F5G區(qū)域智慧教育專網(wǎng)白皮書

F5G區(qū)域智慧教育專網(wǎng)白皮書互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心ONA綠色全光網(wǎng)絡(luò)專業(yè)委員會2023年4月F5G區(qū)域智慧教育專網(wǎng)白皮書編委會專家組黃榮懷

王景吉

劉

岳

曾海軍

陳澤宇

郭金亮

朱立新賈

飛

童莉莉

孫秋瑞

孟

瑜編寫組張香玲

張銳利

祁彬斌

張

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郝璐迪

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宿金超楊雄強

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李東青主編單位互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心（CIT）綠色全光網(wǎng)絡(luò)專業(yè)委員會(ONA)目錄C

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S0102第一章區(qū)域智慧教育的內(nèi)涵與現(xiàn)狀1.1

區(qū)域智慧教育的內(nèi)涵.....................................................................51.1.1

智慧教育的政策及內(nèi)涵................................................................51.1.2

區(qū)域智慧教育的內(nèi)涵及現(xiàn)狀........................................................71.2

智慧教育示范區(qū)現(xiàn)狀及訴求...........................................................71.2.1

區(qū)域智慧教育整體發(fā)展現(xiàn)狀........................................................71.2.2

智慧教育示范區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀............................................................81.2.3

智慧教育示范區(qū)發(fā)展的訴求........................................................9第二章區(qū)域智慧教育專網(wǎng)相關(guān)概述2.1

區(qū)域教育專網(wǎng)的政策背景.............................................................122.1.1

國家政策.....................................................................................122.1.2

地方政策....................................................................................132.2

區(qū)域教育專網(wǎng)的內(nèi)涵與現(xiàn)狀.........................................................142.2.1

區(qū)域教育專網(wǎng)的內(nèi)涵................................................................142.2.2

區(qū)域教育專網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀........................................................152.3

區(qū)域教育專網(wǎng)承載的教育業(yè)務(wù)......................................................162.3.1

推進(jìn)平臺體系建設(shè).....................................................................162.3.2

普及教學(xué)應(yīng)用............................................................................182.3.3

創(chuàng)新評價應(yīng)用...........................................................................182.3.4

拓展研訓(xùn)應(yīng)用............................................................................192.3.5

深化管理應(yīng)用...........................................................................202.4

區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)的必要性..........................................................200304第三章F5G對區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)的價值3.1

區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)存問題..........................................................243.2

F5G全光網(wǎng)的概述與價值............................................................253.2.1

F5G全光網(wǎng)的概述....................................................................253.2.2

F5G全光網(wǎng)的價值....................................................................26第四章區(qū)域智慧教育專網(wǎng)的建設(shè)4.1

區(qū)域教育專網(wǎng)配套要素...............................................................294.1.1

數(shù)據(jù)中心建設(shè)...........................................................................294.1.2

資源平臺建設(shè)...........................................................................304.1.3

安全防護(hù)建設(shè)............................................................................314.2

F5G區(qū)域教育專網(wǎng)新基建架構(gòu).....................................................324.2.1

省級教育骨干網(wǎng).......................................................................324.2.2

地市區(qū)縣教育城域網(wǎng)...............................................................334.2.3

校園接入網(wǎng)..............................................................................344.3

F5G區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)案例.........................................................354.3.1

四川蓬安縣F5G全光網(wǎng)案例....................................................354.3.2

江蘇宿遷市F5G全光網(wǎng)案例....................................................364.3.3

浙江義烏市F5G全光網(wǎng)案例....................................................364.3.4

首師大附中F5G全光網(wǎng)案例....................................................374.3.5

北京H區(qū)考務(wù)網(wǎng)案例................................................................3805第五章區(qū)域智慧教育專網(wǎng)建設(shè)建議與總結(jié)5.1

區(qū)域智慧教育專網(wǎng)建設(shè)建議.........................................................415.1.1

教育管理者................................................................................415.1.2

企業(yè)...........................................................................................425.1.3

學(xué)校和教師...............................................................................435.2

總結(jié)...........................................................................................44區(qū)域智慧教育的內(nèi)涵與現(xiàn)狀1.1

區(qū)域智慧教育的內(nèi)涵1.1.1

智慧教育的政策及內(nèi)涵近幾年，我國頒布了一系列政策促進(jìn)智慧教育的發(fā)展。2018年教育部發(fā)布的《教育信息化2.0行動計劃》中提出“智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動”，探索信息技術(shù)支持下的教育模式變革，形成引領(lǐng)教育改革發(fā)展的新途徑、新模式。2019年，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實施方案（2018－2022年）》，提出加快推進(jìn)智慧教育創(chuàng)新發(fā)展，設(shè)立“智慧教育示范區(qū)”，開展國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目等建設(shè)，實施人工智能助推教師隊伍建設(shè)行動，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”支撐服務(wù)平臺，深入推進(jìn)“三通兩平臺”建設(shè)。2019年國務(wù)院發(fā)布的《中國教育現(xiàn)代化2035》中也明確提出“加快信息時代教育改革，建設(shè)智慧校園”。2022年1月國務(wù)院印發(fā)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》在第五項任務(wù)“持續(xù)提升公共服務(wù)數(shù)字化水平”對應(yīng)的“社會服務(wù)數(shù)字化提升工程中”提出“深入推進(jìn)智慧教育”，包括“推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建高質(zhì)量教育支持體系。深入推進(jìn)智慧教育示范區(qū)建設(shè)，進(jìn)一步完善國家數(shù)字教育資源公共服務(wù)體系，提升在線教育支撐服務(wù)能力，推動“互聯(lián)網(wǎng)+教育”持續(xù)健康發(fā)展，充分依托互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)絡(luò)等渠道推進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)學(xué)?！薄？梢姡腔劢逃ㄔO(shè)已成為“推動教育信息化融合創(chuàng)新發(fā)展，實現(xiàn)教育理念與模式、教學(xué)內(nèi)容與方法的改革創(chuàng)新”的重要內(nèi)容和舉。智慧教育是教育信息化發(fā)展的新階段，智慧教育的發(fā)展需要具有智慧的學(xué)習(xí)時空環(huán)境，依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、無線通信等新一代信息技術(shù)，形成物聯(lián)化、智能化、感知化、泛在化的教育信息生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)（包括智慧教學(xué)、智慧管理、智慧評價、智慧科研和智慧服務(wù)）的深度融合，促進(jìn)教育利益相關(guān)者（學(xué)生、教師、家長、管理者、社會公眾等）的智慧養(yǎng)成與可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、新型教學(xué)模式和現(xiàn)代教育制度三重境界。[1][2]1.1.2

區(qū)域智慧教育的內(nèi)涵及現(xiàn)狀區(qū)域智慧教育作為智慧城市的核心部分之一，是由政府、學(xué)校、企業(yè)三方共同參與構(gòu)建的現(xiàn)代教育信息化服務(wù)體系，代表著區(qū)域教育信息化未來發(fā)展的方向和趨勢。區(qū)域智慧教育是適應(yīng)教育信息化區(qū)域特色發(fā)展和區(qū)域推進(jìn)的要求，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式和新一代信息技術(shù)構(gòu)建的區(qū)域現(xiàn)代教育信息化服務(wù)體系。區(qū)域智慧教育的建設(shè)要適應(yīng)教育信息化區(qū)域推進(jìn)和深化05F

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5發(fā)展的要求，應(yīng)充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式以及物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，以教育數(shù)據(jù)的匯聚、分析與共享為核心，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、智能化、泛在化的學(xué)習(xí)環(huán)境，推動基于智慧課堂、智慧校園的教育教學(xué)全面變革，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)、公平化教育、智慧化管理的目標(biāo)，逐步建成區(qū)域智慧教育生態(tài)系統(tǒng)。隨著《教育信息化2.0行動計劃》及《中國教育現(xiàn)代化2035》等戰(zhàn)略規(guī)劃的持續(xù)推進(jìn)落地，我國各區(qū)域智慧教育進(jìn)一步呈現(xiàn)從點到面、由淺入深、由技術(shù)環(huán)境支持到教學(xué)管理應(yīng)用的新特征，主要包括：（1）智慧教育資源共享機制初步形成提升教育資源供給服務(wù)能力是智慧教育建設(shè)的重要任務(wù)之一。隨著“國家智慧教育平臺”的投入使用，在各方協(xié)同發(fā)展下，共建共享教育數(shù)字資源的機制逐漸形成。據(jù)教育部數(shù)據(jù)顯示，截至2022年7月，國家智慧教育平臺總瀏覽量已超過30.3億次，總訪客量達(dá)4.3億人，有北京、上海等9個整省試點，河北、吉林等6個分項試點。在國家與區(qū)域的共同協(xié)作下，區(qū)域教育資源供給服務(wù)能力愈加增強。（2）以大數(shù)據(jù)為依托的現(xiàn)代化教育治理初具成效教育治理領(lǐng)域正在由傳統(tǒng)的治理方法向依托現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，特別是大數(shù)據(jù)技術(shù)為現(xiàn)代教育治理的發(fā)展提供了一個新契機。其中，最顯著的表現(xiàn)就是作為推進(jìn)區(qū)域教育治理有力抓手的區(qū)域教育大數(shù)據(jù)平臺在多地展開組建，如北京市、天津市河西區(qū)、浙江省溫州市等。不過在區(qū)域教育治理過程中，如何規(guī)劃和發(fā)展教育大數(shù)據(jù)、如何完善教育大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)等問題有待進(jìn)一步解決。（3）基于學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的個性化評價體系正在逐步形成智慧教育的一個重要方面就是進(jìn)行智慧的教學(xué)評價。目前，多地多校都采用學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的大數(shù)據(jù)對學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行精準(zhǔn)性、個性化的評價，使大數(shù)據(jù)為智慧教育事業(yè)、學(xué)生教學(xué)評價賦能。但總的來看，依托大數(shù)據(jù)的評價體系還在逐步形成，還未形成統(tǒng)一的評價體系。（4）區(qū)域智慧教育環(huán)境基礎(chǔ)建設(shè)還有待提升網(wǎng)絡(luò)是智慧教育實現(xiàn)的最基礎(chǔ)設(shè)施，沒有高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)支撐，就談不上創(chuàng)建智慧教育環(huán)境。目前來看，部分地區(qū)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋已基本實現(xiàn)；而稍落后的城市和農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)仍存在不能支持正常多媒體教學(xué)的情況。不過也有部分智慧教育示范區(qū)的學(xué)校反映在使用平板、VR/AR教學(xué)技術(shù)、同步課堂、遠(yuǎn)程實驗等教學(xué)過程中偶爾會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)掉線、網(wǎng)絡(luò)帶寬不足、時06F

