Case Western Reserve大學通過思科網絡構建智能學習環境

概述

客戶

Case Western Reserve大學

美國俄亥俄州克利夫蘭市

所屬行業

教育

業務挑戰

構建最強大的學習環境，實現遠大的教學、研究和社區服務目標。

解決方案

基于思科®服務導向的網絡架構的高性能智能網絡。

成效

將移動辦公的教職工的成本降低了30％。

部署了大量的創新應用，幫助提高了整個克利夫蘭社區的公共健康和安全、豐富了公共教育、并提高了當地政府的辦公效率。

Case Western Reserve大學通過構建數字大學來支持世界一流的教育與研究，同時擴展了其思科資源以幫助創建數字城市模型。

挑戰

Case Western Reserve大學（簡稱Case）是聞名的獨立研究大學，素以教育、研究和社區服務著稱。這些國內知名的學術項目每年吸引約9200名學生，其中5600人是專業人士和研究生。

學生們受益于大學注重實踐的教學– 通過參加本科研究、海外學習、合作項目實踐或藝術活動獲得一手經驗。Case坐落在克利夫蘭市的大學圈內，有助于其推廣教育方法。大學圈被1平方英里的綠地環繞，是50多家主要文化機構所在地，其中許多家都是同行中的佼佼者，包括克利夫蘭市交響樂團、克利夫蘭市藝術學院、克利夫蘭市音樂學院、克利夫蘭市門診醫院和大學醫院等– Case與他們的密切關系推動了師生完成研究和社區服務項目。

Case為自己制訂了遠大的目標，其中一個目標是提供全世界最強大的教育環境。這意味著大學不僅要為師生和研究人員提供強大的技術基礎設施來滿足基本的效率要求，還必須支持高級研究并增強大學與大克利夫蘭市社區的協作。

Case 信息技術部副總裁兼首席信息官Lev Gonick說：“我們挑戰自我，需要部署最佳解決方案來提供創新的功能，以便我們能夠提前實現大學的教學、研究和社區服務目標所需要的功能。當我們開始改造IT基礎設施以支持下一代應用和服務時，我們驚喜的看到思科正在提供集成的、服務導向的網絡架構，該架構能夠滿足我們的所有要求– 甚至提供更多的支持。”

思科服務導向網絡架構(SONA)是一個架構框架，使客戶能夠最大限度地體現網絡服務和資源的價值。通過思科SONA框架，網絡成為連接IT基礎設施的所有組件并使其發揮作用的通用的單一實體 – 包括客戶機、服務器和存儲器- 以加速應用、優化流程并最大限度地提高IT資源利用率。

圖1 思科服務導向的網絡架構(SONA)

思科服務導向的網絡架構（SONA）框架

基礎設施服務

智能信息網絡

Cisco SONA框架使客戶能夠在整個智能網絡上輕松部署身份識別、語音、協作、移動性和安全服務 –用于滿足特定的用戶、用戶群或應用要求。通過戰略性地投資于基于Cisco SONA框架的基礎設施，Case能夠提前很長時間完成其‘強大教育環境’的構想 – 不僅限于大學校園，還包括整個克利夫蘭城。

網絡化的基礎設施和服務

Case部署了基于Cisco Catalyst ® 6509交換機的網絡骨干，在整個園區提供千兆以太網的互聯網連接。Case的網絡支持廣泛用于教學環境的大量高質量視頻應用，還支持基于Cisco CallManager部署思科ip通信(IPC)解決方案，為7000多部思科IP電話提供高級功能。通過選擇思科IPC解決方案，大學減少了布線基礎設施并簡化了與治理傳統電話的添加、拆除和更改相關的勞動力密集型工作，從而大幅度降低了電話基礎設施成本。例如，當大學臨時為50名人員進行重新部署時，其思科IPC解決方案使他能夠避免部署臨時模擬電話線的成本，這對傳統電話來說是必須支付的開銷。

思科網絡還提供廣泛的無線網絡覆蓋范圍，包括公共Wi-Fi網絡。Case校園支持1350 個Cisco Aironet® 無線接入點，整個大學圈還部署了另外1700個無線接入點，使公共用戶能夠輕松通過無線訪問互聯網，無需長時間的登錄或驗證程序。他們只需打開無線設備便自動成為公共網絡段上的網絡“訪客” ，IP網絡禁止“訪客”訪問大學圈中其他學校的內部網絡。如想訪問Case網絡的專用資源，大學用戶可通過虛擬專網(VPN)登錄，確保安全連接和可審計性，方便網絡治理。

