一线>

以太全光网在校园网的应用

2021-06-09 14:08:28中国商网 收藏0 评论0 字数2,799 分享

在《教育信息化2.0行动计划》中提出,到2022年要基本实现“三全两高一大”的发展目标。教育信息化被提升到新的战略高度。其中,数字校园建设是教育信息化建设的重要内容,而校园网已成为数字校园建设的基石。面向未来,校园需要怎样的一张网呢?让我们一起走进以太全光网解决方案。

打造全新校园网

随着校园入网业务的持续增加,从最基本的教师办公、平安校园业务,到现在需满足数字广播、校园文化、三个课堂、视频会议、物联网等多业务承载。传统校园网络面临两难选择,若采用不同业务建设专网,则存在重复建设成本高的问题;而采用融合组网方式,则将面临配置复杂,维护繁琐的困境。同时,在网络扩展方面,传统以太方案通常采用弱电间接入网络,涉及业务扩展,需要从弱电间重新布线,网线越来越多,导致桥架压力大。部署新业务需要全网改造,成本高,施工周期长,导致新业务上线慢。部分业务,例如Wi-Fi 6业务性能已经突破千兆,普通网线无法做到平滑升级。在网络运维方面,传统校园网的物联终端通常需要手工准入网络,人和物共享网络,面临故障定位难,用户体验差等问题。

而融合极简光多速率交换机和SDN技术全新定义的以太全光网方案能够很好地解决传统校园网的问题,提供一张多业务泛载网,支持业务灵活扩展、教室独享带宽,同时满足人和物融合认证、业务灵活隔离、设备即插即用等功能,打造一个可视化、自动化、智能化的网络平台。

以太全光网原理

如图 1-1 所示,以太全光网采用以太网三层网络结构,从逻辑上看,分为核心层、汇聚层和接入层;从物理上看,分别部署在核心机房、弱电间和室内,详细说明如下:

核心层:包括服务器区、出口区和核心交换机。其中,服务器区部署SDN控制器,对全网设备统一管理;两台核心交换机通过VSU组网虚拟成一台逻辑设备管理和使用,以简化运维设备和网络拓扑。汇聚层设备可以通过聚合链路连接到VSU系统中的不同成员设备,实现跨设备链路冗余,以提升网络可靠性和扩展性。同时,核心交换机部署全网业务网关、统一认证和多业务承载等功能。

汇聚层:包括全光汇聚交换机和全光无线智分主机,通常按每楼栋部署1台,无需楼层接入交换机和PoE交换机。全链路采用光纤部署,上行100G直连核心交换机,下行万兆连接到室内的接入交换机。

接入层:包括各类网络接入终端和极简光多速率交换机。其中,接入终端主要有教师电脑、教室大屏、无线全光微AP、数字广播和视频监控等。按信息点数量规划,教室通常采用4~8口交换机,办公室和微机室则部署高密度端口接入交换机。接入交换机通常支持千兆下行和万兆上行,以实现千兆到桌面的网络接入要求;同时支持2.5G多速率接入的扩展需求,满足Wi-Fi 6的AP接入场景;而且支持PoE+供电,满足无源终端接入场景。

图1-1 以太全光网组网图

以太全光网的校园网应用

在现在新型的智慧校园中,一般都会上线校园广播、班班通、网上阅卷和精品录播教室等几十个智慧校园业务。平均每个教室会有6-8个信息点,过去教室采用预埋内线方式进行布线,每个教室只规划2个信息点。近几年,先后上线无线校园、平安校园等系统,每个新业务上线都需要新增一批信息点,原有预埋点位无法支撑业务扩展。故采用明线和走线槽形式布线,每个明线槽空间有限,只能够支撑2-3根普通网线,而普通教室目前至少6个信息点,录播教室至少需要8个以上点位,所以每个教室至少2个走线槽,造成教学楼走廊上部署多个走线槽,有的走线槽由于布线太多,甚至盖子和线槽都开裂,存在安全隐患且影响美观,经历多次改造后,效果依旧。

