基于ip网络的远程教学技术要求.pdf

1 1 u 中华人 民共和国通信行业标准 yd/ t 1 1 9 6 - 2 0 0 2 基于i p网络的远程教学技术要求 t e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n o f d i s t a n c e l e a r n i n g o n e p n e t w o r k 2 0 0 2 - 0 6 - 2 1 发布2 0 0 2 - 0 6 - 2 1实施 中华人 民共 和国信息产业 部发布 yd/ t 1 1 9 6 - 2 0 0 2 目次 m 言 范围 。 ， 。 1 规范性引用文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 术语和定义 。 。 2 缩略语 ， 3 总体结构 。 4 5 . 1 总体结构 . . . . . . 4 5 . 2 网络层次 。 。 。 5 5 . 3 业务 ” 。 。 。 。 。 。 5 5 滩功能 ， 。 。 。 。 。 。 。 。 6 5 . 5 承载网络 。 . . . 7 5 石 用户接人 。 。 7 5 . 7网络互连 。 7 前1门乙八j 413 6 远程教学业务子系统 视频 教学 子系统 。 。 。 8 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 8 nl217l7l7l7l71819l9202225252526262626262727i 基于www 的教学业务 流媒体教学系统 1且，孟， 666 7 网络管理 7 . 1 网络管理方式 。 7 .2 网络管理对象 。 。 。 7 .3 网管接口协议 ， 7 .4 网管接口信息模型 7 .5 网络管理功能 8 认证、计费 。 。 8 . 1 认证计费系统的体系结构 。 。 ” “ ” ”“ “ “ “ “ ” “ “ ” ” “ 8 . 2 认证 8 . 3 计费 。 。 8 .4 各种情况下的认证计费的实现方法举例 9 系统安全性 9 . 1 概述 。 。 9 . 2 t此 。 。 。 . . . . . . . . . 9 . 3 s s l 。 。 。 。 。 。 。 。 一 9 . 4 i p s e c 。 。 . . . . 。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 远程教学系统功能应用 “ ” “ “ ” “ “ “ “ “ “ 1 0 . 1 应用要求 ， 1 0 .2 教学功能 1 0 .3 教育管理 yd/ t 1 1 9 6 - 2 加 2 前言 本标准主要对基于i p网络的远程教学技术要求进行了规定。 本标准仅从i p 网络远程教学各种 适用技术的技术要求和远程教学各种业务需求在i p网 络的 技术实现 两个方面规定了i p网络远程教学的技术规范。 本标准对于当前处于试验阶段或将来在系统中应用的新技术不作限制和讨论。 本标准由信息产业部电信研究院提出并归口。 本标准起草单位:深圳市中兴通讯股份有限公司 华为技术有限公司 太标准卞要ig草人，范姐彤沈灿昊永明刘湘宇邹孟睿张清于文慧 yd/ t 1 1 9 6 - 2 0 0 2 基于 i p网络的远程教学技术要求 范围 本标准确立了基于 i p网络的远程教学 ( 以下简称远程教学)的总体框架，规定了远程教学在网络、 设备、应用层面以及运营实现的技术要求。 本标准适用于远程教学的技术要求和业务规定，不适用于当前处于试验阶段或将来在系统中应用的新 技术 。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修 改单 ( 不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成的协议的各方研究是 否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件 ，其最新版本适用于本标准。 g b / t 1 7 1 9 1 . 1 - 1 9 9 7 信息技术 具有 1 . 5 m b i t / 。 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编 码 第 1 部分:系统i d t i s o / i e c 1 1 1 7 2 - 1 : 1 9 9 3 g b / t 1 7 1 9 1 .2 - 1 9 9 7信息技术 具有 1 .5 mb i t/ s数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编 码 第2部分: 视频 i d t i s o / i e c 1 1 1 7 2 - 2 : 1 9 9 3 g b / t 1 7 1 9 1 . 