随着《“十四五”国家信息化规划》的提出，河海大学积极响应国家对高等教育信息化建设的新要求，以F5G全光网建设改造为核心，推动智慧校园发展。F5G以其高速率、大容量、低时延和高可靠性的特点，为河海大学提供了构建智慧校园的坚实技术基础。

1 围绕F5G的基础网络改造

如今，网络速度慢、覆盖不均、稳定性差等问题成为制约河海大学发展的瓶颈。为此，学校制定了智慧校园全光网建设目标：一是全面升级网络基础设施，二是提升网络覆盖和质量，三是强化网络安全和稳定性，四是智能化网络管理。

F5G全光网是一种全新的光纤通信技术，其优势在于不仅继承了传统光纤通信高速率、大容量、低时延和高可靠性的特点，还通过采用先进的光纤传输和处理技术，进一步提升了网络的性能和效率。具体来说，F5G全光网通过使用更高波长范围的光纤和更高效的光信号调制技术，实现了更高的数据传输速率和更远的传输距离。同时，全光网络的架构简化了网络节点，减少了信号转换和处理环节，从而降低了网络延迟和故障率，提高了整体的网络稳定性和可靠性。这些优势使得F5G全光网成为构建智慧校园的理想选择，为河海大学提供了坚实的技术支撑。河海大学具体改造内容如下。

一是网络架构扁平化。在传统的以太网架构中，数据包往往需要经过多个汇聚节点设备，不仅增加了网络延迟，还增加了网络中断的风险，同时对大汇聚节点的设备性能还有着一定要求，增加了组网的成本。而扁平化网络架构，采用星型拓扑，降低了汇聚节点的数量，在保障网络稳定性的同时还降低了网络的复杂程度。

对此，河海大学将核心网络区域改造为IP+POL架构，从而减少数据传输的跳数和网络的复杂性，降低网络延迟。同时，较少的网络设备和层级使网络管理和维护成本有效降低，便于快速定位和解决问题。其次，IP+POL架构更易于扩展，可以灵活添加新的网络设备和服务，而不会对现有网络造成过大的冲击。

二是高速互联与业务智能化。为实现校区间的高效互联，河海大学两地三校区互联带宽提升至100G，这一跃升极大地增强了网络的数据承载能力，为校园内高清视频传输、大规模数据分析和云计算等高带宽应用提供了强有力的支持。

三是稳定性及自愈能力。网络稳定性方面，河海大学通过构建OTN环网，实现了毫秒快速切换保护，极大提升了网络的可靠性，即使在部分网络出现故障的情况下，也能快速切换到备用。

四是灵活切片扩展技术。网络切片技术是F5G全光网中的一项关键技术，它允许将物理网络基础设施虚拟化为多个独立的、按需定制的网络环境。每个网络切片都是一个逻辑上的网络，可以拥有自己的资源、策略和服务等级协议（SLA），从而满足特定应用或用户群体的特定需求。网络切片的工作原理是通过在物理网络上创建多个虚拟层，每个虚拟层都可以独立配置和管理，以提供定制化的服务质量。

当学校需要引入新的应用或服务时，可以迅速创建一个新的网络切片，而无需对现有网络结构进行大规模改动。

在河海大学的应用场景中，网络切片技术可以用于支持不同的教学和研究活动。例如，可以为国际学术会议创建一个高带宽、低延迟的网络切片，为大规模数据分析创建一个高容量、高可靠性的网络切片，以及为校园安全监控创建一个始终在线、高安全性的网络切片。这些切片可以根据实际需求灵活调整，确保了资源的最优分配和使用。

此外，在网络出现故障时，网络切片技术可以快速定位问题切片，并将故障隔离在特定切片内，避免影响整个网络，有效提高校园网络的服务质量和管理效率。通过精确的资源分配和隔离，不同应用和服务之间的干扰被最小化，同时网络的可靠性和安全性得到加强。此外，当某个切片出现问题时，其他切片不受影响，保障了关键应用的连续性。这种灵活性和可靠性的提升，为河海大学的智慧校园建设提供了强有力的支持。

