光联万物时代：全光网在高校
1966年，“光纤通讯之父”高锟《光频率介质纤维表面波导》一文的发表，开启了光纤通信新时代，为通信领域的研究者们洒下了一道“光”，也为光网络的诞生奠定了理论基础。
50多年后的今天，全光网部署热潮袭来。一个原因在于光网技术的快速发展。随着光传输技术的进步，通信技术已步入新的发展阶段。而万物互联时代的来临，对网络传输提出了新的要求，在“井喷式”需求的催生下，全光网被广泛关注。
另一个原因在于相关政策的支撑。2021年“两会”期间，“千兆光网”首次被写入《政府工作报告》，并明确要求“加大5G网络和千兆光网建设力度，丰富应用场景”。因而，不久前相关专家指出，全光网络正赋能全行业进入“光联万物”新时代。
全光网最大的优势是以光纤为载体，源节点到终端用户节点之间的数据传输与交换的整个过程均在光域内进行，中间没有电信号的介入。所以其大带宽、低时延、强兼容、可扩展等优势，能很好地满足高校师生多网融合的业务需求，缓解校园骨干网的压力，也因此当下许多高校进行校园网络升级时会第一时间想到全光网。
01
发展动态
全光网在全行业的大规模部署主要还是基于需求。2020年全球疫情暴发，“云办公”“云课堂”“云会议”等成为信息时代的“代名词”，线下+线上的教学模式成为智慧校园升级的重要标签。在国家政策和企业技术的双轮驱动下，“光进铜退”的介质革命在新时代的秀场上极有可能被提前终结。
2020年2月，欧洲电信标准化协会(ETSI)面向全球宣布成立F5G产业工作组，提出了从“光纤到户”迈向“光联万物(Fibre to Everywhere)的产业愿景，标志着光网建设的时代大幕正式开启。
自F5G诞生以来，很多国家政企联动，致力打造全光绿色新时代。一时间，“智慧城市”“智慧校园”“智慧园区”等成为第五代固定网络技术代际新目标。
例如近期，英国政府表示，将在2033年前逐步淘汰2G和3G移动网络，为5G和未来的6G服务做准备。此外，据报道，沃达丰集团首席执行官尼克·里德表示，在过去的十年里，欧洲电信行业的资本回报率已经减半，他“支持以正确的条件进行整合”，并鼓励大规模投资5G和光纤。
从全球来看，国外政府和企业积极响应F5G发展新目标，在网络通信领域持续实践并寻求突破。当然，中国也在积极探索数字经济的发展路径。
2021年国家推出新基建发展政策。教育部等六大部门也发布《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》，推动教育新基建发展。
此外，多项政策的出台为教育数字化转型升级保驾护航，也为智慧校园高速公路的建设提供了有力支撑。其中，11月教育部办公厅与工信部办公厅联合发布的《关于提高高等学校网络管理和服务质量的通知》明确指出：
“鼓励高等学校建设校园局域网，统筹有线宽带和无线局域网，由学校统一为教职员工和学生接入校园局域网，再由校园局域网统一接入公用通信网络。学校新建的建筑应按照《公共建筑光纤宽带接入工程技术标准》等要求，同步设计、部署宽带网络设施，验收通过后方可统一接入公用通信网络”。
同时，一些地方政府也纷纷发布城市网络发展规划，也为高校全光网规模部署提供了参考。例如，在武汉经济和信息化局支持下的《武汉市F5G发展白皮书》，提出武汉市F5G发展战略，其中提到孵化政府、教育、医疗等6大重点行业应用。这些相关政策的发布，夯实了全光网规模部署的上层建筑基础。
02
高校部署
当下，虽然很多高校在关注全光网，但全光网对于绝大多数高校而言无疑是新鲜而陌生的。
对于要不要建全光网，大家意见各不相同。上海海事大学信息化办公室副主任王玉平认为，任何技术都有它最适用的场景，光纤网络有其距离长、带宽高、层级少、节能等优点，但是它更适合南北向流量、管理简约、无须内部交换的住宅小区或者企业园区。
在他看来，高校很多情况下恰恰不太属于这个场景。高校办公流量偏东西向，上公有云业务相对较少，带宽需求不高，但区域控制策略较多，局部区域内交换需求强，这几个特点决定了传统三层以太网络架构更适合高校。
同时他也表示，学生宿舍区是比较适合部署光纤网络的场景，学校可以引入运营商在学生宿舍区域试点，充分发挥其优势。
也有观点认为，全光网大带宽、低时延、兼容性强、简单运维等特性，能够很好地解决高校校园网传输速率低、寿命短、运维升级难等一系列问题，可称为当前校园网改造升级的主角。
