“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書

“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書0“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書版權(quán)聲明本白皮書版權(quán)屬于

5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣和中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會，并受法律保護(hù)。轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用本白皮書文字或者觀點的，應(yīng)注明“來源：5G

應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣和中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會”。違反上述聲明者，將追究其相關(guān)法律責(zé)任。1“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書目錄前言

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3一、“5G+智慧教育”發(fā)展背景及現(xiàn)狀

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41.1

5G與教育融合的意義

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41.2

“5G+智慧教育”國外發(fā)展現(xiàn)狀

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51.3

“5G+智慧教育”國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

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71.4

小結(jié)....................................................................................................................

8二、“5G+智慧教育”技術(shù)發(fā)展情況

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92.1

技術(shù)架構(gòu)概述.....................................................................................................

92.2

終端層...............................................................................................................

102.3

網(wǎng)絡(luò)層...............................................................................................................

102.4

平臺層...............................................................................................................

132.5

應(yīng)用層...............................................................................................................

142.6

網(wǎng)絡(luò)和信息安全...............................................................................................

15三、“5G+智慧教育”典型應(yīng)用場景

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173.15G+智慧教學(xué).....................................................................................................

173.25G+智慧考試.....................................................................................................

273.35G+智慧評價.....................................................................................................

333.45G+智慧校園.....................................................................................................

363.55G+區(qū)域教育管理.............................................................................................

40四、“5G+智慧教育”產(chǎn)業(yè)圖譜及產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

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434.1產(chǎn)業(yè)圖譜............................................................................................................

434.2產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況....................................................................................................

45五、“5G+智慧教育”發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及建議

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505.1“5G+智慧教育”發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)分析

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505.2促進(jìn)“5G+智慧教育”發(fā)展的策略分析

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512“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書前

言當(dāng)前，以

5G

為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施成為經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐。教育關(guān)系國計民生，是培育人才、提升國家競爭力的重要基石，智慧教育是教育在信息時代的新升華，也是

5G賦能的重要領(lǐng)域。“5G+智慧教育”促進(jìn)教育模式變革，推動教育體系重構(gòu)，助力教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動開展，有力支撐教育高質(zhì)量發(fā)展，受到業(yè)界普遍關(guān)注，供給側(cè)和用戶側(cè)積極探索，技術(shù)和應(yīng)用不斷創(chuàng)新。隨著“5G+智慧教育”融合持續(xù)深入，為研究最新發(fā)展情況，由

5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣和中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會共同組織，中國信息通信研究院聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研用產(chǎn)業(yè)鏈主要單位，編制《“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書》。報告分析

5G與教育融合的意義，梳理國內(nèi)外“5G+智慧教育”的發(fā)展態(tài)勢，研究最新技術(shù)進(jìn)展，歸納總結(jié)“5G+智慧教育”的典型應(yīng)用場景，征集匯編各場景的代表性案例，繪制產(chǎn)業(yè)圖譜，并分析產(chǎn)業(yè)最新發(fā)展情況。本白皮書主要參編單位：中國信息通信研究院，中國電信集團(tuán)有限公司，中國移動通信集團(tuán)有限公司，中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司，北京市教育委員會，北京市教育科學(xué)研究院，深圳大學(xué)，華僑大學(xué)，江南大學(xué)，華北電力大學(xué)，北京航空航天大學(xué)，國家開放大學(xué)，清華大學(xué)，北京郵電大學(xué)，江蘇金智教育信息股份有限公司，騰訊云計算（北京）有限責(zé)任公司，網(wǎng)易有道信息技術(shù)（北京）有限公司，北京同方艾威康科技有限公司，訊飛幻境（北京）科技有限公司，長春吉大正元信息技術(shù)股份有限公司，華為技術(shù)有限公司，中興通訊股份有限公司，中教云智數(shù)字科技有限公司，北京微呼科技有限公司，廣東智慧教育研究院，北京世紀(jì)好未來教育科技有限公司，北京猿輔導(dǎo)線上學(xué)科培訓(xùn)學(xué)校，北京愛學(xué)習(xí)博樂教育科技有限公司，上海松鼠云上人工智能技術(shù)有限公司，三盟科技股份有限公司，中關(guān)村互聯(lián)網(wǎng)教育創(chuàng)新中心，天立泰科技股份有限公司，山西云時代智慧城市技術(shù)發(fā)展有限公司，深圳市洲明科技股份有限公司，二六三網(wǎng)絡(luò)通信股份有限公司，樂跑體育互聯(lián)網(wǎng)（武漢）有限公司，北京京東方傳感技術(shù)有限公司3“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書一、“5G+智慧教育”發(fā)展背景及現(xiàn)狀1.15G與教育融合的意義隨著新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展，智慧教育成為推動教育模式變革、促進(jìn)教育質(zhì)量提升的重要引擎，追求教育質(zhì)量、公平、創(chuàng)新，注重個性化教育、能力全面培養(yǎng)已成為當(dāng)今教育的共同主題。當(dāng)前，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，我國的智慧教育發(fā)展仍面臨如下挑戰(zhàn)：一是新型教學(xué)模式和管理模式的不斷創(chuàng)新對網(wǎng)絡(luò)性能提出更高要求，虛擬仿真實驗/訓(xùn)、全息課堂、智慧校園的安防升級和低碳環(huán)保等應(yīng)用，需要更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)靈活性和承載支撐能力。二是數(shù)據(jù)驅(qū)動的過程性教育評價仍待加強(qiáng)，目前教育評價以測試、考試成績等結(jié)果性評價為主，缺少對學(xué)生認(rèn)知、行為、能力等多方面數(shù)據(jù)的采集，難以開展立體式綜合素養(yǎng)評價。三是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國力提升，我國教育事業(yè)已取得重大進(jìn)步，但是依然面臨著區(qū)域、城鄉(xiāng)、校際、群體之間的教育資源分配不均、以及數(shù)字鴻溝導(dǎo)致的教育發(fā)展不均衡發(fā)展等問題。5G作為新一代信息通信技術(shù)的代表，已成為創(chuàng)新最活躍、跨界融合發(fā)展最廣泛，技術(shù)體系中最具活力和增長潛力的領(lǐng)域，5G與教育教學(xué)深度融合，可以豐富智慧教育教學(xué)模式、教育管理、教學(xué)評價等內(nèi)涵，能夠有效助力解決上述挑戰(zhàn)，對全面推動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型、支撐教育高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。5G

豐富教育教學(xué)手段，提升教學(xué)效果。5G

的大帶寬、廣連接、低延時特性，為增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）和虛擬現(xiàn)實（VR）、4K/8K高清直播、全息等技術(shù)手段融入教學(xué)過程提供了有力的支撐。由

5G+AR/VR等技術(shù)打造的互動教室，可以幫助學(xué)生更加直觀的觀察和理解有關(guān)理論，能夠在沒有風(fēng)險的前提下進(jìn)行危險物質(zhì)的虛擬實驗；由

5G+4K/8K

等技術(shù)搭建的在線課堂，可以有效改善網(wǎng)絡(luò)延時卡頓、畫面不清晰等問題，為師生的在線交流和互動提供較好的體驗和便捷的手段；由

5G+全息技術(shù)實現(xiàn)的遠(yuǎn)程教學(xué)，具有較強(qiáng)的臨場感、真實感和即時感，可以推動課堂教學(xué)模式的創(chuàng)新。5G進(jìn)一步豐富了教育教學(xué)手段，為學(xué)生帶來了情景化和沉浸式的學(xué)習(xí)體驗，能夠有效助力教學(xué)效果和教育質(zhì)量的提升。5G

助力校園管理和服務(wù)，提升師生體驗。5G

可以打通校園網(wǎng)絡(luò)傳輸方面的屏障，廣連接特性使“萬物互聯(lián)”的實現(xiàn)成為可能。借助于

5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)、硬件等各類基礎(chǔ)設(shè)施能夠全面升級，實現(xiàn)智慧感知、虛實融合的智慧教室等智能學(xué)習(xí)空間和教學(xué)環(huán)境。5G技術(shù)可在視頻監(jiān)控、校舍安全、校車管理、安消協(xié)同、環(huán)境監(jiān)測、能耗監(jiān)控、數(shù)字班牌、智能簽到和場館管理等方面發(fā)揮積極作用，打造自動、節(jié)能、綠色、安全的校園管理，師生、校內(nèi)管理人員4“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書可以獲得更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、計算服務(wù)、智能服務(wù)，帶來更豐富便捷的體驗效果。5G

促進(jìn)教育評價改革，提高評價精準(zhǔn)性。5G

與人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合，通過各類數(shù)據(jù)終端采集，對整個教學(xué)過程進(jìn)行觀測和跟蹤，能夠記錄課內(nèi)與課外、線上與線下、現(xiàn)實與虛擬等諸多場景中的學(xué)生痕跡和數(shù)據(jù)，并進(jìn)行傳輸、保存和分析，實現(xiàn)對學(xué)生綜合素質(zhì)的多維評價和全面考察。在

5G技術(shù)加持下，基于視頻直播互動的遠(yuǎn)程面試能夠打破時間、空間的限制，滿足疫情常態(tài)化需求，基于云計算、AI

等技術(shù)的云考場能夠?qū)崿F(xiàn)考試全程有據(jù)可查，確保考試公平。5G技術(shù)支撐的新型評價方式，能夠進(jìn)一步助力教育評價方式的變革和創(chuàng)新，提高評價的智能化、個性化、客觀性和精準(zhǔn)性。5G優(yōu)化資源分配，促進(jìn)教育公平。5G在線教學(xué)、5G雙師課堂、5G全息投影等教學(xué)模式，為教育幫扶提供了新方法。5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、低時延等特性，能為偏遠(yuǎn)地區(qū)學(xué)生提供畫面清晰、無抖動的學(xué)習(xí)資源，保障了學(xué)生享受優(yōu)質(zhì)教育資源的權(quán)利；通過

