教育新基建作为国家新基建的重要组成部分,是实现教育高质量发展的基础支撑。2021年,教育部等六部门印发相关部署意见时明确提出:到2025年,基本形成结构优化、集约高效、安全可靠的教育新型基础设施体系。

在此宏观导向下,山城重庆积极响应,立足本地情况,开启了其特色化的探索之路。

2023年4月,伴随数字重庆建设大会的召开,重庆市委书记袁家军指出,要抓好一体化智能化公共数据平台,加快形成算力存储“一朵云”、通信传输“一张网”、数据要素“一组库”、数字资源“一本账”,以此减少重复建设和资源分散现象。自此,数字重庆建设正式吹响号角。

聚焦到教育数字化,教育一张网、信息化业务一张网成为刚需。

要实现数字基础设施的高效联通,就要建设教育专网,加强国家主干网、省市教育网和学校校园网的衔接,实现网络地址、域名和用户的统一管理;要打通数字基础设施的大动脉,就要推动校园局域网升级,引入5G、千兆无线局域网等方式,实现校园无线网络全覆盖。

那么重庆普教数字化转型之旅面临的是何种挑战?在打造网络基座的过程中又采取了哪些应对之策?有哪些落地经验可供借鉴?

在第83届中国教育装备展示会上,来自教育部信息化专家、重庆市教育装备协会专家组组长胡巨波的分享让我们见证了教育数字化网络基座转型的重庆故事。

越三关:资源散、应用多、安全难

综观重庆市教育网络建设实际,胡巨波认为,首先面临的是三大挑战。

其一,教育资源分散。教育资源基础设施建设分散化严重,地域连通性不足,各级教育网络架构、建设情况参差不齐,缺少统一标准,严重影响教育网络的互通和教育资源共享。

其二,信息化教育应用激增。大带宽、高可靠、高韧性、低时延、低抖动已经成为重点的网络诉求。传统教育网仅通过QOS方案来响应诉求,往往力有不逮。

其三,网络安全难以保障。随着普教信息化教学方式的推广,学生访问网络资源的频率快速增长,如何确保绿色安全上网成为难题,同时教育网需落实网络安全等级保护2.0的相关要求。

针对这三大难题,秉持着“集约高效、结构优化、安全可靠”的准则,重庆普教分别从平台标准、业务负载、网络安全着手,树立了对应的目标。

● 统一标准:基础设施建设采用统一协议架构,建设统一的大平台

● 弹性承载:在教育专网上能根据不同业务需求灵活快速的构建符合要求的教育子网系统

● 全局安全:满足绿色上网的要求,并且保证学校外网访问和内网的网络安全,形成全面立体防护

为了实现上述核心目标,重庆重点在几个领域进行了探索:

首先,构建高效、安全的市级教育专网,作为全市教育信息高速公路,旨在连接市内各级教育机构,形成统一的教育数据交换和资源共享平台;

再者,在市级教育专网的框架下,积极推进区县城域网的建设和升级,加速实现教育资源在基层教育单位的均衡分配与高效利用;

与此同时,启动全光校园建设项目,实现从核心机房到教室、办公室的光纤直连,提升校园网络的带宽和稳定性,并通过简化网络架构,降低维护成本。

市级教育专网:创造性采用SDN+SRv6技术

赋能多业务承载

那么具体来说是怎么做的呢?回顾重庆市构建教育专网的历程,可以清晰地看到变化的履迹。

2017年,重庆市教育专网进入一期建设阶段。彼时,骨干教育专网跃升至100G。网络设计依托6大核心节点,实现了对全市38个区县教育城域网的链接,同时将69所高等学府及继续教育机构纳入其中,建成教育“一张网”。

胡巨波提到:“在最近几年,基于重庆市政府统一实施的上云策略,区县的部分关键应用陆续上云,整个主干网络体系也发生了较大变化,因此整个教育专网的应用也变得不尽如人意。”

2023年,重庆启动了教育专网的二期建设,新增市教育考试院等6个单位接入,核心节点增至8个,建设有视频会议、办公OA、渝教云、三个课堂云平台等应用系统数十套。

重庆市创新性地采用SDN+SRv6融合技术,计划在一张教育城域网上构建多张业务虚拟网络,相关资源可以独立管理,实现多种服务并行不悖,提升市教育城域网的整体性能。

区县教育城域网:实现“1个网络资源中心、

1个身份管理中心、1个安全运维中心“

区县教育城域网:实现“1个网络资源中心、1个身份管理中心,1个安全运维中心”

区县城域网同样是教育数字基座的重要组成部分,区县城域网更专注于负责具体实施和维护区县层面的网络建设,关注本区域内网络的稳定运行、用户接入管理、以及与市级网络的高效互联和数据共享。

