南京工業(yè)大學(xué)是彩光首批國(guó)家“高校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃”牽頭大學(xué)，也是南京江蘇省高水平大學(xué)建設(shè)高峰計(jì)劃A類(lèi)建設(shè)大學(xué)。為了更好地與學(xué)?！笆奈濉卑l(fā)展規(guī)劃對(duì)接，工業(yè)體現(xiàn)“九個(gè)一”智慧校園建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃的大學(xué)主要內(nèi)容，學(xué)校啟動(dòng)了“九個(gè)一”中的網(wǎng)絡(luò)“一網(wǎng)”全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項(xiàng)目，承擔(dān)著支持教育信息化、鋪設(shè)促進(jìn)學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展的數(shù)字速重要任務(wù)。全光網(wǎng)建設(shè)的化轉(zhuǎn)目標(biāo)是：有力保障，適度領(lǐng)先，型高采用性能可靠、彩光管理方便的南京網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，旨在打造一個(gè)。工業(yè)高效。大學(xué)、網(wǎng)絡(luò)校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境穩(wěn)定智能，鋪設(shè)支持學(xué)校優(yōu)質(zhì)發(fā)展。

    找出問(wèn)題，對(duì)癥下藥。

    校園網(wǎng)建于1995年，經(jīng)過(guò)近30年的建設(shè)，已成為一個(gè)大型的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)。隨著教育新基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，傳統(tǒng)校園網(wǎng)絡(luò)的局限性突出，已成為師生關(guān)注的焦點(diǎn)。

    終端數(shù)量增加了10倍，原無(wú)線網(wǎng)難以承載，師生用網(wǎng)體驗(yàn)差。

    自2015年以來(lái)，學(xué)校開(kāi)始建設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初衷是有線網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充。經(jīng)過(guò)一期和二期工程，教學(xué)辦公室公共區(qū)域部署了2000多個(gè)無(wú)線應(yīng)用程序，解決了校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和移動(dòng)終端的普及，校園無(wú)線終端數(shù)量比2015年增加了近十倍，移動(dòng)終端成為網(wǎng)絡(luò)的主要力量，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也演變?yōu)樾@網(wǎng)絡(luò)的主要方式，師生對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的期望，對(duì)原無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的承載能力提出了巨大的挑戰(zhàn)，提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)已成為師生需求的焦點(diǎn)。

    多階段建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管橋資源緊張。

    多年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，校園主要環(huán)網(wǎng)管道和建筑橋梁資源緊張，特別是在學(xué)生宿舍區(qū)，建筑橋梁和線槽幾乎滿載。目前，學(xué)校有5萬(wàn)多個(gè)有線網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)，規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于分階段建設(shè)，一些遠(yuǎn)離校園網(wǎng)絡(luò)核心的區(qū)域仍存在單點(diǎn)故障，缺乏線路冗余、帶寬和性能瓶頸。以上現(xiàn)象給校園網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患，網(wǎng)絡(luò)改造勢(shì)在必行。

    宿舍樓房間密集，弱電間供電穩(wěn)定安全。

    學(xué)校共有學(xué)生宿舍約9500間，宿舍建筑密集，弱電間158間，大部分空間狹小，供電穩(wěn)定性差。對(duì)于擴(kuò)展星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，供電不穩(wěn)定將直接影響關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)下游所有設(shè)備的連接，嚴(yán)重時(shí)會(huì)中斷整個(gè)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)。宿舍區(qū)弱電間供電穩(wěn)定安全作為網(wǎng)絡(luò)、通信、安全系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施部署場(chǎng)所，一直是我們關(guān)注的問(wèn)題。

    網(wǎng)絡(luò)故障定位繁瑣，運(yùn)維手段落后。

    學(xué)校多階段校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)導(dǎo)致各階段網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商、型號(hào)和性能不同，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。我們的大部分操作和維護(hù)方法仍然是手動(dòng)完成的，效率低下。由于缺乏智能網(wǎng)絡(luò)管理軟件的主動(dòng)報(bào)警機(jī)制，從核心設(shè)備到聚集層再到接入層，需要手動(dòng)逐步調(diào)查維修，不僅影響了網(wǎng)絡(luò)的快速恢復(fù)，而且增加了運(yùn)維負(fù)擔(dān)。面對(duì)視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)直播等高帶寬、低延遲場(chǎng)景的保障，運(yùn)維壓力很大。