3 - 1 9 9 7 信息技术具有1 . 5 m b i t / ， 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编 码 第 3 部分: 音频 i d t i s o / i e c 1 1 1 7 2 - 3 : 1 9 9 3 g b / t 1 7 9 7 5 . 1 - 2 0 0 信息技术 运动图像及其伴音信息的通用编码 第 1 部分: 系统 i d t i s o / i e c 1 3 8 1 8 -1 - 1 9 9 6 g b / t 1 7 9 7 5 .2 - 2 01( ) 信息技术 运动图像及其伴音信号的通用编码 第 2部分:视频 i d t i s o / i e c 1 3 8 1 8 - 2 -1 9 9 6 g b / t 1 8 1 1 9 - 2 0 10低比 特率通信的 视频编 码 ( e q v i t u - t h .2 6 3 ) i t u - t g . 7 1 1话音频率的脉冲编码调制 (p c 峋 i t u - t g . 7 2 2 6 4 k b i t / s 之内的7 k h z 音频编码 i t u - t g . 7 2 3语音编码器 i t u - t g . 7 2 8采用线性预侧激励的低时延码在 1 6 k b it / 。 速率上的语音编码 i t u - t g .7 2 9采用共扼结构代数码激励线性预测的8 k it / s 语音编码 ( c s - a c e l p ) i t u - t h . 3 2 3分组多媒体通信系统 i t u - t h .2 6 1 p x 6 4 k b i t / s 视听业务的视频编解码器 i t u - t t . 1 2 0多媒体会议的数据协议 i s o / i e c 1 0 9 1 8 - 4信息技术一持续色调静止图像的编码和数字压缩:j p e g格式 ，s p i f f格式， s p i f t标签 ，s p i f f颜色空格，a p p n 标记 ，s p i f f压缩类型的注册和注册机构 ( b e g a u t ) i s o / i e c 1 3 8 1 8 - 3信息技术一移动图片和相关音频信息的普通编码一第 3 部分: 音频 i s o / i e c 1 3 8 1 8 - 7信 息技术 一移动图 片和 相关音 频信息的 普通 编码一第7 部分 : 高级 音频 编码 (a a c ) i s o / i e c 1 4 4 9 5信息技术一持续色调静止图像的无损和近无损压缩 i s o / i e c 1 4 4 9 6 - 1信息技术一音频一视频对象编码一第 1 部分 :系统 i s o / i e c 1 4 4 9 6 - 2信息技术一音频一视频对象编码一第 2 部分:视频 yd/ t 1 1 9 6 -2 0 0 2 i s o / i ec 1 4 4 9 6 - 3 i s o / i ec 1 4 4 9 6 - 6 i s o / i e c 1 5 4 4 4 - 1 i s o/ i e c f d i s 1 5 9 3 8 i e t f rf c 1 3 2 1 i e t f rf c 1 8 8 9 i e t f rf c 2 0 8 3 i e t f rf c 2 2 4 6 i e t f rf c 2 3 2 6 i e t f rf c 2 3 2 7 i e t f rf c 2 4 0 1 i e t f rf c 2 4 0 2 i e t f rf c 2 4 0 3 i e t f rf c 2 4 0 4 i e t f rf c 2 4 0 6 i e t f rf c 2 4 0 8 i e t f rf c 2 4 0 9 i e tf rf c 2 8 6 5 i e tf rf c 2 8 6 6 i e tf rf c 2 9 7 4 wk r e c o mme n d a t i o n 信息技术一音频一视频对象编码一第 3 部分:音频 信息 技术一音 频一视频对 象编码 一第6 部分: 多 媒体传 送集成框架 第二版 信息技术一核心编码系统 信息技术一多媒体内容描述接口 m d 5 消息摘要算法 r t p :实时传输协议 p n g ( 便携式网络图形)规范版本 1 . 