关于重庆各区县教育城域网的建设,胡巨波指出了其在转型过程中遇到的典型困局:随着教育数字化的演进,大量教学活动中引入的移动设备对传统终端管理和认证方式提出了严峻考验。同时,教师对无线网络的依赖日益增加,促使城域网加速部署无线网络覆盖。

因此,如何构建一个按需即用、智能编排的泛在接入网络环境,以及打破边界、实现人物接入即组网,成为了区县教育城域网亟待解决的核心问题。

围绕这一中心,重庆市依托先进技术底座,编织出一张业务编排大网,并通过两网四融合策略,成功构建了5G+无边际教育专网,最终实现了“一个网络资源中心、一个身份管理中心,一个安全运维中心”的组网方案。

所谓“两网四融合”,“两网”指的是“5G网络和区级教育专网”,“四融合”指的是“固移融合、专网融合、数据融合、身份融合”。换言之,这一策略通过基于身份融合的5G+全域教育专网,实现网络全面覆盖与智能化管理,统一设备与应用管理,确保数据畅通无阻。既为教育管理部门及学校提供灵活、高速的网络接入,又为广大师生提供了在校内外都能便捷访问教育资源的能力。

胡巨波强调,5G切片与光网络切片的深度融合,为构建网络资源中心奠定了坚实基础。锐捷网络的5G+教育专网融合方案,将5G网络切片与教育专网业务切片融为一体,实现了5G网络与教育专网全光网络的协同共建,打造出一套业务端可灵活编排的网络资源中心,实现了网络资源的智能化分配。

以重庆沙坪坝区教育城域网建设项目为例,锐捷的5G+全域教育专网解决方案通过融合5G、全光、IPv6、SDN等技术,成功打造出一个网络资源中心,实现了5G网络的全面覆盖。通过构建统一身份中台和安全运维管理中心,满足了教育行业在连接、计算和安全等多方面的需求。

全光网进校园:光进铜退下的改造进行时

在光进铜退的大趋势下,全光网络进校园也是时代发展的必然。

胡巨波说:光网建设近几年发展较快,有FIRST光网、校园POL、GPON全光网。后来以太光网技术的出现,为光网改造提供了更多选择。

以太全光网在园区建设中的确有着其独特的优势。作为一种基于以太网标准的无源光网络技术,其高速数据传输和低延迟特性能充分满足视频教学、在线考试等应用的需求;全光网使用无源分光器替代有源设备,减少了故障点,提高了可靠性,同时也降低了电力消耗和维护成本;此外,随着教育需求的增长,全光网可以灵活地扩展网络覆盖范围和用户数量,同时支持平滑升级到更高速率,无需更换现有基础设施。

值得一提的是,锐捷网络作为 ICT 基础设施供应商一直致力于推动以太全光网技术的革新。比如,2022年锐捷发布彩光方案,将波分技术引入园区,之后在 2023 年,将波分技术与交换机融合,进一步简化网络的物理层设计。

胡巨波指出,彩光网络体系具有故障点少、稳定性高、带宽大、兼容性强、扩展灵活等特点,在空间受限的弱电间环境中,彩光技术可以最大化利用有限的光纤资源,支持更多的用户和服务,因而也逐渐成为校园网建设中备受信赖的优选方案之一。

“通过这种方式就把我们的中间有源设备改成无源设备,光改以后网络结构看着越来越简单,设备越来越好,所以管理起来就越来越方便。”

坐落于南岸区的重庆广阳湾珊瑚中学在全光网建设进程中,采用了锐捷极简以太全光网方案,成功实现了有线无线一体化、网络安全一体化的校园网络建设。

这一方案在带宽上,1:1光纤入室,独享万兆带宽,可承载任何高性能业务;在体验上,极光交换机具备多速率5G POE电口,可优化Wi-Fi 6性能,提升无线体验;在部署上,免配置即插即用,1分钟快速上线;在升级上,业务扩展无需再动光纤链路,一劳永逸、平滑升级。

结语

从市级教育专网的改造升级,到区县教育城域网的全面覆盖,再加上全光网络在校园内的快速发展,教育数字化转型过程中的重庆故事仅仅只是揭开了个中一角。

但窥见其中一些脉络以及林立其间的智慧标杆,我们也可以明白:建设教育的数字基座从来并非一日之功,它是一场涉及技术革新、资源整合与教育理念重塑的持久战。

重庆的实践,不仅是地方教育新基建的一个典型,更是整个教育行业经历技术新浪潮淬炼的缩影,为智慧教育新纪元的开启谱写了序章。