“以光惠算”走进校园,湖北大学用F5G-A全光网赋能智慧校园

湖北大学将深化F5G-A与教育教学融合,推进人工智能、大数据等技术的创新应用,探索通感一体等应用场景,全面赋能学生学习、教师教学、学校治理、教育创新和交流合作。

  SUN的联合创始人约翰·盖奇,曾在1984年提出过一个大胆的猜想——“网络就是计算机”。

  到了大模型时代,40多年前的猜想被赋予了新的内涵。大模型训练和推理所需的资源,远超单台计算机的承载能力,涌现出了新的网络范式:大模型和AI应用部署在云端,用户在终端调用。网络不再只是数据传输的通道,而是计算体系的一部分,担纲了连接云端应用和用户需求的“枢纽”。

  在这样的趋势下,越来越多的企业和园区开始部署万兆全光网络,以满足智能化对大带宽、低时延、高吞吐的需求。

  比如华为在5月16日举办了园区网络“以光惠算”先锋行动发布会,深度聚焦AI时代园区网络建设需求,推出了基于F5G-A技术架构的万兆全光园区解决方案,向外界示范了AI时代智慧园区网络的标杆。

  其中湖北大学作为全球*部署超万兆光网的高校,直观呈现了万兆全光在教育场景下的创造力。

  01.智能化浪潮来了,园区网络还停留在上个时代

  早在十几年前,全球的运营商就开始用光网络替代铜线网络,2020年中国光纤用户的渗透率已经达到93%。然而不少园区的网络架构,至今还依赖铜线,带宽低、布线杂乱、可扩展性差等痛点频频被提及。

  两年前的湖北大学,也曾为园区网络的一连串痛点苦恼,网络能力和业务需求间出现了严重断层。

  一个典型现象就是网络带宽无法满足新兴场景的连接需求。

  高清视频教学、大规模在线课程以及冷冻电镜、虚拟仿真等科研数据的传输,早已成为湖北大学日常教学的常态。过去的网络架构受限于铜缆部署、设备性能、架构层级多等问题,已经无法满足师生们高密度、高速率、低时延的网络接入要求。

  在集中上课、数据密集传输等高峰时段,网络拥堵频发,卡顿、延迟、掉线等问题时常发生。

  因为不同网络的建设时间不同,湖北大学还面临“多网并存”的挑战。

  校园网*初是用以太网技术建的多媒体教室,后面建了一张多媒体教学网,再加上安防网、财务网、医疗网,不同的物理网络相互独立、烟囱式部署,形成了“各自为政”的孤岛:缺少有效的互联互通,不仅数据共享困难、业务协同效率低下,也让网络运维管理越来越复杂。

  湖北大学有2600多位教职工,在校学生超过34000人,接入设备数量多、类型复杂,而且现网设备已经运行8年,存在设备老化、故障率高等问题,一旦出现了网络故障,运维人员需要跨多个系统排查,动辄需要几个小时。

  特别是武汉的夏季高温,一到晚上的用网高峰期,弱电机房的温度经常达到六七十度,致使汇聚交换机频繁重启,造成大面积断网。如果不及时采取措施,还可能会因为温度太高产生安全隐患。

  时间来到2024年3月,湖北大学成立了“大数据中心”,统筹智慧校园2.0建设。针对和智能化断代的校园网络,“大数据中心”的首要目标正是构建融合、开放、统一承载的新型网络架构,全面解决校园网络的种种短板。

  在对市面上的主流网络通信技术进行了充分调研论证后,拥有简架构、易运维、高可靠、好演进等优势的F5G-A脱颖而出,*终选择F5G-A+Wi-Fi 7的全光网架构作为湖北大学网络改造的升级方案。

  02.*“超万兆光网”高校,解决了哪些问题?

  2024年8月1日,湖北大学的“有线无线一张网”工程正式启动,新建了2个核心网络机房,并对两个校区70栋建筑9843个房间进行了光网络改造,在2025年初全面开通运行全光校园网。

  相较于过去的网络架构,湖北大学基于F5G-A+Wi-Fi 7技术的超万兆光网,实现了三个方面的创新:

  一是全光直连。

  整个网络改造涉及两个校区、70栋建筑、9843个房间,从核心机房到教室光终端“一光到底”,没有使用一根网线。光终端上行通过光纤联接光线路终端OLT,下行联接智慧教室、报告厅、操场等高密AP。

  由于光纤带宽远超传统网线,且光信号传输延迟低、抗干扰强,轻松实现了网络25G带宽到教室,光终端用户侧端口速率能够达到1000M,足以满足不同应用场景下的高速传输需求。