5G

網(wǎng)絡(luò)，可以幫助落后地區(qū)學(xué)校開齊開足國家規(guī)定課程資源，學(xué)生同步學(xué)習(xí)優(yōu)質(zhì)校本課程，教師也能借助

5G網(wǎng)絡(luò)跨區(qū)域?qū)崟r參與線上教研活動，從而促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展，縮小教學(xué)質(zhì)量差距，助力教育公平。1.2

“5G+智慧教育”國外發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前，全球多個國家和地區(qū)持續(xù)推進(jìn)智慧教育建設(shè)，隨著

5G

在全球商用范圍不斷擴(kuò)大，許多國家開始探索

5G技術(shù)與智慧教育的結(jié)合。美國積極嘗試

5G

技術(shù)在智慧教育多場景中的應(yīng)用。Verizon、T-Mobile、AT&T

等基礎(chǔ)電信運營企業(yè)通過與學(xué)校合作、舉辦大賽、扶持初創(chuàng)企業(yè)、合作研發(fā)等多種方式，積極面向中小學(xué)、高校等不同學(xué)段開展多樣化嘗試。2019

年，Verizon

公司在俄亥俄州克利夫蘭的

BreakthroughSchools'E

Prep

Cliffs

校區(qū)設(shè)立了全美首個

5G

Verizon

創(chuàng)新學(xué)習(xí)實驗室，開展

AR/VR在教育場景應(yīng)用的實驗，并計劃在未來五年內(nèi)增加

4

億美元的新投資，將

5G帶到

100所學(xué)校。Verizon

與紐約媒體實驗室合作舉辦

Verizon

5G

EdTech

挑戰(zhàn)賽，旨在利用

5G技術(shù)提升學(xué)生專注力、開展教師培訓(xùn)并滿足特殊學(xué)生群體的學(xué)習(xí)需求。同時，Verizon

設(shè)立

5G

孵化基地，對利用

5G

技術(shù)打造教育解決方案的初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)行培育，例如紐約大學(xué)未來現(xiàn)實實驗室的初創(chuàng)團(tuán)隊就在此基地研發(fā)出開源的

AR

學(xué)習(xí)工具

ChalkTalk。T-Mobile

與堪薩斯大學(xué)合作，研發(fā)綜合利用

5G、AI

等技術(shù)的遠(yuǎn)程護(hù)士培訓(xùn)解決方案，涵蓋大學(xué)、實驗室、郊區(qū)診所及大型醫(yī)院不同培訓(xùn)場景。從

2019年開始，AT&T

陸續(xù)與普渡大學(xué)、得克薩斯農(nóng)工大學(xué)合作開發(fā)

5G

測試床，并在康涅狄格大學(xué)、5“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書邁阿密大學(xué)、田納西大學(xué)諾克斯維爾分校等開展了

5G技術(shù)教育場景的開發(fā)應(yīng)用。2021

年，AT&T與知名

3D

和

AR

閱讀應(yīng)用

Bookful

合作，共同推出基于

5G

網(wǎng)絡(luò)的大量

AR

童書，提升孩子們的閱讀體驗。盡管美國開展了多種“5G+智慧教育”嘗試，但是目前未在全美范圍內(nèi)進(jìn)行推廣和部署，還停留在介于初始規(guī)劃、試驗和部署之間，教育領(lǐng)域應(yīng)用場景仍有限。韓國側(cè)重打造

5G+AR/VR

的沉浸式和

5G+AI

的交互式教育應(yīng)用場景。韓國在“5G+戰(zhàn)略”中針對教育和文化領(lǐng)域提出了（沉浸式教育）為地方和職業(yè)學(xué)校提供基于

5G、VR

和

AR

的遠(yuǎn)程教育和培訓(xùn)。在“5G+智慧教育”實踐方面，韓國重點圍繞

5G+AR/VR

和遠(yuǎn)程教育開展。2018年

12月，韓國首爾延世大學(xué)宣布與電信公司

KT

合作推出全球首個

5G

演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)開放平臺，通過

5G

商業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接延世大學(xué)首爾新村主校區(qū)和仁川松島國際校區(qū)，支撐師生開展基于

5G+AR的牙科治療和室內(nèi)建筑設(shè)計等學(xué)科的研究和教學(xué)。2019年，基礎(chǔ)電信運營企業(yè)

SK

Telecom

與韓國陸軍學(xué)校合作，基于

5G

網(wǎng)絡(luò)打造智慧陸軍學(xué)校，將

5G+AR/VR

技術(shù)導(dǎo)入軍事訓(xùn)練，提升訓(xùn)練沉浸感。2020年

，SK

Telecom

與光州教育廳合作，將采用

5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合

AI技術(shù)打造雙向交互式遠(yuǎn)程教室，為光州

312

所學(xué)校的

20萬名學(xué)生提供

5G交互式遠(yuǎn)程教育服務(wù)。2021年，韓國文化體育觀光部宣布將依托

5G連接平臺，在

100多所學(xué)校設(shè)立虛擬運動室，今后將使用虛擬運動室定期舉辦校際比賽。英國聚焦

5G

測試床研究以及

5G+AR/VR在多學(xué)段學(xué)校的應(yīng)用探索。英國在《下一代移動技術(shù)：英國

5G戰(zhàn)略》中，提出在教育領(lǐng)域重點發(fā)展

5G支持的增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實應(yīng)用程序，可以讓學(xué)生通過更加互動的方式以全新的方式學(xué)習(xí)。2019

年，布里斯托大學(xué)基于

5G

網(wǎng)絡(luò)，成功舉辦了連接倫敦音樂家和布里斯托音樂愛好者的音樂課，通過

5G技術(shù)實現(xiàn)了兩地音樂合奏。2020年英國考文垂大學(xué)采用沃達(dá)豐

5G

網(wǎng)絡(luò)，開展

5G+AR/VR

沉浸式教學(xué)，讓學(xué)生充分體驗交互式線上學(xué)習(xí)。2021

年英國首個

5G沉浸式教室落戶蘇格蘭坎波諾爾德當(dāng)?shù)匾凰W(xué)。其他主要國家也開始探索

5G在校園中的應(yīng)用。2018年底，KDDI、三星和日本國際先進(jìn)電信研究所合作，在東京一所小學(xué)實現(xiàn)了基于

5G的超高清教學(xué)。2019年

11

月，不列顛哥倫比亞大學(xué)聯(lián)合羅杰斯通信公司，打造了加拿大首個

5G

智慧校園，校園內(nèi)的

5G

基站和邊緣計算數(shù)據(jù)中心支持師生進(jìn)行

5G

應(yīng)用測試。2020

年

9

月，加拿大滑鐵盧大學(xué)也與羅杰斯通信公司合作，開始建設(shè)

5G智慧校園。6“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書1.3

“5G+智慧教育”國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀政策支持引導(dǎo)，促進(jìn)

5G

等信息技術(shù)與智慧教育融合發(fā)展。國務(wù)院、教育部、工信部等多部門和地方政府分別從國家層面、部委層面和地方層面，持續(xù)出臺相關(guān)政策，促進(jìn)

5G、AI、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與教育深度融合，推動教育向更加公平、更高質(zhì)量的方向發(fā)展。國家層面，2022年，二十大報告提出“深入實施科教興國戰(zhàn)略”、“加快建設(shè)高質(zhì)量教育體系”、“推進(jìn)教育數(shù)字化”。部委層面，2020

年

3月，國家發(fā)改委、工信部印發(fā)《關(guān)于組織實施

2020年新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程（寬帶網(wǎng)絡(luò)和

5G

領(lǐng)域）的通知》，將“5G+智慧教育應(yīng)用示范”作為

5G

創(chuàng)新應(yīng)用提升工程重要方向。2021年

7

月，工信部等十部門發(fā)布的《5G應(yīng)用“揚帆”行動計劃（2021-2023

年）》中將“5G+智慧教育”列為重點建設(shè)方向，探索典型應(yīng)用場景，以提升教學(xué)、管理、科研、服務(wù)等各環(huán)節(jié)的信息化能力。同期，教育部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的指導(dǎo)意見》中明確提出，深入應(yīng)用

5G、AI、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)作為新型生產(chǎn)要素的作用，推動教育數(shù)字轉(zhuǎn)型，夯實智慧教育發(fā)展數(shù)字底座。地方層面，截至目前，全國

6個地區(qū)（北京、天津、浙江、山東、河南、陜西）發(fā)布的教育信息化“十四五”規(guī)劃，以及北京、上海、河北、四川等

25

個省、自治區(qū)和直轄市的教育發(fā)展“十四五”規(guī)劃，均明確對

5G

與教育融合進(jìn)行部署，從加快

5G等新基建建設(shè)、推進(jìn)

5G與校園網(wǎng)的深度融合等方面促進(jìn)

5G在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，其中天津、廣東、海南、重慶和云南等地的規(guī)劃中還明確提出了推動

5G+直播教學(xué)、5G同步課堂、5G+虛擬實驗實訓(xùn)等典型場景應(yīng)用。我國

5G

發(fā)展秉持適度超前原則，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模全球領(lǐng)先。工信部最新數(shù)據(jù)顯示，截至

2022年底，我國累計建成開通

5G

基站總數(shù)達(dá)

231.2萬個。全國所有地級市城區(qū)、縣城城區(qū)和

97.7%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)實現(xiàn)

