În 2016, inundații istorice au devastat inima orașului Richwood, Virginia de Vest, distrugând două puncte de reper educaționale vitale: Liceul Richwood și Școala Gimnazială Richwood. Din ruine, școlile din comitatul Nicholas s-au confruntat cu provocarea descurajantă nu doar de a reconstrui, ci și de a construi un complex academic de ultimă generație, de la grădiniță la clasa a XII-a, cu o suprafață de 10.000 de metri pătrați. Și au trebuit să facă totul în timp ce se luptau cu constrângerile bugetare tipice unui district rural.
Noul complex educațional avea nevoie de o infrastructură tehnologică care să pregătească elevii pentru viitorul digital, să reziste următoarea jumătate de secol și să nu-i ruineze. Majoritatea experților ar numi acest lucru un vis imposibil, dar nu și Chris Hanshaw. În calitate de director tehnologic și manager de facilități al Consiliului de Educație al comitatului Nicholas, Hanshaw a văzut aceasta ca pe deschiderea sa pentru a fi îndrăzneț și inovator.
Profitând de oportunitatea unică de a proiecta o rețea de la zero, Hanshaw nu a înlocuit doar cea veche. Mai degrabă, a îmbrățișat o arhitectură revoluționară care regândește fundamental designul rețelei pentru a realiza inimaginabilul în noul Complex Academic Richwood. A făcut acest lucru prin implementarea unei rețele IT pregătite pentru 50 de ani, care nu numai că susține robust tehnologia de astăzi, dar este pregătită și pentru cerințele de mâine. Mai mult, a reușit să genereze economii de milioane de dolari la costurile de construcție, consumul de energie și costurile operaționale pe termen lung.
Regândirea designului rețelei
„Știam că trebuie să existe o modalitate mai bună de a implementa rețeaua, care să ne împiedice să actualizăm constant echipamentele pentru a satisface cerințele tot mai mari de conectivitate și energie de mare viteză”, spune Hanshaw. „Această modalitate mai bună vine de la o companie numită Sinclair Digital, cu sediul în Fort Worth, Texas. Când am dat peste arhitectura lor AGILE-CORE Distributed Edge, am văzut o oportunitate pentru noi de a oferi tehnologia de care elevii noștri au nevoie pentru a reuși și a prospera în lumea digitală. Și am făcut acest lucru, crescând în același timp puterea, economisind spațiu și reducând costurile.”
Distributed Edge Architecture este o soluție AGILE-CORE modulară, plug-and-play, care distribuie conectivitate prin fibră optică și energie electrică sigură, de joasă tensiune, în întreaga clădire a școlii. Rezultatul este o infrastructură de rețea IT extrem de scalabilă și pregătită pentru viitor, care oferă o alternativă eficientă și rentabilă la arhitectura IT tradițională.
Designul convențional al rețelei utilizează dulapuri cu cadru de distribuție intermediar (IDF) echipate cu switch-uri, alimentare CA și răcire. Aceste dulapuri furnizează date și energie prin Ethernet (PoE) către dispozitivele endpoint prin intermediul cablurilor tradiționale cu perechi răsucite din cupru. Dezavantajul este că limita de 100 de metri a acestor cabluri tradiționale din cupru necesită un IDF la fiecare 10.000 de metri pătrați, rezultând fascicule mari de cabluri care trec prin căile de acces ale tavanului pentru a conecta dispozitivele din sălile de clasă și alte spații educaționale. Nu numai că aceste cabluri lungi sunt dificil de implementat, dar mutările, adăugirile și modificările la rețea sunt extrem de perturbatoare, amânând adesea modernizările tehnologice până în perioada în care școala nu este în sesiune.
În schimb, sistemul AGILE-CORE de la Sinclair Digital utilizează un design hub-and-spoke cu cabluri hibride StrandWise care distribuie energie și date de la un HEADEND centralizat dintr-o instalație principală de distribuție (MDF) către IDF-uri Edge BITS (sistem terminal de infrastructură al clădirii). HEADEND-ul AGILE-CORE găzduiește switch-uri și servere pentru suport de rețea, gestionare și control centralizat și alte funcționalități de rețea.
Fiecare IDF Edge cuprinde o carcasă prefabricată montată pe tavan, care include toate echipamentele necesare pentru a furniza date cu lățime de bandă mare și alimentare PoE sau USB de joasă tensiune către spații din apropiere, cum ar fi săli de clasă, biblioteci și birouri. Dispozitivele terminale pot fi conectate cu ușurință la IDF-urile Edge prin cabluri scurte de cupru pentru a satisface o varietate de nevoi tehnologice, inclusiv Wi-Fi, sisteme audiovizuale (AV), supraveghere video, încărcare USB-C, sisteme de sonorizare publică (PA), senzori IoT și multe altele.
