2023智慧高速F5G全光通信網(wǎng)技術(shù)白皮書-華為

過(guò)去30多年，我國(guó)的高速公路迅猛發(fā)展，通車?yán)锍讨鹉暝龆?，已連續(xù)11年2022年《國(guó)家公路網(wǎng)規(guī)劃》發(fā)布，高速公路未來(lái)有2.8萬(wàn)公里待建和約3萬(wàn)段，面向新形勢(shì)下的業(yè)務(wù)訴求，通信網(wǎng)也正處于向下一代新技術(shù)演進(jìn)的階段。F5G(The5thGenerationFixedNetwork,第五代固定網(wǎng)絡(luò))全光網(wǎng)憑借超大多家高速公路行業(yè)企事業(yè)單位共同編制了《智慧高速F5G全光通信網(wǎng)技術(shù)白皮華為政企光網(wǎng)公路行業(yè)總監(jiān)目錄 1.1高速公路行業(yè)發(fā)展情況和未來(lái)趨勢(shì) 2 31.3高速公路通信網(wǎng)演進(jìn)趨勢(shì)和訴求 5 72.1F5G的定義和簡(jiǎn)介 82.2F5G全光技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)方案 82.2.1光技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展 92.2.2F5G全光方案網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 2.3F5G全光網(wǎng)絡(luò)方案核心價(jià)值 2.3.1F5G全光承載網(wǎng)優(yōu)勢(shì)和價(jià)值 2.3.2F5G全光接入網(wǎng)優(yōu)勢(shì)和價(jià)值 3.1全光傳輸網(wǎng) 3.2全光收費(fèi)業(yè)務(wù)網(wǎng) 3.3全光監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)網(wǎng) 3.3.1主線道路監(jiān)測(cè)場(chǎng)景 3.3.2隧道監(jiān)測(cè)場(chǎng)景 3.4全光智慧服務(wù)區(qū) 3.5光纜數(shù)字化運(yùn)維 264.1F5G助力浙江智慧高速高質(zhì)量發(fā)展 4.2F5G助力廣東打造高速公路全光大動(dòng)脈 4.3F5G搭建四川智慧高速“共享+獨(dú)享”雙業(yè)務(wù)通道 4.4F5G助力黑龍江高速一張網(wǎng)運(yùn)營(yíng)、集約化發(fā)展 4.5F5G為江西梅嶺隧道打造全光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)底座 附錄-1縮略語(yǔ) 附錄-2參考文獻(xiàn) 參編人員(排名不分先后):參編單位(排名不分先后):黑龍江省交投信息科技有限責(zé)任公司寧夏交投高速公路管理有限公司中國(guó)通信建設(shè)集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司黑龍江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)有限公司哈爾濱交研交通工程有限責(zé)任公司廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份有限公司四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司智慧網(wǎng)云(北京)技術(shù)有限公司山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司云南華遠(yuǎn)電子有限公司華為技術(shù)有限公司高速公路通信網(wǎng)的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)1.1高速公路行業(yè)發(fā)展情況和未來(lái)趨勢(shì)隨著1988年滬嘉高速公路一期工程、沈大高速公路沈陽(yáng)至鞍山和大連至國(guó)高速公路規(guī)模和通車?yán)锍谭€(wěn)居世界第一，截止2022年底，高速公路通車?yán)锍踢_(dá)到17.7萬(wàn)公里。通運(yùn)輸部陸續(xù)頒發(fā)多項(xiàng)交通運(yùn)輸行業(yè)和公路行業(yè)的發(fā)展政策，為高速公路高質(zhì)量發(fā)展提供政策支持和科學(xué)指導(dǎo)。2019年9月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》,提出以新時(shí)代族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)提供堅(jiān)強(qiáng)支撐。2021年11月，交通運(yùn)輸部印發(fā)《公路“十四五”發(fā)展規(guī)劃》,提出“十四五”“建管養(yǎng)運(yùn)”統(tǒng)籌和全生命周期管理能力，注重綠色低碳發(fā)展和安全保障能力，提升路網(wǎng)安全水平和系統(tǒng)韌性，實(shí)現(xiàn)到2035年基本建成覆蓋廣泛、功能完備、集1.2高速公路通信網(wǎng)現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)隨著現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，高速公路在我國(guó)運(yùn)輸業(yè)中的重要作用逐漸顯現(xiàn)。