城市网络作为智慧城市物理世界与数字世界的联接桥梁,为城市建设提供面向业务协同,可智能调 度的网络基础设施,高效、可靠的保障网络服务质量。
1.数字政府对城市网络的需求
数字政府建设是建设网络强国、数字中国的基础性和先 导性工程,数字政府的重要特征是数据资源共享、机构 在线协同和业务高效运转。数字政府建设已经进入全面 加速期,“最多跑一次”“一网通办”“一网统管”“一 网协同”“接诉即办”等业务创新实践,对数、云、网 等数字基础设施资源提出了更高要求,需要形成互联互 通、协同联动、数据赋能、安全可靠的平台支撑能力, 有效保障政府数字化改革纵深推进。数字政府的建设目 标是将数字化技术应用于政府管理、政务服务和公共服 务的全流程中,其核心场景可以总结为政务服务“一网 通办”、城市治理“一网统管”、政府运行“一网协同”。
政务服务“一网通办”
政务服务“一网通办”是在“事项精简”“数据共享”“流 程优化”等方面深入推进行政审批的标准化建设,不断 提升政务服务的质量。政务服务平台建设存在管理分散、 服务系统繁杂、事项标准不一、数据共享不畅、业务协 同薄弱等问题,政务服务整体效能不强,办事难、办事 慢、办事繁的问题还不同程度存在。政务服务横向不同 的条线业务部门间业务协同,纵向省市区县等多级协同, 对网络建设提出新的要求:
纵向省市协同、市区协同:省市政务服务能力下沉到 区县村,横向各委办局数据治理与共享,数据多跑路,人少跑路;省市远程协助区县进行一体化办公;多终 端、多用户跨省市、市区进行协同办公,需要能够提 供一站式、端到端的网络服务能力,保障无差异的一 致性网络体验; » 跨层可视:由于省市、市区县网络通常采用分段建设 运维运营的模式,用户需要能够实现网络跨层端到端 的可视,显示所有的网络路径及质量,出现故障时可 以及时准确的找到故障节点; » 统一标准:由于终端 / 用户接入方式不同,多级网络 建设责任主体也不一样,需要不同网络建立用户体验 标准(差异化/跨地域一致性体验)、网络运营标准(网 络质量标准、统一监控管理等 )、网络建设标准 ( 网 络架构灵活、广覆盖、多场景、高效共享、网络连续 性、网络安全合规等 ),以保障用户体验的一致性, 减少多级网络的协同复杂度。
城市治理一网统管
“一网统管”是通过流程变革、技术支撑、线上线下协同, 提升城市的 " 智治力 "。针对城市治理中的关键问题,围 绕“高效处置一件事”的目标,形成横向整合政府各委 办局,纵向拉通市、区、街镇、社区,有效进行统筹管 理和跨部门协作的现代化城市治理体系。

“一网统管”涵盖城市治理的多个领域,业务应用复杂 多样,以指挥调度中心联动指挥为例,联动指挥需要纵 向跨越市、区、街道、社区等层级,横向跨越城运、公安、 应急等多个委办单位,属于比较复杂业务场景。联动指 挥一般由市级联动指挥中心和区级联动指挥中心组成, 街道社区单位一般由区级管理。从业务功能区分,联动 指挥一般包括指挥应用(如视频、通信、调度、处置等)、 视频会议平台、视频监控平台、融合通信平台以及各种 对应的终端设备构成,涉及视频呼叫、浏览摄像头视频、 上报 GIS 信息、多级级联会议、集群终端融合会议、监 控摄像头融合会议等典型应用场景。
为了实现联动指挥在日常事件以及“战时”重大事件的 高效协同处置,对网络提出了更高要求: » 多网协同运营:例如市级层面的联动指挥业务涉跨越 市级政务外网、区级政务外网、移动专网、视频专网、 物联网、互联网等多张网络,不同的网络责任主体、 技术标准都存在差异,要求网络具备业务跨网协同运 营能力,为用户提供统一的端到端网络服务; » 业务重保:网络需要具备联动指挥业务重保能力,尤 其是保障指挥过程中的“零”丢包、低时延等体验, 避免指令收不到、画面看不见; » 网络可视:要实时可视市级政务网、区级政务网、 移动网络、物联网等网络状态、业务承载情况,故 障发生时能够第一时间定位网络故障点,并且快速 修复网络; » 即插即用,敏捷开通:视频专网、物联专网等要具备 模块化、标准化的能力,快速部署开通网络连接服务, 满足视频监控、手台、无人机等设备快速接入。
