。技術(shù)指標4G5G峰值速率1Gbps20Gbps時延空口10ms空口1ms連接數(shù)密度10萬/km2100萬/km2移動性350Km/h500km/h能效1倍100倍提升用戶體驗速率10Mbps100M-1Gbps頻譜效率1倍3-5倍提升流量密度0.1Mbps/m210Mbps/m2表1-14G與5G的八大指標對比相比4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量密度提升100倍，設(shè)備連接數(shù)目提升10倍，用戶體驗速率提升10~100倍，空口時延降低10倍，可以為無線網(wǎng)絡(luò)用戶供應1-20Gbps的極速體驗速率、毫秒級的超低端到端時延以及每平方公里一百萬的連接數(shù)密度與數(shù)十Tbps的流量密度。5G網(wǎng)絡(luò)具有大帶寬、低時延、海量連接等特點，使人與人之間通信，開始轉(zhuǎn)向人與物的通信，直至機器與機器之間的通信，從而為社會經(jīng)濟、生活帶來革命性的影響。第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)是否能很好地支撐各類應用場景，取決于從低頻（頻點在500MHz左右）到高頻（頻點高于60GHz）的各個物理工作頻段的物理特性（無線射頻傳播特性）：低頻段具有優(yōu)秀的無線傳播特性、網(wǎng)絡(luò)掩蓋廣，既可支撐宏蜂窩建設(shè)，也可支撐小基站部署；高頻段的無線傳播特性相對低頻段較差，但是有較多可用的且連續(xù)的無線頻譜資源（尤其是在毫米波頻段），可支持供應更寬的物理信道。5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)簡介5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)包括了邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)切片、MassiveMIMO、毫米波/高頻通信等：邊緣計算（Multi-AccessEdgeComputing，簡稱MEC）：通過將存儲與計算資源下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點，為本地化、低時延和高帶寬業(yè)務(wù)（如車聯(lián)網(wǎng)、4K視頻等）供應優(yōu)化的服務(wù)運行環(huán)境，降低時延并節(jié)省傳輸資源。同時可供應相應的計費服務(wù)、感知用戶的移動，并且可以通過虛擬機遷移技術(shù)實現(xiàn)內(nèi)嵌應用在不同位置間的遷移。簡而言之，MEC可實現(xiàn)本地化泄流與云服務(wù)供應。圖1-35G關(guān)鍵技術(shù)之邊緣云示意圖目前全省已完成廣州、深圳、佛山、湛江、珠海等10個邊緣云節(jié)點布局，并已完成自動駕駛、智慧園區(qū)、智慧工業(yè)等10多個應用部署測試驗證。將來可依據(jù)各行業(yè)的需求，規(guī)劃設(shè)計和承載各種行業(yè)信息化應用。圖1-4MEC應用部署進展網(wǎng)絡(luò)切片：5G網(wǎng)絡(luò)切片基于SDN/NFV技術(shù)實現(xiàn)“一張物理網(wǎng)絡(luò)承載千百個行業(yè)”的宏大目標，并結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能、能力開放平臺，機敏定制端到端網(wǎng)絡(luò)特性滿意垂直行業(yè)差異化業(yè)務(wù)需求，供應應第三方服務(wù)快速上線的可能性。圖1-55G關(guān)鍵技術(shù)之網(wǎng)絡(luò)切片示意圖毫米波/高頻技術(shù)：載波帶寬可達400MHz/800MHz，無線傳輸速率可達10Gbps以上；：毫米波波束窄，方向性好，有極高的空間分辨力；毫米波元器件的尺寸要小得多，相對于sub6G設(shè)備，毫米設(shè)備更簡潔小型化；：子載波間隔（如60KHz和120KHz）較大，單SLOT周期是低頻sub-6G的1/4，空口時延降低。MassiveMIMO：基站側(cè)利用大規(guī)模天線陣列（陣子數(shù)高達128或以上）形成多發(fā)多收的系統(tǒng)，可形成更窄波束，基于波束賦形和MU-MIMO，提高頻譜效率，降低干擾提升信噪比。圖1-65G關(guān)鍵技術(shù)之MassiveMIMO示意圖SDN/NFV：NFV是指NetworkFunctionsVirtualization（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化），SDN是指SoftwareDefineNetwork（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）。NFV將傳統(tǒng)的CT（通信技術(shù)）業(yè)務(wù)部署到云平臺，將傳統(tǒng)設(shè)備軟硬合一的煙囪式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)軟硬件解耦合，NFV負責網(wǎng)元的虛擬化，而SDN負責網(wǎng)絡(luò)本身的虛擬化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)把握平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面的分別。圖1-75G關(guān)鍵技術(shù)之SDN/NFV示意圖5G使能新技術(shù)，催生全新的智能教育應用隨著互聯(lián)網(wǎng)的進展，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能（Al）的逐步應用，教育逐步從傳統(tǒng)教育向智慧教育變革，開啟了教育信息化新時代。智慧教育在全面關(guān)注“物、人、教、育”的基礎(chǔ)上，借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)打造智能化、感知化、泛在化的教育新模式，通過個性化、精細化、沉醉式學習教學，提高課堂教學效果，增加學生學習興趣，提升學習效率。5G通過供應人人通信、人機通信和機器之間通信的多種方式，支持移動因特網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的多種應用場景。同時，5G網(wǎng)絡(luò)通過供應多樣化業(yè)務(wù)需求和業(yè)務(wù)特征的能力，適應不同應用場景的機敏性和多樣化的業(yè)務(wù)需求，如超寬帶、超低時延、海量連接、超高牢靠性等。借助5G網(wǎng)絡(luò)超寬帶、超低時延、海量連接、超高牢靠性的特性，受益于4K/8K高清、XR虛擬與增加現(xiàn)實技術(shù)、人工智能等新技術(shù)的引入，智慧教育將在教學效果、教學智能、教學創(chuàng)新和教學網(wǎng)絡(luò)掩蓋等方面得到極大的提升，實現(xiàn)沉醉式學習體驗、豐富機敏的教學方法、高速快捷的用戶組網(wǎng)與接入。圖1-85G使能新技術(shù)，催生全新的智能教育應用整體方案設(shè)計總體方案智慧教育+5G應用服務(wù)有助于教育行業(yè)改革，人工智能、虛擬現(xiàn)實、全息互動教學的應用、物聯(lián)網(wǎng)校園管理流程的優(yōu)化等可以提升教育資源的協(xié)作，助力教育智能化進展。5G+4K遠程互動教學：遠程教學是相對于一個教室內(nèi)面對面教學的另一種形式，它讓老師和學生即使身處在不同空間，仍能進行教學與學習活動，用來解決教育受到地域限制的問題。遠程同步互動教室就是在兩個或多個智慧教室加上視頻會議系統(tǒng)，以視頻會議系統(tǒng)傳遞老師和學生的影像與聲音(也就是「人流」)，搭配智慧教室互動教學系統(tǒng)傳遞教學與學習數(shù)據(jù)(也就是「數(shù)據(jù)流」)，使分處不同地方的學生能獲得相等的學習閱歷與效果。4K雖已問世多年，眾多視頻會議廠商近年來也不斷向市場推出4K產(chǎn)品，但距完全普及還有距離，主要緣由在于4K受制于帶寬、片源、設(shè)備價格。目前市面默認高清為1080P，與4K支持的分辨率還有很大差距，而5G的毀滅，為4K的普及制造了條件。在5G網(wǎng)絡(luò)條件下，帶寬得到極大提升，5G+4K將會帶來眾多的行業(yè)創(chuàng)新，尤其是在教育領(lǐng)域，將會帶來顛覆性的變革。目前，現(xiàn)有的遠程互動教學課堂，由于終端受限，運算能力不強，編解碼所需的時間較大，且攝像設(shè)備清楚度不夠，導致直播教學效果差，時延高，互動性低；第二，現(xiàn)有的直播教學都是基于中心云的轉(zhuǎn)發(fā)的方式進行傳輸，由于帶寬成本較大，且公有云部署集中，為保證基本的使用要求，均通過壓縮視頻流碼率來進行傳輸，目前已知的是2M、4M等低碼率傳輸，嚴峻影響遠端教學質(zhì)量。而5G的大帶寬、低時延以及邊緣云MEC等技術(shù)正好可以決絕以上存在的問題，通過5G的高速率將本地視頻采集直接送往邊緣云進行計算編解碼，實現(xiàn)4K高清、實時互動教學。5G+VR/AR沉醉式教學：虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，以下簡稱VR），是指綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實及把握等接口設(shè)備，模擬生成的一個可交互的三維環(huán)境。該環(huán)境可向用戶供應關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等多感官沉醉式的模擬，讓用戶產(chǎn)生身臨其境的體驗。

