2024全光校园网络解决方案技术白皮书V5.0.docx

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1、陵园网络发展趋势校园网络新需求2校园网络面临的挑战A光校园网络建设思路链路光纤化6融合组网13配自动化16业务精细化18光电运维智能化22端到端的网络保障26光校园网络典型场景高校教室31高校宿舍33开放办公区36小型办公室39会议室40全光校园网络核心光影方案42光耀方案43全光网络方案核心产品44QS全光校园网络部署案例中南大学46浙江大学47湖南师范大学48北京化工大学49南京邮电大学50西南石油大学51安徽工业大学52中国计量大学53福州大学至诚学院54(缩略语/参包献绘UhS/篓者文献57传统园区网络面临常富、运维等瓶弛,全光成为下一代园区网的未来当下各行业数字化转矍已经进入关域时期

2、.Gartner预测,到2025年,将有85%的企业和组织采用云优先原则,企业业务上云流量变化导致带宽需求激增,对网络联?三产生更经杂的需求；IDC预SS,到2025年，50%的企业将SJ合I。T功能.企业内有城网,无税网、I。T的多网合一，更需要统一的运维手段来简化网络运管，提升管理效率.传统园区网络面临带宽.运城等更高要求.全光网络以其更高带宽.大二层网络易于运堆和扩容、超长传输、绿色低碳等优点，成为下一代园区网络的最佳选项.目前业界主流看法认为，全光网络是指单模光纤为传输介质，使用以太交换设备或PON设将进行组网的网络，允许设智节点存在一定的光电转换,由此全光网络分出了以太全光和PoN(

3、Passiveoptica1.Network.无源光网络)两大类.与传统的胴缆网络相比.全光网络无论是在性能还是运维方面，都有明显的优势.传统胴缆网络存在传给性能弱、成本高、布线豆杂等缺点,已逐渐承载不了各种新型网络应用,例如物联网、云服务、超高清视频、无爱办公、数字字生等带来的业务流量.E*力/不除如舞1.过去十多年来，.光迸铜退工程在逐步推动铜缆网络的淘汰，各类相关政策纷纷出台，对全光网络建设的支持力度在不断加大.2021政府工作报告口1中就曾提出.“加大5G网络和千兆光网建设力度,丰富应用场景.工业和信息化部双千兆网络协同发展行前计划(2021-2023)提出.鼓励基础电信企业结合行业单

4、位需求，在工业、交通、电网、教育、医疗、港口、应急公共服务等典型行业开展干兆虚拟专网建设部署“.校园网络面临的挑战藩盒诉求，大K随着数字化、智怒化校园的推进、校园网络所承载的数据流量越来越大.以校园VR（虚拟现实）为例.VR需要传输大量的数据以实现高质的图像和流畅的用户体鸵.根据VR的不同体脸级别，有不同的带宽需求.对于基本的VR体滁，至少需要20MbPS的带宽,对于舒适的VR体皴，需要100-200MbP处带宽；对于极致的VR体验，则需要高达IGbPS以上的带窗.人加痔孝樨:A校园中人员多，终端数量系,对网络的要求高.校园内人员的身份多样，有职工、老师、学生、外院、访客等等.每种身份对应的网

5、络访问权限是不一样的；而不同身份的人员又会在校园内的不同地方、使用不同的终端接入校园网络，这给校园网络的接入认证管理及网络权限管理带来了挑战.根据调研结果，当前校园内人均拥有2.5个终端，而且每个终端平均每日在网时长达5.4小时，相应的访问数据也大存在，所以要思考如何优先保限关键业务的高速访问.ai,-随君智淙校园的建设加快，智能化逐渐进入高校的各个业务领域,覆盖信息中心、后勤、安防等多个建设主体,涉及多个通过专用网络支撑的智能化业务系统.如教学类.科研类.行政财务类、安防类、生活服多类等.每个专网针对特定的用户群体和业务目标设计，虽然具有专网专用互不影响的好处，但也带来各种类型的专网出现虫我

6、建设、妥头管理的问题.,一传统网络架构，受限于普通的铜缆传输性能差，每百米就要增加网络设备，同时还需要增加弱电机房、空调等，这使得网络结构更加复杂、后期更雉笆理.而全光网络则结构相对简单.受益于光纤传输距离远、潴孟范围大的特点.光网络架构可以减少中继设备、弱电机房、空调的使用，从而减轻维护工作量.此外，随若校园网络越来越大，越来越复杂，运维的工作压力也越来越大.网络运维工作在信息中心整体工作中的占比也同步变高.工作方式也主要以故障驱动为主,智能化的运维手段和工具在校园的覆盖率比较低,面对日益增多的网络突发卡顿，wiFi不好用等问的缺乏有效手段.2建设思路全光校园网络在高校，网络就像人类的神经一

7、样,解达、田接到校园的岳一处，开目助推着高校从信息化向数字化”.”智蜡化的教育信息化更高形态进阶发展0）.在光进税退进程加速的背铠下.我们认为下一代校园网的建设方向是基于新一代信息技术演化生成的全光校园网络,只应具备道路光纤化融合组网、配Si自动化、业务精细化及运维智能化等典型特征.链路光纤化光纤的优势,光纤作为传输介筋，有传输距圈远、速率高、衰减少、抗干扰矮力强、生命周期长等特点，是出高网速的理想材痍.光纤传输距离远，可以轻松覆盖较大的范围.五类网线和六类网线的传输经离一般为100米以内，而万兆光模块铺设单模光纤可以达到20公里的传物距离.光纤的传输损耗非常低，被广泛用于蛟长距海和远程骨干网