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6延無法滿足資源的問題。因此，滿足個性化教學(xué)支持服務(wù)的智慧教育環(huán)境還需在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)上進(jìn)一步提升。（5）改革教學(xué)模式以促進(jìn)信息技術(shù)融合的愿景還未完全實現(xiàn)智慧教育的開展需要對傳統(tǒng)的教育模式進(jìn)行更新與變革。目前一些學(xué)校通過開設(shè)特色智慧教室來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐能力，同時，也有一些教師通過翻轉(zhuǎn)教學(xué)、STEM教學(xué)等可以融入信息化的新型教學(xué)模式來促進(jìn)智慧教育的實現(xiàn)。但整體來看，變革傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、重塑學(xué)習(xí)過程與方式、達(dá)成認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境和情感體驗的整體優(yōu)化是教育信息化的美好愿景，大多教師并沒有發(fā)揮信息技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的深度融合作用，仍然保持著傳統(tǒng)的教學(xué)模式。[3]1.2

智慧教育示范區(qū)現(xiàn)狀及訴求1.2.1

智慧教育示范區(qū)建設(shè)重點教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于“智慧教室示范區(qū)”建設(shè)項目推薦遴選工作的通知》中提出了地市級教育行政部門要申請智慧教育示范區(qū)的相關(guān)要求，如應(yīng)具備較高的教育信息化發(fā)展水平和網(wǎng)絡(luò)安全保障能力、區(qū)域內(nèi)基本實現(xiàn)全面應(yīng)用信息化教學(xué)方式、在教育大數(shù)據(jù)采集和融合共享方面具有較好的實踐經(jīng)驗等，這也充分說明要想實現(xiàn)“智慧教育”，基礎(chǔ)的教育信息化措施必不可少。發(fā)展智慧教育需要充分利用信息技術(shù)構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、創(chuàng)新教學(xué)模式、建立現(xiàn)代教育制度，以滿足新時代對教育發(fā)展改革的要求，為培養(yǎng)新時代所需的創(chuàng)新人才提供全面支撐。教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于“智慧教室示范區(qū)”建設(shè)項目推薦遴選工作的通知》中還提出了智慧教育示范區(qū)建設(shè)的重點包括以下六點：以課程和實踐為核心建構(gòu)師生信息素養(yǎng)全面提升的途徑和機制、探索新型教學(xué)模式以推動信息技術(shù)與教育教學(xué)實踐的深度融合、依托學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)提高學(xué)生綜合素質(zhì)評價的精準(zhǔn)性、構(gòu)建數(shù)據(jù)互聯(lián)融通的個性化教學(xué)支持服務(wù)環(huán)境、采用協(xié)同創(chuàng)新機制提升區(qū)域教育資源供給服務(wù)能力以及利用人工智能和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)提升現(xiàn)代教育治理能力。07F

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7圖1-1智慧教育示范區(qū)建設(shè)重點1.2.2

智慧教育示范區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀2018年1月，教育部發(fā)布《教育部2018年工作要點》，首次提出推進(jìn)智慧教育創(chuàng)新示范，并在2019年遴選一批地方積極、條件具備的地區(qū)，開展“智慧教育示范區(qū)”建設(shè)?！爸腔劢逃痉秴^(qū)”作為一項新的工程，肩負(fù)著重要的使命，自項目啟動以來，各區(qū)域以課程和實踐為核心建構(gòu)師生信息素養(yǎng)全面提升的途徑和機制，探索新型教學(xué)模式以推動信息技術(shù)與教育教學(xué)實踐的深度融合，依托學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)提高學(xué)生綜合素質(zhì)評價的精準(zhǔn)性，構(gòu)建數(shù)據(jù)互聯(lián)融通的個性化教學(xué)支持服務(wù)環(huán)境，采用協(xié)同創(chuàng)新機制提升區(qū)域教育資源供給服務(wù)能力，利用人工智能和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)提升現(xiàn)代教育治理能力，因地制宜地進(jìn)行探索和有益的嘗試，在環(huán)境、模式、服務(wù)和治理方面形成了一些亮點。[4]（1）注重學(xué)習(xí)環(huán)境的融通隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，學(xué)習(xí)環(huán)境已經(jīng)從封閉的物理空間向開放、虛實結(jié)合的空間轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)環(huán)境的融通成為“智慧教育示范區(qū)”環(huán)境建設(shè)的重點。北京市東城區(qū)依托數(shù)字資源平臺構(gòu)建了數(shù)字教育資源匯聚和共享通道，形成了市、區(qū)、校三級協(xié)同的資源公共服務(wù)體系，在智能學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)方面進(jìn)行了有益的探索。08F

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8（2）強調(diào)教學(xué)模式的變革在“智慧教育示范區(qū)”創(chuàng)建過程中關(guān)注如何促進(jìn)教育教學(xué)改革、推進(jìn)“課堂革命”等問題。如：四川省成都市武侯區(qū)構(gòu)建教育教學(xué)新生態(tài)，積極探索預(yù)置、面授和拓展相結(jié)合的線上線下三段式教學(xué)新模式；安徽省蚌埠市發(fā)布“數(shù)據(jù)驅(qū)動精準(zhǔn)教學(xué)”模式的“一規(guī)范，一指南”，以“數(shù)據(jù)驅(qū)動、因材施教”為中心，注重啟發(fā)式、互動式、探究式教學(xué)，改革課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新學(xué)生學(xué)習(xí)模式，實現(xiàn)師生減負(fù)增效。（3）提升公共服務(wù)的能力優(yōu)化公共服務(wù)是“智慧教育示范區(qū)”的一項核心工作，與人民群眾的切身利益密切相關(guān)，有助于更好地滿足人的終身發(fā)展和個性化發(fā)展需求。湖南省長沙市開展了“農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)聯(lián)?！苯ㄔO(shè)，采取結(jié)隊幫扶、網(wǎng)絡(luò)教研等措施，促進(jìn)教師專業(yè)成長，全面提升了區(qū)域教育資源供給服務(wù)能力。浙江省溫州市打造教育治理、數(shù)字資源和學(xué)校服務(wù)三大數(shù)字中心，貫通銜接省市縣校四級信息，融匯戶籍、社保、不動產(chǎn)等各類數(shù)據(jù)12.9億條，初步建成“學(xué)在溫州”應(yīng)用門戶。（4）突出數(shù)據(jù)驅(qū)動的評價智能時代，新技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)教學(xué)中單一的、以分?jǐn)?shù)為主的評價標(biāo)準(zhǔn)，強調(diào)學(xué)生綜合素質(zhì)的多維評價。上海市閔行區(qū)以電子書包為載體，進(jìn)行學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的伴隨性采集，并借助綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)完成了80多所學(xué)校學(xué)生的綜合素質(zhì)評價。江蘇省蘇州市構(gòu)建以學(xué)生為中心的數(shù)字化教育教學(xué)支持平臺，依托“易加綜素”、“易加人才”、“易加評價”三大平臺實現(xiàn)全對象、全學(xué)科、全維度、全過程的智能評價體系。（5）完善教育數(shù)字化治理的能力推進(jìn)教育治理體系和治理能力現(xiàn)代化成為全面深化教育改革的關(guān)鍵，各示范區(qū)在相關(guān)制度的完善、服務(wù)水平的提升等方面做了大膽嘗試。湖北省武漢市建立了市、區(qū)、校首席信息官全覆蓋制度，形成了政府、高校、科研機構(gòu)、中小學(xué)校和企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的聯(lián)動機制。廣東省深圳市以“一網(wǎng)統(tǒng)管”為抓手，高站位繪制出智慧教育科學(xué)藍(lán)圖，依托教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)中樞實現(xiàn)智慧管理。1.2.3

智慧教育示范區(qū)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)訴求智慧教育示范區(qū)的高質(zhì)量發(fā)展還需要得到教育信息化技術(shù)的支持，從目前的發(fā)展情況來看，智慧教育示范區(qū)在網(wǎng)絡(luò)上還存在以下訴求：09F

