浙江地處中國東南沿海長江三角洲南翼，自古便是中國的經(jīng)濟重鎮(zhèn)。歷史上，京杭大運河從這里開始，加強了南北的經(jīng)濟交流，促進了中原文化和南方文化融合。如今，四通八達的高速公路成為經(jīng)濟文化交流的大通道，浙江省已經(jīng)建成高速公路逾5000公里，全省"兩縱兩橫十八連三繞三通道"主骨架已經(jīng)形成，方便了人們的出行，極大地促進了經(jīng)濟的發(fā)展。
高速公路也正在朝著智慧化的方向不斷演進，通過應(yīng)用數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，持續(xù)提升通道能力。在這一趨勢下，浙江交投高速公路運營管理有限公司（簡稱"浙高運公司"）攜手華為共同推進F5G（第五代固定網(wǎng)絡(luò)）在高速公路的落地應(yīng)用，以全光架構(gòu)為高速公路數(shù)字化打造網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接基礎(chǔ)設(shè)施，為高速公路的業(yè)務(wù)提供強有力支持。
智慧化高速建設(shè)提速，公路通信網(wǎng)絡(luò)面臨四大挑戰(zhàn)
隨著高速公路數(shù)字化水平不斷提升，早期的基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)與智慧高速發(fā)展之間的不平衡差距逐漸拉大，逐漸暴露出以下問題：
1）通信網(wǎng)絡(luò)安全要求高，光纜資源無法復(fù)用，收費、視頻監(jiān)測、辦公，每個領(lǐng)域各自組網(wǎng)，需要耗費大量的光纜；
2）大流量業(yè)務(wù)涌現(xiàn)，對傳輸帶寬等性能要求嚴苛，傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)帶寬資源已達到瓶頸；
3）早期的通信網(wǎng)絡(luò)大多是單鏈路，網(wǎng)絡(luò)鏈路中斷影響高速公路業(yè)務(wù)正常運行；
4）通信網(wǎng)絡(luò)光纜因地質(zhì)災(zāi)害等原因中斷頻繁，斷纜位置難定位，維護修復(fù)效率低。
高速公路F5G全光通信網(wǎng)，安全可靠超寬易運維
F5G采用光纖作為通信介質(zhì)，具備安全可靠、大帶寬、易運維等技術(shù)優(yōu)勢。浙高運公司在比選多種技術(shù)方案后，決定選用F5G技術(shù)，統(tǒng)一部署建設(shè)一張F5G全光通信網(wǎng)，構(gòu)建路段至集團中心的多業(yè)務(wù)綜合承載平臺。
浙江高速F5G全光通信網(wǎng)采用省干傳輸網(wǎng)、路段匯聚網(wǎng)、通信接入業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)，同浙江高速公路通信管理的"省級中心-路段中心-基層站所"三級架構(gòu)相匹配。
全光通信網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)圖
- 骨干層采用N*100G組網(wǎng)，處于傳輸網(wǎng)頂層，按需調(diào)度區(qū)域至省中心或各區(qū)域之間的長距業(yè)務(wù)，并保障其可靠傳輸；
- 匯聚層采用N*10G組網(wǎng)，處于接入層和骨干層之間，匯聚本轄區(qū)路段各基層站所業(yè)務(wù)并向上轉(zhuǎn)發(fā)，起承上啟下作用；
- 接入層采用N*10G組網(wǎng)， 面向高速公路基層站所內(nèi)外場機電設(shè)備，匯集監(jiān)控、收費、辦公等末端業(yè)務(wù)統(tǒng)一接入并向上傳遞。
浙高運公司F5G全光通信網(wǎng)拓撲圖如下：
全光通信網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
在實際網(wǎng)絡(luò)部署中，骨干環(huán)B和環(huán)C以彭埠為省級管理中心，通過溫州、金華等區(qū)域管理中心和永嘉、歌山等路段中心的設(shè)置完成區(qū)域間業(yè)務(wù)調(diào)度；對于長距離復(fù)用段，選取沿線站所安裝光放設(shè)備，提供光信號優(yōu)化，從而實現(xiàn)了業(yè)務(wù)從收費站到路段中心、省中心"一光直達"。
F5G全光通信網(wǎng)具有以下幾個核心價值：
多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載：基于 NHP（Native Hard Pipe）構(gòu)建的通信網(wǎng)，由于采用了100%的硬管道隔離技術(shù)，各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間都是嚴格物理隔離，能夠保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間相互不影響。浙高運公司通過F5G全光通信網(wǎng)實現(xiàn)"一張網(wǎng)"綜合承載高速公路收費、視頻監(jiān)測、辦公等業(yè)務(wù)，簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少了光纜消耗，降低了建網(wǎng)成本。
大帶寬：浙高運使用OTN升級改造了原有的SDH，匯聚層和接入層帶寬升級到N*10G, 骨干層帶寬升級到了N*100G，相比原系統(tǒng)，帶寬提升10倍以上，時延下降約75%。在F5G的支持下，浙高運實現(xiàn)了全路段高清視頻無卡頓傳輸，完成了高清視頻聯(lián)網(wǎng)。F5G全光通信網(wǎng)單纖最大支持120波，單波最高支持800G業(yè)務(wù)承載能力，能夠滿足未來10年智慧高速、車路協(xié)同等業(yè)務(wù)流量爆發(fā)式增長訴求。
高可靠：在OTM節(jié)點間具備多路由的場景下，如諸暨至諸暨北、金華至衢州等路段中，全光通信網(wǎng)條件滿足的應(yīng)連盡連，形成了"非完全mesh型+OLP"保護結(jié)構(gòu)，最大程度保障了業(yè)務(wù)安全可靠。比如，江山經(jīng)衢州至彭埠中心路線，在設(shè)備單點故障或鏈路斷纖情況下，通過環(huán)網(wǎng)保護50ms內(nèi)完成倒換，保證收費、視頻監(jiān)測等業(yè)務(wù)的正常運行。經(jīng)統(tǒng)計，光纜故障引起的業(yè)務(wù)中斷次數(shù)下降了67%。
智運維：全光通信網(wǎng)上還運用了Fiber Doctor智能光纖管理系統(tǒng)。即使光纖因地質(zhì)災(zāi)害原因發(fā)生中斷，也能夠通過內(nèi)置OTDR檢測功能的單板，實現(xiàn)斷纖位置遠程分鐘級定位，大大提升現(xiàn)場運維效率。
持續(xù)創(chuàng)新，打造智慧高速建設(shè)新示范
浙高運公司一直堅持以"安全、效率、效益、和諧"為中心，持續(xù)提高高速公路服務(wù)質(zhì)量，確保高速公路安全暢通。展望未來，浙江省國家高速公路將由18條增加至22條，普通國道由15條增加至19條，總規(guī)劃里程超過1萬公里。浙高運公司機電部部長傅志明表示："通信網(wǎng)是高速公路智慧化建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接基礎(chǔ)設(shè)施，F(xiàn)5G全光通信網(wǎng)為浙江高速打造了一個全光聯(lián)接底座，實現(xiàn)了多業(yè)務(wù)'一張網(wǎng)'高可靠承載，助力提升道路管理現(xiàn)代化水平。浙高運公司將和華為持續(xù)合作創(chuàng)新，以F5G全光聯(lián)接底座助力浙江高速公路高質(zhì)量發(fā)展，讓浙江在智慧高速建設(shè)和交通強國建設(shè)方面起到帶頭示范作用。" 