Valorificarea unei alimentări mai curate și mai sigure
Una dintre cele mai inovatoare caracteristici ale arhitecturii distribuite AGILE-CORE este utilizarea alimentării inteligente gestionate de defecțiuni (FMP). Adoptat ca alimentare de clasa 4 în Codul Electric Național (NEC) din 2023, FMP furnizează eficient energie CC sigură pe distanțe mai mari, utilizând emițătoare și receptoare la distanță pentru a detecta inteligent defecțiunile, oferind o protecție superioară împotriva șocurilor electrice și a inițierii incendiilor.
La HEADEND, sistemul AGILE-CORE convertește curentul alternativ al rețelei în acest curent continuu inovator și sigur. Energia converge apoi cu datele prin cablul hibrid StrandWise, care combină mai multe perechi de conductori de cupru pentru alimentare și fire de fibră pentru date într-o singură teacă, cu clasificare plenum. Această soluție simplificată economisește spațiu pe traseu și distribuie date și energie într-o singură tragere de cablu către IDF-uri Edge, aflate la o distanță de până la 600 de metri.
Sistemul AGILE-CORE poate accepta, de asemenea, energie continuă din surse regenerabile înainte de a o converti în FMP, oferind școlilor din comitatul Nicholas oportunitatea de a valorifica energia solară în viitor pentru economii sporite de energie și sustenabilitate. Prin distribuirea sigură a energiei continue în întreaga școală, sistemul AGILE-CORE elimină cea mai mare parte a conversiei AC-DC necesare pentru electronica de alimentare. Conversia AC-DC poate duce la pierderi semnificative de energie de până la 30% și poate introduce distorsiuni în sistemele de distribuție a energiei.
„Energia a fost una dintre cele mai mari provocări ale noastre și a trebuit să înlocuim mai multe echipamente din cauza cererii de energie, mai degrabă decât a nevoii de viteză. În plus, conversia energiei AC-DC creează energie murdară care poate cauza defectarea echipamentelor de rețea”, explică Hanshaw. „Cu alimentarea gestionată în caz de defecțiune a AGILE-CORE, toată lumea este în siguranță, nu există risc de incendiu și avem energie continuă curată, fiabilă și eficientă, care nu degradează echipamentele noastre, reducând semnificativ frecvența modernizărilor echipamentelor.”
Echipamentele și tehnologia Allied Telesis se află în inima rețelei AGILE-CORE
În centrul rețelei HEADEND din MDF se află un set suprapus de switch-uri Allied Telesis x950 Layer 3 gestionate cu SFP-uri (conectabile cu factor de formă mic). SFP-ul este o componentă care permite conectarea diferitelor module de fibră optică la switch. Acest lucru permite switch-ului să convertească semnalele Ethernet în semnale optice, permițând transmiterea datelor prin rețele de fibră optică. Slotul SFP este proiectat să fie hot-swap, ceea ce înseamnă că poate fi înlocuit fără a opri switch-ul. SFP-ul acceptă, de asemenea, PoE, permițând dispozitivelor la distanță să primească energie prin cablul de fibră optică. Și, în mod esențial, aceste switch-uri Allied Telesis acceptă și FMP pentru a muta datele și energia din MDF către IDF-urile Edge.
De asemenea, în MDF se află și dispozitivul de rețea Allied Telesis Vista Manager VST-APL. Vista Manager este o platformă unificată de gestionare a rețelei pentru monitorizarea, gestionarea și automatizarea rețelelor cu fir și wireless. Pe lângă gestionarea completă a tuturor echipamentelor Allied Telesis, Vista Manager monitorizează dispozitivele terțe prin SNMP și include funcții de securitate pentru a crea o rețea autoapărătoare cu răspuns automat la amenințări.
În planul tavanului, districtul școlar a instalat patruzeci de IDF-uri BITS Edge, fiecare conținând două switch-uri industriale Allied Telesis IE220 de 10 Gigabit, securizate la margine. Școala are nevoie de obicei de cinci puncte de acces pentru date per sală de clasă. Cu două switch-uri în fiecare IDF Edge, există 16 porturi din care puteți alege, oferind, de exemplu, cinci pentru o sală de clasă, cinci pentru alta și șase porturi de rezervă pentru a evolua și a se dezvolta pe parcursul existenței școlii.
Punctele de acces wireless Allied Telesis sunt în toată clădirea școlii. Și dacă trebuie adăugat ceva nou în sala de clasă – să zicem, camere sau un fel de senzor IoT – este nevoie pur și simplu de un cablu de 10 metri de la IDF, spre deosebire de o lungime de 60 de metri de cablu Cat6A pe coridor. Acest lucru vorbește despre agilitatea acestei soluții, de unde și numele AGILE-CORE, și despre flexibilitatea acestei arhitecturi pentru a proteja valoarea rețelei de 50 de ani și pentru a fi pregătită să suporte calculul de margine, inteligența artificială de margine sau orice altceva alege districtul școlar să pună la margine.
