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園區(qū)如何進(jìn)行全光技術(shù)選型-上篇

摘要:較于傳統(tǒng)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(shì)

  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(zhǎng)。那么結(jié)合具體園區(qū)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(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的進(jìn)程,高等教育也邁入了現(xiàn)代化發(fā)展與建設(shè)的新階段,隨著教育信息化2.0時(shí)代的到來(lái),大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、VR、AR、區(qū)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(shù)字校園”正在向“智慧校園”升級(jí)。云上辦公、教育資源共享、遠(yuǎn)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(xiàn)傳統(tǒng)教育向智慧教育轉(zhuǎn)變。而隨著這些創(chuàng)新業(yè)務(wù)的應(yīng)用普及,對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)也提出了更高的要求。針對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)目前隨著各種新業(yè)務(wù)的升級(jí)導(dǎo)致的帶寬不足、組網(wǎng)架構(gòu)逐漸復(fù)雜、運(yùn)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(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)升級(jí)帶來(lái)的這一系列問(wèn)題。目前全光網(wǎng)在校園的應(yīng)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?guī)?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(jì)算機(jī)教室。

  普通教室及多功能教室具備如下特點(diǎn):

  1、終端種類多,包含攝像頭、AP、中控設(shè)備、廣播設(shè)備、教學(xué)PC、教學(xué)大屏等(如圖1),業(yè)務(wù)復(fù)雜,水平布線子系統(tǒng)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(jí),例如Wi-Fi 6甚至Wi-Fi 7的普及、AR/VR/3D教學(xué)等對(duì)帶寬需求變大,對(duì)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(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)以教室內(nèi)部設(shè)備之間橫向流量為主,交互持續(xù)且頻繁

  教學(xué)內(nèi)容如教學(xué)視頻、課件文件等下載以數(shù)據(jù)中心到教室內(nèi)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(jiān)控視頻數(shù)據(jù)保存以教室內(nèi)終端向數(shù)據(jù)中心方向?yàn)橹?

  再來(lái)看計(jì)算機(jī)教室,除了以上和普通教室共有的特點(diǎn)之外,計(jì)算機(jī)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(shè)備、攝像頭、廣播設(shè)備等多種終端,還需要部署數(shù)十臺(tái)學(xué)生用PC,終端的種類和數(shù)量眾多(如圖2);

圖2 計(jì)算機(jī)教室終端分布

  (圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們)

  2、隨著計(jì)算機(jī)教室業(yè)務(wù)逐漸云化,多采用VDI或VOI方案,若采用VOI架構(gòu),開(kāi)機(jī)短時(shí)間內(nèi)需拉取鏡像,瞬時(shí)并發(fā)流量高,同樣若采用VDI架構(gòu),所有的桌面以虛擬機(jī)的方式運(yùn)行在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器硬件的虛擬化層上,桌面以圖像傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到客戶端,多教室與數(shù)據(jù)中心交互縱向并發(fā)流量高(如圖3),對(duì)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(shì)

  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(jù)此來(lái)給教室匹配最合適的全光技術(shù)方案。

  傳統(tǒng)的教室網(wǎng)絡(luò)部署一般采用以太網(wǎng)三層組網(wǎng)架構(gòu),從入室交換機(jī)到樓層匯聚再到教學(xué)樓樓棟匯聚都采用銅纜網(wǎng)線傳輸,距離一般不超過(guò)100米。隨著教學(xué)業(yè)務(wù)的不斷升級(jí),教室流量規(guī)模不斷增加,傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)的部署已經(jīng)逐漸難以滿足教學(xué)業(yè)務(wù)的需求,教室采用全關(guān)網(wǎng)絡(luò)方案部署,勢(shì)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(dāng)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(shì)。

  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?yàn)榻淌姨峁┣д拙W(wǎng)絡(luò)多類型有線信息點(diǎn)接入以及高密無(wú)線接入,上行帶寬和下行帶寬均能有效保障,同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)教室內(nèi)有線、無(wú)線、監(jiān)控、廣播、物聯(lián)網(wǎng)、中控等設(shè)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)訪問(wèn)流暢,有效提升師生上課網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)和減少教學(xué)事故。室內(nèi)采用無(wú)風(fēng)扇靜音接入交換機(jī),無(wú)噪聲干擾學(xué)生上課。

  其次,取消傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)的樓層匯聚,利用樓棟全光交換機(jī)滿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(shè)一個(gè)樓棟弱電間即可滿足全樓接入需求,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(hù)成本。

  最后,隨著教學(xué)業(yè)務(wù)升級(jí),后續(xù)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(jī),甚至僅是在已有樓棟交換機(jī)上增加高速以太全光插卡,即可完成網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展升級(jí)。

  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(xiàn)千兆帶寬入室,通過(guò)動(dòng)態(tài)帶寬調(diào)整,極限情況下可達(dá)萬(wàn)兆,保障VR/AR 課堂能夠提供沉浸式教學(xué)體驗(yàn),同樣可實(shí)現(xiàn)教室內(nèi)有線、無(wú)線、IOT設(shè)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(fù)雜環(huán)境對(duì)網(wǎng)絡(luò)影響,提升網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性,同時(shí)能夠節(jié)約光纖資源及減少匯聚設(shè)備,此外入室ONU即插即用,方便管理。

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

  顯而易見(jiàn),較于傳統(tǒng)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(shì)。兩者相對(duì)來(lái)說(shuō),也各有所長(zhǎng),PON網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)和管理成本更低,擴(kuò)展升級(jí)成本也更少,而以太全光網(wǎng)絡(luò)在面對(duì)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(duì)目前教室場(chǎng)景終端種類多、業(yè)務(wù)復(fù)雜、上下行帶寬大,時(shí)延要求高的特點(diǎn),我們當(dāng)前更推薦采用以太全光網(wǎng)絡(luò)方案。

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