如何利用邊緣計算，實現低延時、高質量的互動課堂體驗？

據《2019中國在線教育行業市場前瞻分析報告》顯示：將來幾年，在線教育用戶規模將保持15%左右的速度繼續增加，到2024年預計突破4億人，整體市場規模將突破4500億元。

相比於傳統線下，在線教育優點十分明顯，它不受地域的限制，學生可利用互聯網時代的碎片化時間學習，老師不用親臨現場授課，節省多方成本，同時也解決了傳統優質教育資源分佈不均的難題。同時，學生能夠自主選擇老師，同時結合大數據、人工智能、VR、AR等技術，還可實現教學風格、授課內容、學生需求的高度匹配。而相對於錄播形式，在線互動課堂教學期間，師生間更可進行實時、有效的互動溝通，及時答疑，最大幅度還原學生線下學習的模式，學生的學習效果能獲得有效提高。
在線互動課堂授課模式已經成爲各大傳統線下教育機構與在線教育創業公司的主要陣地。那麼平臺面臨會哪些技術挑戰？在這其中邊緣計算又將發揮什麼做用？平臺又如何利用雲廠商的能力，實現全面的教育在線化、數字化發展？本文將一一爲您解答。

在線互動課堂的技術挑戰

在線互動課堂場景具備大帶寬、長鏈路傳輸、廣覆蓋的業務特色，同時由於教學的實時性和互動性，對於網絡的低延時和抗抖動能力也有較高的要求。

假設一個位於上海的老師在給遍及全國各地的學生講課，一旦中間網絡發生抖動，就會出現卡頓、音畫不一樣步、互動延遲等問題，學生提的問題老師沒有及時回答，學生的積極性也會降低，授課效果必然會大打折扣。
在這背後，在線互動課堂平臺主要面臨如下幾個技術挑戰：
第一，網絡延時是互動課堂的核心影響因素之一，該業務場景對網絡丟包敏感，網絡丟包可能直接致使用戶掉線、視頻卡頓、推流失敗等。
第二，學生遍及各地，基於就近接入原則，平臺須要在全國各主要城市部署接入服務器，理論上城市覆蓋數越多，接入效果越好，用戶體驗提高越明顯，可是這會面臨高昂的成本。
第三，在暑期等業務高峯期，流量大幅增加，而傳統IDC機房建設週期爲3-6個月，沒法及時響應平臺在服務器資源、帶寬資源以及專線資源方面的快速擴容需求，同時大量的資源建設在業務高峯度過以後會面臨閒置，急需利用雲的彈性能力來解決難題。

邊緣計算爲在線互動課堂帶來的價值

大帶寬、廣覆蓋、強互動、低延時，在線互動課堂與邊緣計算的應用場景自然契合。

首先，邊緣計算能夠在更靠近終端的網絡邊緣上提供服務，全域覆蓋的節點資源，彷彿打造了一張覆蓋全國的高質量、低成本的實時視頻轉發網絡。在K12在線輔導業務場景中，空間距離的縮短能夠減小複雜的長鏈路傳輸網絡中，各類路由轉發和網絡設備處理的延時和傳輸時間，同時能夠更好的避免網絡抖動帶來的掉線和卡頓問題，在互動課堂業務場景中總體低時延、強互動體驗提高明顯。

同時，視頻類大流量業務的處理放到邊緣完成，在大型公開課、名師講堂直播等場景下會產生高併發訪問，經過分佈式的架構分散中心處理的壓力，也可以有效避免網絡擁塞，同時下降將數據傳回源站的帶寬成本。

以前假設的上海老師給全國學生授課的場景中，上海的老師授課媒體流會推到就近的邊緣節點，在邊緣節點直接進行轉碼，轉碼後的媒體流會分發到CDN邊緣節點，當有用戶訪問時直接就近返回內容。

 

對於常見的跨國授課來講，阿里雲邊緣計算也能經過國際高速通道將海外的授課媒體流轉發回國內的雲中心，再經過邊緣雲智能選路系統以及遍及全國的邊緣轉發網絡，將授課內容實時、高質量的呈如今學生面前。

數據顯示，阿里雲邊緣計算能夠大幅度提高傳輸可靠性，端到端延時下降200-300毫秒，一對一在線課程平均完課率從97%提高至99.5%，直接爲平臺帶來業務收益。

更低成本、更靈活地啓動邊緣計算應用

拓課雲是在線教育行業音視頻技術服務提供商，技術總監陳勇冀先生表示：除了實現全球高效的傳輸網絡以外，阿里雲邊緣計算也爲拓課雲解決了靈活部署、節約成本、高效運維等問題。

