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【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。本文以广州市白云区石湖小学（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、乃至乡村学校加快教育信息化建设的重要性与意义，为信息技术与教学工作更深入融合，有效地提高学校教育教学水平，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“不平衡不充分的發展”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（新一代）全光校园网络。
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。因为具有零接触、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、 石湖小学原有网络状况
石湖小学跟许多学校一样，校园网基本在2005年前后实施“校校通”工程时建设，材料基本是铜材网线，基本没有无线网络，而且使用时间久了，出现网络卡慢。在如今智慧校园建设中，这种校园网络已经不能满足教学需求。
◆ 线路老化，安全性差;
◆ 受电磁干扰和传输距离影响，业务体验差;
◆ 整体组网混乱，缺乏规划，难以管理维护;
◆ 网络新增设备操作复杂，升级和扩容难;
◆ 无线网络由多个TP-LINK路由器搭建，无法漫游并存在私拉乱接现象。
三、 解决方案：POL全光校园网
全光网方案承接智慧课堂和电子班牌，用全光网络（xPON）作为本地局域网的接入，构建一个扁平化、易部署、业务融合的新型网络。
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。
四、校园网升级改造后实现的效能
（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。
3.“N合1”可视化后台管理
全光校园网络 “N合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。
管理后台界面
4.宽带接入认证
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; 5.网络架构清晰
相比传统树状结构，多层交换机组网，POL全光网络星型结构无需考虑楼层交换机取电散热问题，采用无源二级分光架构，无路线长度限制，线路更加清哳，检修方便，能够迅速定位故障点，提升网络运维效率。
6.网络更加安全
传统网络通过VLAN划分隔离用户，当同一个VLAN的用户出现问题时，相同VLAN的用户会受到影响，POL全光网络下用户相互隔离，单个用户故障不会影响到其他用户，具有更高的网络安全特性，保障数据传输安全。
7.提升管理效率
一办公室一光纤，语音电话、Wi-Fi有线业务统一建设，二层扁平化架构，垂直流量，符合未来校园网的发展趋势。全网设备统一网管，网络稳定可靠，有效减少运维工作量，提升管理效率。
（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）局域網
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。
无源光局域网（POL）网，采用光纤为基础，是在传统局域网（LAN）基础上升级而来，目前在国内被广泛应用的顶层应用。与LAN相比，POL具有主要以下优势：
五、总结
经过改造，学校的网络比之前稳定，无线网络全覆盖，能满足智能设备的连接，为今后的智慧校园建设提供了网络基础。
◆ 一教室一光纤，一教室一终端，有线无线网络一体化;
◆ 二层扁平化构架，垂直流量，符合未来智慧校园网的发展趋势;
◆ 全网设备统一管理，减少70%以上运维工作量。
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。
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“不平衡不充分的發展”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（新一代）全光校园网络。
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。因为具有零接触、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、 石湖小学原有网络状况
石湖小学跟许多学校一样，校园网基本在2005年前后实施“校校通”工程时建设，材料基本是铜材网线，基本没有无线网络，而且使用时间久了，出现网络卡慢。在如今智慧校园建设中，这种校园网络已经不能满足教学需求。
◆ 线路老化，安全性差;
◆ 受电磁干扰和传输距离影响，业务体验差;
◆ 整体组网混乱，缺乏规划，难以管理维护;
◆ 网络新增设备操作复杂，升级和扩容难;
◆ 无线网络由多个TP-LINK路由器搭建，无法漫游并存在私拉乱接现象。
三、 解决方案：POL全光校园网
全光网方案承接智慧课堂和电子班牌，用全光网络（xPON）作为本地局域网的接入，构建一个扁平化、易部署、业务融合的新型网络。
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。
四、校园网升级改造后实现的效能
（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。
3.“N合1”可视化后台管理
全光校园网络 “N合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。
管理后台界面
4.宽带接入认证
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; 5.网络架构清晰
相比传统树状结构，多层交换机组网，POL全光网络星型结构无需考虑楼层交换机取电散热问题，采用无源二级分光架构，无路线长度限制，线路更加清哳，检修方便，能够迅速定位故障点，提升网络运维效率。
6.网络更加安全
传统网络通过VLAN划分隔离用户，当同一个VLAN的用户出现问题时，相同VLAN的用户会受到影响，POL全光网络下用户相互隔离，单个用户故障不会影响到其他用户，具有更高的网络安全特性，保障数据传输安全。
7.提升管理效率
一办公室一光纤，语音电话、Wi-Fi有线业务统一建设，二层扁平化架构，垂直流量，符合未来校园网的发展趋势。全网设备统一网管，网络稳定可靠，有效减少运维工作量，提升管理效率。
（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）局域網
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。
无源光局域网（POL）网，采用光纤为基础，是在传统局域网（LAN）基础上升级而来，目前在国内被广泛应用的顶层应用。与LAN相比，POL具有主要以下优势：
五、总结
经过改造，学校的网络比之前稳定，无线网络全覆盖，能满足智能设备的连接，为今后的智慧校园建设提供了网络基础。
◆ 一教室一光纤，一教室一终端，有线无线网络一体化;
◆ 二层扁平化构架，垂直流量，符合未来智慧校园网的发展趋势;
◆ 全网设备统一管理，减少70%以上运维工作量。
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。