智慧校園的網絡基礎設施設計
——以營口職業(yè)技術學院異地新建校區(qū)項目為例

胡 穎 ，周蓮波

(1.營口職業(yè)技術學院 信息中心， 遼寧 營口 115000；2.營口職業(yè)技術學院 質量管理處， 遼寧 營口 115000)

0 引言

在營口職業(yè)技術學院異地新建校區(qū)項目中，為了支撐和保障今后學校信息化建設需求，進行了智慧校園網絡基礎設施設計.新校區(qū)設計以一期項目在校生8000人，二期項目在校生10 000人，教職工和其他工作人員預計穩(wěn)定在1000人左右為基礎數據.一期共建設教學用建筑9棟，宿舍樓7棟，實訓廠房4座，體育館、圖書館、食堂等公共設施樓9棟.基于網絡基礎設施的弱電系統(tǒng)包括校園網絡、監(jiān)控網絡、IP數字廣播等；基于網絡基礎設施的軟件應用包括已有應用如OA辦公系統(tǒng)、成績管理系統(tǒng)、學校官網等，以及計劃建設的應用，如教務管理系統(tǒng)、學工管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、統(tǒng)一門戶、統(tǒng)一身份認證等應用.因此智慧校園的基礎網絡設施建設充分考慮了新校區(qū)的現有需求及發(fā)展需求，以《教育信息化2.0行動計劃》為指導[1]，以《職業(yè)院校數字校園建設規(guī)范》和《智慧校園總體框架》為標準[2-3]，結合學校實際，堅持“科學統(tǒng)籌、合理高效”的工作原則，確保學校新校區(qū)智慧校園基礎設施建設項目高質量完成.

1 網絡基礎設施設計目標

網絡基礎設施設計目標主要包括：面向校園的開放服務網；支持VLAN；支持策略路由；訪問控制列表功能對用戶數據進行過濾；流量限速及流量管理；采用主流技術，保證若干年內的先進性；最高的性價比；建立IDC存儲中心提供數據交換服務；網絡系統(tǒng)能夠提供必要的QoS服務，保證語音、視頻等關鍵業(yè)務能夠在主干上順利傳送，并保證相關應用的穩(wěn)定性.

2 整體規(guī)劃

智慧校園網絡基礎設施建設規(guī)劃大體分為三個階段：需求分析、系統(tǒng)設計與實施、運維階段.首先由校方根據學校規(guī)模提出網絡基礎設施建設需求方案，經校內外專家論證方案可行性后，由相關人員設計建設方案，包括功能架構、技術架構、物理分布、系統(tǒng)組成結構、設備選型等，在確定方案后，項目管理等職能部門分工協作，確保項目施工順利進行，之后根據實施方案進行檢測驗收.

3 需求分析

3.1 功能和容量需求方面

智慧校園網絡基礎設施主要包括校園網絡系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、校園廣播系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等應用系統(tǒng)的基礎設施，每個系統(tǒng)的功能需求分析單獨進行，同時兼顧與其他系統(tǒng)間的關系.功能需求上綜合考慮樓宇布線銜接、機柜布置、線纜走向、環(huán)境和弱電工程，同時還需考慮到配電、照明、電氣、空調通風、報警等其他工程.

容量需求方面，根據統(tǒng)計數量同時考慮到未來校區(qū)擴建和系統(tǒng)擴展的需求而留有余量，選擇靈活性、兼容性和擴展性兼具的設計方案.新校區(qū)各類信息點數如表1.

表1 新校區(qū)校園網絡信息點數統(tǒng)計表

信息點名稱數量校園信息12 600監(jiān)控11 000巡更300校園廣播系統(tǒng)400門禁系統(tǒng)200

3.2 可擴展性和可維護性需求方面

智慧校園網絡基礎設施建設中相關設備多，選型復雜度高.投入使用后，售后和管理維護任務重.在需求階段，考慮模塊化、開放式、集散型控制系統(tǒng)，以方便進行設備擴展和數據移植.同時考慮設備維護是否便捷、維護成本是否合理.