從技術(shù)的角度來說，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具有下面三個基本特征：即三個“I”immersion-interaction-imagination（沉醉性—交互性—想象性），它強調(diào)了在虛擬系統(tǒng)中的人的主導作用。當前學校的教學方式多以書本授課為準，加以視頻、模型等進行課堂互動教學，且多媒體教室采用的組網(wǎng)方式，基本上是以光纖或者網(wǎng)線為傳輸介質(zhì)的有線寬帶網(wǎng)絡(luò)。相對于目前的4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)而言，雖然速度上稍為占優(yōu)，但是布線簡潔，教室改造較大，成本較高；其次，由于組網(wǎng)方式為寬帶網(wǎng)絡(luò)，導致老師與學生使用的終端基本上被限制為不移動的電腦終端，可操作性不強，互動性較低；再者，一些課程抽象性強，實體模型成本高且難以制作，電腦終端基本上只能以平面圖的方式進行教學展示，使得課程比較枯燥，無法提高學生進一步學習的興趣及想象力。因此使用5G+MEC網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，布線簡潔，終端可隨時接入，契合VR/AR沉醉式教學需求，內(nèi)容下沉及渲染云化確保超大內(nèi)容分發(fā)及低時延互動。5G+智能校園管理：作為智能教育的基礎(chǔ)，供應寬帶校園、平安校園和智能校園環(huán)境，保證智能教育的順利運行和極致體驗。目前學校的管理系統(tǒng)，如門禁管理、停車管理系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、宿舍、校園卡、園區(qū)監(jiān)控等管理系統(tǒng)，基本是獨立分開的系統(tǒng)，且掩蓋面廣，而傳統(tǒng)的技術(shù)是基于公共非授權(quán)頻段，干擾大、連接數(shù)量受限，廠區(qū)布線困難，沒有統(tǒng)一平臺管理，使得管理困難，無法聯(lián)動。因此通過5G大連接和大帶寬的特點，可全面掩蓋整個校園園區(qū)，將全部設(shè)備連接到一個平臺，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、智能化分析。5G+虛擬現(xiàn)實心理健康測評出名醫(yī)學雜志《柳葉刀》研究指出，我國1.73億人有心理與精神類問題，但社會恥病避醫(yī)嚴峻，而且醫(yī)護人員嚴峻緊缺，平均8.3萬人才有一名精神疾病醫(yī)生，導致患病人群中有91%（約1.58億人）從未接受過專業(yè)診治。。在校學生正處于身心快速進展階段，在巨大的學習和生活壓力下，簡潔毀滅心理問題。全球20%的青少年和兒童正罹患某種精神疾病(NewEnglandJournalofMedicine,2014)，讓人痛心的社會意外事件頻頻發(fā)生。5G+智能VR心理健康測評系統(tǒng)，主要運用于心理與精神類疾病的檢測、篩查領(lǐng)域，系統(tǒng)突破了“沉醉式VR問診＋柔性傳感多模態(tài)生理數(shù)據(jù)采集＋大數(shù)據(jù)AI模型”等心理（精神）狀態(tài)智能評估關(guān)鍵技術(shù)，將規(guī)范、專業(yè)的心理（精神）疾病檢測、診療融入人工智能系統(tǒng)，可廣泛應用于社會各人群心理健康的評估與監(jiān)測。5G+4K遠程互動教學遠程互動教學是指通過高清視音頻通訊與多媒體協(xié)作，實現(xiàn)師生實時交流，為學習者供應身臨其境的課堂體驗效果和隨時隨地的遠程學習服務(wù)，支持并滿意各種網(wǎng)絡(luò)條件下的教學、培訓、研討、會議、考試等業(yè)務(wù)。借助5GeMBB增加移動寬帶和URLLC超牢靠低時延通訊的支撐，受益于4K/8K超高清視頻、xR虛擬與增加現(xiàn)實技術(shù)、人工智能等新技術(shù)的引入，新一代遠程互動教學將在教學體驗和教學效果上獲得顛覆性的改觀和提升，實現(xiàn)超清視頻的沉醉式互動學習、AR虛擬課堂、遠程AR試驗與協(xié)作、全景課堂錄播與直播、智慧教室等創(chuàng)新應用，并通過高速快捷的用戶組網(wǎng)與接入，實現(xiàn)機敏的移動學習和寬敞的地域掩蓋。同時，借助5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)、邊緣計算、云計算和大數(shù)據(jù)的應用，新一代的云教育資源與管理平臺將支持遠程互動教學實現(xiàn)多種教學體系資源共享，富媒體互動、多媒體智慧教室與在線教學、移動教學緊密結(jié)合，有效延長，形成集中管理、統(tǒng)一維護、互聯(lián)互通、機敏智能、共享開放的應用模式。系統(tǒng)架構(gòu)遠程互動教學體系架構(gòu)如下圖所示，包括了教室和終端、傳輸與接入網(wǎng)絡(luò)、媒體支撐、遠程教育云平臺以及在上述基礎(chǔ)上實現(xiàn)的各類互動遠程教學業(yè)務(wù)。其中值得特別?????關(guān)注的是在5G網(wǎng)絡(luò)支持下，超清視頻、xR、人工智能三大新技術(shù)對傳統(tǒng)遠程互動教學帶來的體驗提升和應用創(chuàng)新。本篇章將主要聚焦在與5G關(guān)聯(lián)最緊密的以高清/超高清視音頻多點通訊為主要形式的遠程互動教學。圖2-1遠程互動教學體系架構(gòu)主要應用場景遠程互動教學的主要應用領(lǐng)域：平凡教育

K12基礎(chǔ)教育，高等教育：專遞課堂、名師課堂、名校網(wǎng)絡(luò)課堂等專業(yè)教育

遠程黨教、扶貧教育、職業(yè)認證培訓、老師培訓社會教育

素質(zhì)教育、開放大學、成人教育企業(yè)

