中南大學(xué)打造湖南首個(gè)F5G全光高校

  跨湘江兩岸，依巍巍岳麓，臨滔滔湘水，中南大學(xué)坐落于歷史文化名城湖南長(zhǎng)沙，是教育部直屬全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)、國(guó)家"985工程"部省重點(diǎn)共建高水平大學(xué)和國(guó)家"2011計(jì)劃"首批牽頭高校，是求知治學(xué)的理想園地。

  中南大學(xué)學(xué)科門(mén)類(lèi)齊全，擁有完備的有色金屬、醫(yī)學(xué)、軌道交通等學(xué)科體系，涵蓋哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)、教育學(xué)、文學(xué)、理學(xué)、工學(xué)、醫(yī)學(xué)、管理學(xué)、藝術(shù)學(xué)等10大學(xué)科門(mén)類(lèi)。以國(guó)際一流的"地、采、選、冶、材、工"有色金屬學(xué)科體系鏈，引領(lǐng)和支撐了國(guó)家有色金屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；完備的軌道交通學(xué)科體系群，支撐我國(guó)鐵路的六次大提速，助力城市軌道交通發(fā)展領(lǐng)跑世界；同時(shí)，作為我國(guó)創(chuàng)辦最早的西醫(yī)高等學(xué)校之一，醫(yī)療學(xué)科體系集群享譽(yù)中外。

  中南大學(xué)歷經(jīng)百年辦學(xué)積淀，為國(guó)家培養(yǎng)了16位院士、1884名教授及相應(yīng)正高職稱(chēng)在內(nèi)的無(wú)數(shù)優(yōu)秀人才。諸多輝煌成績(jī)的背后，除了堅(jiān)持以"知行合一、經(jīng)世致用"為核心的大學(xué)精神，也離不開(kāi)中南大學(xué)順應(yīng)中國(guó)高等教育體制改革大勢(shì)，依托校園基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施并持續(xù)演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式改革創(chuàng)新、追求卓越的辦學(xué)理念。

  打造智慧校園信息高速路，校園網(wǎng)絡(luò)尋新機(jī)

  據(jù)了解，中南大學(xué)校園網(wǎng)從1996年開(kāi)始建設(shè)，已建成連接分布在長(zhǎng)沙市區(qū)的多個(gè)校區(qū)和3個(gè)附屬醫(yī)院的跨城域的千兆光纖網(wǎng)。2012年10月，中南大學(xué)開(kāi)始建設(shè)"數(shù)字中南"，建設(shè)了教學(xué)辦公網(wǎng)、學(xué)生宿舍網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)示范網(wǎng)三張網(wǎng)。經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)與發(fā)展，校園網(wǎng)的規(guī)模與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已達(dá)到較高水平，為教學(xué)科研、學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)、管理后勤提供全面的服務(wù)。

  為加快推進(jìn)"互聯(lián)網(wǎng)+教育"的步伐，給師生教學(xué)科研、學(xué)習(xí)生活提供更加高速便捷、個(gè)性化的信息化環(huán)境，中南大學(xué)信息化建設(shè)開(kāi)始探索智慧校園的"中南模式"。經(jīng)過(guò)多次調(diào)研，比較與一流大學(xué)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上的差距，并結(jié)合目前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實(shí)際情況，中南大學(xué)以政府工作報(bào)告中提出的"加大5G網(wǎng)絡(luò)和千兆光網(wǎng)建設(shè)，豐富應(yīng)用場(chǎng)景"為方針，規(guī)劃以"三個(gè)千兆"網(wǎng)絡(luò)（千兆光網(wǎng)、5G、Wi-Fi 6）為載體，以"F5G+5G+物聯(lián)網(wǎng)"為核心技術(shù)在三年時(shí)間（2021~2023）構(gòu)建一個(gè)全聯(lián)接、全感知、全智能的智慧校園一張網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)人人、時(shí)時(shí)、處處的泛在智慧教育目標(biāo)。

