智慧校园的网络基础设施设计——以营口职业技术学院异地新建校区项目为例

胡 颖 ，周莲波

(1.营口职业技术学院 信息中心， 辽宁 营口 115000；2.营口职业技术学院 质量管理处， 辽宁 营口 115000)

0 引言

在营口职业技术学院异地新建校区项目中，为了支撑和保障今后学校信息化建设需求，进行了智慧校园网络基础设施设计.新校区设计以一期项目在校生8000人，二期项目在校生10 000人，教职工和其他工作人员预计稳定在1000人左右为基础数据.一期共建设教学用建筑9栋，宿舍楼7栋，实训厂房4座，体育馆、图书馆、食堂等公共设施楼9栋.基于网络基础设施的弱电系统包括校园网络、监控网络、IP数字广播等；基于网络基础设施的软件应用包括已有应用如OA办公系统、成绩管理系统、学校官网等，以及计划建设的应用，如教务管理系统、学工管理系统、人事管理系统、统一门户、统一身份认证等应用.因此智慧校园的基础网络设施建设充分考虑了新校区的现有需求及发展需求，以《教育信息化2.0行动计划》为指导[1]，以《职业院校数字校园建设规范》和《智慧校园总体框架》为标准[2-3]，结合学校实际，坚持“科学统筹、合理高效”的工作原则，确保学校新校区智慧校园基础设施建设项目高质量完成.

1 网络基础设施设计目标

网络基础设施设计目标主要包括：面向校园的开放服务网；支持VLAN；支持策略路由；访问控制列表功能对用户数据进行过滤；流量限速及流量管理；采用主流技术，保证若干年内的先进性；最高的性价比；建立IDC存储中心提供数据交换服务；网络系统能够提供必要的QoS服务，保证语音、视频等关键业务能够在主干上顺利传送，并保证相关应用的稳定性.

2 整体规划

智慧校园网络基础设施建设规划大体分为三个阶段：需求分析、系统设计与实施、运维阶段.首先由校方根据学校规模提出网络基础设施建设需求方案，经校内外专家论证方案可行性后，由相关人员设计建设方案，包括功能架构、技术架构、物理分布、系统组成结构、设备选型等，在确定方案后，项目管理等职能部门分工协作，确保项目施工顺利进行，之后根据实施方案进行检测验收.

3 需求分析

3.1 功能和容量需求方面

智慧校园网络基础设施主要包括校园网络系统、安防监控系统、校园广播系统、巡更系统、门禁系统等应用系统的基础设施，每个系统的功能需求分析单独进行，同时兼顾与其他系统间的关系.功能需求上综合考虑楼宇布线衔接、机柜布置、线缆走向、环境和弱电工程，同时还需考虑到配电、照明、电气、空调通风、报警等其他工程.

容量需求方面，根据统计数量同时考虑到未来校区扩建和系统扩展的需求而留有余量，选择灵活性、兼容性和扩展性兼具的设计方案.新校区各类信息点数如表1.

表1 新校区校园网络信息点数统计表

信息点名称数量校园信息12 600监控11 000巡更300校园广播系统400门禁系统200

3.2 可扩展性和可维护性需求方面

智慧校园网络基础设施建设中相关设备多，选型复杂度高.投入使用后，售后和管理维护任务重.在需求阶段，考虑模块化、开放式、集散型控制系统，以方便进行设备扩展和数据移植.同时考虑设备维护是否便捷、维护成本是否合理.

4 总体设计

新校区的骨干光纤统一规划使用，各单体建筑物采用室外单模24芯光纤连接到中心机房，与监控、广播、门禁、信息发布等系统共享光纤，实现资源有效利用.校园内无线网络全覆盖，可以有线无线同时上网.宿舍区域采用PON网络，其他场所采用三层架构网络平台，水平铜缆到楼层配线间，再汇聚到建筑物汇聚机柜，最后汇聚到中心机房.

在技术要求方面，核心交换部分采用双机热备，具有虚拟化功能的高性能箱式交换机构建，支持100G、40G、10G、1G等多种接口，故障切换时间实现50 ms级.

5 校园网络系统设计

校园网络系统设计主要包括校园内楼宇之间的室外通讯光缆、各楼宇内的网络综合布线系统、室内墙壁的面板、各楼宇弱电间内的网络机柜、配线架、跳线和网络设备等.

5.1 信息点统计

首先确定建筑楼宇功能，统计楼层房间分布情况，确定楼层房间功能，设计房间信息点.先设计楼层网络结构，再确定整个楼宇网络结构，最后设计中心机房网络结构.新校区有线和无线信息点数如表2.

5.2 设计原则

表2 新校区信息点数统计表

信息点名称数量有线信息(TO)10 100无线信息(AP)1100信息中心教学用机房信息(有线)1 400合计12 600

校园网络系统设计符合GB/T 15269-2003相关规定，采用星形拓扑结构；采用接入层、汇聚层、核心层三层传统网络架构；采用有线和无线网络同时接入方式；使用边界路由器实现对外连接；IPv4与IPv6双栈部署；校园网络路由协议OSPF协议，有线无线网络连通[4-5].

5.3 校园网网络拓扑图

根据设计原则，确定校园网网络拓扑图如图1所示.

6 安防监控系统设计

6.1 总体设计原则

校内共设有监控点数1100多个，根据先进适用、安全可靠、开放可扩充原则设计.安防监控系统分为校级总控中心、门卫二级监控中心、管理人员三级结构.

6.2 安防监控系统拓扑图

根据设计原则，确定安防监控系统网络拓扑图如图2所示.

6.3 详细设计方案

安防监控点的范围包括校内建筑物的教室、校园内周界及各行政楼.安防监控系统采用IP化网络视频监控，专门设有监控中心和应急指挥中心对校园安防情况进行监控和管理[6].

监控中心设有核心交换机，可进行实时监控、信息处理、存储等操作，监控录像可根据需求增加存储的天数.汇聚交换机和接入交换机放置在每栋楼的设备间，通过千兆光纤连接到监控中心.

应急指挥中心设有监控管理平台，对校园安防监控进行统一管理，平台包括解码设备和输出设备，输出大屏幕由15块55寸高亮液晶屏拼接而成，监控影像通过解码实时输出到大屏上，由于部分教室内摄像头有音频功能，所以适当增加了适应器及相关部件.

7 结语

智慧校园网络基础设施设计合理规划和安排了各项网络基础设施，建设成了良好的数据传输平台.按照“布局合理、层次清晰、稳定高效，具有一定前瞻性和可扩展性”的设计目标，新校区建成了能够适合各类业务系统运行的具有良好的兼容性和可扩展性且管理方便的高速校园网络，更好地为师生学习、生活服务.