華中科技大學(xué)從場(chǎng)景入手推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

文/張潔卉

校園網(wǎng)概況

華中科技大學(xué)校園網(wǎng)目前開(kāi)戶數(shù)8萬(wàn)余個(gè)，包括6萬(wàn)學(xué)生和2萬(wàn)教工用戶，全校最高同時(shí)在線設(shè)備數(shù)7.8萬(wàn)。校園網(wǎng)在全校200余棟辦公樓、教學(xué)樓、學(xué)生宿舍實(shí)現(xiàn)有線無(wú)線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋；在主校區(qū)、同濟(jì)校區(qū)、網(wǎng)安基地和醫(yī)學(xué)圖像中心實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一認(rèn)證、無(wú)縫漫游使用，并在辦公區(qū)域提供免費(fèi)服務(wù)，以堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)，支持學(xué)校教學(xué)科研發(fā)展。

校園網(wǎng)特點(diǎn)和使用趨勢(shì)

華中科技大學(xué)校園網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：

1.校園網(wǎng)絡(luò)自建，網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算中心負(fù)責(zé)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理及光纜管網(wǎng)規(guī)劃。

2.校園面積大，樓棟多，建設(shè)年代各異，布線環(huán)境復(fù)雜。

3.校園無(wú)線網(wǎng)全覆蓋，AP（Access Point，無(wú)線接入點(diǎn)）數(shù)2.8萬(wàn)，運(yùn)維工作量大。

華中科技大學(xué)校園網(wǎng)用戶終端數(shù)逐年增長(zhǎng)，每年約增長(zhǎng)1萬(wàn)臺(tái)，其中有線用戶比例逐年減少，無(wú)線用戶快速增長(zhǎng)，全網(wǎng)無(wú)線用戶占比達(dá)到81%（圖1）。

圖1 華中科技大學(xué)校園網(wǎng)用戶分布

校園網(wǎng)建設(shè)方向

1.重點(diǎn)關(guān)注無(wú)線網(wǎng)的建設(shè)，現(xiàn)存銅纜有線網(wǎng)“保守治療”，未來(lái)有線網(wǎng)從無(wú)線AP側(cè)或光口交換機(jī)側(cè)延伸布放，銅纜局限于室內(nèi)布線；無(wú)線、有線網(wǎng)使用一套方案建設(shè)。

2.網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實(shí)現(xiàn)最大程度“光進(jìn)銅退”，一步到位光纖入室。通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用普及，建設(shè)穩(wěn)定高效、符合未來(lái)發(fā)展的校園網(wǎng)絡(luò)。

光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案選擇

根據(jù)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)需求特點(diǎn)，包括打印機(jī)、服務(wù)器等特殊設(shè)備接入需求，重點(diǎn)考慮設(shè)備取電、用電安全；考慮施工難度、防損及美觀度，建設(shè)完成后室內(nèi)設(shè)備以簡(jiǎn)潔為上；全網(wǎng)實(shí)現(xiàn)最大程度“光進(jìn)銅退”。

根據(jù)學(xué)校試點(diǎn)PON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)樓棟運(yùn)行情況，考慮PON的優(yōu)勢(shì)在于分光無(wú)源，但“ONU+分光器+OLT”的架構(gòu)略顯臃腫，在學(xué)生宿舍優(yōu)勢(shì)不明顯。通過(guò)調(diào)研分析，基于以太網(wǎng)技術(shù)的光網(wǎng)絡(luò)方案更適合在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用。

校園光網(wǎng)絡(luò)改造情況

近年來(lái)學(xué)校在學(xué)生宿舍及辦公樓棟已開(kāi)始推行全光網(wǎng)絡(luò)改造，采用全光以太集中或本地供電方案，使用支持WiFi6的光口無(wú)線AP設(shè)備實(shí)現(xiàn)AP入室安裝。改造后，原樓棟10余個(gè)設(shè)備間光網(wǎng)絡(luò)匯總至一個(gè)設(shè)備間機(jī)柜。樓棟線纜體積、有源設(shè)備間數(shù)量大幅減少，降低對(duì)公共空間占用的同時(shí)也提升了防火安全性。