另外由于宿舍终端持续增多,对于在线学习、实验、娱乐的需求越来越多,宿舍网带宽不够,总是遭投诉,带宽升级改造重新布线非常麻烦,狭长走廊会影响传统网线供电,网络极不稳定。

方案设计

通过对校园网的网络拓扑、应用功能、建网诉求的分析,结合学校的投资预算以及未来的发展要求,提出了采用以太全光网方案,如图 1-1 所示,首先完成校内全光主干网络建设,然后将有源接入交换机从楼层弱电间释放出来,通过光纤进班,将接入交换机部署在室内,室内的接入交换机全部通过光纤上联到楼栋以及核心机房。方案情况如下:

  • 核心层:核心机房复用客户原有的核心交换机,保留核心VSU部署,新增部署一台SDN控制器,实现多业务泛载、安全准入、零配置上线和可视化运维等功能。

  • 汇聚层:楼宇弱电间新增全光汇聚交换机和全光无线智分主机,无需楼层接入交换机和PoE交换机,按每楼栋新增部署1台,通过100G接口上联到核心设备,功能和特性上兼容客户已有的网络,也为将来改造老旧网络预留了空间。通过全光无线智分主机集中供电,以解决无线微AP连接的有源设备单点故障导致的网络不稳定问题。

  • 接入层:室内放置接入交换机和全光微AP,根据室内信息点数量选择对应端口数的设备,满足灵活扩展需求。全部改用万兆光纤上联,大幅地减轻桥架压力;且支持2.5G多速率接口和PoE+供电,满足Wi-Fi 6以及无源接入需求;满足高带宽应用教学需求。在宿舍网改造方面,通过部署全光微AP入室,支持独享万兆带宽,满足宿舍网带宽平滑升级需求,无需重新布线改造。

应用效果

  • 整洁美观:通过建设骨干网光纤部署,且全光纤入室,不占桥架空间,业务可以就近接入灵活扩展,避免私接乱拉,建网后效果整齐划一,呈现出整洁美观校园网环境。

  • 扩展灵活:实现信息点数弹性扩展,信息点扩展无需重新网络改造,建网后比传统以太网使用年限更长,整体成本投入降低。

  • 高带宽:实现百G到楼,万兆入室。能够很好支持未来的教学需求,满足多媒体教室、智慧教室、VR/AR教室、云实训室等对于带宽的要求。同时,也能够满足宿舍网日益剧增的多终端、高带宽需求。

  • 简运维:实现有线无线一体化管理,全流程Web图形化界面操作,降低运维人员技术能力。故障检测、实时告警和可视化管理,不再需要运维人员现场检测,降低运维人员工作量和缩短排障周期,保障教学业务不中断。新增设备或新业务部署可以通过SDN控制器标准模板实现即插即用,完成业务快速上线,承载多业务灵活隔离。支持物联终端轻量级安全准入,不再需要人工收集MAC地址且操作一系列繁琐配置的工作。

  • 更安全:宿舍光AP部署,一根线支持12个AP供电,一层楼只需4根线缆,整体简洁美观,56V安全用电,降低安全风险

未来校园网

未来校园网络建设将集连接、感知、计算和数据服务为一体。它将具备大带宽、大连接、高可靠、低时延的基本特征,同时也需具备易扩展、易管理、更安全的概念特征。以太全光网方案将引领校园网建设趋势,为实现数字校园建设提供坚实的基础。

以太全光网方案不仅应用于校园网建设,面向教育、商旅、办公等园区应用场景,用以太网架构+全新光纤入室的部署方式,通过架构简单的组网和SDN技术,在万物互联时代为园区业务提供高带宽、低延时、高度灵活、简单运维的网络承载,支撑未来十年业务演进,保障应用体验和投资价值。

责任编辑:辛文