機(jī)電工程是高速公路工程中最為重要的一環(huán)，在保障高速公路出行的安全性、便捷性和穩(wěn)定性方面發(fā)揮得十分關(guān)鍵的作用。高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)隸屬于交通工程(安全設(shè)施、管理設(shè)施和服務(wù)設(shè)施)調(diào)發(fā)展。通信系統(tǒng)是高速公路機(jī)電系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)”,作為信息化底座，為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像等信息準(zhǔn)確而及時(shí)的傳輸提供通路，保證高速公路各管理部門之間業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)的暢通，并為高速公路內(nèi)部各部門和外界組織的通訊提供技術(shù)支持和保障。因此，通信系統(tǒng)的質(zhì)量決定了高速公路機(jī)電系統(tǒng)的整體性能。早期，高速公路通信網(wǎng)主要是單條道路的內(nèi)部通信網(wǎng)，隨著高速公路建設(shè)規(guī)模不斷加大，高速公路網(wǎng)正在逐步形成。在某些高速公路建設(shè)發(fā)達(dá)省份，隨著道路數(shù)量和里程的增加，區(qū)域內(nèi)高速公路機(jī)電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的方案論證及工程實(shí)踐陸續(xù)開展，高速公路通信系統(tǒng)也從單條道路的內(nèi)部通信向路網(wǎng)廣域通信轉(zhuǎn)變。各省也結(jié)合本省實(shí)際情況和業(yè)務(wù)需求，對(duì)通信網(wǎng)進(jìn)行獨(dú)立規(guī)劃和建設(shè)，主要采用PDH技術(shù)的PCM設(shè)備，2005年后，采用SDH技術(shù)建設(shè)高速通信系統(tǒng)的模式逐漸被采納和推廣，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，各省份逐步建設(shè)了適合本省高速公路網(wǎng)的SDH數(shù)字通信網(wǎng)，承載高速公路收費(fèi)、監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)2012年1月，交通運(yùn)輸部發(fā)布《高速公路通信技術(shù)要求》,確定高速公路通信網(wǎng)技術(shù)路線，干線傳輸網(wǎng)宜采用SDH/MSTP系統(tǒng)組建，路段接入網(wǎng)應(yīng)與干2019年5月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《深化收費(fèi)公路制度改革取消高速公路省界收費(fèi)站實(shí)施方案的通知》,推動(dòng)各省高速公路通信網(wǎng)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)業(yè)務(wù)“一張網(wǎng)”運(yùn)營(yíng)；同年11月交通運(yùn)輸部印發(fā)《全國(guó)高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)工作實(shí)施方案和《全國(guó)高速公路視頻云聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求》,全面推進(jìn)視頻監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)和視頻聯(lián)面臨10倍級(jí)膨脹等；同時(shí)，聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)和視頻聯(lián)網(wǎng)對(duì)通信網(wǎng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性因此，從2019年開始，各省陸續(xù)啟動(dòng)干線傳輸網(wǎng)和路段接入網(wǎng)的升級(jí)改造。截止2022年底，已有廣東、江蘇、浙江、云南、四川等約15個(gè)省份完成或正在進(jìn)行干線傳輸網(wǎng)的10GSDH/MSTP向N*10G/N*100GOTN升級(jí)，同時(shí)，隨著高速公路末端設(shè)備接口加速以太化，路段接入網(wǎng)也由SDH逐步發(fā)展到SDH/OTN/PTN/以太網(wǎng)等多種制式并存。PTN和以太網(wǎng)以IP技術(shù)為基礎(chǔ)，采用帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用，具有盡力而為的轉(zhuǎn)發(fā)特點(diǎn)。