全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在多媒體教室桌面云建設(shè)中的應(yīng)用

摘 要：本文針對(duì)高校多媒體教室設(shè)備管理使用的實(shí)際，分析傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信及教學(xué)設(shè)備使用和管理面臨的問(wèn)題，提出開(kāi)創(chuàng)新一代基于全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合桌面云系統(tǒng)的教學(xué)教輔管理工作模式。本文以江西工程學(xué)院現(xiàn)代化教學(xué)信息化建設(shè)為例，通過(guò)對(duì)GPON網(wǎng)絡(luò)桌面云系統(tǒng)的需求、架構(gòu)及應(yīng)用等的分析，探索利用桌面云系統(tǒng)的資源共享機(jī)制、完整高效以及易于構(gòu)建等特點(diǎn)，全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)模式實(shí)現(xiàn)了校園信息化建設(shè)中的寬帶、視頻監(jiān)控、校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和校園廣播通信等各項(xiàng)業(yè)務(wù)的融合。

關(guān)鍵詞：全光網(wǎng)絡(luò)；云桌面；現(xiàn)代化教學(xué)

一、引言

現(xiàn)代化、信息化教育時(shí)代，現(xiàn)代教育教學(xué)技術(shù)方法呈現(xiàn)多樣化，如多媒體技術(shù)需要傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)也需要電視教學(xué)，教授互動(dòng)直播教學(xué)，精品課程，PPT講座，云課堂，班班通等教育技術(shù)。原有的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)已不能滿(mǎn)足當(dāng)今信息化的要求，為滿(mǎn)足學(xué)校教師多元化教學(xué)業(yè)務(wù)需要，我們改進(jìn)了原有的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)使用GPON的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

多媒體教室終端設(shè)備多，地理位置分散，教學(xué)環(huán)境的部署、日常的管理維護(hù)困難等問(wèn)題極大地影響了師生的教學(xué)體驗(yàn)。江西工程學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)新思維管理，借助新技術(shù)引進(jìn)新方案建設(shè)先進(jìn)的華為桌面云技術(shù)，在充分利用原有硬件設(shè)施的基礎(chǔ)上改善多媒體教室管理現(xiàn)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(yùn)維簡(jiǎn)單快捷，安全實(shí)用可靠”的云時(shí)代。

二、GPON的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬的局限性：高清數(shù)字化教學(xué)資源的應(yīng)用對(duì)多媒體教室網(wǎng)絡(luò)帶寬有一定要求。目前，學(xué)校樓宇之間都采用千兆局域網(wǎng)的主干通道，由于線(xiàn)路損耗、網(wǎng)絡(luò)硬件等多方面原因，實(shí)際使用帶寬在樓層或樓棟高峰時(shí)千兆局域網(wǎng)的主干通道就顯得捉襟見(jiàn)肘[1]。

基于GPON技術(shù)的光收發(fā)器解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸中存在的損耗問(wèn)題；中間節(jié)點(diǎn)建設(shè)方面，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)匯聚技術(shù)需使用電源設(shè)備，同時(shí)每棟或每層樓還需使用光纖收發(fā)器模塊和二、三層交換機(jī)，成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)困難，而采用GPON技術(shù)接入，分光節(jié)點(diǎn)無(wú)需電源[2]；業(yè)務(wù)接入需求方面，GPON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)考慮了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和便捷性，融合FTTH、FTTB、FTTB+LAN等多種形式的組網(wǎng)，既能滿(mǎn)足數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、IPTV、數(shù)字電視等多種業(yè)務(wù)，又能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求，GPON的融合接入技術(shù)是三網(wǎng)融合下的必然趨勢(shì)[3]。

三、桌面云技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

從IT技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，云計(jì)算、虛擬化和虛擬桌面等技術(shù)已經(jīng)非常成熟，而且也成為了未來(lái)教育信息化發(fā)展的方向，教育部也大力倡導(dǎo)采用新興技術(shù)提高教育服務(wù)水平，因此采用桌面虛擬化技術(shù)來(lái)解決IT環(huán)境管理和資源靈活使用的難題是未來(lái)的趨勢(shì)。它能夠?qū)⒂脩?hù)桌面環(huán)境和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境分離，把用戶(hù)的數(shù)據(jù)和應(yīng)用都統(tǒng)一放在后端服務(wù)器，按教學(xué)的不同需求分配資源，既利于用戶(hù)靈活使用，隨時(shí)移動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)桌面，又方便管理員對(duì)終端集中管理[4]；同時(shí)桌面虛擬化技術(shù)在節(jié)約管理成本、降低設(shè)備功耗、綠色環(huán)保、提高系統(tǒng)可管理性和數(shù)據(jù)安全等方面給高校帶來(lái)了極大的好處，為教育云的搭建奠定了基礎(chǔ)，讓信息化水平邁上了一個(gè)新的臺(tái)階[5]。

