华为 -智慧高速F5G全光通信网白皮书2024.docx

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1、智慧高速F5G全光通信网白皮书biHUAWElCONTENTSI目录01第一章高速公路通信网的现状和挑战11.l高速公路行业发展情况21.2 高速公路通信网现状和挑战313高速公路通信网演进趋势和诉求502第二章智慧高速公路F5G全光通信网络72.1 固定网络代际的发展82.2 F5G全光网络演进的关键技术92.3 高速F5G全光通信网络演进方案102.3.1 干线OTN演进方案102.3.2 小型化OTN接入网解决方案112.3.3 基于PON技术的数据传输解决方案1403第三章智慧高速公路F5G全光场景化解决方案183.1 F5G全光干线传输网方案193.2 F5G全光路段接入网方案203

2、.3 F5G全光干线-路段接入网高可靠一体方案213.4 F5G全光数据传输网方案223.4.1 F5G全光收费数据传输网方案223.4.2 F5G全光路侧数据传输网方案233.4.3 F5G全光隧道数据传输网方案253.4.4 F5G全光服务区数据传输网方案253.5 OTN光缆数字化运维监测解决方案2704第四章高速公路F5G全光网应用案例294.1 F5G助力浙江智慧高速高质量发展304.2 F5G助力广东打造高速公路全光大动脉314.3 F5G搭建S省智慧高速共享+独享双业务通道324.4 F5G为江西梅岭隧道打造全光底座3305第五章高速公路F5G全光通信网应用展望36附录-1缩略语

3、38附录-2参考文献40I第一章高速公路通信网的现状和挑战1.1 高速公路行业发展情况随着1988年沪嘉高速公路一期工程、沈大高速公路沈阳至鞍山和大连至三十里堡的通车，拉开了我国高速公路建设的序幕，经过30多年的快速发展，我国高速公路规模和通车里程稳居世界第一，高速公路通车里程已超过18万公里。进入十三五”后,高速公路步入全面深化改革与规范发展的新时期,从注重里程规模和速度转向更注重科学合理可持续发展。近年，中共中央、国务院和交通运输部陆续颁发多项交通运输行业和公路行业的发展政策，为高速公路高质量发展提供政策支持和科学指导。2019年9月，中共中央、国务院印发交通强国建设纲要，提出紧紧围绕统筹

4、推进”五位一体总体布局和协调推进“四个全面”战略布局，推动交通发展由追求速度规模向更加注重质量效益转变，为全面建成社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴中国梦提供坚强支撑。2021年2月，中共中央、国务院发布国家综合立体交通网规划纲要,推进交通基础设施数字化、网联化。全方位布局交通感知系统，推进智能网联汽车（智能汽车、自动驾驶、车路协同）应用。构建综合交通大数据中心体系，完善综合交通运输信息平台。2021年9月，交通运输部发布交通运输领域新型基础设施建设行动方案（2021-2025年），明确了提升公路智能化管理水平和提升公路智慧化服务水平的相关内容。同月，交通运输部还发布了数字交通十四五发展

5、规划，提出要完善公路感知网络，推进公路基础设施全要素全周期数字化,发展车路协同和自动驾驶，深化ETC应用,建设一体化（监、调、管、急、服）智慧路网平台，推进智慧A艮务区建设。2022年2月，交通运输部印发公路十四五”发展规划，提出“十四五时期公路交通发展要坚持“服务大局、共享发展，统筹协调、融合发展，深化改革、创新发展，绿色集约、安全发展”四个基本原则，进一步明确了补短板、优供给、强务、增动能的十二字发展思路，为十四五时期公路交通高质量发展指明了方向和主要着力点。2022年7月，国家公路网规划发布，明确了公路网发展目标和要求，通过科技创新赋能，促进前沿科技应用，不断提高国家公路数字化、网联化水

