園區如何進(jìn)行全光技術(shù)選型-上篇

  前面幾期我們分別介紹了主流全光技術(shù)PON網(wǎng)絡(luò )及以太全光網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)，可以說(shuō)是各有所長(cháng)。那么結合具體園區場(chǎng)景，我們又該如何去正確地選擇最適用于該場(chǎng)景的方案呢？接下來(lái)讓我們以校園為例，帶大家了解各種常見(jiàn)校園場(chǎng)景的特點(diǎn)、業(yè)務(wù)需求以及最佳方案選型。

  “十四五”期間，我們進(jìn)入全面建設社會(huì )主義現代化國家的進(jìn)程，高等教育也邁入了現代化發(fā)展與建設的新階段，隨著(zhù)教育信息化2.0時(shí)代的到來(lái)，大數據、云計算、VR、AR、區塊鏈、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)在教育行業(yè)的逐漸普及，“數字校園”正在向“智慧校園”升級。云上辦公、教育資源共享、遠程課堂、多媒體教學(xué)、高清視頻會(huì )議等各種依托于新興技術(shù)的創(chuàng )新教學(xué)業(yè)務(wù)已經(jīng)實(shí)現傳統教育向智慧教育轉變。而隨著(zhù)這些創(chuàng )新業(yè)務(wù)的應用普及，對校園網(wǎng)絡(luò )也提出了更高的要求。針對校園網(wǎng)絡(luò )目前隨著(zhù)各種新業(yè)務(wù)的升級導致的帶寬不足、組網(wǎng)架構逐漸復雜、運維工作量日益增加的困境，全光網(wǎng)絡(luò )的部署能夠幫助其完美應對業(yè)務(wù)升級帶來(lái)的這一系列問(wèn)題。目前全光網(wǎng)在校園的應用主要集中于教室、宿舍、辦公樓、會(huì )議室等重點(diǎn)場(chǎng)景，本期將首先為大家帶來(lái)教室場(chǎng)景下如何選擇合適的全光技術(shù)方案。

  我們先來(lái)分析一下教室的業(yè)務(wù)特點(diǎn)。高校教室一般分為普通教室、多功能教室和計算機教室。

  普通教室及多功能教室具備如下特點(diǎn)：

  1、終端種類(lèi)多，包含攝像頭、AP、中控設備、廣播設備、教學(xué)PC、教學(xué)大屏等（如圖1），業(yè)務(wù)復雜，水平布線(xiàn)子系統多。

圖1 普通教室/多功能教室終端分布

  2、未來(lái)業(yè)務(wù)升級，例如Wi-Fi 6甚至Wi-Fi 7的普及、AR/VR/3D教學(xué)等對帶寬需求變大，對網(wǎng)絡(luò )性能、上行質(zhì)量保障要求高。

  3、從流量模型上看：

  教學(xué)系統之間的聯(lián)動(dòng)以教室內部設備之間橫向流量為主，交互持續且頻繁

  教學(xué)內容如教學(xué)視頻、課件文件等下載以數據中心到教室內終端縱向流量為主，由于上課時(shí)間同步，具有多教室高并發(fā)、瞬時(shí)流量大等特點(diǎn)

  教室監控視頻數據保存以教室內終端向數據中心方向為主

  再來(lái)看計算機教室，除了以上和普通教室共有的特點(diǎn)之外，計算機教室還有以下特點(diǎn)：

  1、單教室除了教學(xué)PC、電子班牌、中控設備、攝像頭、廣播設備等多種終端，還需要部署數十臺學(xué)生用PC，終端的種類(lèi)和數量眾多（如圖2）；

圖2 計算機教室終端分布

  （圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵權，請聯(lián)系我們）

  2、隨著(zhù)計算機教室業(yè)務(wù)逐漸云化，多采用VDI或VOI方案，若采用VOI架構，開(kāi)機短時(shí)間內需拉取鏡像，瞬時(shí)并發(fā)流量高，同樣若采用VDI架構，所有的桌面以虛擬機的方式運行在數據中心服務(wù)器硬件的虛擬化層上，桌面以圖像傳輸的方式發(fā)送到客戶(hù)端，多教室與數據中心交互縱向并發(fā)流量高（如圖3），對網(wǎng)絡(luò )性能、質(zhì)量保障要求高。

圖3 教室流量模型變化趨勢

  分析了教室場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)特點(diǎn)及流量模型，我們據此來(lái)給教室匹配最合適的全光技術(shù)方案。

