摘要：教育是国家振兴、民族进步的基石，努力让每个孩子都能享有公平而有质量的教育是习近平总书记在党的十九大报告中的重要指示。随着5G基础设施建设的快速推进以及5G产业链的日趋成熟，5G+全息教学方案提供了一种跨越时空、现场级交互的新的教学形式。本文主要介绍了5G+ 全息教学方案的总体架构，并从拍摄系统、传输系统以及演播系统三个方面介绍了方案的主要构成，并对方案的应用场景进行了简述。

本文为（节选）

全文刊登于2021年第6期《广播电视网络》

原标题：广电5G+全息教学方案探索

文/冒海波 陈起 苗建民/江苏有线技术研究院有限公司

1.引言

为了促进教育资源平衡发展，解决优秀教师跨地域完成授课，确保授课形式更加形象多样，通过利用具有低时延、高带宽特点的广电5G+全息教学将成为提升我国教育平均水平的重要手段之一。全息教学通过5G网络的传输，集终端、应用系统、平台、内容于一体，可以使优质的教学资源远距离传输到网络可达的任何地方，打造双师异地互动教学模式，全面推进互联网模式下的精准扶智，实现公平且有质量的全面教育，促进国内教育资源优质均衡发展。

2.广电5G+全息教学

整体架构

广电5G+全息教学结合广电5G网络独特优势，利用5G MEC多业务处理能力，依靠5G智慧教育云平台，面向教师和学生打造跨区域、名师共享的“云、网、边、端”一体化特色教育体系。通过该系统，可以带来跨越时空、现场级交互的远程教学，促进优质资源下沉、共享。系统主要包括拍摄、传输以及演播三个子系统。

3.拍摄系统

拍摄需要在标准的摄影棚完成，但是场景搭建及灯光需要特别设置，以营造全息的视觉效果。系统的硬件组成如下：

（1）4K摄影机

（2）拾音器

（3）灯光

（4）背景和地板

（5）音响

（6）显示器

（7）CPE

4.传输系统

传输系统主要采用广电5G网络完成视频数据的上传和下载。为了更好地保障全息视频展示效果，可以重点利用5G网络的两个独特技术优势。

（1）MEC（边缘计算）技术

相对于其他网络，5G技术在初始架构上便可以更好地支持MEC，通过灵活地插入到网络不同节点，使5G整体网络架构更动态、更灵活。利用MEC还可实现高可靠和低时延组网、分级服务质量保证、海量应用终端管理、业务数据实时缓存加速和计算、业务容器服务以及网络能力全面开放等基础能力，并可根据实际应用要求提供多层级边缘计算架构，为全息教学业务提供可靠、智能、实时的端到端服务。另外，通过MEC技术还可以对老师、家长以及学生的隐私数据进行本地化处理与存储，从而保证用户数据安全。

（2）切片技术

利用MEC+切片的网络技术，可以使广电5G+全息教学实现端到端网络服务管理。网络切片技术为全息教学业务在同一个物理链路之上构建出一个虚拟的、专用的、隔离的以及按需定制的逻辑网络，从而满足全息教学业务对网络承载能力的要求(如带宽、时延、连接数等)。

5.演播系统

全息效果通过演示包中的透明全息屏幕营造出来，再加上舞台及灯光的效果，就可以让观众即使不佩戴3D眼镜也有一种三维立体化的视觉感受。教室内的全息舞台上放置全息屏幕，网状半透明的屏幕在特殊设计的灯光下呈全透明状，让学生更真切地感受立体影像。

为了确保显示效果，需要对全息舞台进行专项优化设计，设计包括帘幕及灯光效果，以便于让全息屏幕不易察觉，使全息图看起来犹如从空气中显现。全息舞台环境设计需要注意以下几方面内容：

（1）背景光线

（2）光源角度

（3）隐藏投影机

（4）帘幕和灯光

6.结语

为解决偏远乡村地区教育均衡的需求，可利用全息教学方案将优秀教师立体展现在乡村课堂内，再配合原有的辅助教学教师，打造“双师课堂”体 系，让乡村学生足不出户就能享受到城里同等教育资源；对于提升授课质量的需求，可以借助全息教学方案生动地展示授课内容，带领现场学生身临其境地漫游在知识的海洋。在《2018年教育信息化和网络安全工作要点》文件的重点任务中，教育部明确将虚拟现实技术列入教育信息化的年度重点工作任务，推动信息化2.0，因此，广电5G+全息教学应用业务的发展可以充分发挥广电网络的公共服务属性，满足人民对教育均等化的需求，提升全国教育平均水平。