企業(yè)培訓、崗位認證、技術(shù)講座、研討會主典型應用場景：互動課堂

實時雙向音視頻互動教學，支持數(shù)據(jù)與內(nèi)容的多媒體交互。名師講堂

通過互動課堂與錄播系統(tǒng)的結(jié)合，支持大并發(fā)的在線互動學習。在線學習

通過互聯(lián)網(wǎng)進行學習，包括微課、MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂等多種創(chuàng)新的學習模式全景課堂

互動教學引入全景視頻，全景攝像頭可架設(shè)在主講教室，通過5G網(wǎng)絡(luò)掩蓋?？赏ㄟ^大屏、VR一體機觀看全景直播，VR一體機視角投屏到大電視。AR/VR虛擬試驗

應用3D、AR、VR、全息等現(xiàn)代化計算機圖形圖像技術(shù)，建設(shè)虛擬交互體驗試驗室。遠程老師評測

對老師進行評測可通過5G+遠程互動的方式進行，評測老師通過5G網(wǎng)絡(luò)遠程觀看老師授課。全息互動課堂：全息互動課堂是以全息互動投影為主要演講手段開發(fā)的創(chuàng)新型試驗教室，采用先進的全息投影技術(shù)和人工智能技術(shù)，針對校園信息化建設(shè)與教育、教學管理智慧化需求，打造的整體解決方案。全面掩蓋教育領(lǐng)域，通過將文字、圖形、圖像、聲音等集合在一起，采用生動活潑的聲像顯示結(jié)合教育管理平臺，豐富了教學手段和管理手段，擴充了教學管理資源，對提高課堂教學效果和教學質(zhì)量有巨大的推動作用。應用場景示例：互動教學教室

功能：多點遠程互動教學，教學場景自動跟蹤，識別和切換。主講教室畫面能夠自動在教室全景、老師特寫、板書特寫、學生特別?????、學生全景、電腦課件之間切換。圖2-2互動教學教室場景遠程互動教學網(wǎng)絡(luò)方案遠程互動教學網(wǎng)絡(luò)，由高清攝像頭通過5G網(wǎng)絡(luò)將視頻流推到MEC系統(tǒng)，MCU完成4K高清視頻的編解碼和轉(zhuǎn)發(fā)，部署在邊緣云側(cè)，降低網(wǎng)絡(luò)時延，節(jié)省出口網(wǎng)絡(luò)帶寬；部署在教室內(nèi)的4K攝像頭和教學終端完成超高清視頻的采集和處理，同時，其他如聲音，課件的傳輸隨視頻流一起同步傳輸，實現(xiàn)多校區(qū)的低時延實時遠程互動學習。4K可以分為三個等級：入門級4K、運營級4K、極致4K。不同等級的4K對畫面幀率、抽樣比、壓縮比、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬等都有不同要求。要求越高，體驗到的顏色豐富性、畫面生動性就越好。目前,運營級4K被認為是當前商用部署較合適的選擇。目前市場上可以做到的碼率區(qū)間為4-40Mbps，與各廠家對源碼的壓縮比有關(guān)，壓縮比的高低會影響視頻的質(zhì)量。依據(jù)中國標準協(xié)會定義，入門級4K直播所需平均帶寬為25-30Mbps，運營級4K為32.5-45.5Mbps，極致4K為52~71.5Mbps，8K更是高達104~130Mbps。其帶寬需求已經(jīng)超出了現(xiàn)有4G甚至Wi-Fi的能力，亟需5G的支持。而4K超高清視頻對于承載網(wǎng)端到端的要求為：端到端帶寬大于50Mbps，來回時延（RTT）小于20ms。因此，5G網(wǎng)絡(luò)對于4K甚至8K超高清視頻有著良好的承載能力。圖2-3遠程互動教學平臺網(wǎng)絡(luò)部署示意圖遠程互動教學網(wǎng)絡(luò)，承載高清視音頻的實時交互，依據(jù)業(yè)務(wù)部署的層級、區(qū)域、內(nèi)容需求、行業(yè)需求、專業(yè)需求等因素，對承載網(wǎng)絡(luò)具有不用的要求。1.對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的整體要求:帶寬：

1080p平凡高清：1Mbps+1Mbps保障帶寬(視頻+內(nèi)容雙路碼流)

5G4K超清：10Mbps+10Mbps保障帶寬（視頻+內(nèi)容雙路4k碼流端到端時延：小于200ms時延抖動：小于50ms丟包率：低于1%（引入網(wǎng)絡(luò)容錯機制后2.視頻對網(wǎng)絡(luò)的要求:表2-1視頻對網(wǎng)絡(luò)的要求全息互動教學網(wǎng)絡(luò)方案5G全息遠程互動系統(tǒng)整體包含兩個重要組成部分，全息圖像采集點和全息展示端。其中，圖像采集點是以綠幕攝影棚的形式，將人、物的原相進行采集，并通過聯(lián)通高帶寬的5G網(wǎng)絡(luò)傳送到全息展示端。而全息展示端是將采集端采集到的人、物的原相通過全息的方式呈現(xiàn)出來，給觀眾如見實體的逼真感官體驗。5G全息遠程互動系統(tǒng)，整體承載于中國聯(lián)通的5G網(wǎng)絡(luò)之上。此外，假如是在大型的發(fā)布會使用全息互動系統(tǒng)，可以另外部署一條固定電路作為備份鏈路。5G全息遠程互動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲如下圖所示：圖2-4全息遠程互動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖采集端主要設(shè)備包括全息廣播服務(wù)器、綠幕攝影棚、4K攝像機、配套燈光、音響設(shè)備等。全息展示端包括全息投影服務(wù)器、全息投影儀、LED屏幕、全息投影幕布、配套燈光、音響設(shè)備等。應用：支持多應用場景，包括教室內(nèi)的教學場景、大型發(fā)布會的宣講場景、多方遠程會議的全息展示場景以及在展會展臺上的全息展示場景。平臺：全息平臺的主要功能包括導播系統(tǒng)、錄像系統(tǒng)、互動系統(tǒng)、備份系統(tǒng)和流媒體庫。網(wǎng)絡(luò)：中國聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、低時延可保證上層應用的高質(zhì)量使用體驗。另外中國聯(lián)通的云網(wǎng)一體化資源、計算資源和存儲資源可支撐整個系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)。全息服務(wù)器：全息服務(wù)器分為投影服務(wù)器和廣播服務(wù)器，投影服務(wù)器在展示現(xiàn)場，用于全息影像的投影。廣播服務(wù)器在全息圖像采集端，用于全息影像的采集及發(fā)送。全息硬件：在全息投影端的主要硬件包括全息投影儀、全息LED屏和全息薄膜；在全息采集端的主要硬件包括綠幕攝影棚和超清攝像機。5G+VR/AR沉醉式教學系統(tǒng)架構(gòu)在教育場景，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可通過自然的交互方式，將抽象的學習內(nèi)容可視化、形象化，為學生供應傳統(tǒng)教材無法實現(xiàn)的沉醉式學習體驗，提升學生獵取學問主動性，實現(xiàn)更高的學問保留度。依據(jù)不同的學科，虛擬現(xiàn)實發(fā)揮著不同的作用，主要有立體物體的展示,立體空間的展示,展品的介紹,虛擬空間的營造與構(gòu)建,虛擬場景的構(gòu)造等方面的應用。在遠程教學中,往往會因為試驗設(shè)備、試驗場地、教學經(jīng)費等方面的緣由,而使一些應當開設(shè)的教學試驗和課程無法進行。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以彌補這些方面的不足,學生足不出戶便可以做各種各樣的試驗,獲得與真實試驗一樣的體會,從而豐富感性認識,加深對教學內(nèi)容的理解。圖2-5虛擬現(xiàn)實沉醉式教學系統(tǒng)架構(gòu)主要應用場景1、虛擬現(xiàn)實+課堂教學在教育場景，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可通過自然的交互方式，將抽象的學習內(nèi)容可視化、形象化，為學生供應傳統(tǒng)教材無法實現(xiàn)的沉醉式學習體驗，提升學生獵取學問主動性，實現(xiàn)更高的學問保留度。依據(jù)不同的學科，虛擬現(xiàn)實發(fā)揮著不同的作用，主要有立體物體的展示,立體空間的展示,展品的介紹,虛擬空間的營造與構(gòu)建,虛擬場景的構(gòu)造等方面的應用。2、虛擬現(xiàn)實+科學試驗一般學?，F(xiàn)有的條件下,有許多試驗是根本不可能做的,如核反應試驗,還有些試驗是不能讓學生做的,如涉及到放射性物質(zhì)或有毒物質(zhì)的部分。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以有效地解決試驗條件與試驗效果之間的抵觸。在教學中,許多昂貴的試驗、培訓器材,由于受價格的限制而無法普及。假如利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),在多媒體計算機上建立虛擬試驗室,學習者便可以走進這個虛擬試驗室,身臨其境般的操作虛擬儀器,操作結(jié)果可以通過儀表顯示身體的感受反饋給學生,來推斷操作是否正確。這種試驗既不消耗器材,也不受場地等外界條件限制,可重復操作,直