  傳統的教室網(wǎng)絡(luò )部署一般采用以太網(wǎng)三層組網(wǎng)架構，從入室交換機到樓層匯聚再到教學(xué)樓樓棟匯聚都采用銅纜網(wǎng)線(xiàn)傳輸，距離一般不超過(guò)100米。隨著(zhù)教學(xué)業(yè)務(wù)的不斷升級，教室流量規模不斷增加，傳統以太網(wǎng)絡(luò )的部署已經(jīng)逐漸難以滿(mǎn)足教學(xué)業(yè)務(wù)的需求，教室采用全關(guān)網(wǎng)絡(luò )方案部署，勢在必行。

  那么以太全光網(wǎng)絡(luò )和PON網(wǎng)絡(luò )方案，哪個(gè)才是在教室場(chǎng)景下的最佳選擇呢？

  基于當前教室場(chǎng)景的特點(diǎn)，我們分別來(lái)了解下教室場(chǎng)景下以太全光網(wǎng)絡(luò )部署和PON網(wǎng)絡(luò )部署的優(yōu)勢。

  以太全光網(wǎng)絡(luò )部署

圖4 教室場(chǎng)景以太全光網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)示意圖

  首先，采用以太全光、光纖入室的方式，這種方式能夠為教室提供千兆網(wǎng)絡(luò )多類(lèi)型有線(xiàn)信息點(diǎn)接入以及高密無(wú)線(xiàn)接入，上行帶寬和下行帶寬均能有效保障，同時(shí)還能夠實(shí)現教室內有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)、監控、廣播、物聯(lián)網(wǎng)、中控等設備多網(wǎng)合一，上課過(guò)程中教學(xué)視頻、課件文件的能夠高速下載，外網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)流暢，有效提升師生上課網(wǎng)絡(luò )體驗和減少教學(xué)事故。室內采用無(wú)風(fēng)扇靜音接入交換機，無(wú)噪聲干擾學(xué)生上課。

  其次，取消傳統以太網(wǎng)絡(luò )的樓層匯聚，利用樓棟全光交換機滿(mǎn)足多教室直播上課等東西向流量模型需求，保障多課堂互動(dòng)實(shí)時(shí)性。在一棟教學(xué)樓只需要建設一個(gè)樓棟弱電間即可滿(mǎn)足全樓接入需求，管理點(diǎn)及故障點(diǎn)減少了，大大減少教學(xué)樓網(wǎng)絡(luò )的部署成本和維護成本。

  最后，隨著(zhù)教學(xué)業(yè)務(wù)升級，后續教室存在更高帶寬的需求時(shí)，僅需要更換樓棟全光交換機，甚至僅是在已有樓棟交換機上增加高速以太全光插卡，即可完成網(wǎng)絡(luò )擴展升級。

  PON網(wǎng)絡(luò )部署

圖5 教室場(chǎng)景PON網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)示意圖

  首先，采用1:8分光比，可實(shí)現千兆帶寬入室，通過(guò)動(dòng)態(tài)帶寬調整，極限情況下可達萬(wàn)兆，保障VR/AR 課堂能夠提供沉浸式教學(xué)體驗，同樣可實(shí)現教室內有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)、IOT設備一網(wǎng)融合。

  其次，樓棟匯聚采用無(wú)源分光器，無(wú)消防隱患，降低樓棟弱電間溫度、濕度等復雜環(huán)境對網(wǎng)絡(luò )影響，提升網(wǎng)絡(luò )穩定性，同時(shí)能夠節約光纖資源及減少匯聚設備，此外入室ONU即插即用，方便管理。

  最后，隨著(zhù)教學(xué)業(yè)務(wù)升級，VR/AR課堂、全息課堂的普及，后續教室存在更高帶寬的需求時(shí)，由于前期光纖鋪設一步到位，可通過(guò)調整分光比實(shí)現1Gbps~10Gbps的帶寬升級，無(wú)須更換前端設備。

  顯而易見(jiàn)，較于傳統以太網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，以太全光網(wǎng)絡(luò )和PON網(wǎng)絡(luò )部署都有較為明顯的優(yōu)勢。兩者相對來(lái)說(shuō)，也各有所長(cháng)，PON網(wǎng)絡(luò )設備維護和管理成本更低，擴展升級成本也更少，而以太全光網(wǎng)絡(luò )在面對多業(yè)務(wù)的時(shí)候，能夠做到全網(wǎng)絡(luò )一致的QoS，為多業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的各種業(yè)務(wù)提供更優(yōu)的流量帶寬保障，故針對目前教室場(chǎng)景終端種類(lèi)多、業(yè)務(wù)復雜、上下行帶寬大，時(shí)延要求高的特點(diǎn)，我們當前更推薦采用以太全光網(wǎng)絡(luò )方案。