他在雲棲大會現場講到：「在接入阿里雲邊緣節點服務（ENS）後，首先，咱們能很是靈活的部署，根據當前的需求來動態的增長服務器使用的數量，啓動的速度在分鐘級別。後續還能根據大數據作提早預測，作到徹底無人值守；其次，若是咱們要把流的傳輸質量作到足夠好，除了採用WebRTC和自研的抗丟包算法外，還有一個辦法就是把服務器部署在家門口，若是按照傳統方法走，咱們與不一樣運營商去溝通，開機房、測試、接入等流程比較複雜，ENS很好的解決了這個問題，爲咱們省去了不少繁瑣的工做；最後，這也爲咱們節約了不少運維成本，同時在邊緣節點上部署足夠多的運算能力，在機器和帶寬上也獲得足夠的成本下降。」

「邊緣計算應該注重爲客戶提供平臺能力，咱們覆蓋全國主流地區和運營商，而且將底層複雜的邊緣設施形態封裝起來，標準化地開放底層的計算/存儲/網絡基礎能力，以及分佈式所需的分發、調度、安全等能力，讓客戶能很是方便地搭建本身的邊緣分佈式業務架構，進行輕量化的運維，同時十分靈活地按需進行資源動態擴縮容。那些專業的、繁瑣的、耗心力的事情交給阿里雲來作，客戶只須要專一於業務自己，這就是咱們作邊緣計算的思路。」阿里雲高級技術專家王廣芳表示。

不久之前，阿里雲宣佈全面升級ENS2.0，實現一鍵部署、一鍵升級、一鍵擴縮容、報警自動響應，上下游互動保障運營體系的穩健性。同時，在付費模式上作到更加靈活彈性，作到真正的輕資產運營，客戶能夠快速部署、按需付費、先用後付。

雲、邊、端一站式互動課堂解決方案

在線互動課堂業務場景中，不只須要就近的網絡覆蓋和實時數據傳輸能力，還須要視頻流的處理以及視頻推流、播放等端上的應用，爲了讓客戶可以更便捷、更迅速地接入服務，阿里雲提供了面向在線教育行業的一站式互動課堂解決方案。

阿里雲視頻雲基於音視頻通訊RTC的覆蓋全球的實時音視頻傳輸網絡，同時整合LMQ、智能存儲等產品，並集成了RTC SDK、推流 SDK、播放器 SDK，實現實時音視頻通話、互動直播、白板教學、實時聊天、網盤存儲、文檔瀏覽等全面的功能全面，提供高質量、一體化互動課堂解決方案。

該方案可全面覆蓋在線教育業務場景，有效保障在丟包、抖動網絡下的1V一、小班課互動教學體驗，並經過優質直播平臺，覆蓋全國大班課直播，爲客戶提供高品質、一站式、穩定安全的互動教學體驗。同時經過人工智能對1V1授課進行客觀評價並對內容進行風險控制。

 

技術賦能，在線教育場景將來發展

伴隨國民教育意識的不斷加強，在線教育的市場需求將不斷擴大。而技術革新也會爲這個看似傳統的行業注入新鮮的血液。
5G時代的來臨勢必會助燃這個產業發展，其帶來的是一場視頻傳輸的革命，高質量視頻通話使在線互動變得更加觸手可及，能最大限度的還原線下教學的真實感，同時更高清晰度的互動課堂中，教師能夠對學生起到更好的觀察和督促做用，使學習效率和效果雙重提高。

現在，人工智能已經開始賦能在線教育行業，好比經過人臉識別技術識別分析學生的微表情，及時反饋課堂表現和學習狀態。再好比利用大數據和個性化推薦算法更精準地爲學生匹配教學風格和知識點、利用人工智能技術爲爲學生批改做業、答疑解惑等等，AI的融入，能夠幫助教師提高教學效率。

在線教育藉助互聯網技術，已經突破了線下傳統教育模式的瓶頸，實現跨地域、跨時空的教育資源共享。在將來，藉助於雲計算、邊緣計算、實時音視頻通訊以及直播平臺、人工智能等技術，無論學生在任何地點，只要有手機或電腦，在線教育平臺就能夠把最優秀的老師帶來他的身邊。

 

本文做者：樰籬

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