0 t i s 协议版本 1 .0 实时流协议 ( r t s p ) s d p :会话描述协议 i n t e rne t 协议的安全体系结构 i p认证头 在 e s p和a l l 中使用hm a c - m d 5 - 9 6 在 e s p和a h中使用hm a c - s h a - 1 - 9 6 i p封装安全有效载荷 ( e s p ) i n t e rne t安全关联和密钥管理协议 ( i s a k mp ) i n t e rne t 密钥交换 ( i k e ) 远程拨号用户认证服务 ( r a d i u s ) r a d i u s 计费 会话公告协议 多媒体同步集成语言 ( s mi l 2 . 0 ) 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3 . 1 远程 教学 d is t a n c e le a rn i n g 应用多种设备和技术手段通过传输网络以一定的业务组织方式完成远距离教学的活动。 3 .2 教学进程 t e a c h in g p r o c e s s 利用远程教学系统进行的一次完整的远程教学活动。 3 .3 教学控制 t e a c h i n g c o n t r o l 对于教学进程进行控制的相关活动。 3 .4 教学管理 t e a c h i n g m a n a g e 对教学进程的管理。 3 . 5 教学点 l e a rn in g s t a t io n 参加远程教学进程的一个功能节点，教师或学生通过其完成教学功能的实体，可以是教师授课地点 或学生学习地点。教学点可加人或退出教学进程。 3 . 6 课件 c o u r s e w a r e 包含一定教学内容，可通过某种载体采用一定的表现方式达到教学目的，以一定的组织形式编制的 软件，课件主要有 we b课件和流媒体课件。 3 . 7 应用方 u s e r 使用本标准进行远程教学相关活动的各方，包括产品开发、远程教学系统建设、远程教学业务开展 等 。 yd/ t 1 1 96 - 2 0 0 2 a缩 略语 本标准采用下列缩略语。 a a c a d v a n c e d a u d i o c o d i n g a h au t h e n t ic a t i o n he a d e r a s f a d v a n c e d s t r e a m i n g f o r m a t a s p a c t i v e s e r v e r p a g e a t m a s y n c h ro n o u s t r a n s f e r m o d e c a r p c a c h e a r r a y r o u ti n g p r o t o c o l c h a p c h a l l e n g e h a n d s h a k e a u t h e n t i c a t i o n p ro t o c o l c o m c o m p o n e n t o b j e c t m o d e l d d n d i g i t a l d a t a n e t w o r k d m i f d e l i v e ry m e d ia i n t e g r a t e d f r a m e w o r k d t s d i g i t a l t h e a t r e s y s t e m e s p e n c a p s u l a t i n g s e c u r i t y p a y l o a d f r f r a m e r e l a y f t p f i l e t r a n s f e r p rot o c o l f dd i f i b e r d i s t r i b u t e d d a t a i n t e r f a c e g g s n g a t e w a y g p r s s u p p o rt n o d e h d l c h i g h - l e v e l d a t a l i n k c o n t ro l h f c h y b r id f i b e r c o a x i a l h s s i h i g h s p e e d s e r i a l i n te r f a c e h t c p h y p e rt e x t c a c h e p ro t o c o l h t m l h y p e r t e x t m a r k u p l a n g u e g e h t t p h y p e r t e x t t r a n s f e r p ro t o c o l i cp