改革开放以来，中国职业教育事业有了很大的发展，各级各类职业学校教育和职业培训培养了大量高素质劳动者和实用人才。　　同时，朱镕基在中南海主持召开的国家科技教育领导小组第十一次会议上特别提到，中国教育的重点和难点在农村，广大农村特别是中西部地区农村，师资不足和师资素质不高的问题相当突出。中国必须大力实施现代远程教育工程，运用信息化手段，把最优秀的教育资源送到偏远农村、山区学校，有效提高教学质量，推进中西部农村教育的跨越式发展。2004年国家提出的“百亿工程”就是专门针对中西部农村地区投资100亿元实施中小学远程教育，并计划建立5万个卫星接收站用于远程教学。　　在我国，目前虽然以多媒体计算机为平台，以互联网为通讯手段的网上学校纷纷成立，利用先进的科学技术使更多的人享受到优秀的教育资源。但是带宽是网络教育最大的瓶颈，网络教育需要传输的教学内容主要是声音和图像，而传统的拨号上网方式根本无法提供可以满足视频传送的带宽，对于中国这样一个有2/3的国土面积不适合铺设光缆的国家来说，短期内尚无法实现多数人对有线通讯的要求。　　本文主要针对目前地面网络满足不了全国尤其是中西部边远地区多媒体远程教学的要求，转而寻找新的途径即把卫星通讯技术和计算机多媒体技术相结合，来很好的解决远程教学带宽的问题。本文讲述了基于卫星通讯实现多媒体远程教学的整体结构以及各部分的工作原理，由其针对系统用户认证问题进行了深入的讨论。　　就目前状况来看，多媒体远程教学系统急需解决的问题主要有两个:第一是尽量减少网络占用的带宽;第二是提高系统所承受的总带宽.针对以上问题，我的设计思路如下:首先教学内容需要以组播的形式进行传送来减少网络带宽的占用。鉴于地面广域网无法传递组播，本系统将采用卫星系统作为通信通道，其次，通过分析得知，系统总带宽之所以受到限制是由于采用软件方法进行用户认证的缘故。因此，本系统将采用“软件加密，硬件解密”的方法来提高系统总带宽限制。同时本系统还利用了各方面的技术及管理方法来实现系统功能。在数字网络方面，它利用了较先进的MPEG4压缩技术进行数据压缩，利用防火墙来防止非法入侵、利用包转换网关来实现数字基带数据到卫星数据广播的转换，利用oracle数据库强大的功能来存储用户注册信息及用户流量信息。在卫星通讯方面，它采用标准DVB进行卫星数据传输，并通过PES系统进行学生数据回传，从而解决了在没有地面网络的地区进行多媒体远程教学的通讯问题。　　通过以上理论设计出的系统按其功能不同可分为单向传输教学系统和双向传输教学系统。单向传输教学系统的教学模式是以老师讲课为主，即可以把教师讲课的内容实时转播，也可以把教师讲课的内容录像，以文件的形式下发给各接收端，用于反复观看。双向传输教学系统的教学模式是老师在讲课的同时，学生随时可以向老师提问，老师可根据学生的问题适当更改教学的内容及方法.实现了真正意义上的交互式远程多媒体教学，使学生感觉像在实际教室上课一样。但由于需要回传线路，技术比较复杂.　　根据以上理论搭建的系统由教室端、主站、学生端三部分组成。　　教室端主要负责采集教师讲课的声音和图像，并将采集到的数据通过MPEG4压缩算法进行压缩，以减少数据带宽，最后数据压缩服务器将教室讲课的信息以TCP/IP方式发送到卫星主站并同时将卫星主站传来的学生信息呈现给教师以达到教师和学生交互的目的.教室端一般由摄像器材、录音器材、电子白板、数据压缩服务器等组成。　　主站是本系统最关键的部分，也是最复杂的部分，它分为基带转发、射频和辅助三部分。基带转发部分负责将接收到的教师讲课信息转换为组播形式，并通过卫星转换网关和DVB调制器将TCP/IP数据包转换为DVB格式的70M中频信号，由射频部分将其发送给卫星进行数据传播.同时将卫星回传的学生信息以TCP/IP的形式传送到教室端。其组成包括防火墙、“组播转发服务器”“包转换网关服务器”、DVB调制器等。射频部分主要是负责将含有教师讲课信息的70M中频信号转换为高频信号发送给卫星，同时将卫星转发学生信息的高频信号解调为70M中频信号。其组成部分一般包括调制器、功率放大器、卫星天线伺服系统等。任何系统如果要走向商业用途，就不能只满足于实现系统功能，还需要添加一些辅助模块来满足商业的需要，本系统辅助模块包括计划管理和计费管理模块。