智慧校园全光网络设计方案

智慧校园全光网络设计方案摘要：随着教育事业的蓬勃发展、学校教育、管理、安全成了学校最大的问题，也是学生家长所担心的问题。多媒体教学、线上教育以及教室物联网等智慧教育应用的推广，使得学校建设对网络承载的数据流量、传输速度、稳定及安全性要求也越来越高，传统网络存在多网并存，限制了网络的传输速度和距离以及管理复杂等问题。相比之下全光网络组网简单，满足校园互联网+教育对带宽、时延、扩展、升级全方高要求，是未来助推智慧校园信息化发展新方向。关键词：全光网络；智慧校园；学校；1、前言为加快推进“互联网+教育”的步伐，给师生教学科研、学习生活提供更加高速便捷、个性化的信息化环境。校园网络建设既要满足广大师生当前业务接入和承载需求，也要为未来的新业务部署留有空间和余量。在光进铜退的大趋势下，考虑到面向未来网络的演进性、可靠性、施工维护等因素，设计全光园区解决方案构建校园的基础网络。2、网络结构网络建设采用全光网络方案进行设计，校园网络整体按照多点星型拓扑。在房间里布设终端光网络，部署模式可以是一个终端服务一个教室或者功能室，通过数据中心机房集中管理学校的各个业务系统，满足智慧校园应用。采用有源模式设计核心和接入设备，无源光网络设计汇聚层，OLT设计核心层，ONT终端光网络设置接入层，ODN器件组网设置汇聚层。无源ODN器件安装在每层教学综合楼弱电间，实现最大吞吐量。采用光纤直接进入图书馆、实验室、教室，完全满足24端口的POE大规模终端ONT覆盖范围的所有接入要求，包括校园的无线和有线网络、录播系统、电子班牌、无线覆盖、投影设备、教学广播、投影设备、视频监控、教室设备等。可以在校园的光网络统一承载教学、办公、视频监控等业务系统，数据中心机房集中管理各业务系统。从OLT设备直连至ONU，中途进行分光，满足对特殊场景大带宽业务接入需求，最大可达2.5Gbps上行/10Gbps下行速度带宽接入能力。核心层采用双核心层交换机，通过2条万兆链路进行捆绑实现虚拟化。校园网络核心层交换机通过2台防火墙、入侵防御模块、网络监控平台、负载均衡器实现与广域网的互联，2个广域网出口同时工作，正常运行时可以均衡流量，同时起到冗余作用。3、网络安全和隔离（1）在校区互联网边界部署弹性防火墙架构，便于以后灵活扩展边界安全性能，最高支持扩展到1.5Tbps的高级威胁防御吞吐量。（2）在阿里云部署软件防火墙，接受数据中心管理平台的统一管理。（3）在校区数据中心各个功能区部署内网防火墙，防火墙模块和入侵防御模块（IPS），防止来自网络内部的攻击。（4）在校区部署统一管理平台，同时管理总校出口防火墙、分校防火墙（未来）、云上防火墙、内网防火墙。（5）VPN专网构建：配置简洁，一个界面配置管理。一键配置VPN组网，各分校设备、云端设备通过site-to-siteVPN网与总部互联，通过互联网构建企业的VPN安全网络。（6）终端统一安全防护接入，包含端点安全，手机安全，office365安全，手机应用安全容器。（7）采用虚拟局域网技术（VLAN）将网络划分为多个部分。4、流量控制（1）流量控制：校园网络核心层交换机上安装应用层流量控制模块，对校园网络用户的P2P下载、IM即时通信、网络游戏、炒股等应用进行流量监测和控制。5、无线局域网（WIFI）（1）在本项目设置两套系统；教务网WIFI及外网WIFI。教务网WIFI信号主要覆盖本项目教室、公共活动区域（如教室、走道、会议室、报告厅、阅览室、休息区、宿舍、餐厅、体育中心等）设置无线接入点（AP）。外网WIFI信号主要覆盖本项目宿舍、公众来宾活动空间区（如大礼堂、艺术中心、创新中心、体育中心等）；实现无线网络全覆盖，用于接入Internet。（2）每套无线网络系统采用无线控制器AC+无线接入点AP设备的系统架构，即“瘦AP”的方式运行。AP本身不进行用户认证、ACL控制等操作，配置无线控制器管理无线用户的接入，用户接入后可映射到不同的VLAN，实现同一宿舍住户有线网络与无线网络的互通。（3）无线局域网支持TCP/IP网络协议，符合IEEE802.11b/g/n/ac/ax规范，速率最大可达1000Mbps。（4）无线覆盖区域边缘场强要求大于-65dbm。（5）基于可接通率对无线覆盖区的要求：位置必须为90%的无线覆盖区以及99%的时间。（6）无线AP采用POE供电方式。（7）无线网络中心配置冗余的无线网络控制器对所有AP进行访问、安全、配置管理。6、网络管理（1）在弱电机房分别设网管工作站，对校园网络、智能网进行管理。