8、.例如,当距海为100米时，光纤信号损耗仅为原始信号强度的3%,而相同距图6A类铜缆网线的信号损耗大约为其原始信号强度的94%.铜统的传输损耗也会随若信号频率的提泊而迅速增加.光纤传输速率高.单波传输速率可达400GbPS以上.是六类网战（IGbPS）的400倍以上.光纤的抗干扰能力强.安全性更高.而普通的网线受电磁干扰的影晌较大.光纤的生命周期长.一般可以使用30年无需更换.使用存命是普通网线的34倍.超高带宽网络/在典型的中大型高校网络中，推荐万兆入室、千兆到桌面的带宽设计，一般采用三层架构，即：核心层-汇聚层-接入层.在实际应用中，需要根据园区网络规模选择不同的网络层级结均.单校区核心层

9、设备，一股采用两台血性能核心交换机,双机方式提供高可靠性（M-1.AG）.多校区之间核心交换机采用100G互联,并为将来升级更高带宽（比如400G）锹出接口预留.汇聚层设备、一般采用高转发能力的汇聚交换机，双机方式提供高可靠性(M-1.AG).根据园区大小,工区层又分为区域汇聚、楼宇汇聚.如图所示,对于区域汇聚.核心层与汇聚层之间采用100G互联；对于楼宇汇聚，双40G链路最合上行.并具够将来升级为100G的能力.分校1K2F*国国主快区；下36.JE1.J*主校区*三增样“电间P5)t三nC0.es11.y*7V1.：入宝TT1.I向的BS1.Ea曷迪属强办公.效学区典型组网拓扑图全光方案,

10、集中供电一股有两种方式.第一种是借助内嵌在交换机设法中的供电模块,或者是单独的PRS供电设爸.单独走弱电供电域缆到受电交换机/受电AP.集中供电方式第二种是通过光电混合缆来实现集中供电，光电混合缆（也叫光电复合缆，photoe1.ectriccompostcab1.e）,是一种适用于通信接入网系统的新型接入方式，它将输电网线与光纤集合在一起.可以一次性同步解决宽带接入、设备用电、信号传输的问SS.光电混合线具有较明显的优点：1 .提供应带宽接入，同时解决网络建设中接入层设备用电问JS;2 外径小.重量轻,传输距需比网线远，占用空间小；3 .具有优越的弯曲性能和良好的耐蝴压性筑，施工方便.光电混

11、合缆的选择需要考虑多方面的因素：从光电混合缆外皮材质方面来召,分为PVC（聚氯乙烯）和1.ZSH（低烟无卤材料）.市面上网线多为PVC（聚氯乙烯）材质，燃烧时会产生有害气体（如：卤化氢.-玩化破等）.另一种优良材质1.ZSH（低烟无卤材料），抗老化程度高,阻燃性能较好.燃烧时无毒炀,安全性更高,更为环保.所以对于无毒环保要求较高的场田，需要选择1.ZSH低烟无卤光电混合线.从光电混合缆的供电铜线的线径来看，分为0.4Em2、O5mm2和1.。Omm2三种规格,这三朴规格决定了光电混合琼的线径不同,即占用桥架的空间不同.同时最重要的是,不同的铜线线径决定了在不同受电功率等级下的最大供电距离不间,

12、铜城越相,在相同的供电功率下，传峋距离越远.光电混合缆的使用，会因两端设备的光电接口不同而有所不同.常见的方式有三种，如下表.光电接口方式说明线缆SJ示接口图示分离式光纤和电缆在两端完全分离，在设备例使用通用光模块，和凤屋头样式电接口Q.集成式光纤和电缆合一，在设备例使用专门的光电合一尾纤+光电合一光模块（PSFP）_0_IB组合式兼具分离式的性价比优点，和集成式的密集成度。在设备便使用组合式尾纤+若通光模块部署时，供电例使用具备光电功能的光主机，受电郎使用具备光电功能的影终逖或者光AP.不同类型的设备.对应上述三种不同类型的光电混合缆使用方式.高性能光AP/在校园网络中，W1.AN占据很田要

13、的一部分.而Rfit：802.11例议不断演进，A他迸入到了光APa寸代.技术演进回顾发展历程.初版802.1：U办议速率仅2Mbps.802.1Ib使用新的编码形式,将速率提升到I1.MbPSo802.I1.a利用新的5GHz频段,引入OFDM技术并采用64-QAM两制将无线速率提升到54MbPSo802.I1.g将802.I1.a的技术同步推广到24GHz纹段,2.4GHZgi段也能到达54MbP城)速率.802.11n作为一个重大突破，M1.MO技术被引入W1.AN协议，同时采用更宽的40MHZ带宽，一下将W1.AN速率提升到了600MbPSn802.1Ia逸续进行突破，最大可用QAM-

14、256调制，支持最大160MHZ带宽.将速率提升10余倍到6.9GbpSo同时为提升多用户使用体脸，引入MUMIMO技术.802.1IaX在前者基础上，作为一个更高效的网络.引入OFDMA技术，同步采用1024OAM调制.传输速率达到9.6Gbps,基本跨入了IOGbPS的门监.相较于初始版本防议速率已提升近万倍.WVFi协议标准的概述如下表所示.标准802.11n(Wi-Fi4)802.11ac(Wi-Fi5)802.11ax(w-Fi6)802.11be(wi-Fi7)发布时向2009年2013年2020年2024年工作!段2.4GHz、5GHz5GHz2.4GHz、5GHz(wi-Fi6E6GHz)2.4GHz、5GHz.6GHz理论最大速率600MbpS6900Mbps9600MbPS46Gbs最大帚宽40MHz160MHz160MHz320M