4 總體設計

新校區(qū)的骨干光纖統(tǒng)一規(guī)劃使用，各單體建筑物采用室外單模24芯光纖連接到中心機房，與監(jiān)控、廣播、門禁、信息發(fā)布等系統(tǒng)共享光纖，實現資源有效利用.校園內無線網絡全覆蓋，可以有線無線同時上網.宿舍區(qū)域采用PON網絡，其他場所采用三層架構網絡平臺，水平銅纜到樓層配線間，再匯聚到建筑物匯聚機柜，最后匯聚到中心機房.

在技術要求方面，核心交換部分采用雙機熱備，具有虛擬化功能的高性能箱式交換機構建，支持100G、40G、10G、1G等多種接口，故障切換時間實現50 ms級.

5 校園網絡系統(tǒng)設計

校園網絡系統(tǒng)設計主要包括校園內樓宇之間的室外通訊光纜、各樓宇內的網絡綜合布線系統(tǒng)、室內墻壁的面板、各樓宇弱電間內的網絡機柜、配線架、跳線和網絡設備等.

5.1 信息點統(tǒng)計

首先確定建筑樓宇功能，統(tǒng)計樓層房間分布情況，確定樓層房間功能，設計房間信息點.先設計樓層網絡結構，再確定整個樓宇網絡結構，最后設計中心機房網絡結構.新校區(qū)有線和無線信息點數如表2.

5.2 設計原則

表2 新校區(qū)信息點數統(tǒng)計表

信息點名稱數量有線信息(TO)10 100無線信息(AP)1100信息中心教學用機房信息(有線)1 400合計12 600

校園網絡系統(tǒng)設計符合GB/T 15269-2003相關規(guī)定，采用星形拓撲結構；采用接入層、匯聚層、核心層三層傳統(tǒng)網絡架構；采用有線和無線網絡同時接入方式；使用邊界路由器實現對外連接；IPv4與IPv6雙棧部署；校園網絡路由協議OSPF協議，有線無線網絡連通[4-5].

5.3 校園網網絡拓撲圖

根據設計原則，確定校園網網絡拓撲圖如圖1所示.

6 安防監(jiān)控系統(tǒng)設計

6.1 總體設計原則

校內共設有監(jiān)控點數1100多個，根據先進適用、安全可靠、開放可擴充原則設計.安防監(jiān)控系統(tǒng)分為校級總控中心、門衛(wèi)二級監(jiān)控中心、管理人員三級結構.

6.2 安防監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖

根據設計原則，確定安防監(jiān)控系統(tǒng)網絡拓撲圖如圖2所示.

6.3 詳細設計方案

安防監(jiān)控點的范圍包括校內建筑物的教室、校園內周界及各行政樓.安防監(jiān)控系統(tǒng)采用IP化網絡視頻監(jiān)控，專門設有監(jiān)控中心和應急指揮中心對校園安防情況進行監(jiān)控和管理[6].

監(jiān)控中心設有核心交換機，可進行實時監(jiān)控、信息處理、存儲等操作，監(jiān)控錄像可根據需求增加存儲的天數.匯聚交換機和接入交換機放置在每棟樓的設備間，通過千兆光纖連接到監(jiān)控中心.

應急指揮中心設有監(jiān)控管理平臺，對校園安防監(jiān)控進行統(tǒng)一管理，平臺包括解碼設備和輸出設備，輸出大屏幕由15塊55寸高亮液晶屏拼接而成，監(jiān)控影像通過解碼實時輸出到大屏上，由于部分教室內攝像頭有音頻功能，所以適當增加了適應器及相關部件.

7 結語

智慧校園網絡基礎設施設計合理規(guī)劃和安排了各項網絡基礎設施，建設成了良好的數據傳輸平臺.按照“布局合理、層次清晰、穩(wěn)定高效，具有一定前瞻性和可擴展性”的設計目標，新校區(qū)建成了能夠適合各類業(yè)務系統(tǒng)運行的具有良好的兼容性和可擴展性且管理方便的高速校園網絡，更好地為師生學習、生活服務.