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9（1）跨地域的高帶寬、低延遲技術(shù)保障目前，由于當(dāng)前區(qū)域教育專網(wǎng)覆蓋范圍不足，一些試點區(qū)的中小學(xué)直接接入三大運營商的公共互聯(lián)網(wǎng)。但基于公網(wǎng)、特別是跨多個運營商網(wǎng)絡(luò)無法保證跨地域、持續(xù)的雙向視頻課堂等教育教學(xué)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。除此，一些學(xué)校接入的VR/AR設(shè)備、全息投影、智能白板等多種形態(tài)的智聯(lián)終端和教育裝備，用于教學(xué)大數(shù)據(jù)分析或者校園安全行為分析的高清攝像頭、傳感器等都需要高寬帶、低時延的技術(shù)保障。（2）穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)智慧教育示范區(qū)需要針對不同業(yè)務(wù)場景提供特定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，尤其需要保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。教育數(shù)據(jù)訪問較集中的地方，如平板電腦教室、智慧運動場等，具有訪問的高并發(fā)性，易造成學(xué)校網(wǎng)絡(luò)阻塞、吞吐量低、傳輸時延增大，邊緣服務(wù)器的支持使網(wǎng)絡(luò)能穩(wěn)定持續(xù)地傳輸數(shù)據(jù)和保持較高的響應(yīng)速度。另外，開展同步課堂也需要借助智能化的終端設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)安全、可靠、穩(wěn)定地傳輸?shù)皆贫?，?lián)合智能分析技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，輔助系統(tǒng)主動、智能地服務(wù)教與學(xué)。（3）簡潔、經(jīng)濟、靈活的網(wǎng)絡(luò)部署在傳統(tǒng)的數(shù)字校園中，不同業(yè)務(wù)場景需要部署多套物理設(shè)備，這使網(wǎng)絡(luò)管理工作異常復(fù)雜。而智慧校園需要的是統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)承載，使學(xué)校無需部署多種網(wǎng)絡(luò)，降低學(xué)校網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)互聯(lián)的復(fù)雜性。特別是軟件與硬件解耦，讓應(yīng)用場景發(fā)生變化時，學(xué)?？赏ㄟ^軟件設(shè)置重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而非挖溝、打洞、布線等基于實體空間改造網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)一次性部署網(wǎng)絡(luò)多次重復(fù)使用，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性。另一方面，智慧教育示范區(qū)也需要依托教育專網(wǎng)來簡化網(wǎng)絡(luò)層次，不再受制于距離的限制，同時無需弱電機房、供電及運維，無源的網(wǎng)絡(luò)使得網(wǎng)絡(luò)呈扁平化。（4）安全可靠的用網(wǎng)環(huán)境智慧校園網(wǎng)需要根據(jù)訪問用戶的身份、業(yè)務(wù)場景提供針對性的用網(wǎng)環(huán)境。針對學(xué)生群體，系統(tǒng)將所有數(shù)字內(nèi)容分層管理，根據(jù)學(xué)生的年級、學(xué)習(xí)需求等提供針對性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；針對教師群體，實現(xiàn)公私業(yè)務(wù)流動無縫切換實現(xiàn)靈活辦公，同時還需保障數(shù)據(jù)的安全性。另外，開展網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)應(yīng)用，是中小學(xué)辦學(xué)從物理空間向網(wǎng)絡(luò)空間的延伸。但是目前的教育資源大部分分散存儲在公網(wǎng)上，無法為未成年人提供綠色、健康、安全的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間。因此，加快網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)，保證網(wǎng)絡(luò)和信息安全，使中小學(xué)（包括教學(xué)點）通過接入教育專網(wǎng)來保證網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的綠色安全也是目前智慧教育示范區(qū)的一大訴求。10F

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0區(qū)域智慧教育專網(wǎng)相關(guān)概述2.1

區(qū)域教育專網(wǎng)的政策背景2.1.1

國家政策教育專網(wǎng)作為教育信息化的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一尤其需要超前部署，最近幾年，國家層面非常重視教育網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)建設(shè)。2016年6月教育部印發(fā)的《教育信息化十三五規(guī)劃》中強調(diào)“十三五”期間加快推進(jìn)“寬帶網(wǎng)絡(luò)校校通”，基本實現(xiàn)各級各類學(xué)校寬帶網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋。2017年12月在教育部印發(fā)的《關(guān)于數(shù)字教育資源公共服務(wù)體系建設(shè)與應(yīng)用的指導(dǎo)意見》中明確指出全面推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，切實加快教育信息化進(jìn)程，明確了從體系建設(shè)、平臺完善、資源應(yīng)用等方面進(jìn)行數(shù)字教育資源公共服務(wù)體系建設(shè)方向。2018年4月教育部發(fā)布了《教育信息化2.0行動計劃》，提出到2022年基本實現(xiàn)“三全兩高一大”的發(fā)展目標(biāo)。2019年9月建設(shè)教育專網(wǎng)被列入教育部等十一部門發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)在線教育健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》，12月建設(shè)教育專網(wǎng)被列入國家發(fā)改委等7部委印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+社會服務(wù)”發(fā)展的意見》。2020年5月底召開的全國兩會上，16位政協(xié)委員聯(lián)名提案加快教育專網(wǎng)建設(shè)步伐。2021年7月教育部等六部門印發(fā)《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》（以下簡稱《意見》）提出要充分依托國家電子政務(wù)外網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)已有建設(shè)基礎(chǔ)，根據(jù)分級負(fù)責(zé)的原則，加強國家主干網(wǎng)、省市教育網(wǎng)和學(xué)校校園網(wǎng)的銜接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址、域名和用戶的統(tǒng)一管理；要基于教育專網(wǎng)開展網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測，及時監(jiān)測安全威脅、發(fā)現(xiàn)攻擊行為，增強感知能力；要通過在教育專網(wǎng)主干網(wǎng)和校園網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)出口建設(shè)網(wǎng)絡(luò)訪問防火墻，自動識別、過濾不良網(wǎng)站和信息，保障綠色上網(wǎng)。圖2-1教育專網(wǎng)相關(guān)國家政策12F

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22.1.2

地方政策《意見》發(fā)布之后，各個省市制定的“十四五”教育規(guī)劃也紛紛將區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)寫到了文件中。2021年9月發(fā)布的《北京市“十四五”時期教育改革和發(fā)展規(guī)劃（2021—2025年）》中提出要建設(shè)智能互聯(lián)的數(shù)字教育基礎(chǔ)設(shè)施，將數(shù)字教育基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為新基建的重要內(nèi)容，建設(shè)教育專用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。2021年11月福建省人民政府辦公廳印發(fā)《福建省“十四五”教育發(fā)展專項規(guī)劃》提出到2025年基本建成高質(zhì)量教育體系，要建設(shè)省級區(qū)域教育專網(wǎng)，加快推進(jìn)全省縣（市、區(qū)）建設(shè)區(qū)域教育專網(wǎng)并接入省級教育主干網(wǎng)。同年12月底河南省人民政府印發(fā)《河南省“十四五”教育事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出要加快教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，按照分級負(fù)責(zé)原則，建成覆蓋各級各類學(xué)校和教育機構(gòu)的區(qū)域教育專網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)址、域名和用戶的統(tǒng)一管理。2022年4月江蘇發(fā)布了《江蘇省“十四五”教育信息化發(fā)展專項規(guī)劃》，提出加快教育專網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用，優(yōu)化全省教育網(wǎng)絡(luò)樞紐環(huán)境，持續(xù)迭代升級網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，加強國家主干網(wǎng)、省市教育網(wǎng)和學(xué)校校園網(wǎng)的銜接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址、域名和用戶的統(tǒng)一管理，全省100%的教育行政部門和各級各類學(xué)校接入教育專網(wǎng)。同月，四川省教育廳印發(fā)了《四川省“十四五”教育發(fā)展規(guī)劃》，提出構(gòu)建新型數(shù)據(jù)中心，通過混合云模式建設(shè)四川教育云，建設(shè)四川教育專網(wǎng)，全面覆蓋各級各類學(xué)校（教學(xué)點、教育機構(gòu)）；江西省教育廳印發(fā)了《“十四五”教育事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出堅持教育信息化“四個一”工作思路，加大教育新基建投資力度，構(gòu)建數(shù)字教育資源公共服務(wù)體系，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”新生態(tài)，支撐引領(lǐng)教育現(xiàn)代化?！八膫€一”中的“一條路”就是加快教育圖2-2區(qū)域教育專網(wǎng)相關(guān)地方政策13F

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3專網(wǎng)建設(shè)。同年，5月寧夏回族自治區(qū)教育廳印發(fā)了《寧夏教育專網(wǎng)建設(shè)實施方案》，明確提出到2022年建成1個自治區(qū)教育專網(wǎng)核心節(jié)點、28個教育城域網(wǎng)樞紐節(jié)點，實現(xiàn)區(qū)級教育骨干網(wǎng)、教育城域網(wǎng)、校園網(wǎng)全面貫通、高速互聯(lián)。區(qū)域教育專網(wǎng)的內(nèi)涵與現(xiàn)狀2.22.2.1

區(qū)域教育專網(wǎng)的內(nèi)涵教育專網(wǎng)是充分利用國家公共通信資源，由國家主干網(wǎng)、省市教育網(wǎng)和學(xué)校校園網(wǎng)組成，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址、域名和用戶的統(tǒng)一管理的教育專用網(wǎng)絡(luò)。教育專網(wǎng)覆蓋教育行政部門、各級各類學(xué)校、教育事業(yè)單位，是提供高速、便捷、綠色、安全網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的邏輯專網(wǎng)。教育專網(wǎng)是教育信息化公共支撐環(huán)境的重要組成部分，為教育信息化發(fā)展起到數(shù)字底座的作用。區(qū)域教育專網(wǎng)是指把同一地區(qū)或同一城市內(nèi)所有學(xué)校、研究機構(gòu)、本地的教育機構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使教育資源整合、開放、共享，達(dá)到整體信息化集成運用的寬帶網(wǎng)絡(luò)。區(qū)域教育專網(wǎng)包括地市縣教育城域網(wǎng)和校園接入網(wǎng)及校園網(wǎng)三部分。隨著雙師課堂等新型教學(xué)模式及AR、VR等新型數(shù)字教育資源的出現(xiàn)，對于高帶寬低時延的網(wǎng)絡(luò)提出新的需求，而端到端一張網(wǎng)對于教育教學(xué)業(yè)務(wù)高質(zhì)量的實施提供了保證，因此將校園網(wǎng)也納入到區(qū)域教育專網(wǎng)的范疇。建設(shè)區(qū)域教育專網(wǎng)的目的主要是要構(gòu)建一個學(xué)校、市/區(qū)/縣教育局、省教育廳三級教育信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成輻射全市各縣（市、區(qū)）和所有中小學(xué)、幼兒園、職業(yè)技術(shù)學(xué)校、各類成人教育培訓(xùn)機構(gòu)，面向社會開放的、具有現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)功能、教育信息資源共享功能以及教育教學(xué)管理信息交換功能、實現(xiàn)實時視頻信息傳輸?shù)母邘?、低時延的教育信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通過各種教育應(yīng)用平臺和教育資源來為教育管理人員、教學(xué)人員、學(xué)生、家長等人群提供多方面服務(wù)，實現(xiàn)信息發(fā)布、教育管理、教育資源共享、教學(xué)應(yīng)用和數(shù)據(jù)交換等主要功能。14F

