【华为】2023智慧高速F5G全光通信网技术白皮书_V1.0_46页_7mb

智慧高速F5G全光通信网技术白皮书总结

核心内容

《智慧高速F5G全光通信网技术白皮书》围绕高速公路通信网的演进趋势和智慧化发展需求，提出以F5G全光网络作为新一代数字底座，支撑高速公路的数字化、智能化转型。F5G全光通信网具备超大带宽、长距传输、超长生命周期和绿色可持续发展等特性，能够满足高速公路联网收费、视频联网、车路协同、无人驾驶等智慧化业务对通信网络的高要求。

主要观点

• 高速公路行业现状：我国高速公路发展迅速，截至2022年底通车里程达17.7万公里，进入“十四五”后，行业开始注重科学合理发展和智慧化转型。
• 通信网演进趋势：高速公路通信网从PDH到SDH/MSTP，再到OTN/OSU，逐步向高带宽、低时延、高安全和高可靠方向演进。
• F5G全光网络优势：F5G具备增强型固定宽带(eFBB)、全光纤连接(FFC)、保证可靠体验(GRE)三大特征，可提供硬管道承载、确定性低时延、业务隔离、灵活扩容等能力，满足智慧高速的多业务承载和实时性需求。
• 网络架构设计：F5G全光通信网基于高速公路现有三层架构（干线传输网、路段接入网、生产业务接入网）进行优化，实现网络统一管控、业务一跳直达和灵活带宽分配。
• 应用场景：包括全光传输网、全光收费业务网、全光监测业务网、全光智慧服务区和光缆数字化运维，满足不同场景下的业务需求和网络特性。
• 应用案例：浙江、广东、黑龙江、四川和江西梅岭隧道等省份和地区的高速公路采用F5G全光通信网方案，实现网络升级、带宽提升、运维效率提高和业务连续性保障。

关键信息

• 业务需求：高速公路通信网需具备多业务综合承载、按需平滑升级、低网络时延、高安全高可靠、关键基础设施安全保护等能力。
• 技术演进：从SDH向OTN/OSU演进，支持更高带宽和更低时延，实现网络资源的高效利用。
• 网络架构：
  • 干线传输网：采用N*100G/200G OTN/OSU组网，实现一跳入云和高带宽承载。
  • 路段接入网：支持N*10G/100G共享环或彩光直达，满足不同带宽和时延需求。
  • 生产业务接入网：采用GPON/XGS-PON技术，实现硬隔离承载，提升网络安全性。
• F5G方案价值：
  • 全光统一管控：支持多业务综合承载，提升带宽利用率和网络灵活性。
  • 高安全与高可靠性：采用硬管道技术，实现业务隔离和快速故障自愈，确保网络稳定运行。
  • 绿色经济：无源光网络替代有源设备，降低能耗和运维成本，提升网络效率。
  • 易运维：支持一屏运维、远程故障诊断和自动化管理，提升运维效率和智能化水平。

场景化解决方案

• 全光传输网：实现收费、监测、视频等业务一网承载，支持未来智慧业务扩展。
• 全光收费业务网：采用Type C单归属组网，支持收费站与路段中心的高带宽、低时延传输。
• 全光监测业务网：通过不等比分光和光中继技术，实现长距离和高密度监测业务覆盖。
• 全光智慧服务区：支持视频、车流、人流等多业务一网承载，提升服务区信息化水平。
• 光缆数字化运维：实现光纤健康可视、故障精准定位和资源高效利用，提升运维效率和网络可靠性。

应用案例

• 浙江：采用F5G全光通信网，实现多业务综合承载，提升带宽和降低运维成本。
• 广东：建设全光大动脉，实现高带宽、高安全、易运维，满足未来智慧化需求。
• 黑龙江：通过MS-OTN技术，实现省干和接入网一体化，提升网络可靠性与灵活性。
• 四川：实现“共享+独享”双业务通道，满足传统与智慧业务需求。
• 江西梅岭隧道：采用F5G方案，实现隧道内多业务统一承载，提升运维效率和安全性。

应用展望

• 未来趋势：F5G将推动高速公路从“光纤到户”迈向“光联万物”，支持车路协同、数字孪生、AI智能应用等智慧场景。
• 技术演进：OTN/OSU技术将进一步下沉，实现更细颗粒度的带宽分配和更低时延传输。
• 网络智能化：ASON自动交换光网络和OXC光交叉连接技术将进一步提升网络的自动化和智能化运维能力。
• 带宽保障：单波800G技术将为高速公路提供持续的带宽支持，满足未来业务增长需求。

缩略语

参与单位与人员

• 主编人员：许智宇、鲁玉春、胡季岗、黎松峰、冯磊、邢颖、张儒、刘鹏吕民家、但科
• 参编人员：苏建伟、张海波、齐志刚、王军、孙伟光、孙卫华、童杰、关小杰、蒋贵川、冯光宇、刘勇健、赵羽、汪正勇、吴英华、檀童和、林成创、刘洋、柯清建、温磊、马小虎、刘大海、曲臻、吕耀坤、李川文、张鹏、忤高升
• 参编单位：黑龙江省交投信息科技有限责任公司、宁夏交投高速公路管理有限公司、中国通信建设集团设计院有限公司、黑龙江省交通规划设计研究院集团有限公司、哈尔滨交研交通工程有限责任公司、广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司、四川省公路规划勘察设计研究院有限公司、广东省电信规划设计院有限公司、智慧网云（北京）技术有限公司、山西省交通规划勘察设计研究院有限公司、云南华远电子有限公司、华为技术有限公司

总结

本白皮书系统阐述了高速公路通信网的现状、挑战与演进方向，提出了以F5G全光网络为核心的新一代通信解决方案。F5G全光通信网具备高带宽、低时延、高安全和高可靠等优势，能够满足高速公路数字化和智慧化发展需求。通过优化网络架构、提升运维效率、实现业务隔离和灵活带宽分配，F5G全光通信网在多个省份和项目中得到了成功应用，显著提升了高速公路的运营效率和服务水平。未来，F5G将继续推动高速公路向“光联万物”演进，助力交通强国战略目标的实现。