（2）管理网络性能：对不同类型的网络运行统计信息进行收集，比如，网络的利用率、设备以及负载的链路、可靠性和可用性等，对网络性能实施优化，疏通遇到的瓶颈，以均匀地分布网络流量，让相应的策略得以实现。（3）管理网络配置：合理配置路由以及端口、节点的网络部件，准确掌握目前系统状态的关联信息，进行系统配置的有效更改等。（4）管理网络故障：注重错误日志的检查并进行维护，对错误检测报告进行分析并有效回应，并对其进行跟踪且反应，对错误进行跟踪和辨识，完成诊断测试的执行并进行错误纠正等。（5）统计业务量：及时清除和统计网络设备和节点的告警内容和告警产生；按照IP网址进行业务流向和流量的统计，以有效记录和统计网管人员的设备操作过程。（6）管理网络安全：有效管理不同层次和级别的安全预防措施，安全保护网络不同的配置数据，一旦发生网管系统的故障，通过自动或者人工恢复功能确保网络运行。7、网络布线（1）系统概述校园网络数据主配线架、智能网布线主配线架均设于数据中心，布线系统主干的管理可由数据中心负责，实现对外连接操作的统一性。系统数据主干从OLT设备直连至ONU，采用两组24芯单模OS2光缆，由两条路径分开到达，实现物理冗余；水平布线采用六类4对双绞电缆（UTP）。（2）工作区采用6种RJ45原装跳线作为工作区数据跳线。（3）子系统的配线1）采用原厂的方形双孔或单孔面板作为信息插座面板。根据装修需要确定面板款式。利用国标86型热镀锌金属底盒作为暗装的面板底盒。2）通过6种RJ45信息插座作为数据信息插座模块。参照TIA/EIA568-C标准连接电缆。3）IP摄像机、各系统控制器等设备的接入，不再设置信息面板，水平铜缆通过水晶头直接接入。4）为了标签的放置，必须确保足够的空间仔每个信息插座上，既包括编号填写的空间，更要保证颜色标签的配置，以供后续设备维护过程中的有效识别。5）借助国标6类4对非屏蔽双绞线作为水平数据及语音铜缆的布线，线缆防火等级符合IEC60332-3C标准，并满足LSZH低烟无卤要求。6）设备配线：利用24端口RJ45标准模块式配线架有效连接水平铜缆，可以选择24口/1U高密度设备作为配线架；利用48芯/1U以及LC口高密度光纤配线架作为光纤主干的配线架。7）必须利用高密度、低衰耗、高性能的光纤接头作为耦合器和光纤接头，同时利用尾纤融接方式连接光纤端。8）必须在19”机柜内安置全部分光器、配线架、ONU，机柜内必须安置门锁、竖向跳线管理器、电源插座、风扇等，并预留足够的容量安装网络设备和所有配线架。9）必须采用原厂原装产品作为所有跳线。（4）建筑群子系统及干线子系统1）数据主干采用24芯单模OS2光缆，室内光缆防火等级符合IEC60332-3C标准，并满足OFNR级别要求；。3）建筑物配线设备：可利用LC连接头的19"光纤配线箱连接主干光缆。4）必须在19”机柜内安置全部分光器、配线架、ONU，机柜内必须安置门锁、竖向跳线管理器、电源插座、风扇等，并预留足够的容量安装网络设备和所有配线架。（5）敷设线缆标准布置干线：沿着弱电竖井/吊顶内/顶板敷设热镀锌金属线槽，利用单独线槽敷设主干光缆。水平布线：利用同一线槽容纳其他弱电系统和6类非屏蔽双绞线；沿着弱电竖井/吊顶内/顶板敷设热镀锌金属线槽进行集中明敷设，分支线缆采用JDG管沿吊顶内明敷或暗埋墙/地板敷设，室外敷设采用SC/PC管。（6）施工安装要求1）敷设六类UTP电缆不宜超过90米的敷设长度，留有冗余布放缆线。2）预留在楼层配线间的绞电缆不能少于3m的预留长度；工作区确保0.3-0.6m的预留；设备端的光缆预留不低于3m的长度；工作区不少于0.3至0.6米；光缆在设备端预留长度不少于3米；特殊情况的预留长度必须按照设计要求进行。3）在布放和牵引缆线的操作中，不能大于1.5m的吊挂缆线支点的距离；缆线牵引力的设计，不能超过允许缆线张力的80%，并在光缆允许的张力内形成瞬间最大牵引力。光缆敷设采用牵引方式时，必须在缆的加强芯上加牵引力。4）在垂直敷设电缆桥架内缆线过程中，具体位置应该是1.5米间隔处和缆线的上端，并在桥架的支架上进行固定；水平敷设时的固定点必须设置在直接部分间隔距施3－5米处。同时固定点还要设计在缆线的中心点转弯处300-500mm处以及距离首端、尾端。5）如果利用同一槽敷设铜缆与光缆，必须在线槽最上方布置光缆，以避免挤压光缆。8、结束语全光网络采用扁平大二层极简构架，大大节省了中间交换机的有源设备部署和机房布线空间。采用全光网，数据配置只需在OLT上，直接下发数据给ONU，多种形态ONU，适应不同场景，一纤多业务，集中管理，方便维护。满足智慧校园应用需求，实现智慧网络建设和智能