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4國家主干網(wǎng)國干省節(jié)點國干省節(jié)點省級教育骨干網(wǎng)省級教育骨干網(wǎng)地市縣城域教育網(wǎng)校園接入網(wǎng)地市縣城域教育網(wǎng)校園接入網(wǎng)區(qū)域教育專網(wǎng)校園網(wǎng)電腦

手機/筆記本/平板

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攝像頭

視頻會議

電子白板

廣播

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打印機

話機

攝像頭

攝像頭

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話機宿舍樓網(wǎng)絡(luò)教學(xué)樓網(wǎng)絡(luò)綜合管理服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體育館網(wǎng)絡(luò)圖2-3教育專網(wǎng)總結(jié)構(gòu)圖2.2.2

區(qū)域教育專網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀目前，區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)還處于發(fā)展階段，據(jù)不完全統(tǒng)計，在全國32個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）中，建成或在建省級教育網(wǎng)的有15個，包含北京市、重慶市、天津市、上海市4個直轄市以及安徽省、云南省、廣東省、河南省、江西省、甘肅省、浙江省、陜西省、江蘇省、西藏自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)11個省和自治區(qū)。在全國333個地級市中，建成或在建市級教育專網(wǎng)89個，主要分布在建有省級教育網(wǎng)的地區(qū)。目前區(qū)域教育專網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀主要呈現(xiàn)以下特點：一是以提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量為主要目的，滿足不斷增長的信息化教學(xué)和管理的需求。如西藏自治區(qū)通過租用運營商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)省級教育專網(wǎng)，滿足教育主管部門對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的需求，實現(xiàn)千兆進(jìn)校、百兆進(jìn)班、互聯(lián)互通、安全可控、無線校園的目標(biāo)。15F

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5二是區(qū)域內(nèi)各級部門、各類學(xué)校的實現(xiàn)互聯(lián)互通。如青島市教育城域網(wǎng)采用統(tǒng)一互聯(lián)網(wǎng)出口，上聯(lián)省級教育骨干網(wǎng)和區(qū)級政務(wù)外網(wǎng)，滿足橫縱向的業(yè)務(wù)需求；通過裸光纖下聯(lián)區(qū)域內(nèi)所有學(xué)校及教育機構(gòu)，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)外數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。三是統(tǒng)一規(guī)劃與管理。如北京東城區(qū)目前已累計完成了48個教育單位共51個網(wǎng)站的建設(shè)，形成網(wǎng)站集群集中管理，學(xué)校分散建設(shè)自行維護(hù)的門戶類網(wǎng)站，納入集群的網(wǎng)站實行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一維護(hù)的管理原則。同時，東城教育城域網(wǎng)內(nèi)部可在骨干節(jié)點、匯聚節(jié)點、校間擴展分布式云部署，對外部也可對接公有云等服務(wù)。四是通過綜合業(yè)務(wù)管理平臺，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的分級分權(quán)管理，提升管理效率和運維質(zhì)量。如成都市教育城域網(wǎng)采用統(tǒng)一組網(wǎng)技術(shù)與建配標(biāo)準(zhǔn)，將全市各級教育行政部門、教育單位、公/民辦中小學(xué)校（園）等內(nèi)部全程光纖聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)市域無縫融合、互聯(lián)互通、高速互訪。通過部署IT綜合業(yè)務(wù)管理平臺，成都市教育城域網(wǎng)實現(xiàn)了整網(wǎng)業(yè)務(wù)可視化和市級、區(qū)縣級的分級分權(quán)管理，讓網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)狀況一目了然，有效提升了管理效率和運維質(zhì)量。五是部分地區(qū)全面推廣全光校園網(wǎng)，保障區(qū)域內(nèi)接入的高校、中小學(xué)網(wǎng)絡(luò)的高速穩(wěn)定，提升教學(xué)數(shù)字化水平。如四川蓬安縣探索了“1+5+3+N”的模式，采用GPON建設(shè)模式布好一張全光網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)教育專網(wǎng)，實現(xiàn)廣覆蓋、高性能、易運維、多任務(wù)大融合。蓬安縣共建立了五大調(diào)控中心，基于光纖網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋的優(yōu)勢，搭建“學(xué)科資源”、“教育管理”和“信息宣傳”的共享平臺，拓展N項應(yīng)用終端。促進(jìn)了城鄉(xiāng)學(xué)校資源共享，提升教學(xué)數(shù)字化和現(xiàn)代化水平，實現(xiàn)了公平教育、統(tǒng)一管理、經(jīng)濟建網(wǎng)三大目標(biāo)。綜上可見，已建成區(qū)域教育專網(wǎng)的城市中，其整體架構(gòu)趨于成熟和完整，但多屬于經(jīng)濟發(fā)達(dá)城市，對于相對落后的地區(qū)來說，在區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)上還有較長的路要走。2.3

區(qū)域教育專網(wǎng)承載的教育業(yè)務(wù)隨著教育應(yīng)用、管理平臺逐漸增多，授課、考試等形式的改變，安防監(jiān)控保障的需求，區(qū)域教育專網(wǎng)承載的教育業(yè)務(wù)越來越多。以下是區(qū)域教育專網(wǎng)承載的教育業(yè)務(wù)匯總圖。16F

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6創(chuàng)設(shè)智聯(lián)教育環(huán)境升級網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間構(gòu)建智慧教學(xué)模式推動平臺開放協(xié)同推動貧困地區(qū)均衡資源發(fā)展普及教學(xué)應(yīng)用推進(jìn)平臺體系建設(shè)促進(jìn)教育數(shù)據(jù)管理優(yōu)化智能評價手段區(qū)域教育專網(wǎng)承載的教育業(yè)務(wù)創(chuàng)新評價應(yīng)用實現(xiàn)家校無邊界溝通探索遠(yuǎn)程在線考評深化管理應(yīng)用建立全方位管理平臺實現(xiàn)考試學(xué)習(xí)分析拓展研訓(xùn)應(yīng)用拓展智慧服務(wù)模式提升教師信息素養(yǎng)支撐全面教學(xué)分析助力教師精準(zhǔn)教研圖2-4區(qū)域智慧教育專網(wǎng)支持的業(yè)務(wù)匯總2.3.1

推進(jìn)平臺體系建設(shè)區(qū)域教育專網(wǎng)將推動各級各類教育平臺融合發(fā)展，構(gòu)建互聯(lián)互通、應(yīng)用齊備、協(xié)同服務(wù)的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺。促進(jìn)教育數(shù)據(jù)管理。在教育系統(tǒng)內(nèi)部署一套教育專網(wǎng)系統(tǒng)，通過統(tǒng)一監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備、終端、服務(wù)器、應(yīng)用系統(tǒng)等設(shè)施，以及通過實名制保證接入終端的合法性及安全性，在安全接入后能夠自動處理管控所有終端，這樣的安排將大大減輕網(wǎng)絡(luò)管理人員的工作量，并能維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中終端資源安全以及整網(wǎng)安全。同時，平臺根據(jù)需求可連接公安等相關(guān)部門，切實保證學(xué)校安全。推動平臺開放協(xié)同。由于數(shù)字校園建設(shè)的階段性、各學(xué)校信息系統(tǒng)自身特點和對數(shù)字校園17F

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7的認(rèn)識偏差等諸多因素，“信息孤島”現(xiàn)象沒有得到根本解決。通過區(qū)域教育專網(wǎng)打通國家級、省級、區(qū)縣及學(xué)校的各級各類資源平臺，建設(shè)基礎(chǔ)信息管理及區(qū)校、多級門戶，涵蓋各級各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)，例如北京東城區(qū)教育云平臺及青島教育e平臺。通過平臺實現(xiàn)學(xué)校資源共建共享共用，通過積極引入高校、教育企業(yè)、機構(gòu)的優(yōu)質(zhì)教育資源，借助社會力量進(jìn)一步豐富資源獲取途徑。升級網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間。區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)將幫助構(gòu)建智慧在線學(xué)習(xí)中心平臺，整合資源，利用云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，推進(jìn)區(qū)域優(yōu)質(zhì)教育資源共建，打造線上線下相結(jié)合的全方位的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間。而基于區(qū)域教育專網(wǎng)統(tǒng)一的教育云底層基礎(chǔ)設(shè)施，可以扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)區(qū)域、學(xué)校兩級分離的局面，實現(xiàn)區(qū)校統(tǒng)一基礎(chǔ)設(shè)施的目標(biāo)。2.3.2

普及教學(xué)應(yīng)用從教學(xué)實踐過程中看，教育專網(wǎng)的實施推動了智慧教學(xué)的開展。創(chuàng)設(shè)智聯(lián)教育環(huán)境。在區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)中，要著力通過信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，進(jìn)行系統(tǒng)性創(chuàng)新。通過“互聯(lián)網(wǎng)+教育”生態(tài)圈的建立，真正助力解決教育發(fā)展中的難點和痛點。區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)有助于創(chuàng)建“智慧校園”模型，拓展“智慧教育”時空維度，解決空間、距離難題。構(gòu)建智慧教學(xué)模式。創(chuàng)新智慧教學(xué)模式，推動基于教學(xué)改革、融合信息技術(shù)的新型教與學(xué)模式變革。區(qū)域教育專網(wǎng)將構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)支持環(huán)境，推進(jìn)技術(shù)開發(fā)與實踐應(yīng)用，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。通過區(qū)域教育專網(wǎng)的支持，可以在學(xué)校建設(shè)多種智慧校園應(yīng)用平臺，智能化地開展課堂教學(xué)，例如雙師課堂、AR/VR教學(xué)、遠(yuǎn)程教學(xué)和同步課堂、遠(yuǎn)程實驗以及教育機器人等智能裝備應(yīng)用。推動貧困地區(qū)資源均衡發(fā)展。為了推動“優(yōu)質(zhì)資源班班通”，加快內(nèi)容建設(shè)與共享，國家提出重點啟動“三個課堂”（專遞課堂、名師課堂、名校網(wǎng)絡(luò)課堂）建設(shè)。而區(qū)域教育專網(wǎng)是有效解決分布在偏遠(yuǎn)地區(qū)中小學(xué)、農(nóng)村教學(xué)點的用網(wǎng)難題，實現(xiàn)所有學(xué)校接入快速穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)的保障。在區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)中，通過改善互聯(lián)互通、可控管理以及合理的帶寬資源利用，保障每個中小學(xué)、教學(xué)點的網(wǎng)絡(luò)安全暢通。18F