Faptul că aceste switch-uri sunt robuste este esențial pentru durata de viață a rețelei. Sunt răcite prin convecție, deci nu produc zgomot, ceea ce este esențial pentru apropierea lor de sălile de clasă. De asemenea, suportă temperaturi ambientale ridicate, ceea ce le face mai potrivite pentru amplasarea lor în planul tavanului. Sunt mai durabile, necesitând mai puține reîmprospătări decât switch-urile obișnuite.
Cost mai mic pe durata de viață a rețelei
„Cred că infrastructura noastră este o rețea de 50 de ani”, spune Hanshaw. „Avem puterea și cablarea necesare pentru a susține o rețea timp de decenii. Inevitabil, va trebui să schimbăm echipamentul la un moment dat, dar utilizând switch-urile robuste Allied Telesis, am redus numărul de reîmprospătări pe care ar trebui să le facem în mod normal. În opinia mea, am eliminat două cicluri de reîmprospătare a hardware-ului. În loc de înlocuiri la fiecare cinci până la șapte ani, am extins acest lucru la cel puțin 15 ani.”
Hanshaw a ales personal Allied Telesis în detrimentul altor mărci, deoarece acest hardware se potrivește nevoilor districtului școlar la un cost mai bun decât orice alt switch comparabil de pe piață. „Ei oferă mai multă putere și mai multă viteză într-o cutie mai mică decât oricine altcineva în acest moment”, spune el. „I-am ales pentru că prețul era corect, cu hardware mai bun decât al altor furnizori.”
„Costul total de proprietate pentru rețeaua noastră este mult mai mic decât cel al unei arhitecturi de rețea tradiționale”, susține Hanshaw. „Dacă nu utilizați tipul de topologie pe care îl folosim noi, veți cheltui bani pe infrastructură la fiecare cinci până la șapte ani. Voi avea o rețea cu zero emisii nete în zece ani. Cred că putem lăsa totul să funcționeze timp de 15 ani.”
Gestionarea și întreținerea rețelei simplificate
Districtul școlar își asigură singur întreaga întreținere, gestionare și asistență a rețelei. Allied Telesis Vista Manager oferă vizibilitate și facilitează capacitatea de a monitoriza și gestiona întreaga rețea – chiar și acele elemente de la terți. părți. „A fost o perioadă dificilă de învățare, dar odată ce am configurat totul, am constatat că ne satisface nevoile și face tot ce avem nevoie”, spune Hanshaw. Vista Manager permite, de asemenea, mentenanța de la distanță a echipamentelor atunci când este necesar.
El adaugă că atât Sinclair Digital, cât și Allied Telesis ne-au susținut foarte mult în implementarea rețelei și în aducerea echipei interne la autonomie. „Apreciem cu adevărat tot sprijinul pe care ni l-au oferit la început și știm că îi putem apela oricând dacă avem întrebări.”
Hanshaw susține că sistemul, în ansamblu, facilitează gestionarea și mentenanța rețelei. „Există un proces de întreținere și actualizare a switch-urilor, iar acesta poate fi consumator de timp și costisitor”, spune el. „Dacă există o întrerupere a rețelei, trebuie să plătim pentru manoperă și hardware. Achizițiile în sectorul public necesită o licitație, deci există această complicație. Dar switch-urile robuste ne oferă un timp mediu ridicat între defecțiuni, ceea ce se datorează costului nostru total de proprietate (TCO) mai mic. Această rețea îmi economisește două cicluri de reîmprospătare, ceea ce înseamnă că nu trebuie să întrerupem rețeaua, nu trebuie să plătim ore suplimentare pentru ca un tehnician să lucreze într-un weekend. Câștigăm timp de funcționare, iar acesta este un aspect al costului de proprietate greu de măsurat, dar cu siguranță este un beneficiu.” El estimează că această rețea oferă economii de peste 1 milion de dolari în comparație cu un design convențional de rețea comutată.
Un viitor al oportunităților
Se așteaptă ca rețeaua să aducă oportunități extraordinare elevilor, oportunități pe care o rețea tradițională nu le-ar oferi. „Lucrez cu oameni din lumea inteligenței artificiale pentru a încerca să devin prima școală în care procesarea are loc în școală, mai degrabă decât în cloud. Datorită acestei rețele, am energie electrică la fiecare locație și pot instala cutii IDF în fiecare tavan”, potrivit lui Hanshaw. „Faptul că avem o rețea avansată ne oferă această oportunitate. Cu siguranță aduce viteză și reziliență nevoilor noastre actuale, dar îmi permite și să atrag atenția și să aduc oportunități viitoare care să fie în beneficiul direct al elevilor.”
Cu această nouă rețea, Școlile din Comitatul Nicholas au făcut mai mult decât să se recupereze după un dezastru natural. Districtul s-a poziționat – și, mai important, pe elevii săi – pentru un viitor plin de oportunități.
