華中科技大學從場景入手推動光網絡建設

文/張潔卉

校園網概況

華中科技大學校園網目前開戶數8萬余個，包括6萬學生和2萬教工用戶，全校最高同時在線設備數7.8萬。校園網在全校200余棟辦公樓、教學樓、學生宿舍實現有線無線網絡全覆蓋；在主校區、同濟校區、網安基地和醫學圖像中心實現統一認證、無縫漫游使用，并在辦公區域提供免費服務，以堅實的網絡基礎建設，支持學校教學科研發展。

校園網特點和使用趨勢

華中科技大學校園網具有以下特點：

1.校園網絡自建，網絡與計算中心負責所有網絡設備管理及光纜管網規劃。

2.校園面積大，樓棟多，建設年代各異，布線環境復雜。

3.校園無線網全覆蓋，AP（Access Point，無線接入點）數2.8萬，運維工作量大。

華中科技大學校園網用戶終端數逐年增長，每年約增長1萬臺，其中有線用戶比例逐年減少，無線用戶快速增長，全網無線用戶占比達到81%（圖1）。

圖1 華中科技大學校園網用戶分布

校園網建設方向

1.重點關注無線網的建設，現存銅纜有線網“保守治療”，未來有線網從無線AP側或光口交換機側延伸布放，銅纜局限于室內布線；無線、有線網使用一套方案建設。

2.網絡建設實現最大程度“光進銅退”，一步到位光纖入室。通過光網絡的應用普及，建設穩定高效、符合未來發展的校園網絡。

光網絡建設

光網絡建設方案選擇

根據學校網絡需求特點，包括打印機、服務器等特殊設備接入需求，重點考慮設備取電、用電安全；考慮施工難度、防損及美觀度，建設完成后室內設備以簡潔為上；全網實現最大程度“光進銅退”。

根據學校試點PON網絡建設樓棟運行情況，考慮PON的優勢在于分光無源，但“ONU+分光器+OLT”的架構略顯臃腫，在學生宿舍優勢不明顯。通過調研分析，基于以太網技術的光網絡方案更適合在學校網絡環境中使用。

校園光網絡改造情況

近年來學校在學生宿舍及辦公樓棟已開始推行全光網絡改造，采用全光以太集中或本地供電方案，使用支持WiFi6的光口無線AP設備實現AP入室安裝。改造后，原樓棟10余個設備間光網絡匯總至一個設備間機柜。樓棟線纜體積、有源設備間數量大幅減少，降低對公共空間占用的同時也提升了防火安全性。

改造完成后，室內無線網訪問速度普遍達到300Mbps以上，同時在公共區域、衛生間等位置增加AP設備覆蓋，優化網絡體驗。線路質量穩定可靠，能支持10年以上網絡發展，有效夯實校園網絡建設基礎。

2022年，學校校園網累計實現19棟學生宿舍及10余棟辦公樓，共8000余個房間的光網絡改造，校園光網絡基礎建設正在穩步推進中。

實踐中推動光網絡建設標準化

華中科技大學光網絡由多部門協同建設，“如何在建設過程中，結合實際情況和使用效果，不斷改進方法、制定標準，使光網絡建設有據可依，實現標準化快速接入”是學校一直在思考的問題。鑒于近年來的項目實施經驗，學校制定了校園光網絡建設規范。

宿舍區域建設標準

學生宿舍無線使用率遠高于有線，部分樓棟有線網使用率僅占1%。因此學生宿舍網絡建設重點在無線網，所有宿舍AP入室，室內有線信息點從AP側使用超五類雙絞線進行延伸布放。AP采用集中供電方式部署，拓撲圖如圖2所示。

圖2 宿舍區光網絡建設拓撲

因學校宿舍類型較多，建設年代各異，部分老樓改造存在多人間，往往超過4人使用。根據每個床位布放一個有線信息點的需求，對于多人間采用2根皮線光纜入室，布放兩臺4口AP的方式滿足。同時根據建設過程中學生用戶的使用反饋，在門廳等公共區域存在掃健康碼等上網需求，因此門廳處需布設放裝AP優化用網體驗。