至得出滿意結(jié)果。VR試驗室的一大優(yōu)點還在于其確定的平安性,不會因操作失誤而造成人身事故。虛擬現(xiàn)實+遠程教學在遠程教學中,往往會因為試驗設(shè)備、試驗場地、教學經(jīng)費等方面的緣由,而使一些應當開設(shè)的教學試驗和課程無法進行。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以彌補這些方面的不足,學生足不出戶便可以做各種各樣的試驗,獲得與真實試驗一樣的體會,從而豐富感性認識,加深對教學內(nèi)容的理解。虛擬現(xiàn)實+科技研究科技研究與試驗觀測注重讓用戶觀察到更多更精確的有效數(shù)據(jù)以供后續(xù)分析或使用。因此,這種應用重在以高度擬真的方式,將一些難以觀測的現(xiàn)象放到虛擬世界中,讓用戶以更為舒適便捷的視角或時間測度進行觀測,相應地也要由系統(tǒng)給出真實試驗中應當觀測到的數(shù)據(jù)。利用VR系統(tǒng)重建某次天體碰撞的場面及數(shù)據(jù)分析，這種應用對硬件設(shè)備的要求不高,主要還是對計算機系統(tǒng)的運算能力有較高要求。

5、虛擬現(xiàn)實+仿真校園教育部在一系列相關(guān)的文件中,多次涉及到了虛擬校園,閘明了虛擬校園的地位和作用。虛擬校園也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育培訓中最早的具體應用,己由淺至深有三個應用層面,分別適應學校不同程度的需求:簡潔的虛擬我們的校園環(huán)境供游客掃瞄?；诮虒W、教務(wù)、校園生活,功能相對完整的三維可視化虛擬校園。以學員為中心,加入一系列人性化的功能,以虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為遠程教育基礎(chǔ)平臺網(wǎng)絡(luò)方案平臺介紹：5G+虛擬現(xiàn)實教育平臺，VR云端渲染，將校內(nèi)多種虛擬現(xiàn)實教學終端接入5G網(wǎng)絡(luò)。本地虛擬現(xiàn)實教學終端采用輕量化無線終端，由云端應用服務(wù)器承擔圖形渲染和計算能力。網(wǎng)絡(luò)部署：通過部署5G基站和室分的方式，實現(xiàn)校內(nèi)5G信號全掩蓋；通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸和MEC邊緣云承載渲染業(yè)務(wù)，實現(xiàn)VR課堂教學內(nèi)容快速獵取，無需本地或提前下載，實時進行VR教學及學習；實現(xiàn)能力集中化部署，資源高效利用；分布式部署的資源平臺、用戶/終端管理平臺。輕量化終端部署方案：虛擬現(xiàn)實教學一體機、虛擬現(xiàn)實教學VR眼鏡、虛擬現(xiàn)實教學體驗角網(wǎng)絡(luò)要求1、影響VR教育體驗的關(guān)鍵因素VR體驗具有3個顯著的特征,分別是沉醉感(Immersion)、交互性(Interaction)和意象性(Imagination),其主要優(yōu)勢也是這三個特征體現(xiàn)的。與其相對應,VR教育的體驗評價也主要有三個因素:真實感、交互感和愉悅感。圖2-5VR體驗的3個顯著特征2、VR教育的網(wǎng)絡(luò)要求VR教育良好體驗需要比較大的帶寬，4K全景視頻或許需要25Mbps的帶寬，8K全景視頻或許需要100Mbps的帶寬。為了提高VR教育體驗，VR全景視頻逐步提升至8K，依據(jù)8K全景視頻的帶寬需求來計算。另外需要考慮一個學校/班級的VR終端數(shù)，班級人數(shù)為50人，那么可能會擁有50個VR終端，將會有更大的帶寬需求。

VR教育的良好體驗對網(wǎng)絡(luò)時延的要求也比較高。一般在行業(yè)上認可的虛擬現(xiàn)實交互時延應在30ms左右，假如超過這個數(shù)值，將會給使用者帶來眩暈感和遲滯感。因此，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲、云端渲染時間、邏輯運算時間的總和應不超過30ms。由于云端渲染時間和邏輯運算時間相對比較固定，可優(yōu)化空間有限，因此網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲應不超過15ms。