Case基于強大的服務導向的網絡架構構建數字大學，因此能夠與社區分享技術和知識，并在創建全美所有城市中最具創新意義的項目方面發揮了要害作用。這個名為OneCleveland的項目在2003年啟動，得到10家聞名政府和公眾組織的CEO的幫助，包括Case、克利夫蘭市政府、克利夫蘭臨床醫學基金會、克利夫蘭市立校區、Cuyahoga County Public Library System、大克利夫蘭地區運輸治理局、Metro Health、克利夫蘭州立大學以及位于俄亥俄州東北部的公共廣播系統/國家公共無線電協會(PBS/NPR)的會員ideastream。

OneCleveland是為大克利夫蘭地區的教育、政府、研究、藝術、文化、非盈利性和醫療保健機構提供基于社區的超寬帶網絡服務的非盈利組織。目標是使用基于Cisco SONA的基礎設施連接社區，實現創新應用部署并將成果推廣到臨近地區。OneCleveland網絡使克利夫蘭城成為美國第一批“數字社區”之一，部署了能夠轉變政府運作方式并提高經濟活力的創新應用。利用OneCleveland網絡，克利夫蘭部署了電子審批應用，使用移動技術集成11個部門和500名員工的工作流，使他們能夠從現場提交報告、安排檢查發放許可。建筑、住房和水務人員大幅度提高了工作效率。

Gonick解釋說：“ 芝加哥與紐約間最大的光纖庫就在克利夫蘭。我們決定利用它將城市教育、醫療保健、當地政府和文化機構的主要資產連接在一起。現在，不同于其他社區，我們通過千兆以太網基礎設施進行連接。我們自己擁有大多數光纖，正在集成基礎設施中使用思科組網產品和Cisco SONA框架為OneCleveland的成員服務。”

2004年8月，Case成為OneCleveland網絡的第一名用戶，將自己世界一流的千兆網絡與OneCleveland的光纖網絡直接相連。OneCleveland的光纖網絡環繞了大半個城市和郊區，通過克利夫蘭城鎮的Global Crossing對等點與互聯網骨干相連接。網絡用戶彼此連接并能夠以千兆速度連接互聯網。OneCleveland網絡還支持約5000個Cisco Aironet無線接入點，為成員機構提供無線支持。

光纖網絡上創建的虛擬局域網 (VLAN)連接可確保OneCleveland成員使用的特定應用的安全性。當應用必須遵從安全或保密制度時，成員機構可輕松激活單獨的光波波長（λ），并將其切換到單獨的中立路徑上，用于路由與安全應用相關的全部流量。例如，克利夫蘭市立校區在自己的光波長上運行流量，以滿足與應用內容相關的安全性和保密性要求。每個成員機構還部署了自己的安全措施和專用局域網，將自己的內部流量與整個網絡分離開來。

OneCleveland網絡由非Case人員治理，使Gonick的團隊能夠從日常維護和監控工作中解脫出來，以便集中精力進行新應用的開發工作。

Gonick說：“雖然需要支持大量的新應用，但我們無需添加任何IT人員。在過去，工作人員必須隨時候命，以解決相關的互聯網服務提供問題。現在，我再也不需要這樣做了，我可以將這些人員重新部署到其他的新項目中。”

“我們需要部署最佳解決方案來提供創新功能，以便我們能夠提供實現大學的教學、研究和社區服務目標所需要的功能。當我們開始改造IT基礎設施以支持下一代應用和服務時，我們驚喜的看到思科正在提供集成的、服務導向的網絡架構，該架構能夠滿足我們的所有要求– 甚至提供更多的支持。”