5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，已建成全球規(guī)模最大的

5G網(wǎng)絡(luò)，成為全球首個基于獨立組網(wǎng)模式規(guī)模建設(shè)

5G網(wǎng)絡(luò)的國家。我國

5G商用三年來，中國電信、中國移動、中國聯(lián)通等基礎(chǔ)電信運營企業(yè)在

5G

上的投資分別達(dá)到

865億元、3171

億元、736

億元，三年總投資共計

4772億元。5G加快與教育、工業(yè)、醫(yī)療、交通等多個行業(yè)融合賦能，5G

應(yīng)用案例累計超過

2萬個。通過競賽征集和試點培育，加快“5G+智慧教育”應(yīng)用創(chuàng)新和規(guī)模發(fā)展。2021

年開始，已連續(xù)舉辦兩屆

“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽首次設(shè)立“智慧教育”專題賽，賽事征集到的智慧教學(xué)、智慧校園、智慧考試等

5G相關(guān)的創(chuàng)新解決方案和應(yīng)用實踐，涵蓋基礎(chǔ)教育、高等教育、職業(yè)教育7“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書和校外教育培訓(xùn)等教育類型，項目數(shù)量不斷增多，屬地呈現(xiàn)華東、中南地區(qū)引領(lǐng)，向西部地區(qū)擴(kuò)散的態(tài)勢。2021

年

9

月，工信部與教育部聯(lián)合組織開展“5G+智慧教育”應(yīng)用試點工作，遴選培育一批可規(guī)模復(fù)制的“5G+智慧教育”典型應(yīng)用。試點充分調(diào)動了政產(chǎn)學(xué)研用各方力量，受到各級政府、學(xué)校和產(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注和積極響應(yīng)，全國共征集項目

1244個，經(jīng)過自主申報、地方推薦和專家評審等環(huán)節(jié)遴選出

109個試點項目，涵蓋

5G+互動教學(xué)、5G+智能考試、5G+綜合評價等多個方向。項目參與主體覆蓋學(xué)校、電教館、科研機(jī)構(gòu)、基礎(chǔ)電信運營企業(yè)和科技企業(yè)等多種類型，呈現(xiàn)跨界協(xié)同創(chuàng)新特征。1.4

小結(jié)國外“5G+智慧教育”的應(yīng)用場景和范圍有待拓展。全球主要國家都重視將

5G

技術(shù)運用到教育領(lǐng)域，在推進(jìn)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的同時，開展了部分應(yīng)用場景的科研和試用，但是目前大部分國家主要關(guān)注

5G+AR/VR、5G

遠(yuǎn)程教學(xué)等有限應(yīng)用場景，5G

在教育教學(xué)其他場景的應(yīng)用有待探索。同時，大部分國家“5G+智慧教育”的應(yīng)用范圍有限，以單校開展為主，覆蓋學(xué)校數(shù)量較少。我國“5G+智慧教育”應(yīng)用探索步伐快于國外。目前我國

5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模全球首位，我國企業(yè)聲明的

5G標(biāo)準(zhǔn)必要專利數(shù)量蟬聯(lián)全球前列，

5G

與行業(yè)融合程度不斷加深。我國教育規(guī)模全球領(lǐng)先，各地多所學(xué)校積極探索“5G+智慧教育”實踐落地，涌現(xiàn)出

5G與“教、考、評、校、管”等教育重點環(huán)節(jié)結(jié)合的多樣化場景，5G賦能教育的作用初顯。8“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書二、“5G+智慧教育”技術(shù)發(fā)展情況2.1

技術(shù)架構(gòu)概述“5G+智慧教育”技術(shù)架構(gòu)如圖

1所示，分為橫向的智能終端層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、平臺數(shù)據(jù)層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層，以及縱向貫通的網(wǎng)絡(luò)和信息安全層。圖

1“5G+智慧教育”技術(shù)架構(gòu)圖智能終端層作為與用戶交互的入口，提供多方位的數(shù)據(jù)采集和多樣化的功能服務(wù)。終端層包括學(xué)生平板、智能黑板、可穿戴設(shè)備等多種感知終端，既是教育數(shù)據(jù)的采集入口，也是承載各種應(yīng)用的載體，實現(xiàn)信息的匯總和展示。網(wǎng)絡(luò)傳輸層作為高速通道，架起各層之間信息實時高速傳輸?shù)臉蛄骸?G網(wǎng)絡(luò)通過公共網(wǎng)絡(luò)和校園專網(wǎng)的方式，支持不同性能需求的教育應(yīng)用場景，為師生、教育管理者和家長等用戶提供便捷、快速、安全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。平臺數(shù)據(jù)層作為教育信息處理中樞，提供數(shù)據(jù)匯聚分析、智能終端管控和應(yīng)用支撐等功能?；谠圃?、容器、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)對教育數(shù)據(jù)的存儲、處理和分析，并為

5G

應(yīng)用提供AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等能力輸出。業(yè)務(wù)應(yīng)用層作為展示和交互環(huán)節(jié)，為學(xué)生、教師、教育管理者、家長等用戶提供全方位、個性化的全流程服務(wù)。主要包括

5G+教育教學(xué)、考試、評價、校園和管理等應(yīng)用場景，是

5G與教育融合賦能的集中體現(xiàn)。9“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書網(wǎng)絡(luò)和信息安全涵蓋從終端到應(yīng)用各層，提供全方位的安全技術(shù)和管理能力?；诩用芩惴ā⒃L問控制、專網(wǎng)二次認(rèn)證等技術(shù)，防范數(shù)據(jù)竊取、身份仿冒、隱私泄露等安全風(fēng)險，保障“5G+智慧教育”解決方案的網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全和師生隱私。2.2

終端層從使用場景和面向?qū)ο缶S度出發(fā)，教育智能終端主要分為學(xué)校機(jī)構(gòu)級和個人消費級兩大類，種類多樣，功能豐富。學(xué)校機(jī)構(gòu)級教育終端主要包括教學(xué)平板、智慧大屏、智能黑板、VR一體機(jī)、AR

眼鏡、高清直播設(shè)備、AI

攝像頭、全息設(shè)備等，用于學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)線上線下的教、學(xué)、測、評、練等多個環(huán)節(jié)。個人消費級教育終端主要包括教育

PC、智能作業(yè)燈、詞典筆、掃描筆、教育電子紙、學(xué)習(xí)機(jī)、錯題打印機(jī)、手機(jī)等，提供學(xué)生日常的在線學(xué)習(xí)、查閱資料、整理錯題、快速查詞等多種功能。其中，掃描筆、書寫筆、學(xué)習(xí)機(jī)等教育智能終端具有較強(qiáng)的場景適配度，既可以用于學(xué)校機(jī)構(gòu)，也可用于個人家庭學(xué)習(xí)。教育智能終端基本由“硬件+軟件+內(nèi)容/服務(wù)”三大模塊構(gòu)成，部分教育終端內(nèi)嵌

Windows、Linux、android、IOS等操作系統(tǒng)。由于終端形態(tài)各異、支撐的功能場景眾多，涉及的技術(shù)也呈現(xiàn)多樣化，主要包括

AMOLED、OLEDoS、Micro-LED等顯示技術(shù)，語音識別、機(jī)器視覺、手勢追蹤、人臉識別等感知交互技術(shù)，4K/8K

等超高清編解碼技術(shù)。多種技術(shù)快速發(fā)展，不斷促進(jìn)教育智能終端的升級迭代，用戶體驗增強(qiáng)和功能提升。教育智能終端通過

5G

CPE、5G模組、USB

Dongle、MiFi等多種方式接入

5G

網(wǎng)絡(luò)，目前，由于

5G芯片和模組價格較高、通用模組普適性好但功能冗余等原因，大部分教育智能終端尚未直接支持

5G，以

5G

CPE

為主要接入方式，僅有平板、AR眼鏡等少量終端集成了

5G模組。未來，隨著

5G模組價格降低、應(yīng)用門檻下降和“輕量化”5G

RedCap技術(shù)發(fā)展，支持

5G接入的教育智能終端或?qū)⒅饾u增多，催生更多“5G+智慧教育”的新產(chǎn)品、新應(yīng)用，加速泛在學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建，將通過多端聯(lián)動實現(xiàn)課內(nèi)課外、校內(nèi)校外場景無縫銜接，促進(jìn)家校社緊密互聯(lián)。2.3

網(wǎng)絡(luò)層“5G+智慧教育”三種專網(wǎng)架構(gòu)基本形成。第一種是基于公網(wǎng)切片的

5G虛擬專網(wǎng)，通過

QoS和切片等技術(shù)，提供一張時延和帶寬等有特定

SLA

保障、與公網(wǎng)隔離的網(wǎng)絡(luò)，具備廣域跨省、業(yè)務(wù)加速、快速開通、業(yè)務(wù)隔離和成本低等特征，適用于小型學(xué)校。第二種是基于

UPF下沉的5G混合虛擬專網(wǎng)，通過多頻協(xié)同、超級上行、QoS增強(qiáng)、無線資源預(yù)留、DNN等技術(shù)的靈活定制，提供一張帶寬增強(qiáng)、低時延、數(shù)據(jù)本地卸載的專有網(wǎng)絡(luò)，具備上下行帶寬增強(qiáng)、超低時延、10“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書數(shù)據(jù)不出場、覆蓋優(yōu)化等特征，適用于對數(shù)據(jù)管控、時延要求高的學(xué)校。具體部署時，UPF