網(wǎng)絡(luò)多媒體教室電腦使用的桌面云終端機(jī)軟件管理系統(tǒng)全部運(yùn)行在云服務(wù)器上，在管理平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)對(duì)分散網(wǎng)絡(luò)多媒體教室的集中管控，極大提高了教學(xué)環(huán)境的管理效率，同時(shí)由于教學(xué)使用的虛擬桌面部署在云端，網(wǎng)絡(luò)多媒體教室的終端電腦基本不需維護(hù)，避免管理員在不同的多媒體教室間來(lái)回奔波[6]。

四、采用GPON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體教室桌面云系統(tǒng)架構(gòu)與應(yīng)用分析

（一）GPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)

校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用2層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，中心機(jī)房采用銳捷18010萬(wàn)兆核心與GPON核心設(shè)備OLT對(duì)接，GPON核心設(shè)備采用當(dāng)前業(yè)界較先進(jìn)的核心交換機(jī)產(chǎn)品華為MA5680T，是華為技術(shù)有限公司推出的GPON/EPON一體化光接入產(chǎn)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(gè)GE接入，用戶(hù)板完全兼容，節(jié)省備件種類(lèi)和數(shù)量、降低維護(hù)成本。

OLT經(jīng)過(guò)樓棟或樓層的光分器光纖直接接入到教室的ONU設(shè)備，確保千兆網(wǎng)絡(luò)到多媒體教室桌面。目前，設(shè)計(jì)的GPON網(wǎng)絡(luò)主要連接到學(xué)校的教室的教學(xué)平臺(tái)，以后根據(jù)學(xué)校教學(xué)、科研的發(fā)展需要，GPON網(wǎng)絡(luò)可以向重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、重點(diǎn)機(jī)房、重要會(huì)議室以及重要的機(jī)關(guān)部門(mén)延伸，從而為教學(xué)、科研及信息化建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供了一個(gè)高性能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)。GPON網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)，增大了網(wǎng)絡(luò)帶寬，保證了教學(xué)過(guò)程中高清教學(xué)應(yīng)用數(shù)據(jù)的傳輸。

在GPON網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)應(yīng)用中，只需將學(xué)院的各種教學(xué)資源融合在 OLT設(shè)備中，然后在光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）或光網(wǎng)絡(luò)終端（ONT）設(shè)備中對(duì)各個(gè)端口進(jìn)行VLAN劃分，不同的VLAN對(duì)應(yīng)不同的系統(tǒng)應(yīng)用，滿(mǎn)足如下多方面的教學(xué)方法。

（二）桌面云系統(tǒng)架構(gòu)

1.華為Fusion Sphere桌面云平臺(tái)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

FusionSphere是華為公司面向多行業(yè)客戶(hù)推出的云操作系統(tǒng)產(chǎn)品，基于OpenStack架構(gòu)開(kāi)發(fā)，整個(gè)系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)為云設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提供強(qiáng)大的虛擬化功能和資源池管理、豐富的云基礎(chǔ)服務(wù)組件和工具、開(kāi)放的API接口等，可以幫助客戶(hù)水平整合數(shù)據(jù)中心物理和虛擬資源，垂直優(yōu)化業(yè)務(wù)平臺(tái)，讓企業(yè)的云計(jì)算建設(shè)和使用更加簡(jiǎn)捷。

2.桌面云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)分析

云桌面系統(tǒng)有兩種方式進(jìn)行服務(wù)：通過(guò)云終端軟件或云終端機(jī)在學(xué)校教室通過(guò)GPON的終端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ONU光纖到GPON的OLT再到服務(wù)器的萬(wàn)兆核心交換機(jī)，也就是虛擬機(jī)可以在異構(gòu)硬件安裝和移動(dòng)。這兩種方式解決了很多問(wèn)題：一是硬件投資能夠利用并很好的應(yīng)用，同時(shí)一些云終端不能達(dá)到的本地需要高性能的機(jī)器問(wèn)題或云終端不能達(dá)到的個(gè)別需求；二是一些大屏顯示一體機(jī)教學(xué)的應(yīng)用問(wèn)題；三是很多硬件需求不高但人工維護(hù)難時(shí)采用云終端機(jī)進(jìn)行云桌面的管理，云終端機(jī)與其他外設(shè)進(jìn)行重定向功能其易用性超強(qiáng)。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著GPON技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)一步普及以及組網(wǎng)模式中的光纖成本的進(jìn)一步降低，還有多樣化的可升級(jí)業(yè)務(wù)，采用GPON網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)搭制桌面云系統(tǒng)在未來(lái)的現(xiàn)代化教學(xué)中將會(huì)有越來(lái)越多的案例。

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