辦公區域建設標準

辦公區房間需根據人員數量，在房間內部署光口面板AP或8口/16口光纖靜音POE交換機，交換機提供電口無線AP接入，剩余接口用于千兆有線信息點接入。房間內有線信息點使用超五類雙絞線布放，在房門左側或右側安裝一個400*300*120mm大小的信息箱（新建樓棟建議采用暗裝，改造樓棟可采用暗裝或明裝），室內布線穿入信息箱內，預留30cm冗余。線纜在信息箱一端標識所對應的房間和位置，便于后期安裝維護。信息箱內需安裝電源用于交換機取電。

建設方法改進

1.關于集中供電方式的改進。在光網絡建設一期方案中，集中供電主干電纜與支干電纜通過T型端子的方式連接，但是在建設中發現這種方式從施工難度、耗材成本、后期維護和美觀度方面，仍然存在提升空間。

因此在二期項目中，學校通過與業內資深施工單位溝通探討及實地測試，改為采用防水接頭方式連接主干電纜及支干電纜，項目施工難度和成本得到優化。

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的安裝過程中存在光纖熔接頭較大、光纖不可過度彎折等問題。因此入室光纖做尾纖熔纖時，熔接后的光纖接頭可藏于寬線槽中，光纖和電纜可盤在172底盒中以增加線纜調整空間并提升美觀度。

建設中遇到的實際問題

放裝AP電源體積過大問題

放裝AP本地取電電源普遍存在體積過大的問題，施工時難以安裝，安全性和美觀度方面不盡如人意。因放裝AP主要用于走廊、教室和公共空間等較為開闊的區域，解決辦法考慮從縮小電源尺寸、使用集中供電或光電混合纜等方面實現。

網絡建設中對于多口AP的需求

從光網絡建設的效果來看，光口面板AP入室安裝最為簡潔有效。面板AP性能足以支持10臺以內設備無線網使用，同時面板AP可提供4個下聯有線口，覆蓋4人間有線網需求。相比于多人間網絡覆蓋所需的光口POE交換機、信息箱、電口AP等配套設備，4人間僅需一臺面板AP即可滿足所有網絡需求。因此在條件允許的情況下，光網絡建設首推面板AP入室。

但是在實際網絡建設中，符合面板AP入室條件的辦公區房間十分有限，以學校一棟大型綜合性辦公樓為例，滿足面板AP布放條件的房間僅占24%，剩余76%的房間需使用“交換機+AP+信息箱”的方式布放，施工成本較高。同時從統計結果中可以看到，5~8人間在辦公區所占比例達到26%，是一種較為典型的辦公區房間類型。如果各廠商能夠推出8口及以上端口面板AP產品，則50%的辦公區房間可以使用面板AP的方式布放，能夠顯著降低光網絡建設難度，有效縮短施工周期，節約施工成本，提升設備資產安全性以及方便后期擴展。

關于臨時布點、快速布點、戶外布點的需求

隨著學校網絡信息化的建設與普及，校園網的應用場景呈現多樣化的趨勢，包括廣場數字迎新、操場體育館大型體測、臨時核酸檢測點、開闊區域戶外活動等，此時校園網應用的特色是需求急迫、臨時布放、方便回收。在這種場景中，往往人員密度大，對無線網的性能要求較高，而布網時存在室外取電困難、線纜距離有限、設備安裝不便等問題。因此在校園光網絡建設中，對于機動靈活的高性能無線解決方案存在切實需求。

秉承校訓“明德厚學，求是創新”，華中科技大學光網絡建設方向為：實事求是、踏實務實、夯實基礎。我校在以太全光網的建設實踐中取得了理想的效果，堅定了加快推進全光網建設的信心，并在實踐中不斷探索發展，制定出不同場景下全光校園網建設的標準，從建設理念到施工規范，一步一個腳印走出一條創新之路，為建成全國一流的新一代“全光智慧校園”提供有力保障。