可部署于臨近校園的基礎(chǔ)電信運營企業(yè)機(jī)房內(nèi)，根據(jù)客戶需求和業(yè)務(wù)特征，選擇獨享或與其他學(xué)校共享

UPF；也可將

UPF

直接部署于校園機(jī)房內(nèi)，達(dá)到私有化部署，滿足數(shù)據(jù)不出校園的需求。第三種是端到端獨立部署的

5G獨立專網(wǎng)，利用超級上行、干擾規(guī)避、5G網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計算等技術(shù)，打造一張物理封閉、端到端高性能的專用網(wǎng)絡(luò)，可根據(jù)場景和業(yè)務(wù)特點，提供端到端全方位精細(xì)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、維護(hù)及優(yōu)化服務(wù)，具備超低時延、增強(qiáng)帶寬、數(shù)據(jù)不出場、高隔離、高安全等特征，適用于對安全、性能和自管理要求高的學(xué)校。目前，綜合考慮業(yè)務(wù)需求、成本、安全和建設(shè)周期等因素，大部分學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)普遍采用前兩種專網(wǎng)架構(gòu)?；A(chǔ)電信運營企業(yè)推出了涵蓋上述三種類型的

5G

專網(wǎng)架構(gòu)。中國電信推出了

5G

定制網(wǎng)，分為“致遠(yuǎn)”、“比鄰”、“如翼”三種服務(wù)模式，如圖

2所示，致遠(yuǎn)模式是面向廣域優(yōu)先型客戶提供的定制網(wǎng)服務(wù)模式；比鄰模式是面向時延敏感型客戶提供的定制網(wǎng)服務(wù)模式；如翼模式是面向安全敏感型客戶提供的定制網(wǎng)服務(wù)模式。中國移動推出了“優(yōu)享”、“專享”、“尊享”三種模式，如圖

3

所示，優(yōu)享網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)不出教育專網(wǎng)、業(yè)務(wù)隔離和教育業(yè)務(wù)加速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；專享網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)存儲不出校/區(qū)、無線網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)；尊享提供數(shù)據(jù)流不出校、高安全、高隔離的專用網(wǎng)絡(luò)。中國聯(lián)通推出了“5G

虛擬專網(wǎng)”、“5G

混合專網(wǎng)”和“5G

獨立專網(wǎng)”三種模式，如圖

4所示，5G虛擬專網(wǎng)是基于聯(lián)通

5G公網(wǎng)資源，提供與公網(wǎng)數(shù)據(jù)隔離的虛擬專有網(wǎng)絡(luò)；5G混合專網(wǎng)是以

5G

數(shù)據(jù)分流技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建的增強(qiáng)帶寬、低時延、數(shù)據(jù)不出園的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)；5G獨立專網(wǎng)提供一張增強(qiáng)帶寬、低時延、物理封閉的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)。圖

2

中國電信

5G

定制網(wǎng)“致遠(yuǎn)”、“比鄰”、“如翼”組網(wǎng)架構(gòu)11“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書圖

3

中國移動

5G

專網(wǎng)“優(yōu)享”、“專享”、“尊享”組網(wǎng)架構(gòu)圖

4

中國聯(lián)通“5G虛擬專網(wǎng)”、“5G混合專網(wǎng)”、“5G獨立專網(wǎng)”組網(wǎng)架構(gòu)除了上述

5G

專網(wǎng)模式，面向師生在校內(nèi)、本地和全國范圍無需

VPN

撥號，通過

5G

網(wǎng)絡(luò)訪問校內(nèi)資源和公共互聯(lián)網(wǎng)的需求，基礎(chǔ)電信運營企業(yè)推出了雙域?qū)＞W(wǎng)/融合專網(wǎng)，可通過基于ULCL或

DNN的方案實現(xiàn)校園內(nèi)外網(wǎng)業(yè)務(wù)隔離和分流，為校園師生提供在校內(nèi)、校外（含省內(nèi)、國內(nèi)漫游）“不換卡、不換號、無需設(shè)置”訪問校園內(nèi)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。具體部署時，分為共享型

UPF和獨享型

UPF兩大類。共享

UPF方案架構(gòu)如圖

5（a）所示，主要用于無特殊安全要求的校園，采用全?。ǖ厥校┕蚕?/p>

UPF設(shè)備進(jìn)行公私網(wǎng)分流，大網(wǎng)

2C

UPF作為主錨點和互聯(lián)網(wǎng)出口，地市建設(shè)

ULCL

UPF兼做輔錨點，通過數(shù)據(jù)專線與校園內(nèi)網(wǎng)對接，實現(xiàn)校園專網(wǎng)用戶的數(shù)據(jù)分流。獨享型

UPF方案架構(gòu)如圖

5（b）所示，主要用于校園信息安全要求高、隔離要求嚴(yán)格、校園內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)不能出園區(qū)等需求的學(xué)校，采用獨享型

UPF入駐式部署到校園機(jī)房。12“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書圖

5

（a）共享

UPF

方案示意圖（b）獨享

UPF

方案示意圖目前，校園內(nèi)存在光纖、專線等有線網(wǎng)絡(luò)和

WiFi、4G等無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)類型多樣，然而這些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)各有優(yōu)勢和局限。有線網(wǎng)絡(luò)具備大帶寬、低時延、抗干擾性強(qiáng)等特點，存在缺乏移動性、建設(shè)周期相對較長的局限；WiFi

部署方便、成本較低，但覆蓋面積小、連接數(shù)低；4G移動性強(qiáng)，但帶寬有限、時延較高。5G

網(wǎng)絡(luò)具備靈活性高、移動增強(qiáng)、大帶寬、廣連接等特點，通過與現(xiàn)有校園內(nèi)其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行多網(wǎng)融合，能夠優(yōu)勢互補(bǔ)，為師生提供高速、便捷、安全、無處不在、無感接入的校園網(wǎng)絡(luò)。未來，隨著

5G

網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，校園

5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的廣度和深度將不斷增強(qiáng)，同時隨著

ULCL分流等技術(shù)不斷優(yōu)化，雙域?qū)＞W(wǎng)/融合專網(wǎng)帶來的用戶體驗也將持續(xù)提升。2.4

平臺層隨著國家“互聯(lián)網(wǎng)+教育”戰(zhàn)略、教育信息化

1.0

和

2.0

等政策不斷推進(jìn)落實，陸續(xù)建設(shè)了國家級、省市級的教育資源公共服務(wù)平臺、教育管理公共服務(wù)平臺和二者融合的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”云平臺。各級學(xué)校也相繼建設(shè)了面向智慧教學(xué)、教研管理、教務(wù)管理等需求的校級云平臺。為深入實施國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，基于常態(tài)化疫情防控背景下線上教學(xué)的需求，國家智慧教育平臺于

2022年

3月正式上線并不斷升級，一期包含國家中小學(xué)智慧教育平臺、國家職業(yè)教育智慧教育平臺、國家高等教育智慧教育平臺、國家

24365大學(xué)生就業(yè)服務(wù)平臺；7月進(jìn)行了二期升級改版，新增了體育美育勞動教育、教育研修和研究生教育三大板塊，增設(shè)了考試服務(wù)、學(xué)歷學(xué)位和留學(xué)服務(wù)三大服務(wù)專區(qū)，并啟動了試點工作，從整省試點和分項試點兩個維度，將省級平臺與國家平臺進(jìn)行對接。截至

7

月，國家智慧教育平臺的總訪客量達(dá)到了

4.3

億人，匯聚了3.4

萬條中小學(xué)資源、近萬門職教課程、2.7

萬門慕課、6.5

萬條高教資源和

1124

萬個就業(yè)崗位資源。上述平臺的建設(shè)離不開虛擬化、容器、云原生等云計算技術(shù)，數(shù)據(jù)庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法13“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書等大數(shù)據(jù)技術(shù)，以及深度學(xué)習(xí)、知識計算、知識圖譜等

AI技術(shù)的支撐。從構(gòu)成模塊來看，“5G+智慧教育”平臺層主要包括應(yīng)用支撐平臺、教育數(shù)字中臺和數(shù)字資源平臺三大類子模塊，其中應(yīng)用支撐平臺涵蓋教育

AI能力平臺、物聯(lián)能力平臺、教學(xué)支撐平臺等，數(shù)據(jù)中臺包含數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理、主數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)交換共享、數(shù)據(jù)挖掘分析等，數(shù)字資源平臺囊括教學(xué)資源庫、數(shù)字圖書庫、科研資源庫等。平臺各子模塊“各司其職”、有機(jī)結(jié)合，共同支撐上層多種業(yè)務(wù)應(yīng)用的開展。例如，教育

AI

能力平臺圍繞

AI

模型和算法提供數(shù)據(jù)標(biāo)注、模型訓(xùn)練、模型推理等能力。物聯(lián)能力平臺提供校園各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)測、調(diào)節(jié)、調(diào)度等管控能力。隨著智慧教育的快速發(fā)展，教育數(shù)據(jù)的規(guī)模激增，數(shù)據(jù)類型也更加多樣化，涵蓋結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等多種類型，帶來了數(shù)據(jù)管理、共享等挑戰(zhàn)。教育數(shù)據(jù)中臺解決數(shù)據(jù)難打通、數(shù)據(jù)資產(chǎn)難運營、數(shù)據(jù)價值難釋放等問題，幫助學(xué)校及教育主管部門打造數(shù)據(jù)資產(chǎn)，并向應(yīng)用層提供敏捷的數(shù)據(jù)開放能力。教學(xué)資源庫匯聚了多學(xué)段、多學(xué)科、多學(xué)期的內(nèi)容資源，包括文本、音頻、動畫、微課、AR/VR資源等多種類型，為智慧教學(xué)應(yīng)用的開展提供基礎(chǔ)資源。未來，隨著教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的持續(xù)推進(jìn)，各級各類的教育平臺將加強(qiáng)互聯(lián)互通，有力促進(jìn)公共數(shù)字教育資源體系和教育治理公共服務(wù)體系建設(shè)，不斷擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)資源共享范圍，提升服務(wù)有效供給能力。2.5