i n t e rne t c a c h e p rot o c o l i p i n t e rne t p rot o c o l i s d n i n t e g r a t e d s e r v i c e d i g i t a l n e t w o r k j p e g j o i n t p h o t o g r a p h i c e x p e r ts g ro u p l a p b l i n k ac c e s s p roc e d u r e b a l a n c e d la p d l i n k ac c e s s p roc e d u r e o n d c h a n n e l m a c m e s s a g e a u t h e n t i c a t i o n c o d e m c u m u l t i p o i n t c o n t ro l u n i t md 5 t h e me s s a g e d i g e s t ( v 5 ) a l g o r i t h m mms mi c ros o f t me d i a s e r v e r m p e g m o v i n g p i c t u r e e x p e r t s g ro u p m s b d m e d i a s t re a m i n g b ro a d c a s t a n d d i s t r i b u t i o n p n a p r o g r e s s i v e n e t w o r k a u d i o p p p p o i n t t o p o i n t p rot o c o l p s t n p u b l i c s w i t c h e d t e l e p h o n e n e t w o r k q o s q u a l i t y o f s e r v i c e r a d i u s re mo t e a u t h e n t i c a t i o n d i a l i n u s e r s e r v i c e r as re mo t e a c c e s s s e r v i c e r mf f re a l me d i a f i l e f o r ma t 先进音频编码 认证头 先进流媒体格式 活动服务器页面 异步传送模式 缓存集群路由协议 挑战握手认证协议 组件对象模型 数字数据网络 传送媒体综合框架 数字影院系统 封装安全净荷 帧中继 文件传输协议 光纤分布式数据接口 g p r s网关支持节点 高级数据链路控制 混合光纤同轴电缆网 高速串 行接口 超文本缓存协议 超文本标记语言 超文本传输协议 英特网缓存协议 网际互联协议 综合业务数字网 联合图像专家组 平衡型链路接人规程 d信道链路接人规程 消息认证码 多点控制单元 md 5消息摘要算法 微软媒体服务器 运动图像专家组 媒体流广播和分发 渐进网络音频 点到点协议 公共交换电话网 服务质量 远程拨号用户认证服务 远程访问服务 真实媒体文件格式 yd/ t 1 1 9 6 - 2 0 0 2 r t p r t cp r t s p s d l c s mt p s n m p s s l t c p t i s udp w 3 c w c c p w p 八 d re a l t i me t r a n s f e r p rot o c o l re a l t i me t r a n s f e r c o n t rol p rot o c o l r e a l t i m e s t r e a m i n g p r o t o c o l s y n c h ro n o u s d a t a l i n k c o n t ro l s i m p l e m a i l t r a n s f e r p ro t o c o l s i m p l e n e t w o r k m a n a g e m e n t p ro t o c o l s e c u r i t y s o c k e t l a y e r t r a n s f e r co n t rol p r o t o c o l t r a n s p o rt l a y e r s e c u r it y u s e r d a t a g r a m p ro t o c o l wo r l d wi d e we b c o n s o r t i u m we b c a c h e c o n t rol p rot o c o l we b p r o x y a u t o m a t i c d i s c o v e ry 实时传输协议 实时传翰控制协议 实时流媒体协议 同步数据链路控制 简单邮件传输协议 简单网络管理协议 安全套接层 传输控制协议 传输层安全 用户数据报协议 英特网协议组织 we b 缓存控制协议 we b 代理自动发现 5 总体结构 5 . 