目前的VR教育還處于進展早期階段，伴隨著5G商用的逐步落地，將來1-2年VR教育會有較大體驗提升，包括更高的分辨率、更高的幀率、更大的視場角等。教育VR終端教育VR終端主要包括：虛擬現(xiàn)實教學一體機、虛擬現(xiàn)實教學VR研究、虛擬現(xiàn)實教學體驗、HOLOBOOK便攜式虛擬現(xiàn)實教育桌面終端、幼兒閱讀互動產(chǎn)品等。圖2-7主要教育VR終端其中聯(lián)通自主研發(fā)的輕量化終端包括：HOLOBOOK便攜式虛擬現(xiàn)實教育桌面終端、幼兒閱讀互動產(chǎn)品。便攜式虛擬現(xiàn)實教育桌面終端便攜式虛擬現(xiàn)實教育桌面終端采用27寸雙屏筆記本式設(shè)計，集成度高，由雙屏一體主機、3D魔卡和全息空間筆構(gòu)成立體化、強交互、易用型、深度感知的虛擬現(xiàn)實教學環(huán)境，具有輕松機敏，交互自然、全息顯示等特點。采用電磁電容綜合交互屏，支持電磁MARKER交互，全息空間筆交互和多點觸控交互三種交互方式。上下雙屏，帶來二三維聯(lián)動的全新體驗和豐富信息展示。圖2-8便攜式虛擬現(xiàn)實教育桌面終端外觀上屏全息立體顯示，下屏marker自然交互，支持2D/3D模式自由切換。全息空間筆，同時支持感應屏2048級壓感書寫和三維空間操作。3D魔卡，支持基于魔卡移動、旋轉(zhuǎn)、按壓及確認操作的雙屏二三維交互。支持多點觸控，十點手指觸覺交互。筆記本式開合設(shè)計，一體化機敏便攜，免安裝，易使用。幼兒閱讀互動產(chǎn)品圖2-9幼兒閱讀互動產(chǎn)品示例桌面式增加現(xiàn)實交互一體機采用深度傳感和投影一體化設(shè)計，將虛擬場景與實際環(huán)境結(jié)合，讓傳統(tǒng)扁平化的學問變成可視、可感、可互動的立體場景。從而打造沉醉式、強交互性、玩?；脑黾蝇F(xiàn)實教學環(huán)境。具有虛實結(jié)合、實時交互、三維注冊的特點。支持任意平面點擊、立體投影互動、空中手勢識別、圖像識別等交互方式，帶來全新的交互體驗。互動教學的內(nèi)容包括積木互動、繪本閱讀、STEAM實體編程等。主要產(chǎn)品特性：平面點擊：將任意平面轉(zhuǎn)換為可點擊、滑動的互動平面，且支持多人多手多指同時操作?？罩惺謩荩鹤R別手部21關(guān)節(jié)點信息，從而支持多種空中動、靜態(tài)手勢運用。圖像識別：支持各種自定義圖像識別，滿意多種使用場景。實物交互&立體投影：支持識別三維實物并對其精準投影，從而達到裸眼3D和實時互動的效果。5G+智能校園管理智能校園管理系統(tǒng)是以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、機械自動化、計算機、多媒體、網(wǎng)絡(luò)、智能化建筑等多種先進技術(shù)融合后，利用感知技術(shù)與智能裝備對校園的方方面面進行感學問別，通過互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的傳輸互聯(lián)，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、處理后，自動把握、調(diào)整、監(jiān)測、分析校園內(nèi)的人或物，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，改進校園管理質(zhì)量和高效推動教育、科研模式創(chuàng)新，達到對高效工作以及校園物理環(huán)境的實時把握、精確管理和科學決策的目的智能化信息管理系統(tǒng)。校園智能管理通過5G通訊技術(shù)的應用，利用其網(wǎng)絡(luò)的牢靠性、低延遲、可伸縮性、平安性和移動性的技術(shù)特點，有效解決校園物聯(lián)網(wǎng)應用中所需的低成本、低功耗、廣掩蓋、高容量的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，為學校打造一個節(jié)能、平安、便捷的校園環(huán)境。系統(tǒng)架構(gòu)前端攝像頭和各種傳感器完成高清人臉抓拍和高清視頻及信號采集，通過5G網(wǎng)絡(luò)進行傳輸基站邊緣的MEC或本地分流服務(wù)器進行流量的分析和預處理，將高清視頻、圖片和各類傳感信息轉(zhuǎn)發(fā)至校園內(nèi)網(wǎng)。通過5GCPE或其他5G智能終端，將校園內(nèi)的全部終端連接起來，經(jīng)過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸，接入本地MEC部署的統(tǒng)一管理平臺，全部數(shù)據(jù)本地處理，平安牢靠，時延降低，實現(xiàn)校園環(huán)境智能化。圖2-10智能校園管理系統(tǒng)架構(gòu)主要應用場景平安校園1、視頻監(jiān)控通過學校側(cè)云平臺將監(jiān)控數(shù)據(jù)本地存儲分發(fā)，有效提升業(yè)務(wù)質(zhì)量，保證視頻的私密性。搭載AI人工智能視頻分析部署在邊緣服務(wù)器，面對智能安防、視頻監(jiān)控、人臉識別、行為分析等業(yè)務(wù)場景，利用5G網(wǎng)絡(luò)低時延，提升應急事件反映速度。2、校舍平安（門禁管理）校園智能管理系統(tǒng)可以和門禁系統(tǒng)進行對接，通過平臺實現(xiàn)對門禁系統(tǒng)的統(tǒng)一、遠程、精準管理。協(xié)作電源管理系統(tǒng)，何時、何地、何人使用房間或房間內(nèi)的設(shè)備設(shè)施盡在把握。宿舍門禁，又可把握學生歸寢實時動態(tài)，提升宿舍科學管理水平。3、校車管理系統(tǒng)利用安裝于校車車輛前端、后端、左側(cè)、右側(cè)、車廂內(nèi)以及駕駛室內(nèi)的高清視頻攝像設(shè)備，實時感知車輛運行環(huán)境、車輛載客信息，以及內(nèi)部環(huán)境信息等，通過大帶寬、低時延的5G網(wǎng)絡(luò)將各種感知數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾碇行?，實現(xiàn)對校車的遠程監(jiān)控和管理，提高事件的反映速度。4、安消協(xié)同系統(tǒng)通過將視頻監(jiān)控、門禁管理、強電監(jiān)控、消防監(jiān)控、照明系統(tǒng)等信息、數(shù)據(jù)的感知和處理單元有機協(xié)調(diào)，并通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺將火警觸發(fā)與現(xiàn)場火情處理、火災報警等聯(lián)合協(xié)作，實現(xiàn)面對校園的安消協(xié)同功能。綠色校園1、室內(nèi)照明管理系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)光照情況進行光照色溫調(diào)節(jié)，維持健康光照，使室內(nèi)平均照度恒定、均勻，有利于保護師生視力，為學生供應健康舒適的學習環(huán)境。針對不同教學情況，可設(shè)置多種不同的光照模式（如讀寫、視頻播放、休息等）。并且可接入后臺大數(shù)據(jù)平臺，支持多種系統(tǒng)，實現(xiàn)多種功能。有效延長公共設(shè)備使用壽命，維護便捷，節(jié)省維護成本。2、室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測實時檢測室內(nèi)環(huán)境中與人體健康舒適息息相關(guān)的環(huán)境參數(shù)（如空氣溫濕度、空氣TVOC含量、CO2含量，PM2.5、室內(nèi)光照度等），準時處理特別信息，以確保室內(nèi)環(huán)境健康平安，保障師生們身體健康，同時為其他智能系統(tǒng)的運行供應基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)。依托監(jiān)控平臺，利用相關(guān)環(huán)境監(jiān)測傳感器、風向風速儀等實時監(jiān)控檢測到室外空氣中包括NO、NO2、SO2、CO、過敏性花粉、PM2.5、PM10等幾十種空氣污染物進行檢測及可能的擴撒方向，同時實現(xiàn)報警以及設(shè)備聯(lián)動，保障師生身體健康。3、校內(nèi)水體監(jiān)測學校內(nèi)景觀水體多數(shù)為緩流水體，簡潔富養(yǎng)分化，引起藻類及其他浮游生物飛速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡，進而散發(fā)惡臭，影響校內(nèi)環(huán)境和師生身體健康。在以往技術(shù)條件下，通過固網(wǎng)連接多個水質(zhì)監(jiān)測傳感器線路簡潔，連接成本高，4G網(wǎng)絡(luò)接入密度低，無法支撐大量的傳感器而通過5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合傳感器，將大大完善解決這些，實現(xiàn)對校園水體進行遠程監(jiān)控與管理。