應(yīng)用層5G與“教、考、評、校、管”教育重點環(huán)節(jié)融合，催生了多種新興應(yīng)用場景。教學(xué)環(huán)節(jié)，5G+高清直播互動課堂、5G+雙師課堂、5G+虛擬仿真實驗/訓(xùn)等應(yīng)用為廣大師生打造遠(yuǎn)程互動和沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境，增強(qiáng)課堂生動性和豐富性，擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源共享范圍，提升學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性和實際動手能力，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高?？荚嚟h(huán)節(jié)，5G+智慧考務(wù)、5G+云考場等應(yīng)用可提升考前、考中和考后各環(huán)節(jié)的智慧化和可視化程度，支撐大規(guī)模在線考試的便捷開展。評價環(huán)節(jié)，5G+學(xué)生學(xué)習(xí)情況評價、5G+體質(zhì)健康評價等應(yīng)用可構(gòu)建全面、客觀的師生綜合評價體系，推動評價的過程化、立體化和精準(zhǔn)化變革。校園環(huán)節(jié)，5G+平安校園、5G+綠色校園等應(yīng)用可實現(xiàn)校園設(shè)備的互聯(lián)互通，打造更加安全、節(jié)能、便捷的校園環(huán)境。管理環(huán)節(jié)，5G+區(qū)域教育管理基于教育大數(shù)據(jù)采集匯聚，有效提升區(qū)域教育監(jiān)管、服務(wù)和評估等的成效。應(yīng)用層與用戶交互方式多樣，多屏聯(lián)動發(fā)展態(tài)勢明顯。目前，教育網(wǎng)站、教育

APP、小程序、教育智能終端等入口為用戶提供云端或本地教育資源訪問、教育信息分析展示、教育服務(wù)對接等多種功能。隨著終端互聯(lián)互通技術(shù)的發(fā)展，電腦、平板、手機(jī)、投影儀、電視等多種教育應(yīng)用入口的多屏聯(lián)動不斷加速，實現(xiàn)以用戶為中心的資源便捷訪問。14“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書隨著信息化技術(shù)不斷發(fā)展，“5G+智慧教育”應(yīng)用呈現(xiàn)智慧化、個性化、泛在化發(fā)展趨勢。智慧化方面，各應(yīng)用場景的智能化水平日益增強(qiáng)，功能豐富度和性能不斷提升，校園管理將逐漸降低人工依賴，向自主運行方向發(fā)展。個性化方面，AI

智能算法、知識圖譜等技術(shù)持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生畫像、定制化資源推送、教學(xué)精準(zhǔn)化等進(jìn)一步成熟，打造千人千面的個性化應(yīng)用。泛在化方面，“5G+智慧教育”的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)展，應(yīng)用場景持續(xù)挖掘，有力支持無邊界學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建，助力教育泛在化開展。2.6

網(wǎng)絡(luò)和信息安全5G網(wǎng)絡(luò)為智慧教育帶來了從網(wǎng)絡(luò)接入到應(yīng)用場景各層級新模式，同時也為智慧教育的網(wǎng)絡(luò)和信息安全保護(hù)提供了新手段，帶來了新需求。圖

6

展示了“5G+智慧教育”各層的網(wǎng)絡(luò)和信息安全需求，主要分為兩類，一類是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息安全需求，如應(yīng)用數(shù)據(jù)安全、用戶身份認(rèn)證、平臺接入安全、移動終端安全等，這些需求在

5G

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中會有不同的條件和解決手段；另一類是應(yīng)用

5G后產(chǎn)生的新場景新需求，如專網(wǎng)二次認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)切片隔離等。針對上述需求，由多樣化的安全技術(shù)構(gòu)建立體防護(hù)體系進(jìn)行保障，本文重點介紹各層具有典型性和獨特性的網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)。圖

6“5G+智慧教育”各層存在的網(wǎng)絡(luò)信息安全需求終端層的核心需求是需要終端設(shè)備具備身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、完整性驗證等安全能力基礎(chǔ)支撐，即終端設(shè)備需具備密鑰存管和密碼運算的基礎(chǔ)設(shè)施。對于

5G

教育終端而言，主要有

5G超級

SIM

卡、終端密碼模塊可以滿足該需求。針對集成

5G

芯片模組的教育終端，基礎(chǔ)電信運營企業(yè)和芯片卡廠商結(jié)合

5G

技術(shù)特性和需求，對

SIM

卡進(jìn)行了升級迭代，產(chǎn)生了各方面能力更強(qiáng)的超級

SIM

卡。通過在硬件層增加

SWP

接口、在

COS層提供

SUCI和

GBA支持、在應(yīng)用基礎(chǔ)能力層提供統(tǒng)一

API

等，5G

超級

SIM

卡能夠加密傳輸用戶永久標(biāo)識

SUPI，并使

5G

終端設(shè)備具備加解密、簽名驗簽、電子印章等密碼安全能力。終端密碼模塊主要針對未內(nèi)置硬件安15“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書全芯片、通過

CPE

等方式接入的教育終端，基于軟件算法實現(xiàn)，可滿足終端設(shè)備在“5G+智慧教育”各場景中證書、密鑰使用安全需求。網(wǎng)絡(luò)層的核心需求主要是網(wǎng)絡(luò)接入安全和網(wǎng)絡(luò)訪問安全。應(yīng)用

5G

后，除了傳統(tǒng)的

VPN、安全網(wǎng)關(guān)、防火墻等技術(shù)外，網(wǎng)絡(luò)層還可針對

5G

網(wǎng)絡(luò)特點采用

5G二次認(rèn)證、零信任等安全技術(shù)。面向高安全保密需求的教育場景，除了通過移動網(wǎng)絡(luò)的主認(rèn)證鑒權(quán)，通常還需通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)二次認(rèn)證，包括安全網(wǎng)關(guān)、VPDN、5G

SA二次身份認(rèn)證等方式，其中

5G

SA二次認(rèn)證是國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議里規(guī)定在

SA

組網(wǎng)模式下使用的認(rèn)證方法，認(rèn)證過程以基礎(chǔ)電信運營企業(yè)負(fù)責(zé)為主、用戶參與為輔。原有教育網(wǎng)絡(luò)與

5G

網(wǎng)絡(luò)融合后，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度上升，原有邊界防護(hù)遇到挑戰(zhàn)，如“5G+智慧教育”多個場景中存在終端通過

CPE

接入

5G

網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致難以通過

SIM

卡驗證終端標(biāo)識身份合法性，“永不做預(yù)設(shè)信任”的軟件定義邊界

SDP零信任組網(wǎng)技術(shù)可有效應(yīng)對上述挑戰(zhàn)。平臺層和應(yīng)用層承載海量數(shù)據(jù)和眾多業(yè)務(wù)，涉及多種安全技術(shù)，此處重點介紹作為安全能力基石的密碼應(yīng)用支撐體系，以及對于智慧教育中數(shù)據(jù)保護(hù)具有重要意義的隱私計算技術(shù)。作為保護(hù)網(wǎng)絡(luò)與信息安全的重要手段，密碼在智慧教育系統(tǒng)的身份識別、安全隔離、信息加密、完整性保護(hù)和抗抵賴等方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。引入

5G網(wǎng)絡(luò)后，“5G+智慧教育”密碼應(yīng)用支撐體系應(yīng)從密碼資源、密碼支撐、密碼服務(wù)等方面進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，增加移動

CA、RA系統(tǒng)以及移動終端管理系統(tǒng)。海量教育數(shù)據(jù)有力支撐多種教育應(yīng)用開展，隨之帶來的問題是如何在數(shù)據(jù)采集、傳輸、計算、存儲中保障師生的數(shù)據(jù)和隱私安全。隱私計算可在保證數(shù)據(jù)不泄露的前提下開展隱私集合求交（PSI）、隱私信息檢索（PIR）、聯(lián)合建模、聯(lián)合預(yù)測等數(shù)據(jù)運算，最終達(dá)成在保護(hù)參與者隱私前提下，利用數(shù)據(jù)開展如學(xué)生綜合評價、個性化教學(xué)、AI

監(jiān)考等智慧教育應(yīng)用。隨著“5G+智慧教育”的不斷發(fā)展，所需的網(wǎng)絡(luò)和信息安全技術(shù)將有以下發(fā)展趨勢：一是輕量化，5G

教育終端的形式將更加豐富，大量終端小型化，需要輕量化的安全技術(shù)確保終端得到有效防護(hù)。二是異構(gòu)化，“5G+智慧教育”中無論硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)均廣泛存在異構(gòu)情況，相應(yīng)的安全技術(shù)也需隨之具備異構(gòu)化的適應(yīng)能力。三是全程化，5G

網(wǎng)絡(luò)讓教育連接隨處可及，安全技術(shù)應(yīng)伴隨用戶行為和數(shù)據(jù)流動全流程，更加強(qiáng)調(diào)全程、持續(xù)、動態(tài)。四是智能化，隨著安全大腦等技術(shù)發(fā)展，安全技術(shù)的智能化水平不斷提升。16“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書三、“5G+智慧教育”典型應(yīng)用場景3.15G+智慧教學(xué)3.1.15G+超高清直播互動課堂當(dāng)前我國不同地區(qū)、城鄉(xiāng)之間的教育水平存在差異，教育資源分布仍不均衡，借助信息化手段的在線互動教學(xué)能夠助力擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)資源共享范圍，同時持續(xù)的新冠疫情加劇了線上教學(xué)的需求。5G+超高清直播互動課堂充分利用

