推进POL全光校园网，加快教育信息化建设
---案例：广州白云区石湖小学
「内容摘要」随着互联网+、物联网及AI人工智能等国家战略的深入推进，目前各行业都在加快升级互联网接入方案，以便搭乘信息化时代的东风，促进自身的跨越式发展。本文以广州白云区石湖小学（以下简称石湖小学）的校园网升级改造工程为案例，分析POL全光校园网对石湖小学、教育系统加快教育信息化建设的重要性与意义，为教育行业更有针对性地提高教育、教学工作，促进社会经济发展，提供参考与依据。
一、背景分析
（一）教育部有关教育信息化的规划
百年大计，教育为本。当今社会，互联网应用快速发展，越来越广泛而深入。云计算、物联网、大数据、5G等新技术被广泛应用，社会经济各行业的信息化步伐在不断加快，信息技术对教育的革命性影响日趋明显。未来，只有具备信息技术知识、技能的人才才能更好地适应社会发展需求。在此背景下，教育部门分别于2016年、2018年印发《教育信息化“十三五”规划》、《教育信息化2.0行动计划》，目的在于用信息化推动教育现代化，建设教育强国。
（二）乡村振兴必先振兴乡村教育
《乡村振兴战略规划（2018－2022年）》明确指出：统筹规划布局农村基础教育学校，科学推进义务教育公办学校标准化建设，提升乡村教育质量，实现县域校际资源均衡配置。要下大力气解决乡村教育存在的优质教育资源紧缺、教育质量亟待提高等群众普遍关注的问题，着力改变乡村教育存在的“不平衡不充分的发展”现状，逐步缩小城乡差距，最终破除城乡二元结构，用优质教育为乡村振兴注入更多发展动能。
（三）新兴互联网应用层出不穷
新兴互联网应用层出不穷，要求互联网基础工程必须及时升级、匹配，否则很难满足现实的生产生活需求。随着市场对视频、音频、大数据、大文件、时效性等领域的要求越来越高，互联网技术也在不断升级。POL全光校园网，是目前被广泛应用的校园网络。
全光校园网 是以全光网为基础、以SDN/NFV（软件定义网络）技术为核心的新一代智慧校园网络结构，该新型网络结构实现有线无线一体化、多网融合（办公网、宿舍区、饭堂及专网）及弹性适应未来各种新型业务（如音频、视频、智能水电表、IPTV、IP电话业务等）的需求。
从互联网应用的发展趋势分析，主要体现出几个主要特点：网速越来越快、实用性越来越强、功能越来越丰富强大。
（四）在线/远程教育广泛应用
近年来，在线教育在国内加快推进，尤其在2020年疫情紧张期间，
在线教育在全国各类大中小、职业学校中被广泛应用。因为具有0接触、学习不受时间、空间和学生数量限制，高效、低成本等优势，目前在线教育已成为推进教育信息化、现代化的重要途径。
二、POL全光校园网的客观需求
POL全光校园网络是开展教育信息化建设的基础工程，石湖小学此前的网络跟许多学校一样，还是原来传统的三层网络构建模式（具有①设备配置复杂，维护工作量大；②网络流量高并发性；③核心设备性能要求高等缺点。），加之线路老化等限制，无论是传送速率还是智能性等方面，已经难以满足发展需求。因此，全光校园网的铺设对石湖小学而言，势在必行。
1、畅快的传送速率
学校教育教学工作具有明确的时间表，避免在线教学、视频会议等环节过程的网络卡顿、延迟，是保障教学质量和满意度的前提。
2、智慧教育应用一站式接入
实现Internet网络、WiFi、视频监控、电子白板、视频会议、智慧课堂、教务系统、智能门禁、IP电话业务等系统的统一管理。
3、有线无线网络全覆盖
根据区块划分，实现校园网络全覆盖。
4、智能化可视化后台管理
提供较完善的运行状况检测与管理后台，让平台功能变得可视化、管控简单明了。
三、解决方案：POL全光校园网
教学区的全体网络新建，采用GPON技术，BRAS到用户之间采GPON无源光网络传输。传输路径：BRASOLT设备 ↔ 分光器 ↔ ONT终端 ↔ 终端用户；是以ONT【光网络终端】为主体，实现光纤到户，千兆到教室的需求，实现有线/无线一体化业务；具备故警报警提醒，从而保证网络轻松运维；实现多业务接入，满足Internet网络、WiFi、电子白板、智慧课堂；网络采用二层的网络结构，ONT采用桥接部署，确保全网性能均衡，没有瓶颈节点，从接入至核心均实现全线速转发，骨干提供万兆接口，网络后期可升级至万兆。
ONT提供4个或者8个千兆有线端口，满足课室多业务（有线接入、无线AP接入、电子班牌等）接入需求；ONT支持千兆交换，满足课堂教学的内部交换需求；ONT自带POE供电功能，支持向AP设备供电。
AP无线功能可通过网管平台下发相关无线参数，根据教室安装情况调整功率和信道等，避免无线的同频和临频干扰。AP无线模块具有漫游功能，用户在教学区域内能够自动连接信号好的WiFi。