SDH和OTN屬于承載網(wǎng)硬管備用路徑省干傳輸網(wǎng)2路段接入網(wǎng)去部中省中圖1.高速公路通信網(wǎng)現(xiàn)狀示意圖1.3高速公路通信網(wǎng)演進(jìn)趨勢(shì)和訴求化基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化建設(shè)基礎(chǔ)上，深化智慧高速試點(diǎn)，各類智慧業(yè)務(wù)的實(shí)施對(duì)高速公路通信網(wǎng)的質(zhì)量提出更加嚴(yán)格的要求。2021年11月，交通運(yùn)輸部印發(fā)《加快推進(jìn)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)確率均為100%,實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確率99.99%、在線計(jì)費(fèi)調(diào)用成功率不低于99.99%,兜底計(jì)費(fèi)使用率不高于0.01%。2023年5月，交通運(yùn)輸部印發(fā)《全國(guó)高速公路視頻監(jiān)測(cè)優(yōu)化提升實(shí)施方案化升級(jí)，并開展視頻點(diǎn)位加密等工作，以確保高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，視頻實(shí)時(shí)接入率和在線率均不低于95%。高速公路通信網(wǎng)作為支撐高速公路智慧化的數(shù)字底座，為了滿足以上業(yè)務(wù)能不同業(yè)務(wù)接入和端到端的安全傳輸訴求，需要通信網(wǎng)提供硬隔離承載能力，以保智慧化應(yīng)用的落地，對(duì)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性和穩(wěn)定性傳輸提出更高要求，需要通信網(wǎng)具備全力送達(dá)、0丟包的傳輸能力；最后，為保障收費(fèi)、監(jiān)測(cè)、智慧等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸與云端存儲(chǔ)與調(diào)用，以及未來(lái)業(yè)務(wù)的按需擴(kuò)展，需要通信網(wǎng)提供按需建2、業(yè)務(wù)傳輸?shù)途W(wǎng)絡(luò)時(shí)延能力：為滿足聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸完整率、上傳及時(shí)率、準(zhǔn)確率均為100%的訴求，需要通信網(wǎng)具備實(shí)時(shí)傳輸能力。同時(shí)，未來(lái)智慧化車路協(xié)同、Al大數(shù)據(jù)云化處理的訴求也要求通信網(wǎng)具備端到端20ms級(jí)確定性低時(shí)延的能力。責(zé)連接高速公路末端感知設(shè)備和中心“智慧大腦”,必須具備整網(wǎng)高安全、高可靠路安全。另外，當(dāng)前各類業(yè)務(wù)的指標(biāo)訴求，如收費(fèi)系統(tǒng)計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確率99.99%、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)視頻在線率不低于95%等，也更強(qiáng)調(diào)通信網(wǎng)必須具備極致安全、極致可靠的能力，具備多路由冗余保護(hù)能力和故障無(wú)損自愈能力。維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，2023年4月交通運(yùn)輸部發(fā)文《公路水路關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)管理辦法》,明確關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施主要指如網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、信息系統(tǒng)等，高速公路水路關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的，安全保護(hù)措施應(yīng)當(dāng)與公路水路關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施同高速公路通信網(wǎng)是高速公路建設(shè)中重要的基礎(chǔ)設(shè)施組成部分，其為高速公高速公路F5G全光通信網(wǎng)方案以服務(wù)智慧高速建設(shè)為目標(biāo)，遵循“統(tǒng)籌規(guī)公路通信網(wǎng)提供可持續(xù)演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)解決方案。