5G網(wǎng)絡(luò)的超高速、高可靠、低時延的特性，結(jié)合

H.265等超高清視頻編解碼技術(shù)，可以實現(xiàn)

4K

及以上畫質(zhì)、100ms以內(nèi)延時、音視頻完全同步的在線互動。通過部署融合常態(tài)化直播/錄播互動教學(xué)、視頻會議等諸多功能的全互動終端、集成跟蹤功能的

4K云鏡攝像機(jī)、無線拾音設(shè)備和音響等核心設(shè)備，綜合利用

5G

MEC、4K/8K超高清視頻編解碼、云計算等技術(shù)，5G+超高清直播互動課堂可以有效解決超高清視頻傳輸過程中的卡頓、丟幀和音視頻異步等現(xiàn)象，支持師生間、生生間的實時交互反饋，大幅提升師生在線教學(xué)的臨場感和課堂體驗。超高清直播互動課堂對

5G

網(wǎng)絡(luò)通信需求應(yīng)用場景上行速率下行速率傳輸時延5G+超高清直播互動課堂（按

35

人/班計算，4K高清）100Mbps100Mbps≤100ms

代表性案例：5G+超高清直播互動課堂-騰訊會議在北郵、吉大的落地實踐騰訊為多所高校提供了以騰訊會議教育版為基礎(chǔ)，結(jié)合

5G

技術(shù)，連通教務(wù)教學(xué)的

5G+超高清直播互動課堂，滿足后疫情時代線上線下混合式教學(xué)、畢業(yè)答辯、學(xué)術(shù)交流等需求，有效支撐北京郵電大學(xué)、吉林大學(xué)等高校規(guī)模化開展

5G+超高清線上及混合式教學(xué)。技術(shù)方面，項目利用北郵和吉大的

5G、F5G

校園網(wǎng)絡(luò)和騰訊會議教育版搭建超高清課堂，騰訊會議教育版采用基于

Opus編解碼器的

RTP

流媒體傳輸、帶內(nèi)

FEC+PLC等核心技術(shù)，有效降低超高清教學(xué)音視頻端到端延時，優(yōu)化大并發(fā)情況下的上下行帶寬，確保視頻流丟包

70%情況下教學(xué)

PPT畫面不花屏不卡頓、音頻流丟包

80%情況下師生語音互動仍然流暢。應(yīng)用成效方面，有效解決了高校大規(guī)模線上教學(xué)、跨校區(qū)遠(yuǎn)程教學(xué)、實時互動等難題，2021年初北郵完成教學(xué)云平臺與騰訊會議教育版對接，截至

2022年

6月，直播課程

616門、14705節(jié)次，上課

59萬人次；吉林大學(xué)自

2022年初使用騰訊會議教育版開展線上教學(xué)，668

間教室全部支持常態(tài)化17“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書直錄播，超

3

千余門課程實現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，覆蓋近

5

萬師生。創(chuàng)新性方面，一是采用先進(jìn)音視頻編碼和壓縮技術(shù)，解決

5G+超高清直播互動教學(xué)授課高峰期網(wǎng)絡(luò)擁堵問題；二是與學(xué)校教育教學(xué)系統(tǒng)對接，實現(xiàn)課表同步、一鍵實名上課等功能，提升線上教學(xué)體驗；三是支持實時巡課，提供線上課程課后報告、教學(xué)資源沉淀等功能，加強(qiáng)校園混合式教學(xué)管理精細(xì)化與高效化。圖

75G+超高清直播互動課堂技術(shù)架構(gòu)圖圖

8

（a）北郵線上教學(xué)平臺(b)吉大線上線下混合式

C

語言編程課3.1.25G+雙師課堂當(dāng)前，偏遠(yuǎn)地區(qū)的教學(xué)點、區(qū)域內(nèi)的薄弱校與優(yōu)質(zhì)校之間的教學(xué)水平、師資力量仍存在差距，廣大師生對優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的需求旺盛，針對此需求，雙師課堂孕育而生。5G

具備大帶寬、低時延等特性，能夠有效升級雙師課堂，實現(xiàn)靈活部署和高清視頻高速傳輸。5G+雙師課堂綜合利用

5G、云計算、CDN

等技術(shù)，通過

5G

網(wǎng)絡(luò)緊密連接主講教師和多個聽課教室的輔助教師、學(xué)生。主講教師通過一面屏幕實現(xiàn)

1：1二維人像，以模擬真實課堂教學(xué)場景的授課形式。輔助教師在課堂上配合主講教師，開展維持課堂基本授課秩序、一對一答疑、針對性輔導(dǎo)、查漏補(bǔ)18“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書缺、鞏固練習(xí)等課堂服務(wù)，學(xué)生通過答題器參與課堂互動問答，不僅活躍了課堂互動，系統(tǒng)的即時統(tǒng)計還能讓授課教師快速掌握學(xué)生接收知識的總體實時情況。隨著

AI技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了線上主講教師在部分授課環(huán)節(jié)引入

AI

虛擬教師，乃至部分課程采用

AI

虛擬教師替代線上主講教師的新型

AI

輔助型

5G+雙師課堂。AI

虛擬教師提供動畫特效、操作指導(dǎo)等講解，與真人教師合理分配教學(xué)任務(wù)，結(jié)合反饋的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)適時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。5G+雙師課堂有效擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源共享范圍，幫助學(xué)生便捷獲得線上學(xué)習(xí)服務(wù)，推動教育均衡發(fā)展。雙師課堂對

5G

網(wǎng)絡(luò)通信需求應(yīng)用場景上行速率下行速率傳輸時延5G+雙師課堂（按

35人/班計算，4K

高清）100Mbps100Mbps≤100ms

代表性案例：古藺縣

5G+雙師課堂創(chuàng)新實踐項目中國移動四川瀘州分公司聯(lián)合古藺縣教體局、移動政企客戶分公司在古藺縣建設(shè)

5G+雙師課堂，目前已建成主播教室

40

間、聽課教室

128

間，形成

36

個共享課堂協(xié)作共同體，并引入優(yōu)質(zhì)教育資源，構(gòu)建起以縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村三級互聯(lián)互通的數(shù)字化教育平臺，覆蓋古藺縣師生超

13萬人，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源均衡。技術(shù)方面，項目利用

5G

網(wǎng)絡(luò)+邊緣計算等新技術(shù)構(gòu)建構(gòu)云網(wǎng)端一體化架構(gòu)，主講教室前后方各部署一臺

4K非云臺攝像機(jī)，采集師生全景及特寫畫面，并部署高保真全向拾音器、4K電視機(jī)、交互式一體機(jī)等設(shè)備，提供全場聲音采集、遠(yuǎn)端教室畫面顯示、課件同步等功能，智能跟蹤導(dǎo)播系統(tǒng)實現(xiàn)非云臺虛擬跟蹤定位、身高自適應(yīng)及畫面自動切換，主講教師和遠(yuǎn)端學(xué)生可進(jìn)行音視頻完全同步的一對一實時互動。應(yīng)用成效方面，5G網(wǎng)絡(luò)保障雙師課堂的各終端之間音視頻流暢、直播互動順暢，將課堂效率提升

10%以上，該項目實現(xiàn)多個邊遠(yuǎn)山區(qū)校點的

5G

網(wǎng)絡(luò)100%覆蓋，中心校帶偏遠(yuǎn)校及省外名師同步課堂引入，保障教學(xué)點在音樂、美術(shù)、英語等師資短缺情況下開齊開足開好國家規(guī)定課程，助力鄉(xiāng)村教育可持續(xù)發(fā)展。項目建設(shè)應(yīng)用模式已在

15個省份、37個縣市得到推廣。創(chuàng)新性方面，一是采用自主研發(fā)的新一代圖像跟蹤導(dǎo)播技術(shù)系統(tǒng)，通過非云臺的高清攝像機(jī)進(jìn)行跟蹤，具備超大并發(fā)能力，可實現(xiàn)

800

所學(xué)校同時雙向互動；二是建立起教育資源三級傳遞模式，通過“鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心校帶動教學(xué)點”、“城區(qū)學(xué)校帶動農(nóng)村學(xué)?！薄ⅰ皟?yōu)質(zhì)校帶動薄弱?！贝蛟於喾絽f(xié)同育人模式。19“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書圖

9

古藺縣

5G+雙師課堂基本架構(gòu)圖

10

5G+雙師課堂多方互動3.1.35G+AR/VR沉浸式教學(xué)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以板書、PPT、紙質(zhì)教材等

2D媒介為主，難以展示太空環(huán)境、地殼構(gòu)造等抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容。5G+AR/VR沉浸式教學(xué)通過

5G

技術(shù)將

AR、VR、3D等數(shù)字內(nèi)容融入到教學(xué)環(huán)節(jié)，提供豐富的沉浸式課程資源，將抽象的概念、日常無法觀察到的現(xiàn)象和用語言難以講解描述的內(nèi)容直觀形象地展現(xiàn)在學(xué)生眼前。通過

AR/VR技術(shù)，將平面知識進(jìn)行立體化、實景化展示，全面調(diào)動學(xué)生的視覺、聽覺等多種感官，為學(xué)生打造高度仿真、沉浸式的學(xué)習(xí)場景，提升課堂的趣味性和生動性，助力學(xué)生認(rèn)知和理解相關(guān)知識。5G+AR/VR沉浸式教學(xué)綜合利用云計算、5G云端渲染、邊緣計算等技術(shù)，實現(xiàn)

