基于“多网合一”的数字化校园建设探讨

张建明

（南京铁道职业技术学院苏州校区 信息管理中心，江苏 苏州 215037）

基于“多网合一”的数字化校园建设探讨

张建明

（南京铁道职业技术学院苏州校区 信息管理中心，江苏 苏州 215037）

数字化校园建设就是在数字化网络环境中把所有的教学资源相互联系起来，形成一个数字化的教学与学习环境，通过数字化的管理手段和工作环境，实现学习、教学、科研、管理的数字化，最终实现教育的信息化和现代化。

多网合一；数字化校园；教育信息化

数字化校园是利用计算机技术、网络技术、通讯技术对学校与教学、科研、管理和生活服务有关的所有信息资源进行全面的数字化；并用科学规范的管理对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限控制；把学校建设成面向校园，面向社会的一个超越时间、超越空间的虚拟大学。

我校新校区数字化建设的基本思路是：在技术及应用上达到高校先进水平，经得起历史的考验。这需要优质的设备，更需要有先进的技术支持，只能用先进的技术弥补设备的不足，而不能出现一流的设备，二流的设计，三流的管理。新校区数字化建设要满足现实需要，同时兼顾将来的发展。一切从实际出发，争取用最少的钱办最多最好的事，突出重点循序渐进。新校区数字化建设要具有前瞻性，贯穿整个数字化校园建设的思路是力争所有系统在一个物理网络上运行。下面介绍一下笔者所在学校数字化校园建设的情况。

一、理念的建立是数字化校园建设成功与否的关键

数字化校园建设的成功与否、好坏与否与其建设理念紧密相关。网络建设是基础。网络相当于高速公路，只有先修好路才能跑好车。网络系统远期技术指标是：万兆干线、支持IPv6的运行。根据我们调查和分析，初期的运行模式可以按照千兆干线，百兆到桌面的方式进行。在整个数字化校园建设过程中本着经济、适用的原则，采用单膜、多膜光纤、光、电口相结合，合理使用的施工方案。将来千兆干线不能满足需求时，可平稳地过渡到万兆网（可采取在交换机上将多线捆绑或将千兆模块更换为万兆模块）。但目前需要注意是选择单膜光纤、多膜光纤及双绞线时一定要注意光缆在通过万兆时，有效距离会减少的情况，设计应以万兆为准。

根据数字化校园建设规划，整个规划牵涉多个系统，每个系统都离不开网络。在一个物理网络上运行，其优越性是不言而喻的。

第一，有利于资源整合，方便使用，使用者只要被授予相应的权力便可以在任何一台计算机上对所有系统进行查询甚至操作。

第二，可以方便地在有网络终端的地方（含无线网络覆盖区）增加各系统的相应设备（如：现场转播），不需要另外铺设电缆。

第三，可以减少网络铺设费用。可以预言“各系统在一个物理网络上运行”是今后若干发展的必然方向。当然在实施上会遇到更多的问题，我们考虑主要问题有两个：一是安全问题，这需要我们在设计中认真考虑，其中包括设置防火墙、身份认证，各系统建立独立的逻辑网络；二是信息拥堵问题，我们已经过流量计算，应该没有问题，但在网络建设上需要对网络线和交换机的选择上严格把关，另外在使用过程中对各系统的逻辑网络进行流量控制，即使其中某一网络堵塞也不会影响到其他系统在同一物理网络上的运行。

除上述解决方法外，我们还建立了相关的预案，铺设的光缆采用十二芯 （十二芯光缆与单芯光缆价格相差不大），施工过程中各系统通信分别在不同的物理网络上，然后逐步进行合一，以保万无一失。多余线路可作为今后备用，供紧急情况使用。

网络建设的关键问题和关键技术是：应对多系统在网络上运行，网络安全问题以及流量合理控制与分配的问题。在综合布线方面，我们建议所有终端线路（网络、电话、投影机等）一次铺设完成，避免今后增添时破坏建筑的基本结构及增加施工的难度。使用时根据情况选择开通，这样做只是增加了线路的费用，其他设备（如：交换机、电话、投影机等）并没有增加，从长远的观点来看只会减少投资。

在数字化校园建设过程中，我们的建设理念是追求多系统的统一、多系统的对接，这是数字化校园建设始终遵循的一条原则，是一条建设主线。目前我们校区的各类系统主要包括：网络系统、安监系统、一卡通系统、多媒体电教系统、数字大屏系统、广播系统、电视系统、视频会议系统等。面对这么多系统，我们把“多网合一”即所有信息在一张物理网络上传输，作为数字化校园建设的理念贯穿始终，从而实现了硬件系统的“统一”，今后的主要任务是逐步实现软件系统的“统一”（集成）。实践中我们真正尝到了“多网合一”带来的好处，真正实现了资源共享，节约了工程投资。在主干网络上只需考虑光纤或双绞线的铺设，所有系统共用一套交换机的局面有利于各系统的扩充和发展。现在我们所安装的端口可以方便设置其用途，在授权的情况下可以在任意端口做不同的事。