改造完成后，室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)訪問(wèn)速度普遍達(dá)到300Mbps以上，同時(shí)在公共區(qū)域、衛(wèi)生間等位置增加AP設(shè)備覆蓋，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。線路質(zhì)量穩(wěn)定可靠，能支持10年以上網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，有效夯實(shí)校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基礎(chǔ)。

2022年，學(xué)校校園網(wǎng)累計(jì)實(shí)現(xiàn)19棟學(xué)生宿舍及10余棟辦公樓，共8000余個(gè)房間的光網(wǎng)絡(luò)改造，校園光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)正在穩(wěn)步推進(jìn)中。

實(shí)踐中推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化

華中科技大學(xué)光網(wǎng)絡(luò)由多部門協(xié)同建設(shè)，“如何在建設(shè)過(guò)程中，結(jié)合實(shí)際情況和使用效果，不斷改進(jìn)方法、制定標(biāo)準(zhǔn)，使光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有據(jù)可依，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化快速接入”是學(xué)校一直在思考的問(wèn)題。鑒于近年來(lái)的項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，學(xué)校制定了校園光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)范。

宿舍區(qū)域建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

學(xué)生宿舍無(wú)線使用率遠(yuǎn)高于有線，部分樓棟有線網(wǎng)使用率僅占1%。因此學(xué)生宿舍網(wǎng)絡(luò)建設(shè)重點(diǎn)在無(wú)線網(wǎng)，所有宿舍AP入室，室內(nèi)有線信息點(diǎn)從AP側(cè)使用超五類雙絞線進(jìn)行延伸布放。AP采用集中供電方式部署，拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖2 宿舍區(qū)光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)拓?fù)?/p>

因?qū)W校宿舍類型較多，建設(shè)年代各異，部分老樓改造存在多人間，往往超過(guò)4人使用。根據(jù)每個(gè)床位布放一個(gè)有線信息點(diǎn)的需求，對(duì)于多人間采用2根皮線光纜入室，布放兩臺(tái)4口AP的方式滿足。同時(shí)根據(jù)建設(shè)過(guò)程中學(xué)生用戶的使用反饋，在門廳等公共區(qū)域存在掃健康碼等上網(wǎng)需求，因此門廳處需布設(shè)放裝AP優(yōu)化用網(wǎng)體驗(yàn)。

辦公區(qū)域建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

辦公區(qū)房間需根據(jù)人員數(shù)量，在房間內(nèi)部署光口面板AP或8口/16口光纖靜音POE交換機(jī)，交換機(jī)提供電口無(wú)線AP接入，剩余接口用于千兆有線信息點(diǎn)接入。房間內(nèi)有線信息點(diǎn)使用超五類雙絞線布放，在房門左側(cè)或右側(cè)安裝一個(gè)400*300*120mm大小的信息箱（新建樓棟建議采用暗裝，改造樓棟可采用暗裝或明裝），室內(nèi)布線穿入信息箱內(nèi)，預(yù)留30cm冗余。線纜在信息箱一端標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的房間和位置，便于后期安裝維護(hù)。信息箱內(nèi)需安裝電源用于交換機(jī)取電。

建設(shè)方法改進(jìn)

1.關(guān)于集中供電方式的改進(jìn)。在光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一期方案中，集中供電主干電纜與支干電纜通過(guò)T型端子的方式連接，但是在建設(shè)中發(fā)現(xiàn)這種方式從施工難度、耗材成本、后期維護(hù)和美觀度方面，仍然存在提升空間。

因此在二期項(xiàng)目中，學(xué)校通過(guò)與業(yè)內(nèi)資深施工單位溝通探討及實(shí)地測(cè)試，改為采用防水接頭方式連接主干電纜及支干電纜，項(xiàng)目施工難度和成本得到優(yōu)化。