  首期工程便是統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)學(xué)生宿舍區(qū)網(wǎng)絡(luò)。目前，中南大學(xué)有5個(gè)校區(qū)，面積共計(jì)317萬(wàn)平方米，擁有教職工5925多人，全日制在校學(xué)生5.9萬(wàn)人，幾乎每人一部手機(jī)，若以"筆記本電腦+手機(jī)+PAD"組合套裝來(lái)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)，其承載能力就需要達(dá)到18萬(wàn)；而學(xué)生宿舍區(qū)往往用戶(hù)密集，現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)平均帶寬低于10M，且故障頻發(fā)，難于維護(hù)，用戶(hù)體驗(yàn)差。

  同時(shí)，智慧校園生活場(chǎng)景日益增多，學(xué)生對(duì)宿舍區(qū)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求不斷提高，一卡通、智能水電表、熱水、洗衣機(jī)、充電樁等大量物聯(lián)網(wǎng)終端亟待網(wǎng)絡(luò)資源整合。

  中南大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心副主任黎胤認(rèn)為，校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)既要滿(mǎn)足廣大師生當(dāng)前業(yè)務(wù)接入和承載需求，也要為未來(lái)的新業(yè)務(wù)部署留有空間和余量。在光進(jìn)銅退的大趨勢(shì)下，考慮到面向未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)性、可靠性、施工維護(hù)等因素，最終選擇F5G技術(shù)加持的全光園區(qū)解決方案構(gòu)建學(xué)生宿舍的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

  F5G全光網(wǎng)登場(chǎng)校園，架構(gòu)創(chuàng)新降本增效

  2020年我國(guó)已邁入第五代千兆全光時(shí)代。第五代固定網(wǎng)絡(luò)(F5G)包括以 10G PON、Wi-Fi 6 為基礎(chǔ)的千兆寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，和以 200G/400G 單載波技術(shù)為基礎(chǔ)的全光傳送交換網(wǎng)絡(luò)。F5G大帶寬、低時(shí)延、高穩(wěn)定全光聯(lián)接的特性，能夠充分滿(mǎn)足高校校園對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用需求，因此，F5G也是智慧校園網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的不二之選。

  本次鐵道校區(qū)、湘雅新老校區(qū)的宿舍網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，選擇部署了華為F5G全光園區(qū)解決方案，全光園區(qū)方案具有以下幾個(gè)核心價(jià)值：

  1. 高體驗(yàn)：基于上下對(duì)稱(chēng)萬(wàn)兆 PON網(wǎng)絡(luò)，支持DBA動(dòng)態(tài)帶寬調(diào)整，每用戶(hù)平均帶寬可達(dá)1000M，最大可實(shí)現(xiàn)萬(wàn)兆接入，大大改善學(xué)生上網(wǎng)體驗(yàn)。

  2. 高可靠：全光網(wǎng)絡(luò)兩層極簡(jiǎn)架構(gòu)，業(yè)務(wù)一跳入云，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延降低50%，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)安全可靠，故障率降低80%，保證高效可靠數(shù)據(jù)傳輸。

  3. 綠色環(huán)保：光纖介質(zhì)低碳環(huán)保，生命周期長(zhǎng)，面向未來(lái)可持續(xù)，同時(shí)基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，減少了機(jī)房、橋架、暖通、防災(zāi)等配套設(shè)施，整網(wǎng)能耗降低30%。

  4. 易運(yùn)維：網(wǎng)管集中運(yùn)維，統(tǒng)一管理配置下發(fā)，末端ONU即插即用，即換即通，降低運(yùn)維難度與成本，實(shí)現(xiàn)60%運(yùn)維效率提升。

  5. 物聯(lián)網(wǎng)：中南大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心副主任黎胤表示，"中南大學(xué)希望通過(guò)'一張網(wǎng)'建設(shè)實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)、物聯(lián)網(wǎng)、5G在內(nèi)的多網(wǎng)校內(nèi)高速有機(jī)融合，并且將多種職能網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一承載，將人、事、物互聯(lián)，終端可以隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)，提升師生的使用體驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)效率，最終實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)的深度融合。"