我们采访了一些已经局部部署了全光网的高校，之所以选择上全光网，都是源于现实需求，比如华南农业大学。
华南农业大学基础实验与实践训练中心书记张波提出，学校采用传统以太网部署的宿舍区网络在实际应用中出现了很多问题，一直困扰着学校的信息化部门。比如，由于南方气候潮湿，学校湖泊众多，使得铜缆双绞线的接头受潮，许多千兆网络实际可用的只有百兆甚至十兆。所以再大的带宽也发挥不出作用。而如果采用全光网，这将不足以成为一个问题。这也是华南农业大学率先开启全光网探索的一个重要因素。
中南财经政法大学信息管理部部长吉群表示，受业务云化、物联网等新兴技术的驱动，教育信息化高质量发展诉求激增，防疫常态化带来线下到线上的教学、运维、管理的变革。传统基于以太网线的网络架构受限于带宽、传输距离等因素，已无法满足日益增长的校园应用需求。因此，高校部署全光网可以说是历史的必然。
总而言之，要不要建全光网，先从需求着手，学校要在明确需求的基础上，进一步统筹规划。这虽是老生常谈，但却映射现实。
在确定全光网的基本思路后，高校面临着技术方案的采用问题。如何选择技术部署方案？
全光网是一种新的校园网组网模式，可以采用多种技术路线实现，这些技术各有优势。因此，学校必须要和实际的应用场景相结合。
北京城市学院网络中心副主任陈旭认为，一般情况下，能够采用以太网组网就能采用全光方式组网。但对于数据机房，服务器机房，IDC这种场景，全光网组网并不合适。也因此，全光网建设总体上必须经历网络建设需求分析、总体技术方案确定、合作分工部署等环节。
同时，全光网的建设无疑要依靠整个生态的力量。在全光网产品领域，目前各大企业都有其解决方案，而且都在力推阶段。但有一点需要注意：
全光网虽然能做到电话、网络融合，但在实践应用中，受限于各地运营商的不同策略，还可能会遇到非技术层面的壁垒问题，给融合带来一定的挑战，这也是学校需要统筹考虑的因素。
比如，相关人士提到，一些学校如果将局部项目外包给运营商，由运营商主导选型，那么在校园网整网弹性扩展和多业务承载上，很可能会面临两张甚至多张网之间协调沟通的问题。在应用过程中，一旦出现问题，势必要花费大量的沟通成本。
此外，新的网络意味着新的运营方式，运维人员需要重新学习和适应，以便在日常维护中能及时发现问题，并快速响应。
03
未来演进
全光网的未来将会如何演进？
从当下来看，全光网的发展历经三个阶段，分别是传输链路的光纤化、接入网的光纤化、传输节点引入光交换。
当前伴随我国三大运营商相继开启ROADM（可重构光分叉复用器）/OXC（光交叉连接）、200G/400G、光网自动化管控系统的商用部署，中国实现了从全光网1.0向2.0的升级，同时也标志着我国已全面迈入以全光自动调度为特征的全光网2.0时代。这为各行业创新应用的成功孵化提供了技术支撑和诸多可能。
从校园全光网的部署情况分析来看，随着校园业务的不断升级，单一的办公网络已无法满足校园多业务覆盖的需求，各高校都在极力打造属于自己的“全光高速公路”，未来的核心关键词是“融合”。
比如，中南财经政法大学信息管理部副部长李可表示，中南财经政法大学考虑用OTN技术来建设全校统一的通讯承载网，融合语音、数据、5G、物联网业务，构建一套100G高带宽、融合多业务、容错性好的校园骨干传输网。
华南农业大学张波提到，华南农业大学计划利用全光网、自供电以及WiFi自组网等技术，为物联网田间管理和无人机现场作业等应用提供更高效的网络支撑。
深圳大学信息中心副主任江魁指出，今后全光网会与5G、Wifi6、IPv6等技术进一步融合，通过网络环境支撑物理空间与数字终端的智能连接，为智慧校园提供光速路，更好地支撑学校智慧教育平台和应用的发展。
当前，由于业务需求的“爆炸式”增长，以及技术的成熟和成本的下调，使得全光网成功渗透千行百业。全光网进校园，为“校园高速公路”的升级改造提供了条件，不仅有效缩减了“光进铜退”的历史进程，更有助于打造智慧校园网络传输底座。相信在实现多网融合的基础上，我们离“光联万物”的愿景又近了一步。
作者：陈永杰
责编：陈永杰
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