– Lev Gonick，信息技術服務部副總裁兼首席信息官

成效

Case和OneCleveland網絡為Case大學提供了多種經濟和生產率優勢，并為大克利夫蘭社區提供了創新應用。通過治理自己的光纖并融合用戶的互聯網流量，Case和其他OneCleveland用戶將互聯網成本降低了50%以上。例如，他們無需再為OneCleveland用戶間的流量傳輸支付外部成本。在過去，假如大學醫院的醫生需要向克利夫蘭市臨床醫院的同事發送核磁共振成像(MRI)數據，幾兆字節的文件必須穿過大學醫院的網絡到達其運營商提供的互聯網連接。文件隨后將被路由到運營商網絡上，并通過運營商網絡發送到互聯網對等位置，再切換到不同的運營商通過克利夫蘭發送到臨床醫院。 醫院和臨床醫院都要支付單獨的連接費和帶寬費用 – 年成本很輕易達到數十萬美元。通過Case和OneCleveland網絡，文件只需穿過自有光纖即可，無需成本，也不受文件類型和大小的影響。

Gonick說：“網絡改革了網絡經濟。在我剛到Case時，我們只有36-Mbps的互聯網連接，大學每年需支付約20萬美元。現在，我們有足夠的帶寬可供消耗。過去，我們在購買Wi-Fi解決方案時需要進行具體的分析和判定，現在，Wi-Fi已成為必備工具。投資回報固然重要，但社區貢獻也是我們衡量投資回報的一個標準。”

IPC等網絡服務還幫助Case和OneCleveland的成員大幅度降低了成本。在Case評估其思科IPC投資對大學的潛在價值時，對IP電話的一次性和循環成本與傳統的中心交換機和PBX進行了比較。Case發現，提供模擬電話的中心交換系統的安裝費比IP電話低75%；然而，年循環成本卻比IP電話高出87%。部署IP電話的中心交換系統，其安裝成本比思科IPC解決方案高出26%，年循環成本高出91%。PBX系統的安裝成本比思科IPC解決方案高31%，年運行成本高85%。思科IPC解決方案可幫助節約大量的安裝成本，同時大幅度降低長期循環成本。

思科基礎設施還大幅度降低了與添加、撤銷或變更電話服務相關的成本。當克利夫蘭藝術博物館開始數億美元的翻新時，必須將幾百名工作人員遷移到克利夫蘭城區的新辦公室。遷移數百名員工的語音和數據連接通常需要幾十萬美元并設置新的語音電路，部署專用T1鏈路，可能還需要全新的PBX電話系統。但博物館卻選擇保留其現有的電話交換機- 即便在博物館關閉時- 并購買了思科IP電話。通過到OneCleveland網絡的連接，博物館工作人員只需將電話插入到新辦公室的插座中便可如往常一樣開展工作。網絡持續運行、電話萬無一失的工作、外部的主叫方永遠都感覺不到任何變化。

Case現在正按博物館的方式將其350名工作人員遷移到克利夫蘭城區9萬平方英尺的現代辦公室中。Gonick的團隊沒有設置新的語音電路，而是通過Cisco CallManager將網絡語音流量遷移到大學的新分機上。通過將靈活的電信環境與思科IPC解決方案相結合，Case預計每年將節省超過500美元的每員工成本。

強大的協作學習環境中的創新應用

廣泛的新應用答應學生鞏固知識基礎，答應教師擴展研究范圍，為克利夫蘭公眾創造了新的機會。Case為在校學生部署的新應用之一便是名為MediaVision Courseware的創新視頻項目。在高等教育機構，基礎課程對學生的成功至關重要。在基礎課程的學習中取得成功的學生，其在此后的分類課程和最終畢業時的成功率遠遠高于失敗者。大學希望盡量維系學生，因為成功學生的人數越多，每年蹲班的人數越少。能否最大限度地提高學生的學習能力與大學的維系率息息相關。現在的學生習慣于栩栩如生的教學風格，Case的MediaVision Courseware應用提供了多媒體環境，因此可產生更好的教學成效。MediaVision Courseware包含所有基礎課程的數字視頻，使學生能夠針對特定的概念或參考章節的信息對課程進行搜索，或重放講義部分。學生不僅大幅度提高了成績，還增強了學習的自信心。學生能夠通過集成門戶環境“My Case”訪問校園行政服務部，以治理他們的學術和其他校園事務，如課程注冊、訪問成績、與導師對話、提供反饋及購買書籍等。