◆ 网关
多功能宽带管理系统，整合BRAS宽带接入网关、无线AC控制器、RADIUS SERVER、PORTAL SERVER，支持网络PNP即插即用、DHCP、NAT、ROUTE、Web认证、宽带限速、短信接口、账号管理等功能。
◆ OLT
光线路终端（OLT）位于中心局端和光网络终端（ONT）之间，其功能是接收来自局端的下行信号并将其传送到光网络终端（ONT）、接收来自光网络终端（ONT）的上行信号并将其发送到中心局端。
◆ ODF
ODF即光纤配线架，是英文单词Optical Distribution Frame的缩写，用于光纤通信系统中局端主干光缆的成端和分配，可方便地实现光纤线路的连接、分配和调度。
◆ 分光器
分光器是一种无源器件,又称光分路器，它们不需要外部能量，只要有输入光即可。分光器由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件组成，其作用是将所需要的共振吸收线分离出来。
◆ ONU
无源ONU (光网络单元)是GEPON(千兆无源光网络)系统的用户侧设备，通过EPON（无源光纤网络）用于终结从OLT(光线路终端)传送来的业务。与OLT配合，ONU可向相连的用户提供各种宽带服务。
◆ 室外AP
室外双频无线AP，2.4Ghz最高支持450Mbps，5.8Ghz最高支持866Mbps，支持IEEE802.11ac、IEEE802.11n、IEEE802.11g、IEEE 802.11b、IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3ab协议，防水防尘。
四、主要功能区块说明
（一）功能
1、畅快带宽
光纤到户，千兆网络到教室。GPON 速率高达2 .5 Gbps, 能提供足够大的带宽以满足未来网络日益增长的对高带宽的需求, 同时非对称特性更能适应宽带数据业务市场。
2、智慧应用一站式接入
实现多业务接入，满足Internet网络、WiFi、视频监控、电子白板、视频会议、智慧课堂、教务系统、智能门禁、IP电话业务等系统接入需求。
与传统宽带接入网关设备不同，成格信息BRAS系列宽带接入网关控制器创新性地在一台硬件设备里面完美地融合了BRAS（Broadband Remote Access Server宽带接入服务器）、Radius Server（Remote Authentication Dial In User Service远程认证拨号用户服务[俗称AAA认证]）及Portal Server（门户，即欢迎页面）功能，能够为有线无线用户提供DHCP、NAT、VLAN终结、多链路接入、路由、用户限速等用户接入控制功能，智能识别终端类型，支持用户在不同的VLAN间无缝漫游，提升用户体验；
3、”N合1“可视化后台管理
全光校园网络开发的“N+1”可视化管理后台，实现用户管理、各功能板块的统一平台管理；可灵活设置用户的入网权限、网络速度；智能生成各项运营大数据，运营和维护，简单易懂，一目了然。
4、认证计费中心
提供802.1Q VLAN终结、BRAS宽带接入、网络接入、短信/小程序认证、Portal页面推送、DHCP、NAT、多出口路由等功能，完成有线无线网络接入、用户认证、宽带限速、Portal页面推送等多项功能；
（二）分区设置
全光校园网可根据具体情况，分别针对教学区、宿舍区和室外公共活动区域，设置不同的网络方案。其中室内一般为有线无线网络一体，室外一般为4G或5G无线网络覆盖（如校园主干道路、运动场）。
（三）广域网和局域网
1、广域网（WAN）
广域网主要应用于对外通信，在智慧教育方面表现为：优质教育资源共享、教育均衡措施、在线 ∕ 远程教育和视频会议等。
2、局域网
局域网是在一个局部的地理范围内将各种计算机、数据库和打印机等外部设备连接起来组成的计算机通信系统。
◆ 共享传输通道
在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。
◆ 数据库累积
在企业、事业单位，共享办公资料，不仅利于提高工作效率，还能实现数据库（资源）的累积。
◆ 传输速率高
局域网的数据传输速率一般为1～100Mbps，能支持计算机之间的高速通信，时延较低。
◆ 误码率低
局域网因近距离传输，所以误码率很低，一般在10-8～10-11之间。
小结：
与时俱进，面向未来。互联网是教育信息化的基础工程，乡村振兴引擎，推进POL全光校园网络，是教育顺应时代潮流，以信息化推动教育现代化，助推我国实现教育强国的一项重要举措。
