◎校園網路升級10G的構思

去年底為學校使用平板教學最密集同時也是校內最高處的欣藝樓五樓設置了獨立的無線網路副控端,由於是新設機櫃且鄰近的教室經常會有破百台平板在使用,所以最後決定這個新設機櫃直接拉一條百米左右的4芯10G光纖過去五樓。

同時在機房新增一個光纖專用線槽為日後其餘副控升級10G做預留,另外機房也新增一個24埠光纖收容箱,由於這次拉到5樓無線網路機櫃的4芯10G光纖全部都熔接,所以未來新增的光纖還剩下20芯的額度可供熔接到此收容箱。

一、校舍與機房的位置

學校去年對外頻寬已升速1G,校內FortiGate防火牆汰舊換新也將在下週上架(感謝教育局居中向原廠爭取到超大優惠),對外的提升告一段落接下來要思考的就是內網的升速了。本校建築設計為山字形,棟與棟之間相連從佈線來看是利多,另外活動中心還設有7間辦公室與專科教室。因此機房是設置在主校舍居中的宏觀樓二樓位置。

二、校內有線網路架構現況

學校在95-96年建置班級網路時開始廣設交換器,由於當初局端的採購金額是以總埠數做規劃,所以學校無法隨心所欲的愛設幾個副控就增設幾個,當時學校能拉的網點數量必須集中以降低交換器上出現閒置埠。最後在精算與集中埠數的前提下規劃出了下圖的結果,當時將山字形切成了三個區域,每個區域交由一個副控端負責。另外局裡有分配給學校2條1Gb的多模光纖,當時以最遠距離的副控做選擇依據,所以僅有下圖宏觀樓綠色區域的教室不是走光纖網路。當時沒選宏觀樓的原因很簡單,因為光纖是以米計價,因此不用自己花錢的光纖當然是應該讓他拉到最遠距離(當時活動中心還沒蓋),短距離的光纖日後學校自己要拉時可以省不少錢。

三、 校內無線網路架構現況

自95-96做完校園網路後,無線網路基地台也開始陸續進到校園,所以後來在99年的NGN以及104年的SNGN期間,逐步開始把原本分散在先前三個區域的無線網路遷出到各樓層設置獨立的無線網路副控點,做這個改變的目的主要是為了降低日後佈線的複雜度,副控在各樓層都有的情況下,新設基地台只要水平佈線到教室即可,無須再垂直佈線到處在外牆上固定一堆PVC管,對日後查修上也是方便許多。到了後來的107、108年前瞻計畫時,所有華電案的CISCO AP就已經是在各樓層透過水平佈線到樓層副控了,而且當時採購合約還包含一條cat.6a外線,所以1-4樓無線網路副控回機房就是走這四條新的Cat.6a,無線網路副控機櫃設置的位置如下圖。

四、校內10G網路的分配與規劃?

需要拉幾條才夠?要怎麼分配才好?這兩個問題讓我頭痛…

(一)拉幾條才夠?
學校有超過20個副控機櫃,每個副控都要拉10G過去嗎?行政辦公室只有小貓幾隻也拉?教師辦公室每間10多人也拉?電腦教室要拉?圖書館要不要拉?

最後透過刪去法,依照有線、無線、使用率高低這三項原則做依據挑選出了負責班級電腦的三個有線網路副控機櫃都要升速10G(班級電腦有管理系統走網路派送封包量大)、以及校內兩個以五六年級教室所處的三、四樓無線網路機櫃(平板教學上網需求較大),所以最後總共要拉5條10G才夠。

(二)該如何分配?
挑出幾個流量大的副控端後,詢價到4芯、8芯、10芯、12芯等規格10G光纖價位區間,結果雖然有價差但每1米價差其實不多,要了解多芯光纖價差的目的其實是在決定要拉幾條光纖的過程中,希望鄰近的副控機櫃可以透過跳線共用這一條10G光纖。舉例來說一條4芯光纖,在4芯都熔接的情況下若提供給一個副控機櫃使用時,剩下的2芯會是備用的(如下圖,紅色線芯使用中/綠色線芯為預留備用狀態)。

但這備用的兩芯其實也是通的,如果一直都只是備用沒有機會使用其實也是可惜,所以想借用這一組備用的2芯,透過長距離跳線拉到鄰近副控機櫃盡量讓多幾個機櫃都能升速到10G,而且長距離跳線長度到200米也都有,找了黃經理到校討論也幫忙向光纖佈線廠商諮詢了一些意見後確定這樣想法是可行的,之後進行了場勘測量距離、佈線路徑探勘與估價,同時透過圖面評估希望盡量發揮出每一條10G光纖的使用效益,實際做法就是規劃上盡量不要讓10G光纖裏頭有線芯閒置情形,所有線芯都拉到鄰近副控去使用。

方案一:條光纖給7副控

經過場勘與討論後,黃經理果然是專業,規畫出了拉4條8芯10G,提供7個副控端升級的超高CP值方案,其中三個無線網路副控端(1F、2F、4F)是透過長跳線過去,跳線距離最長不超過50米,而且拉8芯光纖每條同時可以再留下4芯當作備用,萬一將來真的面臨故障時仍然保有備用線芯能使用的彈性。而且規劃的這一方案直接將目前校內1-4樓無線機櫃都涵蓋進去了。