  二是简化架构。

  不同于传统机房杂乱的数据线,走进湖北大学新建的网络机房,几乎看不到“走线”,原因是网络架构的简化。

  传统园区网络是核心层、汇聚层、接入层的“三层架构”,网络信号需要经过多级交换设备传输,导致链路复杂、设备多、耗电高;湖北大学的全光网络采用的是两层架构,OLT通过光纤连接到无源分光器,再由分光器将信号分发至每一个终端,整个网络的能耗减少了30%以上。

  三是互联互通。

  湖北大学的两个校区部署波分设备,并通过2条100G的光纤互联,保障了教学资源、科研应用和管理系统的高效协同。

  学校里的智慧教室专网、安防专网、医保专网、一卡通专网、财政专网和5G专网等全部并入全光校园网,通过全光网络的统一承载能力,实现了底层架构到业务层的多网融合,不仅降低了网络管理的难度,原先棘手的“孤岛”问题被彻底消除,业务系统间数据被全面打通。

  作为全球*部署超万兆光网的高校,湖北大学的网络改造都解决了哪些问题呢?不难和前面提到的痛点对号入座。

  比如在网络运维的可视化,湖北大学为光接入箱、光缆井盖和光交箱均安装了智能传感设备,并通过统一的智能网络运维平台对校园网进行检测、调度和维护,实现了全网可管、可视、可控。

  再比如网络智能巡检,每隔一段时间就会把所有的网络设备巡检一次,发现设备出现故障后会自动派发工单,帮助运维人员及时、高效解决网络问题,告别了“先有投诉再去处理”的被动局面。

  03.“以光惠算”走进校园,为创造力注入新动能

  “有线无线一张网”仅仅是湖北大学智慧校园2.0的*个工程,将在两年时间内陆续完成计算存储一朵云、师生数据一张表、办事服务一站式、网络安全一体化等工程,加速向数字化、智能化转型。

  两年的行动计划尚未过半,但在“以光惠算”的新范式下,湖北大学的创造力已经被万兆全光“点亮”。

  同样是智慧教室,网络拥堵、卡顿、延迟大等缺陷已是过去时,25G到教室的全光网络为教学打开了新的想象空间:

  旅游学院过去下载一个3D影像,几十个G的内容要下载几十分钟,常常要占用半堂课的时间;现在网速从百兆升级到25G,同样大小的内容,只需要不到20秒的时间,几乎感受不到等待时间。

  以往限于网络时延大,只能浅尝辄止的VR教学,有了超大带宽、确定性时延的万兆全光网络,沉浸式教学将是一种常态,学生可以在“虚拟实验室”里身临其境地探索分子结构、解剖模型、还原历史场景……

  按照湖北大学官方披露的信息:“将深化F5G-A与教育教学融合,推进人工智能、大数据等技术的创新应用,探索通感一体等应用场景,全面赋能学生学习、教师教学、学校治理、教育创新和交流合作。”生成式AI等新技术走进高校课堂,已经是一种现在进行时,或将给每个学生配备一个会编程、查论文、做PPT的“学习搭子”。

  被全光网络重塑的,不只是教学场景,还为学生们的科研创新打开了更大的想象空间。

  湖北大学微电子学院的一位研究生,在实验室里搭建了一套无人工程车除冰系统。在无人工程车上集成了红外热成像、视觉识别、蒸汽喷射等能力,通过高稳定、低时延的网络控制无人工程车进行数据的实时采集,智能识别变电站绝缘子的结冰情况,并根据冰层厚度喷射蒸汽除冰,有望在真实作业中用无人工程车替代高危的除冰工作。

  按照华为政企光领域总裁杨曦在园区网络“以光惠算”先锋行动发布会演讲中的观点:“华为希望携手客户、伙伴,抓住‘以光惠算’时代机遇,推进园区数智化和低碳化发展,共赢AI时代园区数智新未来!”

  全球*部署超万兆光网高校的落地经验,将以解决方案的形式输出给更多的院校,为全球高校提供可复制、可推广的经验模板。

  04.写在*后

  在千行万业智能化转型的大背景下,智能终端数量在成倍增长,音视频流量以每年30%的速度递增,2025年80%的应用会“上云”……园区网络已经无法容忍“渐进式”的优化,一场结构性变革势在必行。

  华为中国政企商业MKT与解决方案销售部部长浦强表示:华为将沿着伙伴lead作战路径,从研营销供服全方位做好支持,聚焦打造方案硬核竞争力,全开放营销资源,全链路资源保障伙伴销供服,从商机挖掘、项目拓展、方案开发、敏捷供应到快速交付,并将投入360人的专职拓展团队,帮助伙伴赢取产业新空间,共建全光产业,助力更多园区客户与“数智世界 一触即达”。(原作者:张贺飞)