AR/VR應(yīng)用的渲染、展示和控制，將存儲在云端的

AR/VR教學(xué)內(nèi)容通過

5G

網(wǎng)絡(luò)實時高速傳輸?shù)筋^顯、一體機(jī)等顯示終端，有效解決了傳統(tǒng)移動方案中AR/VR

內(nèi)容傳輸速率低和時延長的問題，適用于地理、天文、生物、機(jī)械、能動等多個學(xué)科。AR/VR沉浸式教學(xué)對

5G網(wǎng)絡(luò)通信需求應(yīng)用場景上行速率下行速率傳輸時延20“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書5G+

AR/VR

沉浸式教學(xué)（按

35

人/班級）≥1Mbps/路≥50Mbps/路＜50ms

代表性案例：跨組織協(xié)同“智能工廠”實踐教學(xué)場景哈爾濱工程大學(xué)以“智能工廠”為切入點，聯(lián)合黑龍江聯(lián)通、華為、中船重工第

703

研究所和西門子在學(xué)校龍江工程師學(xué)院打造跨組織協(xié)同的

5G+AR/VR“智能工廠”實踐教學(xué)應(yīng)用，目前已同

703

所開展“軸承拆裝”遠(yuǎn)程實踐教學(xué)，下一步將擴(kuò)展到西門子，助力培養(yǎng)“數(shù)字化+優(yōu)勢專業(yè)”的復(fù)合人才。技術(shù)方面，項目依托聯(lián)通云聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建跨地域“5G+MEC”的校園廣域移動專網(wǎng)，并與校園網(wǎng)融合打通，校園側(cè)通過下沉

5G

MEC

實現(xiàn)本地業(yè)務(wù)分流，企業(yè)側(cè)連通

703所和西門子，利用

5G、數(shù)字孿生和

MR

等技術(shù)，開發(fā)再現(xiàn)工業(yè)企業(yè)數(shù)字化全流程、模塊化工程設(shè)計、產(chǎn)品仿真驗證等模式的虛擬實踐平臺，基于平臺開展跨組織協(xié)同“智能工廠”實踐教學(xué)授課。應(yīng)用成效方面，構(gòu)建了校企

5G+虛實融合的進(jìn)階式實習(xí)實踐模式，學(xué)生可通過

MR

眼鏡對“軸承拆裝”等虛擬裝配全過程進(jìn)行

3D觀察與操作，同時整個過程投送到大屏供其他學(xué)生實時觀看，幫助學(xué)生直觀理解實際工程應(yīng)用場景，提高了專業(yè)學(xué)位研究生解決工程實際問題的能力，形成跨組織協(xié)同聯(lián)合培養(yǎng)卓越工程師的組合效應(yīng)，為打破跨組織協(xié)同教學(xué)場域限制、產(chǎn)教融合等提供有效實施路徑。創(chuàng)新性方面，一是構(gòu)建跨地域“5G+MEC”的校園廣域移動專網(wǎng)，與企業(yè)聯(lián)建“虛實融合”的新型數(shù)字孿生教學(xué)體系，實質(zhì)性提升和改善虛擬環(huán)境學(xué)習(xí)體驗；二是利用“5G+MR”等新技術(shù)與實踐教學(xué)深度融合，推動專業(yè)學(xué)位實習(xí)實踐模式改革，推廣校企雙師型教學(xué)、案例沉浸式教學(xué)，形成多主體相融合的一體化校企聯(lián)合培養(yǎng)新路徑。圖

11

跨組織協(xié)同

5G+教學(xué)實踐場景架構(gòu)21“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書圖

12

跨組織協(xié)同“智能工廠”實踐教學(xué)實景3.1.45G+虛擬仿真實驗/訓(xùn)不同學(xué)段的實驗/訓(xùn)教學(xué)均面臨難點：在中小學(xué)、高校的實驗教學(xué)中，對于具有高危險、高成本、難操作和抽象性等特性的實驗難以通過傳統(tǒng)手段開展，限制了實驗教學(xué)范圍且影響教學(xué)效果。職校、高校的傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)存在“三高三難”（高投入、高難度、高風(fēng)險，難實施、難觀摩、難再現(xiàn)）等難點和痛點問題，導(dǎo)致大量實訓(xùn)環(huán)節(jié)難以有效開展，學(xué)生實訓(xùn)效果不佳。5G+虛擬仿真實驗/訓(xùn)面向中小學(xué)、職校、高校人才培養(yǎng)需求，基于“5G+云計算+XR”技術(shù)，通過

5G網(wǎng)絡(luò)將

AR/VR一體機(jī)、眼鏡、桌面式等

XR

智能終端，高速連接至集“云渲染+豐富實驗/訓(xùn)內(nèi)容+高效教學(xué)管理”于一體的虛擬仿真實驗/訓(xùn)云平臺，實現(xiàn)高清、流暢、強(qiáng)交互的實驗/訓(xùn)模式。采用

5G云渲染和云流化技術(shù)，能夠?qū)?fù)雜運算渲染等放在云端，極大地降低終端復(fù)雜度和性能要求。5G的大帶寬、低時延等特性，支持虛擬仿真內(nèi)容資源的云端存儲和調(diào)用，將終端無繩化、圖形渲染實時化，實現(xiàn)內(nèi)容統(tǒng)一分發(fā)和快速響應(yīng)。此場景可為學(xué)校多個專業(yè)群提供“內(nèi)容編輯+內(nèi)容庫+教學(xué)管理+環(huán)境建設(shè)”四位一體的端到端解決方案能力，升級不同學(xué)段的虛擬仿真實驗/訓(xùn)教學(xué)模式，對于中小學(xué)，可使抽象的內(nèi)容形象化、微觀的內(nèi)容可視化，幫助學(xué)生理解，提升學(xué)習(xí)趣味性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；對于職校，可建成對接真實生產(chǎn)環(huán)境的實訓(xùn)新基地，加強(qiáng)學(xué)生動手和實踐能力培養(yǎng)，助力專業(yè)人才培養(yǎng)；對于高校，可建成面向多專業(yè)的虛擬仿真教學(xué)資源庫，加強(qiáng)資源共享，為師生帶來全新的沉浸式教學(xué)和學(xué)習(xí)體驗。虛擬仿真實驗/訓(xùn)對

5G

網(wǎng)絡(luò)通信需求應(yīng)用場景上行速率下行速率傳輸時延5G+虛擬仿真實驗/訓(xùn)（按

35人/班級）≥30Mbps/路≥100Mbps/路＜20ms22“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書

代表性案例：電子科技大學(xué)

5G+虛擬仿真實驗項目電子科技大學(xué)聯(lián)合中移四川成都分公司、中移（成都）信息通信科技公司打造

5G+虛擬仿真實驗平臺，基于覆蓋沙河校區(qū)、清水河校區(qū)的

5G

雙域?qū)＞W(wǎng)，建設(shè)涵蓋

14

個學(xué)院的虛擬仿真實驗課程，為超四萬名師生提供課程服務(wù)，助力高校人才培養(yǎng)、科學(xué)研究與成果轉(zhuǎn)化，建設(shè)模式已在四川大學(xué)、西華大學(xué)等川內(nèi)高校進(jìn)行推廣。技術(shù)方面，項目部署了基于

ULCL

方案的

5G

雙域?qū)＞W(wǎng)，便于師生隨時隨地接入，部署了基于

iGW

的教育邊緣云平臺，采用

5G+云渲染方式搭建虛擬仿真實驗平臺和實驗室環(huán)境，同時提供

2D/3D

資源實時渲染能力，引入

XR

交互式內(nèi)容編輯軟件及實時三維開發(fā)引擎軟件，打造“中心

XR云平臺+邊緣云渲染”強(qiáng)交互類高校虛擬仿真實驗解決方案。應(yīng)用成效方面，極大降低網(wǎng)絡(luò)訪問時延，實現(xiàn)校內(nèi)外流暢訪問校內(nèi)資源，經(jīng)測試，5G雙域?qū)＞W(wǎng)的校內(nèi)外時延最高分別為20ms

和

37ms；目前虛擬仿真實驗課程已覆蓋

14

個學(xué)院的

12

類學(xué)科，滿足裝備制造、醫(yī)藥衛(wèi)生、電子信息等專業(yè)的實操人才培養(yǎng)需求，并預(yù)留第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享接口，便于接入授權(quán)的第三方資源。創(chuàng)新性方面，一是建設(shè)

2B2C的

5G

雙域?qū)＞W(wǎng)，不新增

DNN和號卡，師生可快速無感知訪問校園網(wǎng)和公網(wǎng)；二是實現(xiàn)

XR

系統(tǒng)跨平臺、跨終端應(yīng)用，實時云渲染服務(wù)系統(tǒng)智能調(diào)度分配

GPU算力資源，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化以及擁塞控制算法，輕量化的泛終端以超低延時的交互方式訪問云端應(yīng)用，擺脫對終端硬件性能的依賴。圖

13

電子科技大學(xué)

5G

虛擬仿真實驗平臺架構(gòu)示意圖23“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書圖

14

電子科技大學(xué)虛擬仿真實驗平臺教學(xué)資源展示圖3.1.55G+全息課堂在線學(xué)習(xí)時，學(xué)生只能通過音視頻聽教師講課，缺乏線下學(xué)習(xí)的臨場感，導(dǎo)致在線教學(xué)與線下教學(xué)存在效果上的差異。5G+全息課堂可以將名師按