2.光口面板AP底座172底盒的使用。通用AP底座一般使用86底盒，但在光口AP的安裝過(guò)程中存在光纖熔接頭較大、光纖不可過(guò)度彎折等問(wèn)題。因此入室光纖做尾纖熔纖時(shí)，熔接后的光纖接頭可藏于寬線槽中，光纖和電纜可盤在172底盒中以增加線纜調(diào)整空間并提升美觀度。

建設(shè)中遇到的實(shí)際問(wèn)題

放裝AP電源體積過(guò)大問(wèn)題

放裝AP本地取電電源普遍存在體積過(guò)大的問(wèn)題，施工時(shí)難以安裝，安全性和美觀度方面不盡如人意。因放裝AP主要用于走廊、教室和公共空間等較為開(kāi)闊的區(qū)域，解決辦法考慮從縮小電源尺寸、使用集中供電或光電混合纜等方面實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中對(duì)于多口AP的需求

從光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的效果來(lái)看，光口面板AP入室安裝最為簡(jiǎn)潔有效。面板AP性能足以支持10臺(tái)以內(nèi)設(shè)備無(wú)線網(wǎng)使用，同時(shí)面板AP可提供4個(gè)下聯(lián)有線口，覆蓋4人間有線網(wǎng)需求。相比于多人間網(wǎng)絡(luò)覆蓋所需的光口POE交換機(jī)、信息箱、電口AP等配套設(shè)備，4人間僅需一臺(tái)面板AP即可滿足所有網(wǎng)絡(luò)需求。因此在條件允許的情況下，光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)首推面板AP入室。

但是在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，符合面板AP入室條件的辦公區(qū)房間十分有限，以學(xué)校一棟大型綜合性辦公樓為例，滿足面板AP布放條件的房間僅占24%，剩余76%的房間需使用“交換機(jī)+AP+信息箱”的方式布放，施工成本較高。同時(shí)從統(tǒng)計(jì)結(jié)果中可以看到，5~8人間在辦公區(qū)所占比例達(dá)到26%，是一種較為典型的辦公區(qū)房間類型。如果各廠商能夠推出8口及以上端口面板AP產(chǎn)品，則50%的辦公區(qū)房間可以使用面板AP的方式布放，能夠顯著降低光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難度，有效縮短施工周期，節(jié)約施工成本，提升設(shè)備資產(chǎn)安全性以及方便后期擴(kuò)展。

關(guān)于臨時(shí)布點(diǎn)、快速布點(diǎn)、戶外布點(diǎn)的需求

隨著學(xué)校網(wǎng)絡(luò)信息化的建設(shè)與普及，校園網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)，包括廣場(chǎng)數(shù)字迎新、操場(chǎng)體育館大型體測(cè)、臨時(shí)核酸檢測(cè)點(diǎn)、開(kāi)闊區(qū)域戶外活動(dòng)等，此時(shí)校園網(wǎng)應(yīng)用的特色是需求急迫、臨時(shí)布放、方便回收。在這種場(chǎng)景中，往往人員密度大，對(duì)無(wú)線網(wǎng)的性能要求較高，而布網(wǎng)時(shí)存在室外取電困難、線纜距離有限、設(shè)備安裝不便等問(wèn)題。因此在校園光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，對(duì)于機(jī)動(dòng)靈活的高性能無(wú)線解決方案存在切實(shí)需求。

秉承校訓(xùn)“明德厚學(xué)，求是創(chuàng)新”，華中科技大學(xué)光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方向?yàn)椋簩?shí)事求是、踏實(shí)務(wù)實(shí)、夯實(shí)基礎(chǔ)。我校在以太全光網(wǎng)的建設(shè)實(shí)踐中取得了理想的效果，堅(jiān)定了加快推進(jìn)全光網(wǎng)建設(shè)的信心，并在實(shí)踐中不斷探索發(fā)展，制定出不同場(chǎng)景下全光校園網(wǎng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，從建設(shè)理念到施工規(guī)范，一步一個(gè)腳印走出一條創(chuàng)新之路，為建成全國(guó)一流的新一代“全光智慧校園”提供有力保障。