4、智能抄表通過部署燃氣監(jiān)測系統(tǒng)、智慧水務(wù)管理系統(tǒng)、電力運營系統(tǒng)、校園供暖系統(tǒng)，實現(xiàn)對水、電、氣、暖的智能抄表和在線監(jiān)控，并通過5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)繳費、余額不足提示等功能，從而實現(xiàn)面對綠色校園的智能抄表與監(jiān)控，提高自動化水平和管理效率。5、能耗監(jiān)控通過安裝布置智能斷路器、智能插座、智能電表、智能水表等設(shè)備，實現(xiàn)對用電的精準管控，準確獵取每個用電的端口的數(shù)據(jù)信息，并可實現(xiàn)遠程送/斷電把握；通過加裝智能水表，可以實時獲知校內(nèi)用水端口情況及遠程開關(guān)把握，并通過系統(tǒng)準確獵取相關(guān)歷史信息，為學校能源決策通過數(shù)據(jù)依據(jù)。通過大數(shù)據(jù)分析，不斷優(yōu)化節(jié)。便攜校園1、數(shù)字班牌通過5G網(wǎng)絡(luò)，對教學區(qū)域（學校、培訓機構(gòu)等）的電子班牌供應高速通信服務(wù)，快速部署。2、智能簽到采用各類考勤機，進行刷臉、刷卡、手機NFC簽到點名考勤，適用培訓機構(gòu)、高校（走班、試驗室等）。3、電子證卡通過5G網(wǎng)絡(luò)將傳統(tǒng)學生證或?；丈墳殡娮幼C卡，用于信息錄入讀取、定位、簽到、支付、門禁等功能。4、家?；酉到y(tǒng)通過將學生、老師、家長三者有機協(xié)調(diào)，實現(xiàn)學生學情狀態(tài)的實時共享，并實現(xiàn)學生入校、歸寢、乘校車等情況實時報告，并實現(xiàn)教學視頻觀看、訪問教學資源平臺、老師遠程指導等功能，實現(xiàn)面對學生學習的便捷化和信息化。5、多媒體設(shè)備管理通過整合教室里的電腦、投影機、投影幕布、觸控一體機等多媒體設(shè)備，實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的平安關(guān)機和遠程監(jiān)管，讓校園管理更高效、更節(jié)能。支持通過智慧物聯(lián)網(wǎng)平臺APP遠程管理。有效克服傳統(tǒng)多媒體設(shè)備各自為政、集成簡潔、難以統(tǒng)一管理或管理功能單一的缺點。6、會議室/報告廳管理傳統(tǒng)報告廳/會議室需要安排專人，來對包括預約登記、到會通知、人員簽到、照明空調(diào)調(diào)節(jié)、投影儀預備等相關(guān)活動進行管理。通過平臺實現(xiàn)對門禁、電源、考勤、多媒體設(shè)備的的統(tǒng)一、遠程、精準管理，基于校園智能管理系統(tǒng)的報告廳智能管理則運用無紙化、在線預約式的管理方式。不但可以實現(xiàn)傳統(tǒng)報告廳專人管理的全部功能，更可通過智能管理系統(tǒng)，實時了解會議室使用情況，為其他部門供應預約指導。同時，智能管理系統(tǒng)也簡化了“共享式會議室”的管理成本，也提高了會議室的利用效能。報告廳智能管理系統(tǒng)，主要包括會議預約、人員簽到、到會通知、室內(nèi)場景把握等功能。綜合管理1、智能機房/網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過機房內(nèi)的能耗管理設(shè)備設(shè)施實現(xiàn)用電監(jiān)測、UPS狀態(tài)監(jiān)測、智能延遲上電、機房能耗分析等，實現(xiàn)對機房動力設(shè)備進行實時監(jiān)控、集中監(jiān)控，實現(xiàn)智能感知、獨立運行。通過對環(huán)境監(jiān)測管理設(shè)備設(shè)施實現(xiàn)煙霧監(jiān)測、精密空調(diào)監(jiān)測、新風機監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測、漏水監(jiān)測、消防系統(tǒng)監(jiān)測等，為機房打造無憂環(huán)境。通過安防系統(tǒng)及門禁管理設(shè)備設(shè)，可實現(xiàn)門禁系統(tǒng)開關(guān)監(jiān)測、視頻監(jiān)控聯(lián)動抓拍、紅外人體感應、智能照明系統(tǒng)的整體聯(lián)動，打造平安智慧機房。此外通過與網(wǎng)絡(luò)平安設(shè)備廠商設(shè)備的對接，實時調(diào)用相關(guān)API或端口，系統(tǒng)可實現(xiàn)對實時網(wǎng)絡(luò)流量的查看、查看特別網(wǎng)絡(luò)應用情況、獵取相關(guān)網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)、準時獲得網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測報警，從而實現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)完全信息的準時把握、準時發(fā)覺、準時處理，建立起有硬件到軟件、由宏觀到微觀、由網(wǎng)絡(luò)層到應用層的“可管、可控、可用”的全面網(wǎng)絡(luò)平安環(huán)境。2、試驗室管理學校試驗室，尤其高校的重點試驗室，是校園的重點難點。貴重設(shè)備管理，有毒氣體管理，試驗環(huán)境維護等，對試驗室管理人員提出了較高的維護和管理要求。而通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用，校園智能管理系統(tǒng)有效降低了相關(guān)管理成本。試驗室智能管理可實現(xiàn)：試驗室門禁管理、試驗室設(shè)備管理、重點試驗原料的監(jiān)控管理、試驗室平安報警、試驗室環(huán)境自反饋調(diào)節(jié)、試驗室電器供電管理、試驗氣體泄漏管理等。3、智慧綠地管控智慧綠地管控具有智能化、可視化、節(jié)省化、技術(shù)成熟、施工便捷、適用面廣等特點，物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸技術(shù)機敏部署，可快速實現(xiàn)定時灌溉、Web掃瞄器或APP遠程灌溉、依據(jù)氣象情況自動灌溉等功能。系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、傳感器和把握終端組成。4、停車管理通過在車位上安裝的地磁車輛探測器等，實現(xiàn)校園停車智能化管理，包括自動監(jiān)測空余車位數(shù)量和位置，供應停車引導，規(guī)劃停車線路、提前告知空缺停車位位置、主動推送停車時長等。校園智能管理系統(tǒng)與校園現(xiàn)有道閘系統(tǒng)對接，可以實時獵取車輛出入等照片信息。5、公共照明管理校園公共照明主要是路燈及室外體育場照明燈，一般采用把握箱進行時序把握。在這種把握系統(tǒng)中，單排路燈通常采用一個空氣開關(guān)進行集中供電管理，不對單個路燈進行精確把握，因此在開啟時段內(nèi)，通常一片區(qū)域或者一條道路，只能同時全部開啟或者全部關(guān)閉，無法依據(jù)實際照明需求對路燈進行精確照明把握。利用智能斷路器改造配電箱電源接入，利用單燈把握器對單個路燈進行智能化供電改造，使校園公共照明系統(tǒng)是新啊智能把握，備如下功能：一體化把握、遠程單獨把握、策略把握、智能聯(lián)動把握。當放生平安隱患和事故時，直接將告警信息推送到監(jiān)控中心及相關(guān)管理老師和領(lǐng)導的移動智能終端上；幫忙管理人員實時監(jiān)控，預備定位和快速響應。光明廚房1、教育局、食藥監(jiān)督局遠程監(jiān)管使用攝像頭實時監(jiān)控食堂環(huán)境，通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集客觀的食材數(shù)據(jù)，并對視頻、數(shù)據(jù)依據(jù)監(jiān)管需求分析和可視化呈現(xiàn)。運用手機攝像頭、監(jiān)控攝像頭、取證電子秤等采集設(shè)備，對重要監(jiān)管環(huán)節(jié)（如：消毒、留樣、入庫、出庫等）進行影像取證，取證后的信息實時傳遞到監(jiān)管平臺，監(jiān)管部門可通過平臺、app實時查看監(jiān)控影像或視頻，并且可對所拍影像質(zhì)量和監(jiān)控信息進行評價，評價內(nèi)容均會以消息的形式推送至相關(guān)人員，提高監(jiān)管部門時效性與真實性，強化監(jiān)管降低食品平安風險。2、政府機構(gòu)、民眾互動通過視頻直播、歷史影像，家長和社會公眾可查看學校每日食譜、食材來源、飯菜成品制作的各環(huán)節(jié)，對學校餐飲平安有更多的知情權(quán)。民眾通過注冊用戶，查看后廚視頻、以及歷史影像快照，可以準時反饋餐飲衛(wèi)生意見。網(wǎng)絡(luò)要求校園智能管理要求需要超大的連接量、高牢靠性與實時性、甚至低功耗、深度掩蓋的網(wǎng)絡(luò)連接，易部署、易擴展、易維護。除此之外，還要增加跨網(wǎng)絡(luò)、跨平臺、跨應用之間的協(xié)同能力。單純進行通信層面的連接，物聯(lián)網(wǎng)應用之間照舊有可能是割裂的信息孤島，只有做到語義層面的數(shù)據(jù)互聯(lián)，才算建立了實現(xiàn)萬物互聯(lián)的底層通信基礎(chǔ)。