使用作為MyCase應用的基礎的網絡協作服務，克利夫蘭博物館館長在博物館翻新期間將展品安放到Case圖書館和克利夫蘭市的其他圖書館中。通過門戶應用，Case社區和公眾可在線參觀博物館展品，不受展品位置的影響。

Gonick說：“公共安全是市區大學校園面臨的問題之一。通過OneCleveland網絡，我們與公共安全官員協作，提高了通信和信息共享。我們還能夠共享所有大學建筑的完整地圖，并將地理信息服務(GIS)數據結合到四周主要公共建筑的地圖中。這個網絡為增強公共安全做出了杰出貢獻。”

我們正在利用多種創新的視頻應用幫助提高公共醫療保健水平并推動長期的醫療保健教育，使學校和教育中心能夠克服資金和資源短缺問題。例如，克利夫蘭臨床醫院使用視頻應用在整個城市的校園和教室開展醫療教育課程。Case的“牙醫培訓項目”正在創建視頻VLAN，用于在公立學校推廣公共口腔健康知識。牙科的學生可對克利夫蘭公立學校的所有三年級兒童應用防蛀密封劑，還能在幾秒內接到基于數字視頻和攝影術的后續“視頻檢查”，從而能夠分析密封劑對兒童的長期影響。

在美國，為了節省成本，許多學校都被迫減少或完全取消了音樂教育。在克利夫蘭，Case正利用通過網絡交付的協作音樂教育項目幫助公立學校重新開展音樂教育。Case音樂系及克利夫蘭音樂學院正致力于開發多個有趣的項目。音樂學院通過網絡與克利夫蘭市立校區相連接，以便提供樂器使用指導、音樂風格和音樂學等互動課程。以前從未接觸過音樂的學生，現已能夠受益于克利夫蘭世界一流的音樂資源。而大學學生則可接受邁阿密新世界交響樂團、倫敦愛樂樂團和維也納交響樂團音樂家們提供的大師級指導。雖然音樂大師不可能親臨克利夫蘭進行教學，但許多音樂大師都愿意使用Case的高級網絡服務與學生分享他們的知識。Gonick希望邁阿密和克利夫蘭的講師最終能在兩個城市授課 – 均通過思科網絡基礎設施。

另一種類似的協作出現在Case的舞蹈系。Case的一名舞蹈老師同時也是紐約瑪莎- 葛萊姆現代舞蹈中心的首席舞蹈演員，常在兩個城市間奔走。他的學生可以制作作業的視頻組合，以便他在紐約時進行批改。在強大的教學環境中，學生仍可受益于這名舞蹈天才的指導，而他也仍然能夠獻身舞蹈事業。

Case網絡還將資源和研究能力擴展到了克利夫蘭四周地區。Case Mandel School of Applied Social Sciences (MSASS)使學生有機會參加其扶貧中心一線啟動的項目。當學生們與扶貧對象交談并收集四周條件和居住情況的實時數據時，可將數據無線傳輸到網站上，網站上采用的GIS技術答應政策決策人實時察看實際情況。這個獲獎項目為MSASS贏得了盛譽。

Gonick說：“我們的學生滿懷期望地來到Case Western Reserve。38%以上的學生來Case學習都是因為我們的領先技術。當我們詢問一年級新生對學校是否滿足時，超過95%的學生回答滿足或非常滿足。這確實令人激動。”

下一步

Case接下來的工作重點是為學校提供一套一體化消息傳遞服務并引進能夠交付到IP電話聽筒的創新服務。Case計劃舉辦一次使用可擴展標記語言(xml)服務開發IP應用的競賽，對獲勝者提供現金獎勵。通過激勵整個學校的學生設計實際應用，Case不僅鼓勵了學生使用IP電話，還培養了他們自發創新的思想。

Gonick說：“我們的各種設想– 從學生會選舉、到校報信息、到日歷服務等等– 都可在思科IP電話屏幕上顯示。”

Case通過戰略性的投資于IT基礎設施架構所實現的創新應用，使大學現已能夠通過單一網絡連接用戶和網絡資源。當大學為了實現目標在網絡上加速應用部署時，Cisco SONA架構使其能夠輕松使用身份識別、語音、協作、移動性和安全服務。無論Case或OneCleveland成員構想出哪些新應用，這個基礎設施都隨時預備支持它們。Case Western Reserve大學和OneCleveland取得了巨大成功。