2.1F5G的定義和簡(jiǎn)介時(shí)代通過(guò)電話銅線傳輸模擬信號(hào)，滿足人民的語(yǔ)音需求；F2G數(shù)據(jù)傳輸速度得促進(jìn)推動(dòng)多媒體的進(jìn)一步發(fā)展；F4G時(shí)代超過(guò)100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，高清電視、視頻直播等在技術(shù)支持下逐漸普及；F5G在前幾代基礎(chǔ)上，在地和蓬勃發(fā)展。2019年12月，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)成立F5G行業(yè)規(guī)范工作組(IndustrySpecificationGroup,ISG),進(jìn)一步定義第五代固定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(ISGF5G),明確了F5G的三大特征：增強(qiáng)型固定寬帶(eFBB)、全光纖連接(FFC)和保證可靠體驗(yàn)(GRE)。F5G以全光網(wǎng)絡(luò)為目標(biāo)，以XGS-PON、Wi-Fi6、2.2F5G全光技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)方案全光網(wǎng)絡(luò)方案以光技術(shù)為基礎(chǔ)，硬管道穩(wěn)定傳輸為根基，結(jié)合高速行業(yè)發(fā)展訴2.2.1光技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展(1)光傳輸網(wǎng)發(fā)展光傳輸網(wǎng)技術(shù)從上世紀(jì)80年代PDH(plesiochronousdigitalhierarchy)用于干線傳輸網(wǎng)絡(luò)和路段接入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。SDH是同步數(shù)字傳輸體制，是一種夠?qū)崿F(xiàn)承載帶寬為10G。SDH采用TDM時(shí)隙隔離，即是劃分不同時(shí)隙獨(dú)立配期一代的硬管道技術(shù)，為業(yè)務(wù)分配獨(dú)享的物理資源(時(shí)隙),提供全力以赴、0丟業(yè)務(wù)發(fā)展。隨著數(shù)字化發(fā)展進(jìn)程的深化，SDH10G傳輸帶寬已不能滿足各個(gè)行業(yè)發(fā)率提升至100G以上，滿足數(shù)字業(yè)務(wù)帶寬增長(zhǎng)的訴求。同時(shí)OTN以延續(xù)SDH率最低的子波長(zhǎng)為ODUO,其速率為1.25Gbps,因此最小滿足1.25G顆粒帶以O(shè)DUO為小單位幀進(jìn)行分級(jí)復(fù)用，常用的也可提供環(huán)路2.5G/10G的網(wǎng)絡(luò)解技術(shù)OSU則在繼承SDH、OTN兩代硬管道技術(shù)的優(yōu)勢(shì)上應(yīng)運(yùn)而生，是最新一代的光傳輸技術(shù)。其優(yōu)勢(shì)是在支持100G以上的超大帶寬的同時(shí)，采用更小的顆粒度，最小到10M,從而適應(yīng)更小顆粒業(yè)務(wù)接入，比如收費(fèi)業(yè)務(wù)、路側(cè)OSU相比OTN簡(jiǎn)化了幀復(fù)用過(guò)程中的封裝層次，10M業(yè)務(wù)只需要兩層封裝即可送到線路側(cè)，降低業(yè)務(wù)單站處理時(shí)延，只有同級(jí)別速率的40%,為車路協(xié)(2)PON技術(shù)發(fā)展PON(PassiveOpticalNetwork)技術(shù)是一種點(diǎn)到多點(diǎn)(P2MP)結(jié)構(gòu)的為PON的主流技術(shù)選擇。GPON系列標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分局(ITU-T)制定，當(dāng)前主流使用的是GPON和XG(S)-PON標(biāo)準(zhǔn)，主要參與者包括中國(guó)和歐洲等大的運(yùn)營(yíng)商。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間商用時(shí)間PON因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)規(guī)劃不重疊、OLT平臺(tái)支持GPON業(yè)務(wù)單板與XG下行：1490nm上行：1310nm下行：1577nm上行：1270nm下行：1577nm上行：1270nm下行：2.488Gbit/s上行：1.244Gbit/s下行：9.953Gbit/s上行：2.488Gbit/s下行：9.953Gbit/s上行：9.953Gbit/s表1GPON和XG(S)-PON主要技術(shù)規(guī)格理處(通信(分)中心)之間設(shè)立干線傳輸網(wǎng)；路段接入網(wǎng)是指通信分中心以下，路F5G全光通信網(wǎng)絡(luò)基于現(xiàn)有的三級(jí)框架，從實(shí)際業(yè)務(wù)需求出發(fā)定義高速公路F5G全光網(wǎng)絡(luò)。3圓生產(chǎn)業(yè)務(wù)接入網(wǎng)路段接入網(wǎng)省干傳輸網(wǎng)圖3智慧高速通信網(wǎng)絡(luò)F5G全光架構(gòu)訴求明顯增加。