1 总体结构 i p网络远程教学是指远程教学在网络层面主要是i p网络，但不限于 i p网络。远程教学系统是实现远 程教学业务的 有机实体。 远程教学系统要完成教学、管理、 运营三方面的功能，教学功能包括实时教学 和非实时教学;管理包括教学管理和教务管理;运营是指支撑运营实现的安全、认证和计费功能。远程 教学系统按网络层次可分为网络、设备、业务和应用四个层面;网络可是多种承载网络的i p网络互联; 实时 教学 计，一 m * 叫 1 m a lf t 安全 资抓管理 课件 制作 产|之|、 应用层 流媒体 系统 基 于 we b的教学 业务系 统 h 网 络 厂j|又产|1之eel、 业务层网络层 一etaemet fddi atm fr ddn7 f 移动 i p 卫 星 承载网 is d n h f c a t m 以 太网 一 无 线一 显 一|之1、 接人 注:图中不同粗细线形的实线相交不表示相交关系，相同线形的实线相交表示相交关系。 圈 1 远程教育系统总体结构示意圈 v d / t 1 1 9 6 - 2 0 0 2 设备是业务所需要的完成远程教学应用的功能实体;业务是对网络和设备具体运用的描述;应用是业务 的组织形式和工作要求。远程教学就是通过网络和设备以一定的业务形式组织完成远程教学规定的功能 应用的教学活动。远程教学系统的总体结构如图 1 所示。 远程教学系统在总体结构上应满足以下要求: a )远程教学系统的应用方应保证在 i p网络上构建系统的应用环境; b )远程教学系统应构建一个教学平台，向系统的使用方提供一个逻辑上的、虚拟的教学环境，保证 系统业务的集成，宜采用www环境构建平台; o )各业务子系统根据具体需要可具有单独的网络和设备; d )系统的具体功能实现应保证其应用集成于we b 环境的可行性 ，以实现其对于整个系统的集成; e )应能提供系统运营的手段和保证，提供统一的认证计费中心，并具有漫游的功能，这要求各个子 系统应当支持统一的认证计费通讯协议; f )系统的各业务实现在认证计费方面应保证遵循本标准关于认证计费的相关规定，以保证系统在运 营管理上的统一和集成的可行性; 5 . 2 网络层次 应 用 层 业 务 层 网络层( i p 网络 ) 物理 层及链 路层 圈2 远程教学网络层次 远程教学层次结构如图2 所示，物理层及链路层是具体的承载网络，不作限制 ，可以是承载 i p协议 的任何网络;网络层为i p 协议，远程教学根据需要可扩展到非 i p网络;业务层是远程教学中应用的各种 业务的集成 ，共同提供远程教学功能应用;应用层利用业务层提供的业务以一定的组织方式和应用手段 提供远程教学业务应用 ，完成远程教学的全部活动，这个层面主要是远程教学活动中关于教学组织方面 的内容，比如教学评价、元数据、教学内容、管理规则等，本标准对此不作规定。 远程教学系统在网络层面上应满足以下要求: a )对于i p网络层之下的具体承载网络实现不作规定，可采用能实现 i p网络协议、满足具体业务要 求的任何承载网络。 b )远程教学系统在提供教学应用时，可根据特定业务需要考虑独立的网络实现。 c ) 对i p网 络的 带宽和q o s 不作具体规定， 系统的应用方在网 络建设和使用上应能保证远程教学各种 具体应用对系统在该方面的要求，保证提供各种应用正常运行的条件。对于实时业务应当保证网络时延、 丢包率、抖动在一定范围内，满足业务运营的要求。 5 . 3业务 5 . 3 . 1 业务种类 i p网络远程教学应用的主要业务如下: a )视频会议业务:通过实时视音频会议系统，提供远程教学实时授课功能。 b ) 流媒体业务: 以流服务器为核心， 提供流媒体节目 广播和点 播教学功能。 c )基于 www 的网上教学业务:以www 为主，包括多种基于 i p的信息发布，完成www信息浏 yd/ t 1 1 9 6 - 2 0 0 2 览等非实时远程教学和管理功能、基于 i p网络的自定义应用协议应用以及其它多种应用协议的远程教学 应用 。 5 . 3 .2 视频会议业务 视频会议业务常用来完成远程教学中的实时授课功能，i p网络远程教学采用 h . 3 2 3系列协议作为视 频会议协议，业务流程如下: a )呼叫建立 :参加授课的各个终端设备通过某种方式的认证后建立呼叫连接的过程。 