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82.3.3

創(chuàng)新評價應(yīng)用在區(qū)域教育專網(wǎng)的幫助下，鼓勵有條件的地區(qū)和學(xué)校探索實現(xiàn)規(guī)?；诰€考試、無紙化考試。優(yōu)化智能評價手段。智能技術(shù)賦能為教育評價變革發(fā)展提供了重要機遇，促進(jìn)智能技術(shù)與教育評價融合創(chuàng)新是深化教育評價改革的必然選擇。基于區(qū)域教育專網(wǎng)，通過大數(shù)據(jù)收集、智能分析和預(yù)測幫助教師針對性的安排教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生知識掌握程度和綜合素質(zhì)發(fā)展情況開展個性化學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生實現(xiàn)最大程度的全面發(fā)展。探索遠(yuǎn)程在線考評。在區(qū)域教育專網(wǎng)的助力下，推動遠(yuǎn)程考試信息化、數(shù)字化、智能化，不斷整合、輸出更多優(yōu)質(zhì)的考試技術(shù)產(chǎn)品，提供更加完整、系統(tǒng)、高效、智能的考試服務(wù)。在考試的科學(xué)命題、閱卷方式、測評方式等方面，區(qū)域教育專網(wǎng)也會助力進(jìn)一步優(yōu)化。如依托區(qū)域教育專網(wǎng)搭建的智能考場管理系統(tǒng)實現(xiàn)實時監(jiān)測和智能識別，實現(xiàn)智能監(jiān)考。實現(xiàn)考試學(xué)習(xí)分析?；诮逃龑＞W(wǎng)高帶寬、低延時的特征，積極推進(jìn)學(xué)校大數(shù)據(jù)在教育教學(xué)評估評價中的應(yīng)用，以“云計算+大數(shù)據(jù)+教育”這種教育云模式為核心，基于各類教學(xué)評價系統(tǒng)工具、移動學(xué)習(xí)終端和師生學(xué)習(xí)空間等采集數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)評價、資源推送、個性化學(xué)習(xí)、體質(zhì)健康監(jiān)測、平安校園等校園智慧管理，對學(xué)生成績綜合診斷以及學(xué)生綜合素質(zhì)評價、教學(xué)質(zhì)量等方面提供優(yōu)化分析評估。2.3.4

拓展研訓(xùn)應(yīng)用以區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)助推教師隊伍建設(shè)，助力提升教學(xué)能力、優(yōu)化教師管理。提升教師信息素養(yǎng)。區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)為教師帶來了更多學(xué)習(xí)進(jìn)步的機會。一方面，可以搭建教師信息技術(shù)能力全員培訓(xùn)、“未來教師”專項培訓(xùn)的在線學(xué)習(xí)空間，引領(lǐng)推動網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用。另一方面，可實行周期性開展教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升培訓(xùn)，對智慧教育規(guī)劃、設(shè)計、推進(jìn)、服務(wù)等進(jìn)行培訓(xùn)，提升教師利用信息化手段提升教學(xué)水平、教研水平，提升其數(shù)據(jù)驅(qū)動的現(xiàn)代教育治理能力及技術(shù)支持能力。助力教師精準(zhǔn)教研。除了服務(wù)于教學(xué)外，教育專網(wǎng)也能助力精準(zhǔn)教研。穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)和全方位的物聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)能夠健全教研機制，啟用網(wǎng)絡(luò)研修平臺，幫助教師進(jìn)一步轉(zhuǎn)變傳19F

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9統(tǒng)的教育模式、提升教學(xué)質(zhì)量。通過增加信息化教研的實踐活動，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，運用現(xiàn)代技術(shù)提供更加多元化的教學(xué)指導(dǎo)方案，進(jìn)一步提升教師的教學(xué)專業(yè)能力。[5]支撐全面教學(xué)分析。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)校也開始使用各種技術(shù)進(jìn)行教學(xué)分析。學(xué)校利用分布在各處的高清攝像頭、傳感器等實現(xiàn)高效精準(zhǔn)的敏感人群檢測、校園安全行為分析，進(jìn)一步高效智能收集教學(xué)數(shù)據(jù)，支持教學(xué)分析。并通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)深度分析數(shù)據(jù)，有效評估學(xué)生的學(xué)業(yè)成就、學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)、心理健康、體質(zhì)狀態(tài)和認(rèn)知水平，幫助教師實現(xiàn)精心設(shè)計、精細(xì)授導(dǎo)、精煉研習(xí)、精準(zhǔn)評估、精益輔導(dǎo)的教學(xué)。2.3.5

深化管理應(yīng)用在學(xué)校的管理運維中，區(qū)域教育專網(wǎng)是一個集成的應(yīng)用系統(tǒng)。實現(xiàn)家校無邊界溝通。區(qū)域教育專網(wǎng)可以使得學(xué)生回家后仍然可以通過設(shè)備自主學(xué)習(xí)老師布置的視頻、音頻等多種形式的作業(yè)，教育活動產(chǎn)生的交互數(shù)據(jù)可以實時反饋到云平臺。通過區(qū)域教育專網(wǎng)，實現(xiàn)學(xué)習(xí)與生活數(shù)據(jù)共享，使學(xué)校、家長能及時而準(zhǔn)確地獲取教育信息，提高教學(xué)、教育管理水平和效率，打破家校溝通壁壘，真正實現(xiàn)家校共育。建立全方位管理平臺?；趨^(qū)域教育專網(wǎng)中移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)打造全方位管理平臺，實現(xiàn)一級部署、兩級分層分權(quán)管理、三級應(yīng)用的模式。平臺也將針對不同層次的用戶，整合不同的功能和數(shù)據(jù)視圖，通過系統(tǒng)平臺，優(yōu)化教育管理的手段，提升管理效能。拓展智慧服務(wù)模式。在數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)之上，構(gòu)建智慧區(qū)域教育專網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)平臺，以微服務(wù)技術(shù)框架為主導(dǎo)，打造區(qū)級教育政務(wù)網(wǎng)上辦事服務(wù)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能到應(yīng)用智能的服務(wù)提升，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)多跑腿，用戶少跑路”的服務(wù)機制，真正提升區(qū)級教育信息化服務(wù)水平，實現(xiàn)政務(wù)校務(wù)一體化服務(wù)。區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)的必要性2.4教育專網(wǎng)是建設(shè)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，而區(qū)域教育專網(wǎng)在教育專網(wǎng)的整體建設(shè)中承擔(dān)著重要的聯(lián)接作用。建設(shè)高質(zhì)量的區(qū)域教育專網(wǎng)對推動教育信息化高質(zhì)量發(fā)展有著重大意義。20F

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0（1）區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)有利于提升教育信息化應(yīng)用水平隨著信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學(xué)全過程，各類信息化教學(xué)應(yīng)用和教育管理信息化系統(tǒng)不斷創(chuàng)新發(fā)展。從優(yōu)質(zhì)資源班班通、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間人人通到“三個課堂”再到智慧教育示范區(qū)建設(shè)；從教育業(yè)務(wù)管理到大數(shù)據(jù)支撐下的教育業(yè)務(wù)管理，各類為教育服務(wù)的應(yīng)用和系統(tǒng)的升級與發(fā)展，都需要在區(qū)域內(nèi)形成統(tǒng)一的、自主的管理模式和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。這就需要區(qū)域教育專網(wǎng)作為管理各類教育業(yè)務(wù)的支撐，同時為各類信息化教學(xué)應(yīng)用、信息化教育系統(tǒng)提供一個更安全、高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。（2）區(qū)域教育專網(wǎng)是實現(xiàn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必然要求區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)是加快實現(xiàn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建設(shè)國家智慧教育公共服務(wù)平臺的關(guān)鍵。當(dāng)前，國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動全面啟動，教育的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成必然趨勢。不過數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要關(guān)鍵技術(shù)的支撐，從底層突破“卡脖子”技術(shù)，而區(qū)域教育專網(wǎng)就是其中重要一環(huán)。要實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型就必須以區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)為抓手，進(jìn)一步推進(jìn)信息技術(shù)與教育的深度融合，轉(zhuǎn)換教育發(fā)展動力結(jié)構(gòu)，打造更加公平、更有質(zhì)量、更加美好的未來教育。（3）區(qū)域教育專網(wǎng)有望進(jìn)一步縮小區(qū)域間的數(shù)字鴻溝盡管目前教育信息化建設(shè)在一定程度上已取得了諸多成績，但由于我國地域遼闊，區(qū)域、城鄉(xiāng)、校際間仍存在數(shù)字鴻溝。消除數(shù)字鴻溝一方面需要有高質(zhì)量的信息公路來滿足教育網(wǎng)絡(luò)需求，另一方面也需要互聯(lián)互通的區(qū)域教育網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃來提供保障。建設(shè)高質(zhì)量的區(qū)域教育專網(wǎng)能保障每個教學(xué)點的網(wǎng)絡(luò)安全暢通，同時有效解決分布在偏遠(yuǎn)地區(qū)中小學(xué)、農(nóng)村教學(xué)點的用網(wǎng)難題，實現(xiàn)所有學(xué)校接入快速穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)，切實解決數(shù)字鴻溝的問題。（4）區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)有利于進(jìn)一步實現(xiàn)教育公平近年來，中西部教育和農(nóng)村教育得到明顯增強，但各區(qū)域發(fā)展水平存在明顯的差距，教育發(fā)展不均衡問題仍不容忽視。特別是在疫情期間，偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)問題毫無保留地暴露出來，也凸顯出城鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)差距之大。建設(shè)區(qū)域教育專網(wǎng)，一方面從頂層設(shè)計開始，確保優(yōu)質(zhì)教育資源的全局規(guī)劃、協(xié)同調(diào)配、最大范圍共享；另一方面，偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到保障，讓優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源、優(yōu)秀師資通過網(wǎng)絡(luò)跨越空間距離的限制，使得農(nóng)村學(xué)校（教學(xué)點）能夠開齊開足開好課，提升教學(xué)水平。（5）區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)有利于各地區(qū)對教育網(wǎng)絡(luò)的自主管控教育專網(wǎng)作為教育信息化公共支撐環(huán)境的重要組成部分，其中一個非常重要的屬性就是需要擁有自主管理的自治網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)對各個地區(qū)擁有自主管控的教育網(wǎng)絡(luò)具21F