    多方論證，尋求創(chuàng)新解決方案。

    信息管理中心根據(jù)學(xué)?！吨腔坌@建設(shè)專項(xiàng)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》中“一網(wǎng)”建設(shè)目標(biāo)和師生對(duì)網(wǎng)絡(luò)使用的需求和期望，對(duì)全體師生進(jìn)行了研究。通過(guò)“i南工”平臺(tái)進(jìn)行在線網(wǎng)絡(luò)需求研究，通過(guò)“智能南工”在線服務(wù)大廳向二級(jí)單位發(fā)放驗(yàn)證表，確認(rèn)各建筑房間的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景。同時(shí)，參觀兄弟學(xué)校，學(xué)習(xí)新一代校園光網(wǎng)技術(shù)的建設(shè)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，邀請(qǐng)同行專家進(jìn)行論證，為全光網(wǎng)建設(shè)提供建議和指導(dǎo)。經(jīng)過(guò)半年多的深化設(shè)計(jì)，考慮到目前的情況、未來(lái)的發(fā)展、萬(wàn)兆時(shí)代的遠(yuǎn)程傳輸需求、施工成本、安全性、維護(hù)成本和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性，我們最終決定全面升級(jí)江浦校區(qū)宿舍區(qū)和辦公區(qū)的網(wǎng)絡(luò)，覆蓋1.4萬(wàn)多個(gè)房間，涉及23個(gè)房間使用功能和10個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)高帶寬承載和優(yōu)化管理維護(hù)。

    圖1：南京工業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)。

    學(xué)校整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用大二層結(jié)構(gòu)，辦公區(qū)和宿舍區(qū)核心側(cè)分別采用VSU技術(shù)，各部署兩臺(tái)超聚合核心交換機(jī)，與接入層設(shè)備全光互聯(lián)；宿舍區(qū)和辦公區(qū)根據(jù)管理建筑范圍內(nèi)的終端設(shè)備數(shù)量，選擇5個(gè)聚合機(jī)房部署相應(yīng)的超聚合交換機(jī)；建筑物內(nèi)的聚合采用無(wú)源透明聚合設(shè)備部署在建筑物內(nèi)的光纖聚合節(jié)點(diǎn)；終端接入設(shè)備從傳統(tǒng)部署在建筑弱電間遷移到用戶室，通過(guò)光纖連接到建筑物的無(wú)源聚合設(shè)備，每8臺(tái)接入設(shè)備匯聚成一芯主干光到分匯機(jī)房。接入層根據(jù)不同場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)需求部署相應(yīng)的入口設(shè)備（如圖2所示），無(wú)論哪種類(lèi)型的入口設(shè)備采用統(tǒng)一的供電方案，宿舍區(qū)采用集中降壓后48V直流電源，教室等光交換機(jī)220V交流電源；其他辦公科研場(chǎng)景采用集中交流電源或直流電源。

    圖2：實(shí)際部署南京工業(yè)大學(xué)各場(chǎng)景的效果。

    圖2：實(shí)際部署南京工業(yè)大學(xué)各場(chǎng)景的效果。    

一張無(wú)源彩光網(wǎng)，構(gòu)建高速、安全的數(shù)字基地。    這次全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是學(xué)校近10年來(lái)的建設(shè)規(guī)模。最大。、投資金額。最大。

單一信息化建設(shè)項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)半年的建設(shè)，校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了主網(wǎng)平面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，江南江北校區(qū)間資源跨河互聯(lián)共享。目前運(yùn)行效果良好，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：    

一纖一室，一室一設(shè)備，高性能Wi-Fi全覆蓋。

    校園網(wǎng)絡(luò)升級(jí)實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化，顯著提高了網(wǎng)絡(luò)性能?？缃^(qū)互聯(lián)網(wǎng)帶寬從40G增加到400G，主網(wǎng)核心從10G增加到200G，教學(xué)辦公區(qū)互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬從8G擴(kuò)大到12G，保證了網(wǎng)絡(luò)的高速互聯(lián)和穩(wěn)定運(yùn)行。

    光纖入室為每個(gè)房間提供了現(xiàn)階段至少獨(dú)家的千兆網(wǎng)絡(luò)接入，為未來(lái)高帶寬的應(yīng)用場(chǎng)景奠定了基礎(chǔ)。全光網(wǎng)絡(luò)升級(jí)支持Wi-Fi6和Wi-Fi7的部署，特別是在教學(xué)辦公區(qū)和高密度場(chǎng)所，提供了足夠的帶寬和穩(wěn)定的無(wú)線接入保證，學(xué)校移動(dòng)Wi-Fi在線已成為常態(tài)。智能教室享有萬(wàn)兆光交換室，可隨意增加或改變終端，構(gòu)建耐用、易于擴(kuò)展的高帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。宿舍區(qū)通過(guò)"一室一光纖，一室一設(shè)備"完成宿舍網(wǎng)速300%的極簡(jiǎn)部署，室內(nèi)AP安裝更加簡(jiǎn)潔美觀，大大提升了學(xué)生的上網(wǎng)體驗(yàn)。    