b )初始连接: 建立公共通信模式， 并在此基础上 进行能力交换， 选择通用模式进行会议。 c )多点会议:连接建立后，利用多点会议方式进行授课和实时交流。 d )结束会议:授课结束后拆除连接的过程。 5 . 3 . 3 流媒体业务 以视频流服务器为核心设备 ，通过传输网络提供流媒体广播和点播实现远程教学授课功能，业务流 程如下: a )呼叫建立:客户端向服务器发起点播或广播请求，同服务器建立连接。 b )服务过程:服务器向客户端提供流服务，客户端播放的过程。 。 )结束服务: 流服务结束或客户端关闭连接， 点播服务结束。 5 .3 . 4 基于 www 的教学业务 基于 www 的教学业务包括 www, f i p , i p广播和组播 、自定义 i p应用等，为用户提供包括视、 音频在内的信息浏览功能，www服务是无连接的， 业务流程如下: a )请求:向指定的www服务器提交服务请求。 b )服务: 接受请求的 服务器发送服 务内容。 www服务常常和基于i p网上的其它信息发布应用相结合，为用户提供远程教育服务，作为用户在 远程教学中的应用环境和远程教学系统平台出现。 5 . 3 .5 业务集成 各项子业务提供远程教学的部分功能，各业务子系统相互配合 ，集成应用，构成了远程教学系统的 有机整体，提供面向用户的完整的远程教学业务。例如实时授课系统应该提供同流媒体系统的接口，保 证上课内容的实时课件制作; 教学管理系 统要同教学评价系统、 教学授课系 统建立接口， 获取管理所需 的源数据等。本标准对于各具体业务在远程教学系统中的配合方式不作具体规定，应用方可自行考虑。 远程教学各种业务集成应用和管理的具体接口及规定留待研究。 5 . 4功能 5 . 4 . 1 墓本要求 远程教学需要完成的功能可分为教学、管理 、运营三大类，本标准只描述远程教学系统在应用层面 上应该具有的功能，对于远程教学系统关于教学活动在应用层面上的功能的细节及具体实现不做规定。 系统在功能上应具备如下方面: a )应能最 大限度地完成全部教学活动; b )应能最大限度地对教学过程作全方位的控制与监督，包括教学管理、教务管理、数据统计与分析; c ) 应能提供系统运营的手段和保证， 提供统一的认证计费中心， 并具有漫游的功能，这要求各个子 系统应当支持统一的认证计费通信协议; d )系统应当能保证用户信息与资源的安全。 5 .4 . 2组成 5 .4 .2 . 1 教学 教学功能包括实时教学、作业、讨论、测试 、答疑、课件制作、教学资源管理、课件管理 、非实时 教学等。 5 .4 .2 . 2 管理 管翻劝能o il . 9学牛管理、ft师管理、成绪管理、档案管理、课程管理、注册管理、教学评价、系统 yd/ t 1 1 9 6 - 2 0 0 2 管理、网络管理和设备管理等。 5 . 4 . 2 .3 运营 运营功能是指为了支撑运营而需具备的功能，包括计费、认证与安全等。 5 . 5 承载网络 远程教学网络层统一于i p协议，根据具体业务和实际情况在物理及链路层可采用各种承载网络，包 括电 路交换网、 e t h e m e t , f d d i , a t m , f r , d d n 、 移动i p 网络、卫星通信网等， 可选择上述的 一种网 络或多种网络，异构网络互联应保证在网络层统一于i p网络协议，可通过网关实现。远程教学系统承载 网络的选择应考虑业务应用对于网络带宽的要求，应保证承载网络的带宽满足特定的业务应用。 远程教学系统的网络构成可有多种形式，包括多种承载网络、多种拓扑结构的并存，在地域上可是 一个地区，也可是距离很远的多个地点，甚至是全国范围内的多个远程教学网络互连为一个广域的大网。 5 .6 用户接入 用户接人特指不在远程教学承载网络之内，需通过特定接人方式接人远程教学业务网。用户可选择 以下接人方式: a ) p s t n接人; b ) i s d n接人; c ) x d s l接人; d ) h f c接人; e )无线接人; f )以太网接人; 9 )电力线接人。 用户接人的方式要根据具体的网络条件和应用需求来选择， 远程教学系统要考虑用户接人的可行性， 考虑接人方式与业务应用的匹配，也可采用其它的接人方式。 5 7网络互连 远程教学系统设备、网络互连拓扑如图 3 所示，该图表示远程教学典型的系统构成和网络拓扑 ，实 际情况应视系统的具体情况而定。 图 3系 统 网 络 与 设 备 拓 扑 示 意 图 yd/ t 1 1 9 6 - - -2 0 0 2 6 远程教学业务子系统 6 . 1 视频教学子系统 6 . 11 系统要求 实时远程教学系统的核心是视频会议系统，满足要求如下: . i p网络远程教学视频