2 全光承载网络建设

在河海大学全光网智慧校园建设的关键环节中，宿舍区的网络升级尤为关键。通过部署基于XGS-PON技术的全光网络，学校实现了宿舍区网络架构的深度优化，极大提升了宿舍区的网络服务质量。

全光网络的核心优势在于其端到端的光纤连接，这种连接方式去除了传统以太网络中有源交换机，从而减少了网络中的有源设备数量和潜在故障点。这种简化的网络架构不但提高了网络稳定性和可靠性，而且降低了长期运维成本，因为无源光网络几乎不需要电源供应，维护需求大幅降低。

在推进全光网络建设的过程中，河海大学对宿舍区域的网络架构进行了深入的调研与分析，以确保新部署的全光网络能够精准满足宿舍区的网络使用需求。学校采用了高效的光纤布线方案，确保了光纤的快速部署并使干扰最小化。通过安装高性能的OLT设备和相应的ONU终端，宿舍区的每一处都能够接入到高速的全光网络中（如图1所示）。

图1 河海大学校园全光网络架构

目前，全光网络的建设极大地提升了宿舍区的网络服务质量，全光网络提供了比传统铜缆网络更高的带宽，这意味着学生在宿舍可以享受到更快的上网速度，无论是在线学习、视频会议还是娱乐休闲，都能获得流畅的网络体验。

3 统一网络智慧管理

监控智能化

统一网络运维管理的实施标志着校园网络管理向智能化、系统化的重大转变。通过引入先进的网络运维管理平台，学校实现了对整个校园网络的集中监控、故障诊断、性能分析和资源调度。这一平台融合了SDN技术，能够自动发现网络中的设备，生成拓扑图，实时监控网络流量和设备状态，快速定位并解决网络问题。此外，系统支持自动化的配置部署和软件升级，简化了网络设备的管理工作，降低了人为错误的可能性。

流程统一化

通过流程化和标准化的网络运维管理模式，河海大学能够有效管理复杂的网络环境，快速响应用户需求，提高网络服务的可靠性和用户满意度。同时，管理模式的优化通过明确、一致的操作流程和标准，提高网络运维的效率和质量，以确保网络服务的稳定性和安全性。

用户管理流程方面，河海大学网信办建立统一的服务平台，师生可以通过该平台线上提交网络服务请求。系统自动记录请求详情并分配给相应的运维团队。运维团队接收到服务请求后，按照既定流程进行故障诊断，使用自动化工具快速定位问题，并根据故障类型采取相应措施。对于需要修复的问题，运维团队遵循标准化的操作流程进行处理，确保修复工作的准确性和及时性。

后台管理流程方面，学校定期对网络性能进行监控和评估，根据监控结果进行必要的网络优化，以提升网络服务质量。对于网络配置的任何变更，都需要经过严格的审批流程，并在变更前后进行充分测试和备份，以防止变更带来的风险。

运维标准化

网络运维标准化是确保网络服务质量和安全性的关键，河海大学通过制定一套全面的网络运维操作规范，为运维团队提供了明确的指导，确保了每一项运维活动都能按照既定的高标准执行。同时，学校建立了质量控制机制，通过定期的内部审计和性能评估，确保网络运维服务持续符合既定的SLA。这些评估结果被用来指导持续改进计划，进一步提升网络服务质量。

同时，河海大学还不断推进与运营商的深度合作，将运营商管理也纳入运维标准化管理中，落实运营商运维管理办法和机房消防安全管理条例，通过加强与运营商的交流合作，全面提高全校信息化服务质量。

未来，河海大学将继续深化智慧校园全光网建设内涵，不断探索和实践新的网络技术，以适应教育信息化的快速发展。学校将持续关注和引入新兴的网络技术和理念，如人工智能、5G、大数据分析和云计算等，以进一步提升网络智能化水平和服务质量。

来源：《中国教育网络》

作者：管军、饶德胜、张艳丽、刘宪成（河海大学网络安全与信息化办公室）