F5G全光方案可選擇采用N*100G/200GOTN/OSU光傳輸組WDM波分復(fù)用技術(shù)，按需根據(jù)業(yè)務(wù)帶寬通過(guò)擴(kuò)波道方式實(shí)現(xiàn)帶寬的平滑擴(kuò)容和升級(jí)。費(fèi)站、路側(cè)數(shù)據(jù)到省通信中心交互和處理，以及數(shù)據(jù)下發(fā)。通信分中心3可采用2、路段接入網(wǎng)：當(dāng)前高速通信業(yè)務(wù)系統(tǒng)智慧化的進(jìn)程各省各區(qū)域有不同，帶寬訴求從10G到100G+均有。F5G全光路段接入網(wǎng)絡(luò)方案支持多種帶寬訴寬可最小到10M,即提供最小10M業(yè)務(wù)的硬隔離承載，從而提升帶寬利用率。面對(duì)智慧高速建設(shè)，如車路協(xié)同、數(shù)字孿生、Al場(chǎng)景需要極低時(shí)延可采用彩光N*10GOTN/OSU獨(dú)享波長(zhǎng)方案，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)站一跳直達(dá)路段中心，帶來(lái)極低網(wǎng)路段中心 收費(fèi)站收費(fèi)站收費(fèi)站收費(fèi)站圖410G/100G共享環(huán)-N*收費(fèi)站共享10G/100G帶寬收費(fèi)站1收費(fèi)站1路段中心收費(fèi)站2收費(fèi)站N收費(fèi)站3圖5N*10G彩光收費(fèi)站一跳直達(dá)路段中心獨(dú)享帶寬費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)車道、服務(wù)區(qū)及ETC門架等片區(qū)場(chǎng)景的接入網(wǎng)絡(luò)采用等比分光星業(yè)務(wù)接入網(wǎng)建議采用TypeC單歸屬組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)從收費(fèi)站通信機(jī)房到車道或路側(cè)OLT部署在收費(fèi)站通信機(jī)房，終結(jié)PON協(xié)議并實(shí)現(xiàn)三層網(wǎng)關(guān)和動(dòng)態(tài)路由根據(jù)業(yè)務(wù)帶寬需求選擇合適的PON技術(shù)，當(dāng)前階段收費(fèi)和視頻業(yè)務(wù)接入網(wǎng)路段中心路段中心圍VPN專線收費(fèi)站通信機(jī)房A公路沿線工作站收費(fèi)廣場(chǎng)收費(fèi)車道收費(fèi)OLT圖6高速公路生產(chǎn)業(yè)務(wù)接入網(wǎng)方案2.3F5G全光網(wǎng)絡(luò)方案核心價(jià)值業(yè)務(wù)顆粒度覆蓋廣：可為高速通信系統(tǒng)提供客戶側(cè)接口GE/10GE/100GE寬靈活調(diào)度。線路側(cè)接口包含2.5G/10G/100G/200G/400G等速率。400GQPSK下一代系統(tǒng)傳輸距離與當(dāng)前100G相當(dāng)，部署運(yùn)維方式不變，容量翻倍，推動(dòng)光下一代光傳輸走向400G*80波。靈活擴(kuò)容：光譜范圍支持C+L波段，單波最高支持800G業(yè)務(wù)承載能力，供客戶側(cè)1+1,電層ODUK/OSUSNCP,光層OLP/ASON等保護(hù)，覆蓋客戶側(cè)、自愈時(shí)間小于30ms,類雙總線結(jié)構(gòu)不存在環(huán)網(wǎng)風(fēng)暴，接入ONU之間故障隔離，作用及特點(diǎn)以太網(wǎng)鏈路聚合·負(fù)荷分擔(dān)，增加上行鏈路帶寬·聚合組成員互為備份，增強(qiáng)上行鏈路可靠性綁定雙歸屬保護(hù)組·上行鏈路故障觸發(fā)TypeB和TypeC雙歸屬保護(hù)倒換，增強(qiáng)上行鏈路可靠性TypeB單歸屬·保護(hù)OLTPON口和主干光纖TypeB雙歸屬·保護(hù)OLT設(shè)備、OLTPON口和主干光纖TypeC單歸屬·保護(hù)OLTPON口、主干光纖、分光器、配線光纖和ONUPON口TypeC雙歸屬·保護(hù)OLT設(shè)備、OLTPON口、主干光纖、分光器、配線光纖和ONUPON口主控板冗余備份·轉(zhuǎn)發(fā)面主備負(fù)荷分擔(dān)，增強(qiáng)設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力·控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面解耦，提升ISSU和可靠性能力電源板冗余備份·提升設(shè)備硬件可靠性工業(yè)級(jí)·寬溫-40~70度，網(wǎng)口共模6KV防雷，適應(yīng)軌旁室外環(huán)境雙電源輸入·提升設(shè)備硬件可靠性表2GPON可靠性方案的特性列表車道和公路沿線接入數(shù)據(jù)一跳至達(dá)收費(fèi)站，網(wǎng)智慧化發(fā)展的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，高速F5G全光方案為高速公路行業(yè)提供全面、專業(yè)的全光解決方案。本章從生產(chǎn)業(yè)務(wù)角度闡述高速公路F5G方案。