方案二:條光纖給6副控

經過短暫的消化與沉澱,其實心裡一直有個地方卡著過不去導致無法做出最後決定,就是95-96年做的校園網路建置案,當時規劃山字形教室的有線網點分三個區域集中教室跨樓層佈線的,時至今日也差不多17年了,在此期間,學校又經歷了三階段的擴柱工程,線材至今除了使用許久之外更是受到擴柱工程的無情摧殘,走廊原本原本吊架的PVC管都因擴柱變成了歪斜的大波浪!影響原本佈線的美醜事小,傷芯事大。

所以我這次在規畫校園網路升級的同時,其實也在想是不是要將有線網路的三個副控打掉重拉班級有線網路,同時將有線網路機櫃打散到各樓層比照無線網路分層管理,讓各樓層有線、無線網路機櫃相鄰就能更容易地共用10G光纖,大幅縮短光纖長跳線的長度減少距離帶來的隱患。但這三個有線網路機櫃打掉重做的工程實在有點大,不是一時之間可以完成。

因此,這次既然要拉10G光纖,就必須一併考慮到如果未來真要重拉教室有線網路時,有線網路機櫃的位置我會重新分配到各樓層無線網路機櫃旁,照這樣的想法,現在就必須盡量讓各樓層目前無線網路的機櫃是10G光纖直達副控端,將來才能直接將無線機櫃的10G跳給有線網路機櫃。若是以這樣的安排再次檢視目前規劃升級方案一的內容,未來各樓層若重拉有線網路時會遇到的狀況如下:
一樓(原為Cat.6a):新10G到二樓204的有線機櫃拉2芯10G跳線下來一樓
二樓(原為Cat.6a):新10G 到211有線機櫃再跳線到214給無線機櫃
三樓(原為Cat.6a):新10G 到313無線機櫃
四樓(原為Cat.6a):新10G 到三樓313無線機櫃拉 2芯10G跳線上來四樓
五樓:去年已完成100米4芯10G佈線

這樣看來,將來一二四樓狀況會比較特殊…

一樓:
109教室機櫃沒有光纖直達,方案一給一樓的光纖是從204教室有線網路機櫃經由50米跳線下來的,萬一將來有線機櫃真的要撤了,一樓會變成沒有光纖的狀態,只能沿用目前的Cat.6a回機房。

一樓這條光纖從機房到204教室的距離有110米,所以我考慮現在一樓先不拉光纖,將來若有機會撤掉204有線網路機櫃時,將這條10G改移到一樓的109副控機櫃,原本長度有110米,改到109僅需80-90米左右,也不會因為撤除有線機櫃浪費了現在規劃的這條光纖,重新熔接所需的費用其實並不高。而且學校一樓空間主要是行政處室、健康中心、幼兒園、值勤室、親職中心、書法教室、工友室,這些地方並沒有太大的教學網路使用需求,而班級教室也只有7間一年級教室(一年級不太容易接觸到平板上課),因此方案一將再略做調整如下圖,但是得等有線機櫃拆除那天才會改成這樣。

二樓:
有線機櫃(211)本來就跟無線(214)一起在二樓,且中間僅鄰2間教室的距離,這條光纖方案一做完後其實已經符合到未來二樓有線機櫃水平佈線到教室的目標了。

四樓:
沒有光纖直達,方案一的光纖是從三樓無線網路機櫃經由30米跳線過來的,所以需要新增一條10G光纖從四樓獨立拉回機房。且四樓主要為高年級教室,電腦與平板數量較多,所以並不適合比照一樓模式等223教室有線機櫃拆除再將光纖挪過來處理,現在就應該直接給四樓無線機櫃一條光纖,並預留2芯未來跳給相鄰的有線機櫃使用。

至於到時候223有線機櫃撤掉後,這條10G光纖再看能不能就近移到319、320兩間電腦教室使用,這也是電腦教室一直沒有被我納入這次規劃升級的原因。

接著釐清想法與調整異動後的結果主要有兩項,一為新增第5條光纖佈線到四樓無線網路機櫃,另一項則是拿掉從204教室到109的跳線,變成一樓暫且不做升級。另外,原本方案一規劃4條8芯(共32芯),在方案二改為5條全部都4芯(共20芯),也因此拿掉了兩個透過長距離跳線升級的副控,這樣剛好可以不用在機房再加一個24埠光纖熔接盒,原本剩餘的20埠剛好可以在這次升級後用完。

當方案二完工,甚至未來三區的有線機櫃撤掉改到各樓層與無線機櫃相鄰後,每條4芯的光纖剛好會給有線無線兩個機櫃用完,在光纖部分完全沒有容錯空間了,但其實我不擔心這個問題,因為即使光纖線路真的不幸發生悲劇,我只要接上目前各樓層無線機櫃正在使用的華電案佈的Cat.6a外線,網路一樣不會中斷,可以從容不迫地找廠商安排修復事宜。

接著在228連假之後,廠商備妥線材管材進場,兩位師傅大約花不到3個工作天拉完線與配管,再由光纖師傅阿郎進場熔接兩端共40芯,整個施作在不到一周的時間內完工,開心。

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