二、在正确的理念指引下，需要有科学的态度

实事求是、一切从实际出发是我们在建设过程中始终遵循的。“多网合一”实施的关键首先是各系统必须是数字化的，其次是网络的流量和安全问题。

面对这么多系统，我们计算每一条干线和支线上可能通过的最大流量和保障关键信息通信的畅通，通过分析认识到在整个系统中视频流量是主要流量。针对这一特点，我们关注交换机的组播功能，通过交换机组播的复制功能大大减少了干线的流量，同时针对安监系统采取了异地存储的方式，一方面在不实时观看时，在主干线上不会产生流量，另一方面有利于采取容灾措施。

通过应用先进技术进行严密的计算，我们得到的结论是：在我校拥有300多个摄像头且采用D1方式进行传送信息情况下，干线采用千兆规模的传输是完全可以胜任的。根据这样的结论我们不盲目地求高、求大，全校除两台核心交换机间采用万兆通道虚拟合机外，其余全部采用千兆，这样就大量节省了资金，因为一个万兆模块的价格是千兆模块的十倍。同时我们也考虑到将来流量扩容问题。解决预案是：其一，采购的交换机支持万兆，升级只要更换一下模块即可；其二，在光缆铺设上留有充分的余地，由于光纤的价格相对便宜，室外光缆铺设不仅覆盖面广而且全部采用了多芯光缆，最少12芯多则48芯。

有了这样的条件，千兆光缆若不够用我们只要再增加一对千兆光缆，线路允许通过的流量就可以增加一倍。由于光纤数量准备充分，目前我们将校内自己用不完的光纤租赁给后进的通讯公司，避免了新校区重复性施工造成的破坏同时增加了学校的收益。室外通讯全部采用光缆，除了满足流量需求外，还有一个重要的原因是为了降低南方雷雨天气对设备的破坏。

三、细化各系统，针对可能发生的事件采取应对措施

数字化校园运行过程中，工作的实时性是十分突出的，因此在数字化校园建设的过程中，我们将设备在出现故障时如何将影响降到最低及设备添加的作用作为主要议题。

在添置UPS系统时，部分设备主要考虑维持电源的持续供给，如广播系统，因为它牵涉上课打铃和发生突发事件的紧急疏导，而其他部位的设置更主要的是考虑到对重要设备的保护，其中包括电源的净化、安全“自动down机”的需求。

一卡通系统的建设我们重点考虑的是全校只用“一卡”，其应用范围包括消费（含就餐、购物、洗澡、水电费收缴、上网上机费收取等系统）、身份认证（含门禁、图书借阅、会议系统等），其中实时性最强的是就餐，因此我们对POS机的功能提出特殊要求，要求POS机带有存储且可以在断电后继续运行一段时间，这样就解决了临时断电、断网的问题。

我们要求多媒体电教系统一定具有网络功能，可以集中控制。特别强调课表编排和门禁功能以减轻电教工作人员的劳动强度。在门禁联动问题上我们没有按常规由“一卡通”系统控制而是直接由电教系统完成，从而避免数据的反复传送。

建设及维持费用问题我们采用了电信的IPTV，将数字信号转换成模拟信号，再分成两路进行传输，一路通过射频进行传输，另一路通过校园网进行数字传输，电视系统一共有32套节目，其中两套是校内自办节目，可以用来进行实况转播。

四、不足之处及今后努力方向

数字化校园建设的最终目的是为教学工作服务，由于资金问题我们在建设中也留下一些遗憾。教学资源库及相关的一些配套设备目前还没有建立起来，这是下一步重点要解决的问题之一。

我校存在异地办学的情况，总院在南京、分院在苏州，这样在办学过程中存在时间、空间和资源共享的障碍。为了做到有效的统一，我们积极研究把相互孤立的两张校内网，通过 “虚拟专用网络”（即VPN）联系起来，也可把它简单地理解为用光纤将两地连接起来。这样一来我校两地之间的两张孤立网络就连成一张网了，其安全性、稳定性是可以信赖的。

[1]王晓梅.构建数字化校园，提高学校综合实力[J].中国科教创新导刊,2009（14）.

[2]李涛,孙颖.一般高校数字化校园建设模式探讨[J].科教前沿,2009.5（上旬刊）.

（编辑：隗爽）

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1673-8454（2010）19-0021-02