高速公路通信系統(tǒng)的干線傳輸網(wǎng)和路段接入網(wǎng)，綜合承載了收費(fèi)業(yè)務(wù)、監(jiān)測(cè)據(jù)相繼承載在該網(wǎng)絡(luò)中。F5G全光干線傳輸網(wǎng)絡(luò)和路段接入網(wǎng)絡(luò)通過(guò)縱向?qū)⒁粡埦W(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)一張網(wǎng)絡(luò)綜合承載和演進(jìn)。硬管道技術(shù)具備的確定性低時(shí)延，為車路協(xié)同、數(shù)字孿生、Al智能應(yīng)用等場(chǎng)景帶來(lái)極低時(shí)延體驗(yàn)。面對(duì)智慧公路建設(shè)，F(xiàn)5G全光承載網(wǎng)作為高速公路發(fā)展智慧底座有如下特點(diǎn)：1、全光統(tǒng)一管控，按子系統(tǒng)獨(dú)立管控：管控拉通可達(dá)省級(jí)通信中心-通信分中心-路段中心-收費(fèi)站，按照OTN/OSU管道進(jìn)行端到端業(yè)務(wù)的發(fā)放和管控。OSU最小帶寬分配到10M,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)帶寬靈活分配，提升帶寬利用率。2、業(yè)務(wù)硬隔離：業(yè)務(wù)支持區(qū)域/路段中心/省中心存儲(chǔ)，業(yè)務(wù)匯聚上下。按照單板/單板端口/波長(zhǎng)/時(shí)隙物理資源分配不同業(yè)務(wù)類型，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)硬隔離。應(yīng)用等場(chǎng)景提供us級(jí)超低且確定性時(shí)延保證。務(wù)帶寬調(diào)整(增加或減少),且秒級(jí)無(wú)損調(diào)整。支撐子網(wǎng)下該類業(yè)務(wù)的長(zhǎng)期演進(jìn)和管理，從而實(shí)現(xiàn)一張網(wǎng)承載高速業(yè)務(wù)的演進(jìn)和升級(jí)。站級(jí)帶寬按需靈活擴(kuò)容按照10G/100G/200G/400G/800G步長(zhǎng)，按每個(gè)智慧業(yè)務(wù)視類監(jiān)測(cè)收費(fèi)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)視類監(jiān)測(cè)收費(fèi)網(wǎng)省干傳輸網(wǎng)路段接入網(wǎng)省級(jí)聯(lián)網(wǎng)中心省級(jí)聯(lián)網(wǎng)中心省級(jí)通信中心生產(chǎn)業(yè)務(wù)一5圖7高速業(yè)務(wù)一張網(wǎng)綜合承載高速業(yè)務(wù)3.2全光收費(fèi)業(yè)務(wù)網(wǎng)F5G全光接入網(wǎng)提供高可靠和確定性低時(shí)延的高速收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)解決方案，確撐實(shí)時(shí)在線計(jì)費(fèi)目標(biāo)的達(dá)成。高可靠：收費(fèi)站通信機(jī)房到車道和ETC門架全鏈路冗余保護(hù)，無(wú)源分光器不存在電應(yīng)力失效，任意節(jié)點(diǎn)故障可在30ms內(nèi)恢復(fù)，收費(fèi)業(yè)務(wù)零中斷。確定性低時(shí)延：收費(fèi)業(yè)務(wù)分配固定帶寬，每125us都有固定長(zhǎng)度時(shí)隙完成收費(fèi)數(shù)據(jù)回傳，時(shí)延小于1ms,支撐實(shí)時(shí)在線計(jì)費(fèi)。收費(fèi)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，F(xiàn)5G全光接入采用TypeC單歸屬組網(wǎng)，核心層部署1臺(tái)OLT在收費(fèi)站通信機(jī)房。OLT和ONU之間采用星形組網(wǎng)，收費(fèi)車道根據(jù)雙向車道數(shù)量選擇分光比，一般情況下建議選用2個(gè)1:16等比分光器，具備接入雙向16車道能力，分光器可部署在收費(fèi)廣場(chǎng)路側(cè)人孔井或者中間收費(fèi)車道；ETC門架建議選用2個(gè)1:8分光器，具備接入雙向ETC門架的能力，可部署在其中一個(gè)ETC門架一體化機(jī)柜中。每個(gè)車道部署1臺(tái)ONU,每個(gè)ETC門架部署23.3全光監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)網(wǎng)針對(duì)高速公路監(jiān)測(cè)細(xì)則和視頻聯(lián)網(wǎng)要求，F(xiàn)5G推出長(zhǎng)鏈?zhǔn)饺饨M網(wǎng)方案，通過(guò)不等比分光技術(shù)和光中繼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高速主線和隧道的監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)覆蓋。