  6. Wi-Fi 6全覆蓋：中南大學(xué)全新的Wi-Fi 6+萬(wàn)兆上行解決方案，使無(wú)線(xiàn)信號(hào)覆蓋提升20%；更高速的帶寬和更全面的覆蓋，更精細(xì)化的管理和更簡(jiǎn)單的運(yùn)維；為校園帶來(lái)更加流暢和便捷的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。更高速的帶寬，為校區(qū)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)大帶寬、高并發(fā)、低時(shí)延、低功耗的特點(diǎn)。帶寬提升了4倍，相比較上一代Wi-Fi 技術(shù)并發(fā)用戶(hù)數(shù)提升4倍，時(shí)延平均降低了50%，業(yè)務(wù)時(shí)延降低至20ms，使用華為SmartRadio智能應(yīng)用加速技術(shù)后，業(yè)務(wù)時(shí)延可再降低至10ms，功耗可以降低30%。更全面的覆蓋，華為Wi-Fi 6搭載領(lǐng)先的智能天線(xiàn)，可像探照燈一樣隨用戶(hù)而動(dòng)，Wi-Fi信號(hào)覆蓋無(wú)死角。

  7. 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)駕駛：整體網(wǎng)絡(luò)基于SDN+Vxlan的自動(dòng)駕駛設(shè)計(jì)架構(gòu)；通過(guò)SDN技術(shù)進(jìn)行設(shè)備橫向整合，構(gòu)建"融合安全、應(yīng)用交付、接入控制、業(yè)務(wù)隔離、統(tǒng)一應(yīng)用"的一體化安全接入交付平臺(tái)，能夠讓校園網(wǎng)更好地滿(mǎn)足各項(xiàng)信息化業(yè)務(wù)的需求。使用VXLAN技術(shù)，將原幾大校區(qū)網(wǎng)絡(luò)邏輯化成"一張網(wǎng)"，保證數(shù)據(jù)安全性，極大地節(jié)省了專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)成本，新架構(gòu)提供精細(xì)化和可視化運(yùn)維，將網(wǎng)絡(luò)管理人員從繁雜的網(wǎng)絡(luò)配置工作中解放出來(lái)，降低運(yùn)維人力，故障響應(yīng)時(shí)間減少至分鐘級(jí)。

  數(shù)字化轉(zhuǎn)型，中南大學(xué)一直在路上

  "雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越"，站在新的歷史起點(diǎn)，F5G全光園區(qū)解決方案從學(xué)校管理者、學(xué)生和教師的使用需求出發(fā)，點(diǎn)亮師生用網(wǎng)體驗(yàn)，全面聯(lián)接校園數(shù)據(jù)與應(yīng)用，建設(shè)面向未來(lái)的校園基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，夯實(shí)智慧校園建設(shè)的根基。通過(guò)此次智慧校園一期建設(shè)，將中南大學(xué)建成湖南首個(gè)全光高校樣板點(diǎn)。

  同時(shí)，華為F5G全光園區(qū)解決方案超長(zhǎng)距傳輸滿(mǎn)足軌道交通實(shí)驗(yàn)室?guī)浊总壍谰W(wǎng)絡(luò)輕松部署，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)管控；大帶寬使能湘雅學(xué)院臨床試驗(yàn)超清遠(yuǎn)程教學(xué)；防電磁干擾、抗老化等獨(dú)特價(jià)值保證實(shí)驗(yàn)工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用高安全可靠，實(shí)現(xiàn)教學(xué)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與中南大學(xué)鐵道、醫(yī)療、金屬冶煉等特色專(zhuān)業(yè)深入融合，將在中南大學(xué)二期建設(shè)中幫助學(xué)校建設(shè)成教學(xué)、科研及管理于一體的智慧校園。