全光网会客厅 | 华中科技大学：光网络建设思考与实践

栏目介绍

伴随“光进铜退”时代的到来，基于新一代信息技术演化生成的通信网络基础设施——全光网的建设，对促进各领域高质量发展起到关键的支撑作用。尤其是在高教领域，当“光”与教育信息化相遇，便一拍即合地碰撞出无限的智慧创新火花。为此，《高校信息化应用》联合锐捷网络共同推出“全光网会客厅”栏目，邀请作为高教领域全光网探索者、参与者、建设者的专家和学者，分享以往的建设实践和成功经验，探讨未来的建设规划和发展方向，为以全光网为坚实“底座”的高校智慧校园建设献策献力。

校园网概况

华中科技大学校园网目前开户数8万余个，包括6万学生和2万教工用户，全校最高同时在线设备数7.8万。校园网在全校200余栋办公楼、教学楼、学生宿舍实现有线无线网络全覆盖；在主校区、同济校区、网安基地和医学图像中心实现校园网统一认证、无缝漫游使用，并在办公区域提供免费校园网服务，以坚实的网络基础建设，支持学校教学科研发展。

华中科技大学校园网特点

1）校园网络自建，网络与计算中心负责所有网络设备管理及光缆管网规划，校园网接入管理至房间。

2）校园面积大，楼栋多，建设年代各异，布线环境复杂。

3）校园无线网全覆盖、AP数2.8万颗、运维工作量大。

校园网使用趋势

用户终端数逐年增长，每年约增长1万台，有线用户比例逐年减少，无线用户快速增长，全网无线用户占比达到81%。

传统布线的劣势

1、线路故障频发：POE供电铜缆氧化、宿舍老旧潮湿腐蚀、双绞线弯折接触不良，故障率较高；布线门槛低导致线路质量良莠不齐；铜缆有效距离100米内，高层建筑及大型教学楼内机房多，维护困难；布线时线缆体量较大，对桥架空间要求高。

2、可持续发展性不足：铜缆布线使用周期较短；楼栋内部房间调整时，铜缆难以利旧，存在重复建设的情况；存在带宽上限，无法支持新型光口设备接入。

校园网建设方向

1、重点关注无线网的建设，现存铜缆有线网“保守治疗”，未来有线网从无线AP侧或光口交换机侧延伸布放，铜缆局限于室内布线；无线、有线网使用一套方案建设。

2、网络建设实现最大程度光进铜退，一步到位光纤入室。通过光网络的应用普及，建设稳定、高效、符合未来发展的校园网络。

光网络建设情况

光网络建设方案的选择

根据我校网络需求特点，包括打印机、服务器等特殊设备接入需求，重点考虑设备取电、用电安全；考虑施工难度、防损及美观度，建设完成后室内设备以简洁为上；全网实现最大程度光进铜退。

根据我校试点PON网络建设楼栋运行情况，考虑PON的优势在于分光无源，但“ONU+分光器+OLT”的架构略显臃肿，在学生宿舍优势不明显。

通过调研分析，基于以太网技术的光网络方案更适合在我校网络环境中使用。 

近年来我校校园网在学生宿舍及办公楼栋已开始推行全光网络改造，采用全光以太集中/本地供电方案，使用支持WiFi6的光口无线AP设备实现AP入室安装。改造后的楼栋线缆体积、有源设备间数量大幅减少，降低对公共空间占用的同时也提升了防火安全性。

改造完成后室内无线网访问速度普遍达到300Mbps以上，线路质量稳定可靠，能支持10年以上网络发展趋势，有效夯实校园网络建设基础。

校园光网络改造情况

原楼栋10余个设备间光网络改造后汇总至一个设备间机柜。

用户体验提升

改造完成后室内无线网访问速度可达到300Mbps以上，同时在公共区域、卫生间等位置增加AP设备覆盖，优化网络体验。 

2022年校园网累计实现19栋学生宿舍及10余栋办公楼，共8000余个房间的光网络改造，我校校园光网络基础建设正在稳步推进中。

实践中推动光网络建设标准化

我校光网络由多部门协同建设，“如何在建设过程中，结合实际情况和使用效果，不断改进方法、制定标准，使光网络建设有据可依，实现标准化快速接入”是我们一直在思考的问题。鉴于近年来的项目实施经验，我校制定了如下校园光网络建设规范： 

宿舍区域建设标准

学生宿舍无线使用率远高于有线，部分楼栋有线网使用率仅占1%。因此学生宿舍网络建设重点在无线网，所有宿舍AP入室，室内有线信息点从AP侧使用超五类双绞线延伸布放。AP采用集中供电方式部署，拓扑图如下：