F5G全光監(jiān)測(cè)方案的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值：2、高可靠：傳統(tǒng)以太環(huán)網(wǎng)中某個(gè)交換機(jī)節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致整網(wǎng)鏈路發(fā)生倒換，多點(diǎn)失效。F5G光接入雙總線架構(gòu)不受節(jié)點(diǎn)數(shù)影響，自愈時(shí)間始終小于30ms。鏈路每經(jīng)6~8個(gè)ONU節(jié)點(diǎn)后通過(guò)光增程器(ORU)中繼可實(shí)現(xiàn)128級(jí)ONU和120km的長(zhǎng)距接入，滿足高速公路高密長(zhǎng)距接入需求。收費(fèi)站1收費(fèi)站1同網(wǎng)絡(luò)箱同網(wǎng)絡(luò)箱②收費(fèi)站2D高速干線監(jiān)測(cè)場(chǎng)景，F(xiàn)5G全光接入采用TypeC單歸屬組網(wǎng)，核心層部署1臺(tái)OLT在收費(fèi)站通信機(jī)房。OLT和ONU之間采用鏈型組網(wǎng)，選用1:2不等比分光器，每級(jí)聯(lián)6~8跳后增加光增程器；每個(gè)桿站部署1臺(tái)工業(yè)級(jí)ONU,ONU具備雙PON上行端口，支持TypeC保護(hù)。2個(gè)不等比分光器、1個(gè)光增程器和1個(gè)ONU同網(wǎng)絡(luò)箱安裝。3.3.2隧道監(jiān)測(cè)場(chǎng)景務(wù)需要支持聯(lián)動(dòng)響應(yīng)機(jī)制。F5G全光隧道監(jiān)測(cè)方案針對(duì)隧道特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)訴求，利用PON技術(shù)的天然硬管道能力，支持各類監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)綜合接入，并根據(jù)業(yè)務(wù)重要運(yùn)營(yíng)和應(yīng)急響應(yīng)高效開展。?D母可--圖10F5G全光隧道監(jiān)測(cè)網(wǎng)組網(wǎng)方案高速公路隧道場(chǎng)景，F(xiàn)5G全光接入采用TypeC單歸屬組網(wǎng)，核心層部署1臺(tái)OLT在配電房通信機(jī)房。OLT和ONU之間采用鏈型組網(wǎng)，選用1:2不等比分光器，每級(jí)聯(lián)6~8跳后增加光增程器；每個(gè)桿站部署1臺(tái)工業(yè)級(jí)ONU,ONU具備雙PON上行端口，支持TypeC保護(hù)。2個(gè)不等比分光器、1個(gè)光增C保護(hù)),利用隧道環(huán)形光纖資源形成雙向鏈路冗余保護(hù)。3.4全光智慧服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)作為高速公路的重要組成部分，為來(lái)往人員提供出行服務(wù)，逐步發(fā)展成為業(yè)態(tài)豐富、功能齊全的新型商業(yè)區(qū)，是高速公路重要的延伸產(chǎn)業(yè)。而服務(wù)區(qū)的信息化建設(shè)也在經(jīng)營(yíng)管理和公眾服務(wù)等層面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。服務(wù)區(qū)場(chǎng)景，F(xiàn)5G全光接入利用硬隔離專網(wǎng)切片特性實(shí)現(xiàn)服務(wù)區(qū)視頻監(jiān)測(cè)、車流檢測(cè)及引導(dǎo)、人流統(tǒng)計(jì)、信息發(fā)布和免費(fèi)Wi-Fi等多業(yè)務(wù)—網(wǎng)綜合承載，服收費(fèi)站收費(fèi)站g服務(wù)區(qū)右輻核心交換機(jī)防火墻左輻圖11.F5G全光智慧服務(wù)區(qū)解決方案多種業(yè)務(wù)需求。ONU設(shè)備能耗低等原因，服務(wù)區(qū)實(shí)現(xiàn)綠色低碳；全光P2MP架構(gòu)光纖到房間、光纖到卡口，提升端口帶寬利用率的同時(shí)減少水平綜合布線；專網(wǎng)硬隔離切片，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外和外網(wǎng)一網(wǎng)承載，切片最小粒度ONU用戶側(cè)端口級(jí)別；整體建網(wǎng)成本降低30%。3.5光纜數(shù)字化運(yùn)維1、光纜健康可視：融入OTDR系統(tǒng)，光纖在線監(jiān)測(cè)OTDR系統(tǒng)(1511nm/1491nm單纖雙向)與業(yè)務(wù)光系統(tǒng)(1310nm/1550nm)融合，實(shí)現(xiàn)高速全光網(wǎng)內(nèi)嵌光纖在線監(jiān)測(cè)。