6、平，提升路网安全水平和系统韧性，实现到2035年，基本建成覆盖广泛、功能完备、集约高效、绿色智能、安全可靠的现代化高质量国家公路网的目标。2022年9月，高速公路联网收费系统优化升级工程总体方案发布，在取消高速公路省界收费站工作基础上，优化升级全国高速公路联网收费系统，加强运行监测能力、AI计算能力、数据分析能力、业务融合能力建设，大幅提升公路网运行服务智能化水平。2023年9月，全国高速公路视频监测优化提升实施方案发布，进一步提升全国高速公路网监测能力和信息化管理水平，加快实现高速公路监测视频全面匿盖、快速调取、稳定运行，高效支撑公路交通保通保畅。方案要求到2024年年底，基本实现高速公路全

7、路段监测视频全面覆盖，加密完善高速公路视频，增强视频联网系统功能，实现指挥调度全网覆盖。2023年9月，交通运输部发布推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见，提出构建公路设计、施工、养护、运营等一套模型、一套数据，基本实现全生命期数字化，基本建成部省站三级监测调度体系，公路市场数据资源充分整合，建立健全适应数字化的公路标准体系，完善公路基础数据库等相关内容。1.2 高速公路通信网现状和挑战随着现代交通运输业的不断发展，高速公路在我国运输业中的重要作用逐渐显现。机电工程通信技术是高速公路工程中最为重要的一环，在保障高速公路出行的安全性、便捷性和稳定性方面发挥得十分关键的作用。高速公路机电工

8、程系统隶属于交通工程（安全设施、管理设施和服务设施）的管理设施。高速公路机电系统被划分为三大系统，即监控系统、收费系统、通信系统。在高速公路的建设和发展过程中，通信、收费、监控三大系统同步建设，协调发展。通信系统是高速公路机电系统的“中枢神经，作为信息化底座，为监控系统和收费系统的数据、语音和图像等信息准确而及时的传输提供通路，保证高速公路各管理部门之间业务联络的畅通，并为高速公路内部各部门和外界组织的通讯提供技术支持和保障。因此，通信系统的质量决定了高速公路机电系统的整体性能。早期，高速公路通信网主要是单条道路的内部通信网，随着高速公路建设规模不断加大，高速公路网正在逐步形成。随着道路数量和

9、里程的增加，区域内高速公路机电系统联网建设的方案论证及工程实践陆续开展，高速公路通信系统也从单条道路的内部通信向路网广域通信转变。2000年后，采用SDH技术建设高速通信系统的模式逐渐被采纳和推广，经过十多年的发展，各省份逐步建设了适合本省高速公路网的SDH数字通信网，承载高速公路收费、监控等关键业务的发展。2012年1月，交通运输部发布高速公路通信技术要求，确定高速公路通信网技术路Wtl3F5G金阳*3白皮百线，干线传输网宜采用SDH系统组建，路段接入网应与干线传输网技术体制相适宜，宜采用SDH技术。2019年5月，国务院印发深化收费公路制度改革取消高速公路省界收费站实施方案的通知，同年U月

10、交通运输部印发全国高速公路视频联网监测工作实施方案和全国高速公路视频云联网技术要求，全面推进视频监控网建设和视频联网，打造全国高速公路一张网运行监测体系。通过一系列政策规范的落地，对高速公路通信网提出更高的要求，通信网由局域网向广域网深化演进、路段接入网带宽面临倍数级膨胀等；同时，联网收费和视频联网对通信网的实时性和稳定性也提出明确诉求，现网SDH网络已无法满足高速业务诉求和演进规划，因此，各省也陆续启动干线传输网和路段接入网的升级改造。截止2023年底，全国已有近20个省份完成或正在进行干线传输网的SDH向OTN升级。随着联网收费和视频联网的快速推进，全国高速公路已实现联网互通能力，但由于历

11、史独立建网模式和各省建网方案的差异，整网的运行质量和运行效率还存在诸多问题。通过对典型省份网络进行分析发现,目前路段接入网建设多制式共存，建网带宽配置差异大，业务对接需多次转换传输，难以保证数据精准、全量、实时上传到上级管理部门，无法满足收费、雌和未来智慧化（如车路协同）的业务诉求。同时，当前高速公路按路段级建网,整网末端;匚聚节点多，且分散管理，造成整体建网复杂，层级多，运维难度大，效率低。因此,高速公路通信网需要根据演进趋势和业务诉求进行优化，需要自顶向下进行侬和设计，采用集约化建网模式，推进高速公路通信网架构归一、层级简化、建、管、养一体化统筹实施。图1高速公路通信网现状示意图13高速公