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1有重要意義。一方面，各級教育資源服務(wù)平臺可以通過統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)平臺全部接入?yún)^(qū)域教育專網(wǎng)，這樣教育部門就有了獨立管轄權(quán)，可進(jìn)行端到端的質(zhì)量監(jiān)測和措施保障。另一方面，建設(shè)區(qū)域教育專網(wǎng)，也是在各個地區(qū)實現(xiàn)教育專網(wǎng)從技術(shù)上改善互聯(lián)互通、可控管理，破解當(dāng)前教育網(wǎng)絡(luò)因管控不自由、服務(wù)非獨立等方面所導(dǎo)致的現(xiàn)實困境。（6）區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)有利于提供綠色、健康、安全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)目前大部分中小學(xué)直接接入公共互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)開發(fā)的教育資源大部分也分散存儲在公網(wǎng)上，沒有嚴(yán)格的統(tǒng)一管理和篩選機制，無法為未成年人提供綠色、健康、安全的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間。區(qū)域教育專網(wǎng)可通過對網(wǎng)絡(luò)治理關(guān)鍵要素IP地址、域名、網(wǎng)關(guān)的統(tǒng)一規(guī)范管控，采取更高要求的安全防護(hù)措施和真實源地址認(rèn)證等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)與公共互聯(lián)網(wǎng)的相對隔離和優(yōu)質(zhì)資源輸送，為青少年接受基礎(chǔ)教育提供健康、文明、有序的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。22F

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2F5G區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)的價值3.1

區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)存問題目前有的區(qū)域已有城域網(wǎng)，但由于網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，維護(hù)和管理不到位，正在面臨著網(wǎng)絡(luò)改造問題；有的區(qū)域只是部分學(xué)?；ヂ?lián)，大多數(shù)學(xué)校還沒有實現(xiàn)與城域網(wǎng)互連。綜合來看，目前我國區(qū)域教育專網(wǎng)還有存在以下問題：（1）接入網(wǎng)絡(luò)缺乏統(tǒng)一規(guī)范和管理一些區(qū)域性教育網(wǎng)絡(luò)由各地自行建設(shè)，規(guī)范程度和覆蓋范圍不一，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差異較大，半數(shù)以上的區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和接入能力不能滿足當(dāng)?shù)亟逃虒W(xué)的發(fā)展需求。因此，從全國范圍來看，現(xiàn)階段，我國基礎(chǔ)教育網(wǎng)絡(luò)只是解決了各單位上互聯(lián)網(wǎng)的問題，由于缺乏統(tǒng)一規(guī)范和管理，跨區(qū)、跨校網(wǎng)絡(luò)連通的穩(wěn)定性和暢通性難以持續(xù)保障，教育資源統(tǒng)一調(diào)度分發(fā)難以實現(xiàn)，用戶上網(wǎng)行為無法有效監(jiān)控等問題還未解決，導(dǎo)致教育單位不能獲得滿足教育教學(xué)應(yīng)用需求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。（2）優(yōu)質(zhì)教育資源匯聚共享不充分由于教育專網(wǎng)覆蓋范圍和接入能力不足，教師獲取教育資源的途徑非常局限。除了幾個區(qū)域性教育網(wǎng)絡(luò)水平較好的地區(qū)外，其他地區(qū)的教育資源基本都分散存儲在公網(wǎng)上，跨多個運營商；受制于帶寬保障、互聯(lián)互通等因素，跨地域、持續(xù)的雙向視頻課堂教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)時延和穩(wěn)定性達(dá)不到滿足教學(xué)應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量要求，造成“一校帶多點、一校帶多?！钡瘸墒斓男畔⒒瘧?yīng)用模式得不到全面推廣，很多中小學(xué)，尤其是邊遠(yuǎn)地區(qū)中小學(xué)還主要采取教師先下載，再給學(xué)生講解的方式。（3）網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字資源安全管控薄弱目前，基礎(chǔ)教育網(wǎng)絡(luò)主要依托公共互聯(lián)網(wǎng)，而公共互聯(lián)網(wǎng)是一個完全開放的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。雖然國家和部分地區(qū)對基礎(chǔ)教育網(wǎng)絡(luò)和資源的可管可控開展了有益嘗試，例如國家出臺首個規(guī)范管理教育APP的文件即《關(guān)于引導(dǎo)規(guī)范教育移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用有序健康發(fā)展的意見》，同時北京、江西、云南、新疆等地要求所有教學(xué)資源必須經(jīng)過審查才能放在資源中心使用，但全面、有效解決網(wǎng)絡(luò)和教育資源可管可控的管理機制尚沒有形成。（4）無法有效支撐教育信息化應(yīng)用水平的提升“專遞課堂”“名師課堂”“名校網(wǎng)絡(luò)課堂”等同步異地教學(xué)，基于智能錄播技術(shù)的同儕研修、跨區(qū)域教師網(wǎng)絡(luò)研修，基于物聯(lián)網(wǎng)、移動通訊技術(shù)的遠(yuǎn)程實驗教學(xué)，以及基于VR/AR的虛擬仿24F

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4真實驗教學(xué)等是智能時代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合的代表性創(chuàng)新應(yīng)用，對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量也提出了更高的要求。然而，現(xiàn)階段的教育網(wǎng)絡(luò)水平不能滿足高帶寬、低延遲的教育教學(xué)信息化需求，這使得信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融合無法深入、全面開展，更加難以適應(yīng)新時代對教育信息化應(yīng)用水平提出的要求。（5）網(wǎng)絡(luò)運維不規(guī)范，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化教育專網(wǎng)運維管理工作是切實保障教育專網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行，維護(hù)師生合法權(quán)益的關(guān)鍵，但目前在區(qū)域教育專網(wǎng)的運維上還存在一些問題。這一問題首先表現(xiàn)在軟實力支撐上，部分區(qū)域并未切實保障網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員的數(shù)量以及經(jīng)費投入，在加強網(wǎng)絡(luò)安全和專業(yè)技能培訓(xùn)，提高網(wǎng)絡(luò)運維管理人員整體素質(zhì)上還需進(jìn)一步改進(jìn)。其次，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大，數(shù)據(jù)中心設(shè)備不斷擴容，有的教育信息中心引入專業(yè)運維公司，輔助信息中心進(jìn)行數(shù)據(jù)中心的日常運維保障工作。但無論是自行運營還是引入運營公司的形式，都缺乏一套規(guī)范機制保證運營過程標(biāo)準(zhǔn)化。3.2

F5G全光網(wǎng)的概述與價值3.2.1

F5G全光網(wǎng)的概述F5G即第五代固定網(wǎng)絡(luò)，是我國新基建的重要組成部分和基礎(chǔ)，5G、特高壓、城際高速鐵路、城市軌道交通等應(yīng)用領(lǐng)域，都需要由F5G全光基礎(chǔ)設(shè)施來提供支持。F5G是新基建之基，也是構(gòu)建智能互聯(lián)時代的鑰匙。與前幾代固定接入技術(shù)相比，F(xiàn)5G具備了超大帶寬（eFBB，enhanced

?xed

broadband），全光連接（FFC，full-?ber

connection）和確定性體驗（GRE，guaranteed

reliable

experience）三個關(guān)鍵特征，其代表性的技術(shù)包括10G-PON技術(shù)和Wi-Fi6

技術(shù)、光業(yè)務(wù)單元OSU（Optical

Service

Unit）等。其中基于OSU的端到端傳輸框架是管道感知層最重要的關(guān)鍵技術(shù)。F5G全光網(wǎng)分為全光傳送網(wǎng)絡(luò)（OTN）和全光接入網(wǎng)絡(luò)。F5G全光傳送網(wǎng)絡(luò)作為承接網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)接到數(shù)據(jù)中心和云平臺，為其他新型基礎(chǔ)設(shè)施提供大帶寬、低時延、高可靠的網(wǎng)絡(luò)入口和高速管道；F5G全光接入網(wǎng)絡(luò)和5G構(gòu)建雙千兆網(wǎng)絡(luò)，共同實現(xiàn)了個人終端、家庭、企業(yè)、桌面、物聯(lián)網(wǎng)IoT的全面接入。相比于傳統(tǒng)的各種高能耗的銅線技術(shù)，全光接入網(wǎng)是一種低能25F

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5耗高效率的先進(jìn)技術(shù)。另外，F(xiàn)5G全光綠色網(wǎng)絡(luò)采用的無源分光器無需供電，可以部署于任意位置，可考慮取消或者減少弱電間的空間，也可減少原位于弱電間的電源設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等，實現(xiàn)了節(jié)能減排，促進(jìn)了綠色低碳的發(fā)展。[6]

因此，F(xiàn)5G全光綠色網(wǎng)絡(luò)理應(yīng)成為智慧城鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的首要選擇。F5G全光網(wǎng)在支持區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)中扮演著助推者與支持者的角色，其具備的特點與區(qū)域教育專網(wǎng)所要達(dá)到的建設(shè)目標(biāo)不謀而合（如圖3-1）。圖3-1F5G全光網(wǎng)所支持的區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)基于F5G全光網(wǎng)建設(shè)的區(qū)域教育專網(wǎng)將達(dá)到高速、便捷、綠色和安全的建設(shè)目標(biāo)，將以光纖為傳輸介質(zhì)，利用光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，連接本行政區(qū)域內(nèi)各學(xué)校和其它教育機構(gòu)局域網(wǎng)，以及地市教育局、區(qū)域教育平臺、區(qū)縣教育局等OTN節(jié)點，同時校園接入網(wǎng)可以包括中心學(xué)校OLT、教學(xué)點分光器和校園接入ONU等。3.2.2