4.1F5G助力浙江智慧高速高質(zhì)量發(fā)展浙江省已經(jīng)建成高速公路逾5000公里，高速公路也正在朝著智慧化的方向解決方案：省級(jí)中心(集團(tuán)網(wǎng))省級(jí)中心(集團(tuán)網(wǎng))x-圖12浙江F5G全光通信網(wǎng)方案務(wù)網(wǎng)分層架構(gòu)，同浙江高速公路通信管理的“省級(jí)中心-路段中心-基層站所”·高安全：基于NHP構(gòu)建的通信網(wǎng)，由于采用了100%的硬管道隔離技術(shù)，·高可靠：在通信節(jié)點(diǎn)間具備多路由的場(chǎng)景下，全光通信網(wǎng)條件滿足的應(yīng)連降了67%?！ねㄐ啪W(wǎng)絡(luò)光纜因工程施工等原因中斷頻繁，斷纜位置難定位，維護(hù)修復(fù)效率低。收費(fèi)站1圖13廣東F5G全光通信網(wǎng)方案通信網(wǎng)包括干線傳送網(wǎng)和路段接入網(wǎng)，統(tǒng)一采用OTN建設(shè)。大帶寬：骨干傳送采用N*100G&10G混合組網(wǎng)，路段接入采用N*檢測(cè)功能的單板實(shí)現(xiàn)光纖故障高效定位。·帶寬平滑演進(jìn)，無(wú)需新增光纖基礎(chǔ)設(shè)施，滿足未來(lái)10年智慧高速業(yè)務(wù)流量爆發(fā)式增長(zhǎng)訴求?！iberDoctor實(shí)現(xiàn)斷纖位置遠(yuǎn)程分鐘級(jí)定障，米級(jí)定位，提升現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維效率。背景：S省在高速公路智慧化方面走在全國(guó)前列，早在2021年7月S省交通運(yùn)輸廳就印發(fā)了《S省智慧高速公路建設(shè)指導(dǎo)方案》,在2022年高速公路約2千公里滿足智慧設(shè)施傳輸帶寬及時(shí)延要求。F5G采用“共享+獨(dú)享”的方案，為S省高速路段項(xiàng)目搭建既滿足傳統(tǒng)業(yè)務(wù)傳輸需求，又滿足智慧業(yè)務(wù)傳輸需求的雙業(yè)務(wù)寬需達(dá)到20G。路段中心的帶寬需達(dá)到20G。·因智慧業(yè)務(wù)帶寬需求量較大(總帶寬大于100G),并且對(duì)時(shí)延要求較高，以前采用的站站手牽手組環(huán)的方式已不再適用，需搭建既滿足相鄰站之間的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)傳輸，又能滿足一跳直達(dá)路段中心的智慧業(yè)務(wù)傳輸?shù)慕M網(wǎng)方案。解決方案：￥OTN設(shè)備QTN設(shè)備收費(fèi)站OTN設(shè)備OTNOTN設(shè)備圖14S省F5G全光通信網(wǎng)方案建設(shè)方案如上圖所示，采用OTN設(shè)備既可逐站落地，又可穿通中間站點(diǎn)直達(dá)目標(biāo)站點(diǎn)的特性，在兩個(gè)相鄰收費(fèi)站中采用2波10G搭建兩站間共享通道，在收費(fèi)站到路段中心間搭建2波10G直達(dá)通道(中間站點(diǎn)波長(zhǎng)直接穿通),實(shí)現(xiàn)“共享+獨(dú)享”雙業(yè)務(wù)通道。大帶寬：各收費(fèi)站既有到相鄰站的共享帶寬，又有直達(dá)收費(fèi)站的帶寬，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬輕松超過(guò)100G,并且后續(xù)智慧業(yè)務(wù)再度膨脹后，只需要增加波道，擴(kuò)容輕松簡(jiǎn)潔。高可靠：F5G具備多種保護(hù)方式，主用鏈路中斷后可在50ms內(nèi)倒換到備用鏈路，倒換保護(hù)效率高于PTN方案。客戶價(jià)值：·一張網(wǎng)滿足逐站傳輸和一跳直達(dá)兩種傳輸需求，簡(jiǎn)化運(yùn)維，適用多樣延時(shí)要求；·具備多種保護(hù)方式，具備升級(jí)為動(dòng)態(tài)ASON的能力，保障客戶網(wǎng)絡(luò)安全·后續(xù)擴(kuò)容只需增加波道即可，靈活方便，新老業(yè)務(wù)走各自通道，保護(hù)前期4.4F5G助力黑龍江高速一張網(wǎng)運(yùn)營(yíng)、集約化發(fā)展骨架公路網(wǎng)布局方案的總體規(guī)劃，建設(shè)高速公路通信專網(wǎng)。設(shè)立高速公路聯(lián)網(wǎng)收速發(fā)展的需求?！らL(zhǎng)途骨干光纜資源稀缺，原有SDH收費(fèi)網(wǎng)采用四纖雙向復(fù)用段保省公司和地市分公司網(wǎng)管數(shù)量多，維護(hù)工作量大，無(wú)法端到端監(jiān)測(cè)和開通業(yè)務(wù)?！そ尤雽有枰紤]面向未來(lái)車路協(xié)同超低時(shí)延傳輸需求的演進(jìn)能力。高管局/信息中心粵省干傳送路段分中心息接入傳送省級(jí)云平臺(tái)XX分公司息圖15黑龍江F5G全光通信網(wǎng)方案省干40*100GMS-OTN開啟SDH和OTN平面，收并原有SDH收費(fèi)網(wǎng)原有SDH收費(fèi)網(wǎng)接入網(wǎng)，在分公司/路段分中心界面以SDH2.5G接入省新建高速接入層傳輸采用1波彩光的10G三混線路板，SDH2.5G+7.5G效率高。信承載管道。網(wǎng)，節(jié)省60%投資，全面承載高速現(xiàn)有及未來(lái)所有業(yè)務(wù)。高性價(jià)比，低投·MS-OTN