随着技术的发展,多媒体技术在高等教育领域也迎来了新的需求,尤其是疫情期间,纯粹的独立的线下多媒体技术已经满足不了现在智慧化教室的需求了。现在的智慧化教室面临着多种挑战,其中包括:空间布局需要根据需求实现可灵活性调整,课堂的内容需要实时的录制,线上和线下教学需要结合,和运维管理需要更加高效。如果只是依靠纯粹传统的多媒体技术,例如模拟或者点对点的数字技术,很难满足这样的需求。
网络多媒体技术的到来,对于多媒体技术的发展带来了革命性的改革,可以通过一根简单的网线可以同时传输多路的专业音视频信号,还可以同时传输相应的控制和管理数据,终于实现了音频,视频,控制和管理的融合。结合数字技术,网络时代的多媒体技术将突破之前多年的教室多媒体的独立孤岛系统,结合现代的软件技术,将会完全改革高教多媒体应用,实现真正的高教多媒体的智慧化。
网络多媒体技术其另外最大的价值在于搭建了多媒体技术软件和硬件链接的桥梁。通过网络多媒体技术可以实现电脑端的软件应用跟本地物理硬件的直接通讯,尤其对于现在智慧教室要求实现线上和线下教学的混合教学功能,并且还可以很方便的对接学校的录播系统,网络多媒体技术可以非常轻松方便的实现这些需求。其次是网络多媒体技术可以借助网络数据包传输和分发技术,可以实现信号的任意路由和转发。大家都知道现在的教室的应用空间已经不再是之前的固定模式,现在的教室可以理解为一个需要实现多功能的教室,教室里面的课桌可以根据教学需要,可以灵活的组合,那这样对于多媒体信号传输的灵活性要求就非常高,甚至有时候需要实现不同教室的互联互通,那目前唯一可以实现这样的应用的就是网络多媒体技术。网络多媒体技术既可以支持点对点的单播传输,也可以支持一对多的组播技术。所以只要遵循一种网络媒体传输协议,就可以实现任意的互联互通。

典型的网络多媒体教室系统连接图
同时网络多媒体技术也解决了之前的技术解决不了的设备集中化管理的需求,因为网络多媒体技术除了实现多媒体信号传输网络化之外,还可以实现控制和管理数据的网络化传输。通过后台的管理平台,可以监控和管理全部的设备的状态,如果出现问题,可以在总控室或者任何地方,就可以获取实时的报警,并且可以在远端实现直接的访问,控制和问题排查。并且可以通过软件域的方式对设备进行分组和隔离(并不需要通过物理的方式来实现),这样即增加了系统的逻辑性和安全性,同时也增加了系统的灵活性,平时的教室都是独立运行的,那就让他们平时独立使用,当需要跟不同教室的信号互通的时候,在不需要重新临时布线或者安装设备的情况下,又可以快速方便的实现他们直接的链接。那这样对于系统的运维来说,就简单很多,并不需要雇佣很多的技术人员,节约了学校运维的投入并提升了运维的效率。

应用于清华大学经济管理学院的DDM管理平台
网络多媒体技术在多媒体领域是目前比较火的技术,也是未来多媒体的发展方向。那网络多媒体技术到底是一种什么样的技术呢?
网络多媒体技术主要是利用非常成熟的网络技术,例如mDNS, IEEE1588PTP, QOS, RTP, IGMP Snooping组播管理等这些已存在的网络技术,结合多媒体技术的特性,例如音频的高采样率,时钟同步要求比较高,低延时,信号路由要实现一对多,视频编解码技术类型多等,来实现在网络的架构下,可以传输这些有特殊要求的多媒体数据。
目前在专业音频领域,主要的多媒体网络传输技术主要是来自Audinate公司的Dante技术,目前行业中几乎所有音频品牌都已经支持Dante这个传输技术,并且市场上支持该技术的产品数量超过了3500多个,这样对于设备的选择和未来的升级会方便很多,可以根据自己的需求来任意的选择。

Dante技术已经被多个品牌所支持
清华大学经济管理学院新建的大楼音频传输就是通过Dante该技术来搭建的,其中整个公共教学区包括多媒体教室23间,平面教室14间和40多间的研讨室,总共安装的支持Dante的设备节点数量差不多有700多个,应该是目前中国大陆最大的一套基于网络音频技术完成的项目。该项目因为涉及的Dante数量非常多,又要求设备直接可以实现互联互通,所以对于设备管理和网络环境的要求是比较高的,其中DDM的管理平台在该项目中起到了非常重要的作用。该项目主要的技术难题和亮点如下:

清华大学经济管理学院新大楼
1.信号源从源端拾音话筒到音箱扩声和线上软件平台都是基于网络技术传输,这样做很好的减少了中间环节的信号转换,保证了信号在传输过程中的绝对干净,因为每一次信号的转换都会带来信号的失真或者干扰。
2.网络架构并没有因为需要实现设备之间的互联互通,就直接搭建一个大的局域网的方式,因为如果搭建一个大的局域网就可能会带来不可控的广播风暴的风险。所以最终网络的架构是通过三层的技术,根据使用需求,例如物理空间或者系统应用类型,划分了多个三层的子网。这样做的好处在于通过三层的技术来隔离广播数据包,保证系统的安全性和稳定性。然后通过Dante的DDM的管理平台开启时钟和数据流单播的传输功能,来实现不同子网之间传输的需求。

通过DDM可以快速简单的实现跨三层路由
3.通过软件的方式来对设备分组和时钟分组。除了通过子网或者VLAN的方式隔离设备外,还可以通过软件的方式来对设备分组和隔离数据包传输,这样的好处在于使用的灵活性,当我需要隔离的时候就可以直接隔离,但是当我需要互通的时候,不需要调整网络架构,直接通过软件域的方式就可以了。
4.设备和信号的集中监控和管理上的优化,因为网络技术的加持,所以通过DDM的管理平台可以实时的监控设备的运行状态和信号的路由状态等,当设备出现问题后,工作人员并不需要去现场,可以直接在控制室就可以对设备进行操作和管理。

基于DDM API和音频设备的API开发的音频核心管理平台
总的来说,网络多媒体技术将是高教智慧化教室多媒体改革的重要的技术方向,随之未来更多技术的加持,例如云技术,大数据技术,和AI算法,未来的教室多媒体技术将会无缝的对接学校智慧化数字化平台,实现真正的高教的高智能化。