双向卫星多媒体远程实时教学系统

1.一种双向卫星多媒体远程实时教学系统，包括：多媒体客户端、转发器、转发服务中心以及课堂管理服务中心，其特征在于，多媒体客户端，是系统的最终用户端，转发器是介于卫星网络与地面局域网之间的多媒体数据中转服务节点，通过网络负责多媒体数据在系统各多媒体客户端之间的传输，分为内联转发器与外联转发器两类，转发服务中心位于卫星主站服务器的转发器，课堂管理服务中心由一组Web Service构成，是整个系统的控制中心，四个部分共同形成视音频课堂，数据课堂以及课堂管理三大功能，多媒体客户端分布在各个卫星小站所在地，位于一个地方的所有多媒体客户端通过地面以太网连接到内联转发器，内联转发器通过地面专线与设置在本地卫星小站机器上的外联服务器相连，位于各个卫星小站的所有的外联服务器以及位于卫星主站服务器的转发服务中心通过双向卫星网络进行连接，同时课堂管理服务中心也位于卫星主站服务器上，任何一个多媒体客户端都可以连接到卫星主站服务器上的转发服务中心与课堂管理服务中心，从而四个部分形成了一个紧密的整体，呈现出分层次星型的拓扑结构。
2.根据权利要求1所述的双向卫星多媒体远程实时教学系统，其特征是，整个系统构建在TCP/IP协议及NET Framework之上，多媒体客户端与课堂管理中心服务器之间采用http连接协议，进行控制信息的交互，多媒体客户端与内联转发器、内联转发器与外联转发器之间，外联转发器与转发服务中心之间采用UDP协议连接，进行多媒体数据的交互，整个系统呈现集中控制，松耦合的总体结构。
3.根据权利要求1所述的双向卫星多媒体远程实时教学系统，其特征是，多媒体客户端基于Web方式，无需在最终用户处安装客户端，用户通过浏览器参与系统，进行相关的操作，教师和学生用户通过单击页面中的链接访问课堂，管理员通过Web管理用户及课堂资源，因此，按登陆的用户身份多媒体客户端可分为教师客户端，学生客户端以及管理员客户端三种，多媒体客户端包括三个部分：权限控制模块，视音频课堂模块和数据课堂模块：(1)权限控制模块与课堂管理服务中心进行状态、控制信息的交互，根据交互结果对客户端的视音频课堂模块与数据课堂模块的多媒体数据交互权限进行控制和管理，另外权限控制模块还负责更新在客户端显示的用户列表；(2)视音频课堂模块，负责接收、解码视音频数据并在本地回放或者编码、发送从本地视音频设备中采集到的视音频数据，课堂中所有客户端的视音频课堂模块通过转发器相连构成一个完整的视音频课堂，处于课堂中的任一客户端在课堂进行的任何时候至多接收两方的视音频，其中一方是教师客户端的视音频，贯穿课堂始终，另外一方是与教师视音频交互的焦点学生客户端的视音频，根据教师与学生交互的需要在课堂中或出现或消失，焦点学生视音频数据的来源则根据权限控制模块的交互权限指令来确定，在课堂进行中会根据实际教学需要做出改变；(3)数据课堂模块，该功能模块包括两部分：共享屏幕与共享白板，位于教师客户端的数据课堂模块负责捕捉本地教师机屏幕图像及白板数据，并进行压缩、通过转发器发送给课堂中学生端的数据课堂模块，它还接收焦点学生客户端在共享屏幕及共享白板上进行交互的多媒体数据并将其还原迭加在本地屏幕和白板上，位于学生客户端的数据课堂模块解压接收到的教师机的屏幕图像及白板数据并在本地重画，在重画的图像上迭加接收到的焦点学生端的多媒体交互数据，课堂中所有客户端的数据课堂模块通过转发器相连构成一个完整的数据课堂，通过共享屏幕模块学生客户端能够共享教师客户端的屏幕，得到授权的焦点学生端还可以操作教师端的屏幕，通过完全协同的共享白板工具，教师与授权的焦点学生可通过白板协同讨论问题。
4.根据权利要求1或3所述的双向卫星多媒体远程实时教学系统，其特征是，多媒体客户端按其连接网络的方式可分为单播客户端和组播客户端两类，学生客户端以组播方式与本地局域网的内联转发器相连，教师客户端通过地面专线以单播方式与转发服务中心直接相连。
5.根据权利要求1所述的双向卫星多媒体远程实时教学系统，其特征是，转发器，分为内联转发器与外联转发器两类，内联转发器位于地面局域网服务器，而外联转发器位于对应卫星小站的服务器，它们之间通过地面专线进行连接，内联转发器负责将本地客户端发送的多媒体数据在本地局域网组播，并将其单播发送给相应的外联转发器；或者单播接收外联转发器发送来的多媒体数据在本地局域网组播，各个卫星小站与卫星主站构成一个对卫星用户透明的组播网络，所有位于卫星小站与主站的外联转发器形成一个支持组播方式的局域网拓扑结构，外联转发器负责将单播接收到的多媒体数据通过卫星网络组播发送给其他外联服务器，将组播接收到的多媒体数据通过地面专线单播发送给相应的内联服务器。
6.根据权利要求1所述的双向卫星多媒体远程实时教学系统，其特征是，转发服务中心，是一个特殊的外联转发器，它位于卫星主站服务器上，在卫星网络中具有较大的出口带宽，是系统中多媒体数据最大的集散中心，系统中教师客户端发送的视音频、屏幕及白板等多媒体数据，数据量比较大，必须通过位于主站服务器的转发服务中心下行组播到各个小站服务器上的外联转发器，转发服务中心支持单播客户端的连接，允许教师客户端通过地面专线直接单播连接到转发服务中心，转发服务中心也能组播接收从各小站外联服务器转发过来的多媒体数据，并将其单播发送给相关的教师客户端，完成实时交互。
7.根据权利要求1所述的双向卫星多媒体远程实时教学系统，其特征是，采用IP组播技术，存在两种组播网络，分别是由转发服务中心与各小站的外联服务器通过双向卫星网络互联构成的卫星组播网络，由当地的学生端与内联转发器通过地面以太网互联构成的地面组播网络，通过组播与单播混合的传输方式实现了卫星组播网络与地面局域网组播网络的无缝连接，据此转发器和转发服务中心采用两种数据转发方式：(1)单播
组播；(2)组播
组播转发，每个转发器及转发服务中心通过与课堂服务中心的交互动态创建多个活动的课堂，每个课堂有一个组播地址，六个组播端口和三个单播转发端口。
8.根据权利要求1所述的双向卫星多媒体远程实时教学系统，其特征是，课堂管理服务中心，由一组Web Service构成，后台有数据库服务器支撑，它是整个系统的控制中心，多媒体客户端，转发服务中心，内联转发器，外联转发器通过http请求与课堂管理服务中心进行交互，课堂管理服务中心通过http响应获得整个系统当前最全面最完整地信息，课堂管理服务中心为有限的课堂资源提供管理，既可新建课堂，也可对既定课堂进行跟踪，还可对系统中所有的用户进行权限管理，此外，通过新增或修改Web Service进一步扩展课堂管理中心功能。

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