F5G全光網(wǎng)的價值F5G技術(shù)對區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）F5G全光網(wǎng)提供更可靠的網(wǎng)絡(luò)保障區(qū)域教育專網(wǎng)從內(nèi)涵上講是一張邏輯專網(wǎng)，但它的各層次結(jié)構(gòu)都離不開物理網(wǎng)絡(luò)的支持。目前，各區(qū)域的教育物理網(wǎng)絡(luò)都存在網(wǎng)絡(luò)延遲、穩(wěn)定性差等問題，用F5G技術(shù)建設(shè)一張安全可26F

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6靠的物理網(wǎng)絡(luò)能很好的解決上述問題，也是支持區(qū)域教育專網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的重要突破。F5G全光網(wǎng)通過末端的Wi-Fi6等無線技術(shù)，在大多數(shù)情況下已經(jīng)在實質(zhì)上成為了無線網(wǎng)，即固定網(wǎng)在末端進(jìn)行了無線延伸，具體表現(xiàn)為以10G-PON

+

Wi-Fi6為基礎(chǔ)的千兆寬帶接入網(wǎng)絡(luò)。新基建下的F5G具備更大帶寬、更低時延以及更穩(wěn)定、更安全、更可靠的網(wǎng)絡(luò)特性，不僅可滿足公網(wǎng)的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接與信息服務(wù)的新需求，也可以運用于教育專網(wǎng)，促進(jìn)教育專網(wǎng)的發(fā)展。（2）F5G全光網(wǎng)助力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)極簡目前，在一些區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，由于分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的瓶頸，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的部署和管理非常困難。很多地區(qū)都提出了希望能簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如青島市智慧教育示范區(qū)相關(guān)負(fù)責(zé)人提出“盡量簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，除必要安全管控外不做額外建設(shè)”的訴求。而F5G全光網(wǎng)絡(luò)可簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時也能支撐校園網(wǎng)流量的爆炸式增長，滿足未來校園網(wǎng)虛擬化和云計算的帶寬需求。具體來說，F(xiàn)5G全光網(wǎng)基于上下對稱萬兆PON網(wǎng)絡(luò)，支持DBA動態(tài)帶寬調(diào)整，用戶平均帶寬可達(dá)1000M，最大可實現(xiàn)萬兆接入，如果利用其搭建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以大大改善各教學(xué)區(qū)上網(wǎng)體驗。并且，F(xiàn)5G全光網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到兩層極簡架構(gòu)，業(yè)務(wù)一跳入云，因此，能大大降低網(wǎng)絡(luò)時延，并且無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）安全可靠，可以保證高效可靠數(shù)據(jù)傳輸。（3）F5G全光網(wǎng)提高網(wǎng)絡(luò)安全管理F5G全光園區(qū)一般采取簡化管理，OLT、ONU、Wi-Fi終端多種接入設(shè)備可在一張網(wǎng)絡(luò)上統(tǒng)一管理，為維護(hù)者提供運維可視化管理，為使用者提供體驗可視化管理。F5G技術(shù)可以簡化網(wǎng)絡(luò)層次，業(yè)務(wù)可以直達(dá)數(shù)據(jù)中心，為未來的拓展提供了良好的空間，同時順應(yīng)光進(jìn)銅退的發(fā)展趨勢，不再受制于距離的限制，無源的網(wǎng)絡(luò)使得網(wǎng)絡(luò)扁平化，無需弱電機房、供電及運維，綠色安全，運維節(jié)點減少60%，運維效率提升50%。同時實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的使用情況，主動識別用戶和業(yè)務(wù)的體驗問題，發(fā)現(xiàn)潛在故障并識別根因，最終給出修復(fù)建議甚至自動修復(fù)，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的變化趨勢，提前分析、預(yù)測網(wǎng)絡(luò)問題及升級擴容需求。（4）F5G全光網(wǎng)支持智能可靠的網(wǎng)絡(luò)部屬傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機網(wǎng)絡(luò)的綜合布線中，核心交換機部署于核心機房，匯聚交換機和接入交換機通常部署于弱電間，核心交換機和匯聚交換機之間，匯聚交換機和接入交換機之間都是采用光纖進(jìn)行連接，但是從弱電間到工作區(qū)域之間的水平布線采用的是水平電纜。而F5G全光網(wǎng)絡(luò)的綜合布線主要是采用光纖。核心交換機和OLT部署于核心機房，弱電間只部署無源分光器，從核心機房到樓宇／樓層弱電間采用光纖進(jìn)行連接。ONU設(shè)備部署于工作區(qū)域，從弱電間到工作區(qū)域之間的水平布線采用單模光纖進(jìn)行布線，這就使其部署結(jié)構(gòu)具備了簡架構(gòu)、易演進(jìn)、智能運維和高可靠等特性。27F

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7區(qū)域智慧教育專網(wǎng)的建設(shè)4.1

區(qū)域教育專網(wǎng)配套要素2021年7月教育部等六部門印發(fā)的《意見》中提出“平臺體系新型基礎(chǔ)設(shè)施”、“數(shù)字資源新型基礎(chǔ)設(shè)施”、“可信安全新型基礎(chǔ)設(shè)施”等重點建設(shè)方向。建設(shè)教育專網(wǎng)和“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺，為教育高質(zhì)量發(fā)展提供數(shù)字底座；匯聚生成優(yōu)質(zhì)資源，推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革；建設(shè)物理空間和網(wǎng)絡(luò)空間相融合的新校園，拓展教育新空間；開發(fā)教育創(chuàng)新應(yīng)用，支撐教育流程再造、模式重構(gòu)；提升全方位、全天候的安全防護(hù)能力，保障廣大師生切身利益。區(qū)域教育專網(wǎng)的建設(shè)中，有以下幾個配套要素，如圖4-1所示。圖4-1區(qū)域教育專網(wǎng)配套要素4.1.1

數(shù)據(jù)中心建設(shè)數(shù)據(jù)中心定義為擁有完善設(shè)備、專業(yè)化管理、完善應(yīng)用的服務(wù)平臺，能夠提供資源整合、數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡(luò)搭建等服務(wù)。區(qū)域教育專網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)并非簡單地將各種硬件設(shè)備集成在一起，也不僅僅是存儲數(shù)據(jù)的中心，更重要的是數(shù)據(jù)流通和各種數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)的中心，數(shù)據(jù)中心建設(shè)在規(guī)劃時應(yīng)保證具備合理可擴展的系統(tǒng)架構(gòu)、豐富的信息資源、安全可靠的機房設(shè)施、完善的管理機制，讓數(shù)據(jù)中心真正有效地服務(wù)于教育信息化。數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理的基礎(chǔ)是具有合理的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)來以保證數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。基于智能時代數(shù)據(jù)中心新內(nèi)涵，構(gòu)建了數(shù)據(jù)中心體系架構(gòu)，包含五個層次：29F

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物理層。作為數(shù)據(jù)中心底層，物理層提供的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)是數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)功能。②

控制層。控制層通過數(shù)據(jù)治理的手段提升數(shù)據(jù)質(zhì)量、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化并確保數(shù)據(jù)安全。③

業(yè)務(wù)層。業(yè)務(wù)層是數(shù)據(jù)中心與業(yè)務(wù)流程的交互部分。數(shù)據(jù)自業(yè)務(wù)層采集，經(jīng)由物理層存儲與控制層治理后，同步更新至業(yè)務(wù)流程中，形成良性循環(huán)。同時，業(yè)務(wù)層還能得到應(yīng)用層智能數(shù)據(jù)服務(wù)的支持。④

應(yīng)用層。應(yīng)用層將外部數(shù)據(jù)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)計算分析能力歸納、下沉并匯聚，形成統(tǒng)一高效的智能計算分析核心，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)能力開放并支持外部應(yīng)用。⑤

邏輯層。邏輯層定義了數(shù)據(jù)中心設(shè)計建設(shè)與運行的指導(dǎo)理論。[7]邏輯層以數(shù)據(jù)為中心數(shù)據(jù)戰(zhàn)略頂層設(shè)計數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理機構(gòu)數(shù)據(jù)運維技術(shù)部門支持系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)能力開放應(yīng)用層利用智能計算分析業(yè)務(wù)層數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)高可靠數(shù)據(jù)治理數(shù)據(jù)質(zhì)量管理數(shù)據(jù)存儲同步采集控制層物理層數(shù)據(jù)安全高可管業(yè)務(wù)流程高可用圖4-2數(shù)據(jù)中心體系架構(gòu)4.1.2

資源平臺建設(shè)教育資源逐漸成為教育信息化建設(shè)中的重點和核心。數(shù)字化資源包含在線課程、數(shù)字化教材、課例、課件、教學(xué)設(shè)計、文獻(xiàn)資源等多種案例、文本。數(shù)字化教育資源服務(wù)是以數(shù)字形態(tài)的教育資源內(nèi)容為基礎(chǔ)，以各級各類教育平臺為依托，以各類用戶的教與學(xué)需求為目標(biāo)，使用戶能夠便捷地從各類資源對象中獲取資源內(nèi)容、開展資源共享、應(yīng)用資源服務(wù)等活動。[8]資源平臺需建設(shè)覆蓋全國、多級分布、實名認(rèn)證的教育網(wǎng)絡(luò)與教育資源融合服務(wù)調(diào)度平臺，實現(xiàn)國家、省、市各級教育資源之間高速、低時延交換，促進(jìn)各類優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享，保證教育資源能夠快捷地送達(dá)到每一個需要的地區(qū)、學(xué)校以及師生。主要建設(shè)內(nèi)容包括：30F