1:1真人還原傳送到不同教室內(nèi)進(jìn)行授課，讓遠(yuǎn)程的學(xué)生身臨其境和名師面對面交流。除直播互動教學(xué)外，基于全息材料和全息影像，可以進(jìn)行虛擬場景和真實場景的疊加，把抽象的知識具象化，并進(jìn)行

360

度展示，獲得更好的教學(xué)效果。5G+全息課堂構(gòu)成主要包括全息采集端、全息顯示端、全息服務(wù)器三部分。全息采集端指在標(biāo)準(zhǔn)的綠幕攝影棚內(nèi)，搭配全息服務(wù)器進(jìn)行攝像，設(shè)置簡便，并可根據(jù)環(huán)境需求，移至其他教室或場地。全息顯示端使用擁有專利技術(shù)的特殊涂層網(wǎng)格作為屏幕材料，搭配高亮度、4K投影設(shè)備，全息服務(wù)器將采集端圖像通過全息方式呈現(xiàn)到本地。全息服務(wù)器提供多點、多路全息直播服務(wù)，可以實現(xiàn)主講教室與聽講教室的雙向直播連接。5G+全息課堂可營造出裸眼

3D的全息效果，帶來全方位立體化的沉浸式教學(xué)體驗，可廣泛應(yīng)用于互動教學(xué)、思政教育、校慶活動等場景。全息課堂對

5G

網(wǎng)絡(luò)通信需求應(yīng)用場景上行速率下行速率傳輸時延5G+全息課堂（按

2路

4K視頻/班級）80Mbps80Mbps＜100ms

代表性案例：上海市盧灣高級中學(xué)和遵義市第五中學(xué)以

5G+全息技術(shù)為依托的黨史思政互動課堂24“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書2021年

3月，中國聯(lián)通上海分公司聯(lián)合聯(lián)通數(shù)科，支撐上海市盧灣高級中學(xué)及貴州省遵義市第五中學(xué)開展“上海?遵義兩地中學(xué)生

5G全息學(xué)黨史思政專題課”，以紅色資源為線索、以

5G+全息技術(shù)為依托，通過

5G

網(wǎng)絡(luò)在全息顯示端上立體投影中共一大、遵義會議等會址和教師影像，創(chuàng)新黨史教育形式，讓師生身臨其境，讓課堂充滿科技感。技術(shù)方面，項目采用

5G+邊緣計算技術(shù)，主講教室通過攝像機(jī)、綠幕、服務(wù)器等設(shè)備搭建攝影大棚，聽課教室通過投影機(jī)、全息顯示屏、服務(wù)器等設(shè)備搭建全息舞臺，主講教室和聽課教室采用

5G高速通信網(wǎng)絡(luò)，將軟件編碼視頻流雙向傳輸，實現(xiàn)兩端教室的遠(yuǎn)程教學(xué)互動和實時溝通。應(yīng)用成效方面，作為全國首次將“5G+全息技術(shù)”和黨史思政教育結(jié)合的實踐案例，拓展了5G+教育的應(yīng)用場景，展示了全息技術(shù)用于互動教學(xué)的優(yōu)勢，促進(jìn)技術(shù)與教育的融合，讓傳統(tǒng)的黨史教育變得更加生動鮮活，豐富了思政教育的內(nèi)容和開展方式，提升了師生體驗效果，受到了多家媒體的關(guān)注和報道。創(chuàng)新性方面，一是采用云端多點全息顯示技術(shù)，支持多地同步參與教學(xué)，滿足多方師生同時參與互動教學(xué)的需求；二是全息系統(tǒng)具備便捷移動性，部署方便，可快速搭建教學(xué)環(huán)境，同時通過全息圖像

1:1比例重建教師真人效果，能夠增強(qiáng)教學(xué)臨場感。圖

155G+全息系統(tǒng)架構(gòu)圖圖

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會址和教師全息影像3.1.65G+在線泛在學(xué)習(xí)25“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書疫情的常態(tài)化防控推動了在線學(xué)習(xí)的發(fā)展，學(xué)校/機(jī)構(gòu)級、區(qū)市級、省級和國家級等在線學(xué)習(xí)平臺大量涌現(xiàn)，在線學(xué)習(xí)資源豐富。在傳統(tǒng)在線學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，5G的大帶寬、低時延、廣連接等特性有力升級學(xué)習(xí)體驗，通過

5G網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可通過學(xué)習(xí)機(jī)、學(xué)生平板、智能手機(jī)等學(xué)習(xí)終端便捷高速地訪問在線超高清教育資源，構(gòu)建無邊界泛在學(xué)習(xí)環(huán)境。結(jié)合云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，5G+在線泛在學(xué)習(xí)通過多終端進(jìn)行課程內(nèi)容、筆記同步、教師評價、作業(yè)點評、課程推送等數(shù)據(jù)采集獲取以及結(jié)果快速輸送，基于知識圖譜和數(shù)據(jù)分析自動呈現(xiàn)學(xué)情報告，并持續(xù)進(jìn)行個性化內(nèi)容資源推送，來滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)與提升需求，助力翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等教學(xué)方式開展，實現(xiàn)任何時間、任何地點均可進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。在線泛在學(xué)習(xí)對

5G網(wǎng)絡(luò)通信需求應(yīng)用場景上行速率下行速率傳輸時延5G+在線泛在學(xué)習(xí)≥10Mbps≥20Mbps≤300ms

代表性案例：寧夏中小學(xué)數(shù)字教材資源與服務(wù)項目中教云智數(shù)字科技為寧夏打造中小學(xué)數(shù)字教材資源與服務(wù)平臺，項目覆蓋寧夏全區(qū)

5

個地市義務(wù)教育階段

1500

余所學(xué)校，為

6.5

萬名教師、114.5

萬中小學(xué)生開通數(shù)字課程教材云平臺賬號，為廣大師生提供正版數(shù)字教材和數(shù)字資源，促進(jìn)在線泛在學(xué)習(xí)開展，項目經(jīng)驗推廣至河北、浙江、重慶等多個省市。技術(shù)方面，在

5G

支持下，學(xué)生可隨時通過多種學(xué)習(xí)設(shè)備開展多樣化形式學(xué)習(xí)，在虛實空間中，完成集體學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)、獨立學(xué)習(xí)等不同形態(tài)的學(xué)習(xí)活動，平臺實時記錄學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡，匯總學(xué)科分析報告，結(jié)合知識圖譜、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并設(shè)定個性化學(xué)習(xí)計劃，推薦個性化的動態(tài)學(xué)習(xí)路徑，提升學(xué)生學(xué)習(xí)自主性，培養(yǎng)良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。應(yīng)用成效方面，項目以正版數(shù)字教材為核心，確保學(xué)習(xí)內(nèi)容權(quán)威專業(yè)，以海量數(shù)字資源為輔助，確保學(xué)習(xí)內(nèi)容豐富多樣，借助

5G

網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可隨時接入平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過精準(zhǔn)刻畫學(xué)生知識掌握情況，實現(xiàn)學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃和學(xué)習(xí)資源個性化推薦，并不斷豐富在線學(xué)習(xí)工具種類和智能服務(wù)范圍，提升學(xué)生學(xué)習(xí)體驗。創(chuàng)新性方面，一是建立起數(shù)字資源質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對納入數(shù)字資源體系的多種學(xué)習(xí)資源進(jìn)行規(guī)范，切實保障資源質(zhì)量；二是提升數(shù)字資源智能化服務(wù)水平，結(jié)合學(xué)生興趣愛好、認(rèn)知條件等，記錄并分析學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡，形成專屬學(xué)習(xí)報告，為學(xué)生推送適配的學(xué)習(xí)資源。26“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書圖

17

5G+在線泛在學(xué)習(xí)體系圖圖

18

學(xué)生開展在線學(xué)習(xí)3.25G+智慧考試3.2.15G+智慧考務(wù)考試的組織與實施關(guān)乎公平公正，關(guān)乎考生切身利益，如何提升考務(wù)管理水平、保障考試公平公正，一直以來都是各級教育主管部門和學(xué)校致力解決的重大問題。5G+智慧考務(wù)基于

5G網(wǎng)絡(luò)，提供智能考務(wù)管理系統(tǒng)和考試指揮中心與高清攝像頭、移動考務(wù)終端等智能考務(wù)設(shè)備的高速連接，在身份認(rèn)證、試卷流轉(zhuǎn)、網(wǎng)上巡查等考試組織實施各環(huán)節(jié)，通過

5G快速采集和傳遞信息，并對考風(fēng)考紀(jì)進(jìn)行實時監(jiān)控：考前，基于

5G

和物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)移動智能終端考生報名信息采集，通過

5G

網(wǎng)絡(luò)高速傳輸，對考生的身份證信息、報名身份信息和現(xiàn)場采集信息進(jìn)行三重比對，核驗考生身份信息；考中，通過在考場部署高清攝像頭，收集、整理音視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)27“5G+智慧教育”發(fā)展及產(chǎn)業(yè)圖譜白皮書據(jù)，結(jié)合

5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低時延特性，隨時隨地通過高清視頻進(jìn)行實時監(jiān)考及巡考，分析考生異常行為，防止作弊等情況出現(xiàn)，支撐對突發(fā)事件進(jìn)行實時指揮、事后追溯?？己?，5G

網(wǎng)絡(luò)支持高并發(fā)的智能線上閱卷，結(jié)合

AI、OCR

等技術(shù)，實現(xiàn)輔助智能批改。同時，5G

網(wǎng)絡(luò)還可實現(xiàn)試卷押運、流轉(zhuǎn)等全過程的跟蹤管理和全流程數(shù)據(jù)可視化。5G+智慧考務(wù)有效提升考務(wù)管理工作效率