12、路通信网演进趋势和诉求进入“十四五时期，高速公路的建设更加注重新技术的创新应用，在不断强化基础设施数字化建设基础上，深化智慧高速试点，各类智慧业务的实施对高速公路通信网的质量提出更加严格的要求。在加快推进高速公路联网收费系统优化升级实施方案中，提出要进行联网收费系统升级，实现数据传输完整率、上传及时率、准确率均为IO0%,实现全网计费准确率99.99%、在线计费调用成功率不低于99.99%,兜底计费使用率不高于0.01%。在交通运输部印发的全国高速公路视频监测优化提升实施方案，提出为了进一步提升全国高速公路网监测能力，全面推进可视、可测、可控、可服务的路网运行管理体系建设，需要对现有视频监控设

13、施进行优化升级,并开展视频点位加密等工作，以确保高速公路视频联网系统的长期稳定运行，视频实时在线率不低于95%。高速公路通信网作为支撑高速公路智慧化的数字底座，为了满足以上业务能力和考核指标达成，同时满足适度超前，支持未来车路协同、无人驾驶等智慧化场景演进诉求，高速公路通信目标网应具备如下几个特征：1.多业务综合承载，带宽按需平滑升级能力：首先，随着智慧化不断提升，在传统机电业务基础上，智慧化业务需求不断丰富，如雷视拟合路网感知业务、车路协同业务、数字享生，AI智能化业务等,各类业务需相互独立，互不影响。因此,通信网络作为传输管道在承载业务时，需要提供业务的硬隔离承载，以保证业务间传输独立，安

14、全可靠；其次，随着收费准确率、视频监控要求的提高，以及感知业务、智慧化应用的落地，对各业务数据的完整性和稳定性传输提出更高要求，需要通信网具备全力送达、0丢包的传输能力；最后，为保障收费、监控、智慧等业务数据的传输与云端存储与调用，以及未来业务的按需扩展，需要通信网提供按需建网、灵活扩容的持续演进能力。2、业务传输低网络时延能力：为满足联网收费系统优化数据传输完整率、上传及时率、准确率均为100%的诉求，需要通信网具备实时传输能力。同时，未来智慧化车路协同、Al大数据云化处理的诉求也要求通信网具备端到端毫秒级确定性低时延的能力。3、高安全、高可靠网络能力：高速公路通信网作为高速公路的主动脉，负

15、责连接高速公路末端感知设备和中心“智慧大脑，必须具备整网高安全、高可靠的能力，才能保证各类业务和指令的上传下达，保障高速公路的可视管理和道路安全。另外，当前各类业务的指标诉求，如收费系统计费准确率99.99%、监控系统视频在线率不低于95%等，也更强调通信网必须具备极致安全、极致可靠的能力，具备多路由冗余保护能力和故障无损自愈能力。4、智能运维：高速公路具有距离长、覆盖广的特点,一旦出现网络故障，人员现场定位和修复相对困难和低效，特别是在交通繁忙的情况下，维护人员可能面临交通安全等问题。随着智慧高速公路的发展，网络规模也越来越大。亟需支持全网可视化实时管理和监控、故障智能诊断、故障精准定位、业务自动下发的网络管理系统，减少人工干预，提升运维效率。5、关键基础设施安全保护能力：为了保障公路水运关键信息基础设施安全，维护网络安全，2023年4月交通运输部发文公路水路关键信息基础设施安全保护管理办法，明确关键信息基础设施主要指如网络设施、信息系统等，高速公路通信网中的通信设备即为此类基础设施。后续新建、改建、扩建或者升级改造公路水路关键信息基础设施的，安全保护措施应当与公路水路关键信息基础设施同步规划、同步建设、同步使用。I第二章智慧高速公路F5G全光通信网络72.1 固定网络代