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0（1）資源匯聚，各級教育資源服務(wù)平臺應(yīng)全部接入教育專網(wǎng)，實現(xiàn)教育資源平臺互聯(lián)互通，教育資源、教育數(shù)據(jù)全網(wǎng)共享。（2）實名認(rèn)證，各級教育專網(wǎng)應(yīng)建設(shè)上網(wǎng)認(rèn)證系統(tǒng)，所有學(xué)生、老師訪問教育資源，均需身份實名認(rèn)證。（3）建立資源準(zhǔn)入、評價機制，加強對數(shù)字教育資源的數(shù)量、質(zhì)量和應(yīng)用情況的監(jiān)測評價。（4）過程記錄，數(shù)據(jù)匯聚。實現(xiàn)各平臺之間大數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，形成便捷高效的信息化教學(xué)環(huán)境，為大數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)。（5）按需建設(shè)，運營規(guī)范。根據(jù)實際情況，系統(tǒng)選擇性建設(shè)，達(dá)成因材施教的智慧人才培養(yǎng)目標(biāo)，制定項目建設(shè)和運營的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。4.1.3

安全防護(hù)建設(shè)教育專網(wǎng)在與公網(wǎng)暢通互聯(lián)的基礎(chǔ)上，保證教育專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全，以及網(wǎng)內(nèi)信息內(nèi)容的綠色、健康、安全?？紤]到建立教育專網(wǎng)主要是為全國3億中小學(xué)生，以及相應(yīng)的中小學(xué)教職員工提供服務(wù)，網(wǎng)內(nèi)有大量視頻，文字等教育資源，教育專網(wǎng)的安全防護(hù)設(shè)計包括三部分內(nèi)容：（1）網(wǎng)內(nèi)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施對網(wǎng)內(nèi)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，包括國家主干網(wǎng)、省級網(wǎng)、DNS域名解析服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等進(jìn)行防護(hù)。需要按照國家等級保護(hù)2.0的要求，從安全計算環(huán)境、安全區(qū)域邊界、安全通信網(wǎng)絡(luò)等方面進(jìn)行系統(tǒng)防護(hù)。對于省網(wǎng)以下的城域網(wǎng)，以及中小學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，主要依靠學(xué)校和地區(qū)自行進(jìn)行安全防護(hù)。在教育專網(wǎng)與公網(wǎng)的互聯(lián)點上部署DDoS監(jiān)測及流量清洗設(shè)備、流量分析設(shè)備以及入侵檢測設(shè)備，防止外網(wǎng)對內(nèi)網(wǎng)的攻擊行為。（2）網(wǎng)內(nèi)信息資源對網(wǎng)內(nèi)信息資源防護(hù)，主要是對網(wǎng)內(nèi)的教育資源，包括教學(xué)視頻、文檔、學(xué)生和教師個人信息等進(jìn)行安全防護(hù)。對上述信息資源的防護(hù)主要做到：第一，數(shù)據(jù)安全，避免出現(xiàn)非授權(quán)訪問；第二，內(nèi)容審計，部署安全審計設(shè)備和資產(chǎn)探測設(shè)備，保證教學(xué)資源中沒有違法違規(guī)的內(nèi)容；第三，應(yīng)用備案，根據(jù)教育部等八部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于引導(dǎo)規(guī)范教育移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用有序健康發(fā)展的意見》要求，對所有教育APP實施備案管理。31F

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1（3）接入教育專網(wǎng)的用戶對于接入教育專網(wǎng)的用戶，需要建立專網(wǎng)統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)，該系統(tǒng)依托于省域網(wǎng)、城域網(wǎng)建設(shè)的統(tǒng)一身份認(rèn)證和資源共享基礎(chǔ)設(shè)施（CARSI），將中小學(xué)學(xué)生學(xué)籍和教育行政部門的管理信息系統(tǒng)從底層打通，為各個中小學(xué)的學(xué)生和教職員工提供統(tǒng)一的真實身份接入專網(wǎng)認(rèn)證。各省級專網(wǎng)也需要建設(shè)安全管理中心，從安全管理、審計管理、集中管控三個方面進(jìn)行安全管理。F5G區(qū)域教育專網(wǎng)新基建架構(gòu)4.22020年3月，備受關(guān)注的“新基建”被首次寫入國家政府工作報告?！靶禄ā卑箢I(lǐng)域：一是信息基礎(chǔ)設(shè)施；二是融合基礎(chǔ)設(shè)施；三是創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施。其中，信息基礎(chǔ)設(shè)施是以5G和F5G為代表的信息技術(shù)演化生成的基礎(chǔ)設(shè)施，是融合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)，也是創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不可或缺的支撐底座。F5G全光網(wǎng)分為全光傳送網(wǎng)絡(luò)和全光接入網(wǎng)絡(luò)。F5G全光傳送網(wǎng)絡(luò)作為承接網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)接到數(shù)據(jù)中心和云平臺，為其他新型基礎(chǔ)設(shè)施提供大帶寬、低時延、高可靠的網(wǎng)絡(luò)入口和高速管道。4.2.1

省級教育骨干網(wǎng)在省級骨干教育網(wǎng)中，使用OTN技術(shù)實現(xiàn)省-市教育節(jié)點、資源平臺、數(shù)據(jù)中心、科研設(shè)施互聯(lián)，在多個節(jié)點間建設(shè)OTN環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享?？梢圆捎?8波/96波*100G/200G傳輸帶寬，滿足與數(shù)據(jù)中心之間大帶寬業(yè)務(wù)需求，大帶寬資源池，無需新增光纜，通過擴容板卡即可平滑升級演進(jìn)，同時提供多種網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式，高可靠、易運維，滿足教育信息化的長遠(yuǎn)需求。F5G省教育骨干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖4-3所示。32F

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2圖4-3省教育骨干網(wǎng)4.2.2

地市區(qū)縣教育城域網(wǎng)在地市區(qū)縣教育城域網(wǎng)中，F(xiàn)5G全光網(wǎng)可以有兩種方案建設(shè)教育城域網(wǎng)：一種是通過OTN技術(shù)，它特有的長距離傳輸能力能連接多個區(qū)縣教育局、學(xué)校，為區(qū)域公共教育資源平臺（以及容災(zāi)備份）、教育數(shù)據(jù)中心、教研機構(gòu)、考試中心等教育局及其下屬機構(gòu)之間構(gòu)建快速、穩(wěn)定城域傳送專網(wǎng)，專網(wǎng)專用滿足安全等保要求。另一種是采用PON技術(shù)，通過在教育局部署OLT，通過長距光模塊，把一根光纖拉到教育局下的某一所中小學(xué)校，通過一根光纖接入多個ONU，把所有中小學(xué)校的通信信號全部匯到教育局，這種解決方案具有較高的建網(wǎng)性價比。F5G地市縣教育城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示。如圖4-4所示。33F

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3NGFW防火墻BRAS統(tǒng)一認(rèn)證城域核心交換機區(qū)域教育數(shù)據(jù)中心區(qū)域教育數(shù)據(jù)中心核心OTN核心OTN40/48波*10G/100GOTN城域環(huán)網(wǎng)城域OTN環(huán)網(wǎng)區(qū)教育局區(qū)中心校城域匯聚OLT城域光纖鏈路40~60KM直屬學(xué)校/鄉(xiāng)鎮(zhèn)普通學(xué)校分光器重點學(xué)校OLT鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心學(xué)校OLT鄉(xiāng)村學(xué)校分光器鄉(xiāng)村學(xué)校分光器全光校園接入樓層分光器樓層分光器教室ONU無線AP教室ONU教室ONU教室ONU教室ONU教室ONU辦公監(jiān)控廣播無線AP錄播無線AP錄播無線AP錄播無線AP錄播圖4-4F5G地市區(qū)縣教育城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.2.3

校園接入網(wǎng)在校園接入網(wǎng)中，基于F5G的校園網(wǎng)可為用戶提供融合的數(shù)據(jù)、語音、視頻及其他智能化系統(tǒng)業(yè)務(wù)，是以單模光纖為介質(zhì)，采用了10G-GPON(兼容GPON)、Wi-Fi6為主的第五代固定接入技術(shù)構(gòu)建的局域網(wǎng)絡(luò)。F5G全光校園網(wǎng)主要的核心設(shè)備包括局端設(shè)備OLT、光分配網(wǎng)絡(luò)ODN、終端設(shè)備ONU等。F5G全光校園網(wǎng)主要采用的是F5G無源光局域網(wǎng)（POL）技術(shù)、OLT設(shè)備和ONU設(shè)備通過無源的分光器（也叫光分路器）實現(xiàn)P2MP的連接?；贔5G的全光校園網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖4-5所示。34F

5

G

區(qū)

域

智

慧

教

育

專

網(wǎng)

白

皮

書3

4CIS日志審計

上網(wǎng)行為管理防火墻校園網(wǎng)核心數(shù)據(jù)中心交換機BRAS沙箱DDoS

IPS入侵防御iMasterNCEe

Sight核心交換機XXKM網(wǎng)絡(luò)管理InsightOLT光線路終端AC控制器WDM/OTNWDM/OTN

其它校區(qū)核心交換機室外光纜樓層弱電間室內(nèi)光纜2:N分光器2:N分光器2:N分光器2:N分光器2:N分光器校園場景ONU-POE光網(wǎng)絡(luò)單元-帶POEONU-POEONUONU-POEONU-SFP

室外ONUONU-WI-FI無線AP

電子白板

錄像攝像頭

廣播系統(tǒng)

多媒體中控智慧教室無線AP

辦公PC

會議系統(tǒng)智慧辦公傳真無線AP

便攜PC全光宿舍便攜PC無線AP

室內(nèi)攝像頭

無線AP

室外攝像頭無線校園/平安校園等圖4-5基于F5G的全光校園網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)4.3

F5G區(qū)域教育專網(wǎng)建設(shè)案例4.3.1

四川蓬安縣F5G全光網(wǎng)案例為了提升基礎(chǔ)教育的質(zhì)量，為全縣孩童提供公平優(yōu)質(zhì)的教育機會，四川蓬安縣教育科技和體育局從2015年開始啟動新一輪教育信息化項目，探索了“1+5+3+N”的模式?！?+5+3+N”的模式中采用G