5G網(wǎng)絡(luò)高牢靠性、低延遲、可伸縮性、平安性和移動性的技術(shù)特點，可有效解決物聯(lián)網(wǎng)校園智能管理所需解決的網(wǎng)絡(luò)問題。通過5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接甚至是一體化，設(shè)備將會成為網(wǎng)絡(luò)的一部分，不再是一個簡潔邊緣化的終端，讓校園智能管理平臺更加接近機器設(shè)備，更能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的扁平化、垂直化管理。方案優(yōu)勢在5G環(huán)境下物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以和5G網(wǎng)絡(luò)進行直接連接，通過5G基站來傳輸感知層數(shù)據(jù)，應用對網(wǎng)絡(luò)層的依靠性將大幅降低，從而能夠有效削減交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備的使用，從而能夠省下大筆的設(shè)備購買“安裝”“維護”升級費用。5G網(wǎng)絡(luò)背景下的物聯(lián)網(wǎng)應用可以直接通過物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品來實現(xiàn)，從而能夠在不對建筑進行大規(guī)模改造及破壞的前提下實現(xiàn)智能化升級，從而能夠節(jié)省大量的物聯(lián)網(wǎng)應用成本，加速促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及。中國聯(lián)通作為5G技術(shù)的引領(lǐng)者，加速5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合勢在必行。在大數(shù)據(jù)、邊緣計算等物聯(lián)技術(shù)的基礎(chǔ)上，校園智能管理將為學校所需要的不同應用場景供應差異化的網(wǎng)絡(luò)能力和業(yè)務(wù)隔離性，使智慧校園不再受網(wǎng)線及無線傳輸距離的約束，實現(xiàn)自連網(wǎng)、自適應和自優(yōu)化的智能運營；并依據(jù)設(shè)備運行情況，通過集中管理與遠程把握方案，讓校園管理更加智能化。同時，加以大數(shù)據(jù)技術(shù)的綜合利用，校園的各個角落數(shù)據(jù)均可無縫采集，動態(tài)監(jiān)管校園內(nèi)的人、事、物，綜合提高校園的核心競爭力。借助5G網(wǎng)絡(luò)，校園智能化管理可實現(xiàn)如下優(yōu)勢：移動性