对于本系统来说，它除了可以进行实时交互的多媒体教学以外，还可以将辅导材料，教学录像等大型文件发送给学生.为了减轻发送文件带来的劳动强度，我们可以将发送任务交给程序自动完成.而若想通过程序自动发送文件，我们需首先编排发送文件计划，这项工作即是计划管理。另外计费管理对系统来说是一项重要的辅助功能，公司向用户收取费用的依据主要由计费管理模块实现.是公司分析业务效益的主要依据。　　学生端主要是通过卫星接收小站将教师授课的信息接收下来并通过接收卡将其转换为TCP/IP包传至学生的计算机中，由计算机将MPEG4的数据包还原为教师的授课信息呈现给学生。同时将学生的信息发送回主站来达到交互的目的。其一般包括卫星接收天线、室内外接收单元、接收卡、计算机等设备。　　其典型的工作原理分为两大部分，第一是教学课程的广播，首先进行课件的生成:用数码设备录制老师的讲课内容以及相关的信息，如教师在电子白板上写的笔记、幻灯、教师上课时在计算机上显示的文档等.然后进行数码压缩:将教师的讲课录像以及上述相关信息，经过综合同步后，压缩成MPEG4格式的数据流，并用TCP/IP方式通过广域网到达转发系统的防火墙。接着防火墙经过识别辨认，将符合约定的数据流转发到内网.“内网组播地址转发设备”检测到此数据流后，将IP包头中的目的地址转换为组播地址，发送给“包转换网关”。“包转换网关”接收到各“组播转发设备”发送的IP包后，将各IP包合并，如果总流量超过规定值，则按照优先级的高低丢弃部分IP包，最后将合并后的IP包加密后封装成MPEG-2格式的数据流。数据流送到DVB调制器，经过转换调制，变为70MHz的中频信号.中频信号经过上变频器变为12GHZ的高频信号，通过功率放大后发射给卫星。卫星接收到主站发送的信号，变频为11GHZ的信号转发给个小站.小站接收到信号后通过下变频器将其转换为70MHZ的中频信号.中频信号经过解调后变为MPEG-2格式数据流。数据流经过身份验证，丢弃不符合本地接收的数据流，而将有用的数据流还原为组播IP包。此组播IP包送入计算机，经过相应程序读取，转换为MPEG4数据流，将信息呈现给用户。第二是学生与教师的交互。学生的提问语音与上交的作业等信息首先通过压缩处理以减少带宽的占有量。压缩后的数据经过PES调制器的调制调为中频信号。中频信号经过PES上变频器后发射到卫星。卫星转发信号到主站。主站接收到信号后通过下变频器变为中频信号.中频信号经过调制变为用户压缩后的数据。系统将此数据进行IP封包，发送到教师端的服务器上。教师端的服务器中应用程序接收此IP包，解压后，按照不同的内容进行处理，如播放学生的语音，保存学生上交的作业等。　　本系统有其自身的特点，它与利用地面线路作为传输链路的远程教学系统相比，具有以下优点:　　首先它不需要为每个地面接收小站铺设地面专线，尤其对于地面网络不发达的地区，节省费用更加明显.其次，由于卫星覆盖面很广，在我国境内，几乎所有地区都可安装接收站接收教学课程，而对于地面网络来说，有些地方由于地况复杂无法铺设线路，导致某些地区不可用.可以说它解决了通过互联网进行远程教学的一些瓶颈问题.　　而它与同类软件相比，具有以下优势:　　首先它采用卫星链路作为学生信息的回传链路，而不是用电话线作为学生信息的回传链路，即满足了没有电话线地区的需要，又保证了上传带宽的需求。其次它采用oracle数据库，而不是同类软件常用的SQL SERVER数据库，可以保证在数据量庞大的时候不会严重影响机器的性能，同时利用oracle提供的灾难恢复工具和方法可以保证系统中断时间不超过3分钟。还有，就是它采用计划管理等辅助手段，不仅大大减轻了工作人员的劳动强度，还增强了系统运行的可靠性。同时它采用软件加密、硬件解密的认证方式，在高带宽下仍然能够运行良好。　　随着国人对教育事业的重视程度日益加大，多媒体远程教育必将蓬勃发展，通过测试表明本系统能够满足真正意义的交互式多媒体远程教育的需要，尤其对于中西部网络不发达的边远地区来说是解决远程教学的首选方案。随着科学技术的发展，本系统在功能上还有提高的余地。预计在明年，由于PES技术的提高，其回传带宽可达到1M，届时学生端回传给教师的图像将非常清晰。随着更好的视频压缩算法的产生，通过压缩算法进行压缩后的教师讲课信息将会占用更少的带宽，相当于提高了系统负荷能力。