智慧校園的網絡基礎設施設計
——以營口職業技術學院異地新建校區項目為例

胡 穎 ，周蓮波

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

0 引言

在營口職業技術學院異地新建校區項目中，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包括校園網絡、監控網絡、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、成績管理系統、學校官網等，以及計劃建設的應用，如教務管理系統、學工管理系統、人事管理系統、統一門戶、統一身份認證等應用.因此智慧校園的基礎網絡設施建設充分考慮了新校區的現有需求及發展需求，以《教育信息化2.0行動計劃》為指導[1]，以《職業院校數字校園建設規范》和《智慧校園總體框架》為標準[2-3]，結合學校實際，堅持“科學統籌、合理高效”的工作原則，確保學校新校區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；網絡系統能夠提供必要的QoS服務，保證語音、視頻等關鍵業務能夠在主干上順利傳送，并保證相關應用的穩定性.

2 整體規劃

智慧校園網絡基礎設施建設規劃大體分為三個階段：需求分析、系統設計與實施、運維階段.首先由校方根據學校規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、安防監控系統、校園廣播系統、巡更系統、門禁系統等應用系統的基礎設施，每個系統的功能需求分析單獨進行，同時兼顧與其他系統間的關系.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，根據統計數量同時考慮到未來校區擴建和系統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.新校區各類信息點數如表1.

表1 新校區校園網絡信息點數統計表

信息點名稱數量校園信息12 600監控11 000巡更300校園廣播系統400門禁系統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，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

新校區的骨干光纖統一規劃使用，各單體建筑物采用室外單模24芯光纖連接到中心機房，與監控、廣播、門禁、信息發布等系統共享光纖，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 校園網絡系統設計

校園網絡系統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、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 信息點統計

首先確定建筑樓宇功能，統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.新校區有線和無線信息點數如表2.

5.2 設計原則

表2 新校區信息點數統計表

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

校園網絡系統設計符合GB/T 15269-2003相關規定，采用星形拓撲結構；采用接入層、匯聚層、核心層三層傳統網絡架構；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 安防監控系統設計

6.1 總體設計原則

校內共設有監控點數1100多個，根據先進適用、安全可靠、開放可擴充原則設計.安防監控系統分為校級總控中心、門衛二級監控中心、管理人員三級結構.

6.2 安防監控系統拓撲圖

根據設計原則，確定安防監控系統網絡拓撲圖如圖2所示.

6.3 詳細設計方案

安防監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.安防監控系統采用IP化網絡視頻監控，專門設有監控中心和應急指揮中心對校園安防情況進行監控和管理[6].

監控中心設有核心交換機，可進行實時監控、信息處理、存儲等操作，監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控中心.

應急指揮中心設有監控管理平臺，對校園安防監控進行統一管理，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、穩定高效，具有一定前瞻性和可擴展性”的設計目標，新校區建成了能夠適合各類業務系統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.