江魁 深圳大学信息中心副主任 高级工程师

在中国教育和科研计算机网CERNET第二十七届学术年会上，网络运行管理论坛成功召开，深圳大学信息中心副主任江魁作了题为《基于GPON的校园全光网建设与实践》的报告。他指出，近几年，人们经常听到全光网这个名词，也在一些报刊杂志案例介绍中看到过，但是全光网对于绝大多数高校而言，还是比较陌生的领域。为满足智慧校园建设所需的网络环境要求，解决现有传统三层校园网架构存在的弊端，深圳大学采用三校互联环网设计方案，建设以GPON技术为基础的校园全光网。

大多人提到校园网，更多想到的只是上网。实际上，随着信息化在校园内的不断深入应用，特别是智慧校园的建设，对校园网提出了更高的要求。校园网在高校信息化建设中起着至关重要的作用，包括监控、无线、广播、安防、通讯、物联等方面。

在校园网管理过程中，我们发现传统校园网络架构存在着众多弊端：网络层次多，故障定位难，设备维护难；校园人口多，带宽需求大，性能要求高；业务应用多，新增系统多，管理难度大。现代校园亟需一个结构简单，高速稳定，便于维护安全可靠的网络。全光网是基于校园网多业务承载以及对于简化管理的要求而产生的。

GPON是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准。这种宽带接入技术具有高效率、高带宽、覆盖范围广和用户接口多等优势，是目前接入网业务宽带化和综合化改造最理想的一种技术。

它最上面是OLT光线路终端，一般放在中心机房；第二是ODN光分配网络，一般放在弱电间/井；第三个是用户终端的光网络单元ONU，一般放在用户端。

全光网的优势在于简架构，业务直达数据中心。首先，对网络架构进行充分简化，全光网契合极简化的网络发展趋势，采用扁平化二层架构，机房空间节省80%；其次，极大减少弱电间工作量。免取电、免弱电机房，减少触电、火灾风险，能耗下降60%。

从光纤成本来看，铜线成本远远高于光纤的成本。例如，一个房间内有8个信息点，如果是传统网络，这8个信息点都要有一根网线连接到弱电间，假设距离为20米，就需要160米的网线。如果使用全光网，只需要从弱电间的ODN设备上引一根光纤到这个房间，然后接到ONU上，布线长度都可以从160米就缩短到20米。

从运维角度来看，全光网前期只要规划好，后期运行维护是非常简单的，故障率也比传统的以太网更低。

深圳大学智慧校园建设的目标是努力成为全国高校“智慧校园”示范学校，建设智慧教育，实施创新驱动，为智慧深圳作相应支撑。

在学校“十四五”信息化规划中，专门有校园基础设施建设规划。包括基于混合云模式构建的新一代数据中心、覆盖三个校区全楼宇及三校互联的全光网络、三个校区的环校地下光纤管网建设。

全光网的设计原则主要有以下几点，包括：统—规划，分段实施；先进适用，方便扩展；开放与统一标准；建用结合，注重实效；超前性与实用性结合；安全性与可靠性；可管理性；可扩展性。

三校互联网络拓扑如图1所示，OTN环状构网提升可靠性。OTN以环状构网，当任一光缆故障时，可通过环形网络的另一端进行数据网络传输，极大提升骨干层网络可靠性。同时，OTN策略部署提升安全性。通过OTN站点设备进行流量控制分析以及安全策略部署，根据分析结果选择较空闲路由进行数据传输，通过安全策略部署提高整个环网的安全性。

图1

未来计划对粤海和沧海校区进行全光网络建设，三个校区通过OTN设备构成稳定的数据交换环网。各分校区内，通过核心交换机作为集中转发设备，OLT做为中心汇聚设备，上行N×100千兆以太网(gigabit ethernet, GE)连接上层设备， N×10 GE连接分校区数据中心，下行光纤到房间连接ONU，在汇聚与接入层，构建一张二层的光纤承载网，实现多网融合。无线接入控制器(Access  Controller, AC)旁挂核心交换机，对无线接入点(Access Point, AP)进行集中管控。

图2

例如，办公室有两个人办公，这就需要2个数据接入点，1个电话接入点。那么部署1台4个千兆网络口和2个电话口的ONU，覆盖两个房间。

全光网建设适合新建楼宇、新的校区，或者是需要重新实施布线的旧楼宇，需要在楼宇建设前期规划。它虽然简化了后期运维管理工作，但在前期规划设计中是需要投入大量的工作，而且涉及到基建、后勤等多部门的协同配合。

随着智慧校园建设的不断深入，其对于校园网的依赖程度必定越来越高，大二层架构的全光网组网应用将以其独特优势在各大高校校园组网中日趋普遍。

三校互联的全光网建设作为深圳大学“十四五”中的底层支撑体系，在智慧校园的建设中扮演关键角色，在其全光网的设计方案中，充分考虑三个校区之间的联动选择以环状构网，提升三校互联的可靠性；结合学校现状以及未来发展需求建设OTN站点，提升三校互联的实用性；通过各个校区OTN站点上部署的流量控制策略，提升三校互联的安全性。

其中，在丽湖校区的全光园区网落地案例中，根据整个校区各个场景接入点需求以及未来扩展的可能来部署OLT和ONU设备，既满足了当前需求，又为未来扩展预留空间；同时，通过网管平台对光链路进行管理,实现全光网的高效运维。

今后，随着5G技术的成熟，研究将探索5G和全光网技术的融合，通过建设一个结构简单、高速稳定、便于维护及安全可靠的智慧校园网络，更好满足未来各种智慧校园新型业务的需求，进一步推动深圳大学智慧校园的建设发展。

本届年会以“网络新技术支撑后疫情时期的教育新常态”为主题。为期4天的年会，先后举办了2020中国高校CIO论坛、CERNET/CERNET2核心节点主任工作会议、网络安全论坛、无线校园技术论坛、IPv6技术与应用论坛、网络运行管理论坛、eduroam和CARSI论坛、高校科教云服务与应用论坛等等。

国内疫情期间，中国教育和科研计算机网CERNET积极作为，充分发挥网络保障“国家队”作用，为学校线上教学、视频会议、学术资源共享等做出了重要贡献。