全光網(wǎng)絡(luò)，弱電間無(wú)源，主干光纖1:8收斂。

    全光網(wǎng)建設(shè)引進(jìn)以太彩光技術(shù)，創(chuàng)新升級(jí)校園網(wǎng)絡(luò)。采用超聚合色光交換機(jī)和色光模塊，通過(guò)光纖將8對(duì)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)傳輸?shù)礁鹘ㄖ?，有效?jié)約骨干光纜資源，提高鏈路效率和帶寬性能；建筑采用無(wú)源透明聚合設(shè)備，將光纖上8個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)分離到不同房間，實(shí)現(xiàn)各建筑的全鏈路光電分離，從各區(qū)域聚合點(diǎn)到入口實(shí)現(xiàn)中間鏈路無(wú)源，有效減少鏈路中間節(jié)點(diǎn)斷電造成的連環(huán)網(wǎng)絡(luò)故障，大大降低弱電間的消防安全隱患。

    圖3：超聚合彩光交換機(jī)及無(wú)源透明匯聚部署效果。    圖3：超聚合彩光交換機(jī)及無(wú)源透明匯聚部署效果。

    

接入層集中供電，光電分離，安全可靠。    在全光網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目中，供電設(shè)計(jì)創(chuàng)新尤為突出。根據(jù)不同的場(chǎng)景，我們定制了三種供電方案：220V交流集中供電、終端降壓、220V交流集中供電 集中降壓后PoE電源和48V直流電源。其中，集中降壓后48V直流供電非常值得推廣。這種供電方式主要適用于宿舍場(chǎng)景和一些公共場(chǎng)所。其部署模式是在建筑弱電間部署無(wú)源透明聚集，強(qiáng)電間部署集中降壓供電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)與供電分離部署，數(shù)據(jù)弱電間鏈路，整個(gè)過(guò)程無(wú)源，供電強(qiáng)電鏈路，學(xué)校移交物流統(tǒng)一管理，確保供電的可靠性和安全性。該供電方案的優(yōu)點(diǎn)是降壓后48V直流供電，比220V交流供電更安全，可以避免學(xué)生宿舍非法用電的風(fēng)險(xiǎn)。在宿舍場(chǎng)景中，我們部署了600多個(gè)集中供電設(shè)備，單個(gè)設(shè)備的輸出功率為600瓦，可為24個(gè)宿舍面板AP提供48VDC。在食堂、圖書(shū)館、報(bào)告廳等公共區(qū)域部署高密度AP的場(chǎng)景中，單個(gè)供電設(shè)備可支持約8臺(tái)高密度AP的供電需求。

    

智能運(yùn)維，全網(wǎng)一張圖，無(wú)感處理，師生體驗(yàn)好。

    本次全光網(wǎng)建設(shè)的SDN智能運(yùn)維工具為INC（意向網(wǎng)絡(luò)指揮官），可提供有線無(wú)線全網(wǎng)綜合視覺(jué)智能運(yùn)維，支持接入設(shè)備即插即用，免配置在線。故障檢測(cè)最多只需檢查鏈路、狀態(tài)和更換設(shè)備三個(gè)步驟即可完成。新設(shè)備接入光網(wǎng)后，配置自動(dòng)發(fā)布，無(wú)需人工干預(yù)，使我們信息化部門(mén)的運(yùn)維重心從設(shè)備端轉(zhuǎn)向客戶端。根據(jù)學(xué)校的要求，SDN工具配備了定制功能，實(shí)現(xiàn)了原學(xué)校的有線網(wǎng)絡(luò)，全網(wǎng)一張圖片，師生獲得了“無(wú)情處理”的網(wǎng)絡(luò)安全體驗(yàn)。    全光網(wǎng)建設(shè)使校園網(wǎng)迎來(lái)了真正意義上的全網(wǎng)升級(jí)改造。全光網(wǎng)絡(luò)是學(xué)校信息傳輸?shù)摹案咚俟贰?。其建成并投入使用，為學(xué)?？蒲袆?chuàng)新、教學(xué)改革和管理服務(wù)提供了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)，標(biāo)志著學(xué)校在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中邁出了關(guān)鍵一步，幫助學(xué)校提高辦學(xué)質(zhì)量和升級(jí)，加快教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，通過(guò)數(shù)字化動(dòng)脈實(shí)現(xiàn)學(xué)校的高質(zhì)量?jī)?nèi)涵發(fā)展。