全光網絡技術在多媒體教室桌面云建設中的應用

摘 要：本文針對高校多媒體教室設備管理使用的實際，分析傳統網絡通信及教學設備使用和管理面臨的問題，提出開創新一代基于全光網絡技術結合桌面云系統的教學教輔管理工作模式。本文以江西工程學院現代化教學信息化建設為例，通過對GPON網絡桌面云系統的需求、架構及應用等的分析，探索利用桌面云系統的資源共享機制、完整高效以及易于構建等特點，全光網絡技術建設模式實現了校園信息化建設中的寬帶、視頻監控、校園無線網絡和校園廣播通信等各項業務的融合。

關鍵詞：全光網絡；云桌面；現代化教學

一、引言

現代化、信息化教育時代，現代教育教學技術方法呈現多樣化，如多媒體技術需要傳統網絡同時也需要電視教學，教授互動直播教學，精品課程，PPT講座，云課堂，班班通等教育技術。原有的網絡接入技術已不能滿足當今信息化的要求，為滿足學校教師多元化教學業務需要，我們改進了原有的三層網絡結構為二層網絡結構，同時使用GPON的網絡技術。

多媒體教室終端設備多，地理位置分散，教學環境的部署、日常的管理維護困難等問題極大地影響了師生的教學體驗。江西工程學院領導創新思維管理，借助新技術引進新方案建設先進的華為桌面云技術，在充分利用原有硬件設施的基礎上改善多媒體教室管理現狀，提升整體管理水平和形象，讓多媒體教室的管理邁向“智能云端管控，運維簡單快捷，安全實用可靠”的云時代。

二、GPON的網絡技術優勢分析

現有網絡帶寬的局限性：高清數字化教學資源的應用對多媒體教室網絡帶寬有一定要求。目前，學校樓宇之間都采用千兆局域網的主干通道，由于線路損耗、網絡硬件等多方面原因，實際使用帶寬在樓層或樓棟高峰時千兆局域網的主干通道就顯得捉襟見肘[1]。

基于GPON技術的光收發器解決了傳統網絡傳輸中存在的損耗問題；中間節點建設方面，傳統網絡匯聚技術需使用電源設備，同時每棟或每層樓還需使用光纖收發器模塊和二、三層交換機，成本高、結構復雜、維護困難，而采用GPON技術接入，分光節點無需電源[2]；業務接入需求方面，GPON網絡技術考慮了網絡建設的經濟性和便捷性，融合FTTH、FTTB、FTTB+LAN等多種形式的組網，既能滿足數據、語音、IPTV、數字電視等多種業務，又能達到網絡帶寬的要求，GPON的融合接入技術是三網融合下的必然趨勢[3]。

三、桌面云技術優勢分析

從IT技術發展的趨勢來看，云計算、虛擬化和虛擬桌面等技術已經非常成熟，而且也成為了未來教育信息化發展的方向，教育部也大力倡導采用新興技術提高教育服務水平，因此采用桌面虛擬化技術來解決IT環境管理和資源靈活使用的難題是未來的趨勢。它能夠將用戶桌面環境和系統運行環境分離，把用戶的數據和應用都統一放在后端服務器，按教學的不同需求分配資源，既利于用戶靈活使用，隨時移動訪問桌面，又方便管理員對終端集中管理[4]；同時桌面虛擬化技術在節約管理成本、降低設備功耗、綠色環保、提高系統可管理性和數據安全等方面給高校帶來了極大的好處，為教育云的搭建奠定了基礎，讓信息化水平邁上了一個新的臺階[5]。

網絡多媒體教室電腦使用的桌面云終端機軟件管理系統全部運行在云服務器上，在管理平臺上可實現對分散網絡多媒體教室的集中管控，極大提高了教學環境的管理效率，同時由于教學使用的虛擬桌面部署在云端，網絡多媒體教室的終端電腦基本不需維護，避免管理員在不同的多媒體教室間來回奔波[6]。

四、采用GPON網絡技術和多媒體教室桌面云系統架構與應用分析

（一）GPON網絡系統架構

校園網絡設計采用2層網絡架構，中心機房采用銳捷18010萬兆核心與GPON核心設備OLT對接，GPON核心設備采用當前業界較先進的核心交換機產品華為MA5680T，是華為技術有限公司推出的GPON/EPON一體化光接入產品，具有超高匯聚交換能力，3.2T 背板容量，960G交換容量，512K MAC地址容量，最大支持44路10GE或768個GE接入，用戶板完全兼容，節省備件種類和數量、降低維護成本。

OLT經過樓棟或樓層的光分器光纖直接接入到教室的ONU設備，確保千兆網絡到多媒體教室桌面。目前，設計的GPON網絡主要連接到學校的教室的教學平臺，以后根據學校教學、科研的發展需要，GPON網絡可以向重點實驗室、重點機房、重要會議室以及重要的機關部門延伸，從而為教學、科研及信息化建設的長遠發展提供了一個高性能的網絡服務平臺。GPON網絡的架設，增大了網絡帶寬，保證了教學過程中高清教學應用數據的傳輸。

在GPON網絡接入技術應用中，只需將學院的各種教學資源融合在 OLT設備中，然后在光網絡單元（ONU）或光網絡終端（ONT）設備中對各個端口進行VLAN劃分，不同的VLAN對應不同的系統應用，滿足如下多方面的教學方法。

（二）桌面云系統架構

1.華為Fusion Sphere桌面云平臺系統簡介

FusionSphere是華為公司面向多行業客戶推出的云操作系統產品，基于OpenStack架構開發，整個系統專門為云設計和優化，提供強大的虛擬化功能和資源池管理、豐富的云基礎服務組件和工具、開放的API接口等，可以幫助客戶水平整合數據中心物理和虛擬資源，垂直優化業務平臺，讓企業的云計算建設和使用更加簡捷。

2.桌面云平臺系統架構分析

云桌面系統有兩種方式進行服務：通過云終端軟件或云終端機在學校教室通過GPON的終端網絡設備ONU光纖到GPON的OLT再到服務器的萬兆核心交換機，也就是虛擬機可以在異構硬件安裝和移動。這兩種方式解決了很多問題：一是硬件投資能夠利用并很好的應用，同時一些云終端不能達到的本地需要高性能的機器問題或云終端不能達到的個別需求；二是一些大屏顯示一體機教學的應用問題；三是很多硬件需求不高但人工維護難時采用云終端機進行云桌面的管理，云終端機與其他外設進行重定向功能其易用性超強。

五、結束語

隨著GPON技術的相關專業知識進一步普及以及組網模式中的光纖成本的進一步降低，還有多樣化的可升級業務，采用GPON網絡傳輸技術搭制桌面云系統在未來的現代化教學中將會有越來越多的案例。

參考文獻：

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[2]解基源，王建中，李彬.GPON在智能配電網絡中的應用及其帶寬分配[J].高技術通訊，2013，（ 10） ：1083- 1088.

[3]鄭冠男，伍劍，林金桐.GPON 預測帶寬分配機制的排隊論建模與分析[J].北京郵電大學學報，2011，（S1） ：9-13.

[4]王宇，王凱玲，曲雯.利用云桌面技術管理多媒體教室的應用研究[J].中國校外教室，2014，（08）：166-166.

[5]于偉波.試析云桌面技術在計算機機房管理中的應用 [J].無線互聯科技，2016，（08）：123-124.

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