因我校宿舍类型较多，建设年代各异，部分老楼改造存在多人间往往超过4人使用。根据每个床位布放一个有线信息点的需求，对于多人间采用2根皮线光缆入室，布放两台4口AP的方式满足。同时根据建设过程中学生用户的使用反馈，在门厅等公共区域存在扫健康码等上网需求，因此门厅处需布设放装AP优化用网体验。

办公区域建设标准

办公区房间根据人员数量，在房间内署光口面板AP或8口/16口光纤静音POE交换机，交换机提供电口无线AP接入，剩余接口用于千兆有线信息点接入。房间内有线信息点使用超五类双绞线布放，在房门左侧或右侧安装一个400*300*120mm大小的信息箱（新建楼栋建议采用暗装，改造楼栋可采用暗装或明装），室内布线穿入信息箱内，预留30cm冗余。线缆在信息箱一端标识所对应的房间和位置，便于后期安装维护。信息箱内需安装电源用于交换机取电。办公区光网络建设拓扑图如下：

建设过程中的一些方法改进

1）关于集中供电方式的改进

我校光网络建设在去年的一期方案中，集中供电主干电缆与支干电缆通过T型端子的方式连接，但是在建设中发现这种方式从施工难度、耗材成本、后期维护和美观度方面，仍然存在提升空间。T型端子连接方式如下图：

因此，我校在二期项目中，通过与业内资深施工单位沟通探讨及实地测试，采用防水接头方式连接主干电缆及支干电缆，项目施工难度和成本得到优化。具体方式为：主干电缆与支干电缆缠绕连接后，使用自粘防水胶布缠绕，再用电工胶布缠绕一遍，与高压电缆连接方式类似，本方案布线简单，防水绝缘效果好，适合校园光网络建设。

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的安装过程中存在光纤熔接头较大，光纤不可过度弯折等问题。因此入室光纤做尾纤熔纤时，熔接后的光纤接头可藏于宽线槽中，光纤和电缆可盘在172底盒中以增加线缆调整空间并提升美观度。

建设中遇到的实际问题

放装AP电源体积过大问题

放装AP本地取电电源普遍存在体积过大的问题，施工时难以安装，安全性和美观度方面不尽如人意。因放装AP主要用于走廊、教室和公共空间等较为开阔的区域，解决办法考虑从缩小电源尺寸、使用集中供电或光电混合缆等方面实现。

网络建设中对于多口AP的需求

从光网络建设的效果来看，光口面板AP入室安装最为简洁有效。面板AP性能足以支持10台以内设备无线网使用，同时面板AP可提供4个下联有线口，覆盖4人间有线网需求。相比于多人间网络覆盖所需的光口POE交换机、信息箱、电口AP等配套设备，4人间仅需一台面板AP即可满足所有网络需求。因此在条件允许的情况下，光网络建设首推面板AP入室。

但是在实际网络建设中，符合面板AP入室条件的办公区房间十分有限，以我校一栋大型综合性办公楼为例，满足面板AP布放条件的房间仅占24%，剩余76%的房间需使用“交换机+AP+信息箱”的方式布放，施工成本较高。同时从统计结果中可以看到，5-8人间在办公区所占比例达到26%，是一种较为典型的办公区房间类型。如果各厂商能够推出8口及以上端口面板AP产品，则50%的办公区房间可以使用面板AP的方式布放，能够显著降低光网络建设难度，有效缩短施工周期，节约施工成本，建设效果美观，后期维护便捷，提升设备资产安全性以及方便后期扩展。

大型综合性办公楼统计图： 

关于临时布点，快速布点，户外布点的需求

随着我校网络信息化的建设与普及，校园网的应用场景呈现多样化的趋势，包括广场数字迎新、操场体育馆大型体测、临时核酸检测点、开阔区域户外活动等，此时校园网应用的特点是需求急迫、临时布放、方便回收。在这种场景中，往往人员密度大，对无线网的性能要求较高，而布网时存在室外取电困难、线缆距离有限、设备安装不便等问题。

因此在校园光网络建设中，对于机动灵活的高性能无线解决方案存在切实需求。

总结

秉承校训“明德厚学，求是创新”，华中科技大学光网络建设方向为：实事求是、踏实务实、夯实基础。学校在以太全光网的建设实践中取得了理想的效果，坚定了加快推进全光网建设的信心，并在实践中不断探索发展，制定出不同场景下全光校园网建设的标准，从建设理念到施工规范，一步一个脚印走出一条创新之路，为建成全国一流的新一代“全光智慧校园”提供有力保障。

内容来源：高校信息化应用