設(shè)備移動性強，可依據(jù)需要機敏變動位置，無需重新調(diào)試。

2.平安性

平安性高，不易受到網(wǎng)絡(luò)病毒的干擾影響。

3.低延遲

數(shù)據(jù)傳輸速到快，低延遲，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、準時。

4.牢靠性

網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定牢靠，不易發(fā)生網(wǎng)絡(luò)宕機。

5.獨立性

設(shè)備相對獨立，單個設(shè)備故障，不會波及網(wǎng)絡(luò)或其他設(shè)備的正常使用。

6.可伸縮性

網(wǎng)絡(luò)可伸縮性強，不需考慮網(wǎng)絡(luò)容量，可隨時按需增加網(wǎng)內(nèi)設(shè)備。

7.簡便性

使用簡便，無需配備專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理維護人員。5G+虛擬現(xiàn)實心理健康測評針對傳統(tǒng)心理精神疾病專業(yè)醫(yī)生數(shù)量缺口大、主要依靠醫(yī)生的主觀閱歷缺乏診斷標準、對重點人群心理健康缺乏有效的預警機制等問題，多學科交叉，產(chǎn)學合作，首創(chuàng)提出了“虛擬現(xiàn)實VR觸發(fā)+柔性傳感多模態(tài)數(shù)據(jù)采集+大數(shù)據(jù)AI模型”心理（精神）疾病人工智能解決方案，并自主研發(fā)了智能VR心理測評系統(tǒng)及設(shè)備，具備行業(yè)領(lǐng)先的5大技術(shù)創(chuàng)新。圖2-11VR心理健康測評項目大技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品形態(tài)包括便攜式心盒、一體式心吧、一體式健康亭：圖2-12虛擬現(xiàn)實心理健康測評產(chǎn)品智能VR心理測評系統(tǒng)具體使用流程如下：被測者戴上VR眼鏡，置身于掩蓋整個情緒空間的VR場景中，通過VR場景誘發(fā)真實情緒，利用可穿戴柔性傳感器采集客觀心理生理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“醫(yī)生問”和“醫(yī)生看”環(huán)節(jié)；通過多模態(tài)情感計算等人工智能技術(shù)自動分析，實現(xiàn)醫(yī)生診斷”環(huán)節(jié)，整個測評流程僅需20分鐘，即可輸出多維度心理健康測評報告，包含抑郁、焦慮、人際關(guān)系敏感、敵對、強迫等10個癥狀傾向的4級標準劃分。系統(tǒng)依托強大的軟硬件平臺和后臺數(shù)據(jù)庫，可隨時擴展增加各類VR場景、智能問診量表，部署AI模型，實現(xiàn)各種精神疾病的檢測。設(shè)備可廣泛應用于醫(yī)院、院校、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、心理診所、企業(yè)、康復機構(gòu)、社工群體、體檢機構(gòu)等場景。圖2-13虛擬現(xiàn)實心理健康測評流程其他教育行業(yè)應用以上列舉的幾項教育行業(yè)應用是目前需求比較集中的教育行業(yè)應用，但教育行業(yè)有其拓展性的特點，例如醫(yī)科大學具有智慧醫(yī)療行業(yè)應用的需求；音樂類的院校，具有樂器拆解等VR課程需求；農(nóng)業(yè)大學有無人機進行植保的需求；各職業(yè)教育學校有工程、廚藝、汽修等職業(yè)教育的VR/AR課程需求?？梢砸罁?jù)具體的客戶需求，與各行各業(yè)應用結(jié)合，不斷開發(fā)新的教育行業(yè)應用。其他終端產(chǎn)品介紹關(guān)于5G基帶芯片與5G模組基帶芯片是用來合成即將放射的基帶信號，或?qū)邮盏降幕鶐盘栠M行解碼，目前5G芯片廠商主要有華為、高通、紫光、因特爾、三星及聯(lián)發(fā)科。圖2-14各廠家5G基帶芯片示意圖 5G無線蜂窩通信模組(以下簡稱5G模組)是在電路板上集成基帶芯片、存儲器、功放器件，并供應標準的接口功能模塊，并能使各種終端都可以借助無線模塊實現(xiàn)通信功能。5G模組的功能是承載端到端、端到后臺的服務(wù)器數(shù)據(jù)交互，是用戶數(shù)據(jù)傳輸通道，是5G終端的核心組件之一。圖2-15芯片與模組在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的位置示意圖主流模組廠商主要有廣和通、移遠、日海（芯訊通）技、華為、美格、中興、仁寶、聞泰科等。圖2-16各廠家5G模組示意圖 目前5G模組仍未成熟，在5G模組成熟前，如需使用行業(yè)終端接入5G應用，目前常常采用5GCPE、中國聯(lián)通“先鋒者一號”或者5G手機等終端實現(xiàn)5G接入。5GCPE5GCPE（CustomerPremiseEquipment，客戶前置終端設(shè)備）可以通過WiFi或以太網(wǎng)線接入終端，并通過放入CPE的5G無線卡連上5G基站，使用5G服務(wù)。中國聯(lián)通在2019年MWC展會上發(fā)布了1款5GCPE產(chǎn)品“中國聯(lián)通CPEN001”，這可以為各類終端供應便攜的5G接入能力，估量需2019年11-12月才供應測試樣機。目前華為發(fā)布了其CPEPro產(chǎn)品，并且在中國聯(lián)通華盛渠道銷售。以下是華為CPEPro參數(shù)簡介：圖2-17華為CPEPro項目描述芯片華為巴龍5000芯片網(wǎng)絡(luò)制式5G：NSA/SA，頻段N77/78

5G峰值速率下行1.65Gbps/上行250Mbps

4G：FDD+TDD，頻段FDD:B1,B3,B5,B7,B8,B18,B19,B20,B28,B32；

TDD：B34,B38,B39,B40,B41,B42,B43；

4G峰值速率下行1.6Gbps/上行150MbpsWLAN頻段2.422GHz～2.482GHz（5-13ch），5.170GHz～5.330GHz，5.490GHz～5.710GHz，5.735GHz～5.835GHz，（W52.W53,W56,W58）WIFI網(wǎng)絡(luò)制式IEEE802.11b/g/n/a/ac/ax（WiFi6），支持2.4GHz和5GHz

頻率LAN端口速率LAN側(cè)供應1個10/100/1000Mbps高速以太網(wǎng)接口;

LAN/WAN供應1個10/100/1000Mbps高速以太網(wǎng)接口。重量700g（不含電源適配器）電源AC（輸入）：100V-240V50Hz/60HzDC（輸出）：12V/2AAPN支持創(chuàng)建和維護APN。這個APN連接可以隔離運營商網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)、語音和遠程管理服務(wù)。中國聯(lián)通“先鋒者1號”“先鋒者1號”是中國聯(lián)通推出的首款自主品牌5G數(shù)據(jù)類終端；針對當前5G終端產(chǎn)品性能、體積、功耗不能兼顧的現(xiàn)狀，中國聯(lián)通定制開發(fā)出具備優(yōu)異通信性能、簡約的外觀設(shè)計、更低的實測功耗這樣一款數(shù)據(jù)終端產(chǎn)品。該數(shù)據(jù)終端能夠供應5G接入能力，對外供應USB3.1和網(wǎng)絡(luò)接口，支持移動電源擴展，便利簡捷地對接行業(yè)終端，快速賦能5G行業(yè)應用。目前，該數(shù)據(jù)終端已經(jīng)在安防、新媒體、電力巡檢、遠程醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域得到了很好的應用。圖2-18中國聯(lián)通“先鋒者1號”終端型號XFZ01操作系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)平臺SM8150+SDX50M頻段EN-DC組合；5G：n78；4G：B1/B3/B8速率DL:1.89Gbps；UL:152Mbps天線1T4R接口USB3.1typeC；RJ45（1000Mbps）；SIM/eSIM供電USB3.1(5V/3A)；DC470（12V/1.5A）外形尺寸125mmX85mmX25mm重量225g~275g工作溫濕度-20℃～+55℃，10%～90%5G手機據(jù)工信部電信設(shè)備進網(wǎng)管理查詢，截止2019年9月，中國已有13款5G手機獲得進網(wǎng)許可證。部分手機終端參數(shù)簡介如下：終端品牌終端型號上市時間聯(lián)通發(fā)售時間iQOOiQOOPro5G（8+256G）2019/9/22019/9/2華為Mate20x(5G)2019/8/162019/8/16中興中興天機10Pro5G版2019/8/102019/8/10華為華為5GCPEPro移動路由器2019/7/122019/8/16三星SM-N9760(12+256G)2019/9/122019/9/12品牌iQOO華為中興三星型號IQOOPro5GMate20x(5G)中興天機10Pro5G版三星note10+5G版平臺高通SM855+Kryo485Kirin980+Balong5000高通驍龍?855移動平臺+SDX50M驍龍855+X50屏幕6.41吋、1080x2340（AMOLED）珍寶全面屏7.2”18.7:9FHD+OLED6.47英寸，AMOLED，柔性曲面水滴屏，19.5：9，F(xiàn)HD+（2340×1080）6.8吋,3040x1440像素（AMOLED）內(nèi)存8+256G8+256G6GBRAM+128GBROM12+256G后攝48MP+13MP+2MP40MP+20MP(Ultrawideangle)+8MP48Mf/1.7+20M125°大廣角f/2.2+8M長焦鏡頭f/2.4后：雙12MP+16MP+ToF鏡頭(四攝)前攝12MP24M20Mf/2.0前：1000萬FF指紋屏下光學指紋后置光學屏內(nèi)指紋超聲波屏下指紋無線充電不支持不支持支持支持電池4500mAh4200mAH4000mAh（典型值），手機支持Qualcomm?QuickCharge?4+快充協(xié)議4300mAh尺寸159*7