政府运行“一网协同”
政府运行“一网协同”由分散建设向一体化协同发展, 提升政府整体运行效能。“一网协同”包含电子公文 / 档案库、视频大联网、协同办公等主要场景,其中视 频大联网包含办公会议 ( 协同会商会议、专家评审会 议 )、培训宣导 ( 政策宣导、党建学习 )、委办业务 ( 政 府招标采购、城市治理 ),协同办公场景包含远程办公 ( 基层考察、出差在途 )、固定办公 ( 居家办公、办公 室办公 )。

以视频会议为例,视频会议成为后疫情时代刚需,由行 政会议向协作智能化、覆盖全员化、视频业务化方向发展, 视频会议由单部门会议向多部门会议转变 ( 使用范围由 办公走向支持局委办业务 ),由单会场到省市县乡村多级 会场转变 ( 覆盖范围由机关走向基层,覆盖全员 ),单场 视频会议接入路数平均有 100 方提升至 700 方,会议召 开次数由一周一次到一周五次;视频会议是一网协同发 展的核心,高品质视频会议对网络覆盖、品质等提出更 高的要求,保障满足高频次、大规模、高体验的视频会 议要求,具体如下:
随时随地开会:跨部门会商会议需要各部门协同,例 如疫情防控涉及公安、卫健、交通等部门,跨部门会 商需求旺盛,但跨部门协同互联互通难,体验差异大, 需要支持与各个委办之间互联互通,每次开会需要提 前半个月到一个月进行申请,申请周期比较长;需要 网络能够提供用户随时可订阅的标准化、可复制产品, 明确网络服务产品的具体规格和边界,满足业务即插 即用的要求,让用户像用水、用电一样使用网络,降 低定制化带来的人力成本; » 会议效果有保障:城市管理、应急响应等指挥调 度场景下,需要实时获取处置现场状况,指挥到 人, 但 是 指 挥 调 度 现 场 实 况 看 不 清, 视 频 出 现 “卡”“慢”“糊”“断”等问题协同会商困难,体 验差; 7*24 小时进行人工重保,出现问题定位恢复 时间长,导致整个会议效果不佳;需要网络能够提供 自动化、智能化的高效保障能力,对用户的 SLA 和体 验进行全方位的保障,提前感知视频应用级时延和丢 包等 SLA、体验指标,并对相关服务质量进行预测及 建议,支撑人工或系统快速恢复,最终用户无感,实 现高临场感视频体验,零卡顿、领丢包; » 一站式服务:整体运营效率低,通过背靠背方式互 通,人肉线下电话短信约会,配置复杂,X 省 X 厅召 开 300 方全省会议,网络 ACL 配置 900 多条,耗费 3~7 天才能开通网络;每新增一个会场信息都需要全 部调测,并且要提前半个月申请,不能临时增加会场 信息,扩展性、复制性比较差;需要网络能够提供跨 市区、跨省市的一站式、端到端网络能力,扩展性强, 支撑跨区域、高频次、大规模、高体验的视频会议。
2.数字经济对城市网络的需求
数字经济是以数据为关键要素,以现代信息网络为主要载 体,以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要 推动力的新经济形态。数字产业化加快信息技术和数据要 素的融合创新,提供算力、存力及 AI 能力等,推动社会 资源在更大范围内实现高效整合与优化配置;产业数字化 发挥数字技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用,深入 推进企业“上云用数赋智”,培育壮大新产业新业态新模式。 算力和各种产业能力(工业软件、产业算法、行业大模 型等)都需要网络进行连通和赋能,需要深化网络共建 共享、多网协同,提供算力“一点接入、即取即用”的 联接服务,为跨地域、跨层级、跨场景灵活调度提供支撑, 对网络提出如下要求:
能力资源互联互通需要网络提供标准服务:包括算力、 算法、工业软件、大模型、大算据等在内的公共资源 互联互通,对网络的需求不尽相同,因此,网络需要 对核心算力、边缘算力、科研算力、产业算力、产业 大模型、公共算据等提供标准的服务目录,比如对部 分用户提供 VIP 带宽服务,对部分用户提供低时延和 加密服务,对其它用户提供共享带宽服务等; » 海量数据传输需要超大带宽:包括对科研、工业等领 域的海量数据的模拟仿真、清洗挖掘等,都离不开数 据的高效流通,需要超大带宽的支持,比如贵州天眼 FAST 每秒产生 38G 数据,全国各地天文研究人员都 希望能够高效及时地获取; » 海量用户传输算据需要敏捷拆建和弹性带宽服务:由 于绝大部分用户并不会 7*24 小时使用网络资源,为 了提升网络使用效率,根据用户对网络使用的并发率, 提供 BOD(按需带宽)服务,用户错峰出行,既保 障了用户体验又能很好地提升资源使用效率;这需要 网络的连接必须快建快拆,带宽有弹性; » 统一标准:网络由于服务千行百业,需要统一建设标 准,统一运营标准,真正做到全市的产业算力网络最 终能够统一管理、统一运营,避免“七国八制”,无 法拉通管理。
数字经济基础设施里的算力、工业软件、公共算法、数 据集等最终服务于千行百业,需要一张包括算力资源、 软件资源、算法资源等能力资源互联互通、以及服务于 千行百业的企业用户接入的数字经济信息“大动脉”, 加速和使能数字经济的蓬勃发展。
3.数字社会对城市网络的需求
数字社会以构筑全民畅享的数字生活为目标,强调新发 展格局下“以人民为中心”的高质量发展,强调人民群 众在数字化转型中的幸福感、获得感、参与感、认同感。 随着数字应用不断拓展,电子商务、视频直播等互联网 应用全面普及,大幅提升社会运转效率。“互联网 +” 在教育、医疗、养老等基本公共服务领域不断创新,不 断提升公共资源全民共享水平。长远来看,数字社会要 以满足群众高品质生活需求和实现社会治理现代化为导 向,沉淀未来社区、数字乡村等社会空间服务模式,打 造智慧便民生活圈、新型数字消费业态、面向未来的智 能化沉浸式服务体验。 当前为数字社会业务服务的网络普遍受制于受众分散、 需求多样、公益属性强投资不足等因素,导致各地网络 联接的供需错配和失衡问题较为突出。 因此,为更普遍性、更均衡地提供高品质数字社会业务, 对城市网络提出了共性的诉求:
全市统筹规划、集约化建设普惠均衡、普遍覆盖的高 品质公共服务网络,覆盖到学校、医院、社区、村居、 公共服务设施,让人民群众无论身在何处,都能随时 随地获取到一致性联接体验; » 由于公益属性强,需要确保网络资源的长期投资和持 续运营,政府要提供针对性的政策扶持和财政支持, 要形成长效运营机制,为数字社会服务提供更好的网 络服务,从而持续产生更大的社会效益; » 充分考虑城市公共算力资源调用和数字社会数据资源 的互联互通,通过无处不在的弹性、敏捷、智能的网 络联接,让算力更好地为数字社会业务赋能,把智慧 带入教育、医疗、生活。
数字社会中,智慧教育、智慧医疗和智慧社区是三大典 型业务场景,应用场景创新较为广泛和丰富,从典型业 务场景出发,需要网络要具备如下关键能力: » 网络普惠均衡、广覆盖、无差别一致性体验:为用户 提供泛在普惠的无差别网络联接,能够满足用户随时 随地的按需接入、敏捷开通和数据的安全共享互通; » 智能调度、应用级保障、安全可靠:提供公共服务算 力资源的智能调度、应用级感知和差异化保障、个人 数据的安全防护保障等,要统筹规划、充分利用城市 算力资源,网络要为多算力池的 AI 训练与本地智能推 理间搭建稳定可靠、安全可信、弹性敏捷的智能通道; » 公共服务网络建设和运营涉及多方利益主体,要建立 基于多元参与、数据融合的“共建、共治、共享”的 网络建设和服务新模式。需要明确责任主体,政府提 供相应的指导和扶持,建立模块化、标准化的建设标 准规范,形成面向多元化需求的可持续运营机制,以 及快速灵活响应和适配多变需求的网络服务能力。

4.数字孪生对城市网络的需求
数字孪生是综合运用多种技术,通过构建城市物理世界 与网络虚拟空间对应、交互的复杂系统,实现物理空间 与数字空间的实时双向同步映射及虚实交互。CIM(城 市信息模型)是以城市信息数据为基数,以建筑信息模 型(BIM)、地理信息系统(GIS)、物联网(IoT)、数 字孪生等技术为基础的全域时空信息底座,是智慧城市 和数字孪生城市的重要模型基础。结合智慧城市数字政 府、数字经济、数字社会以及数字孪生城市建设,围绕 CIM(城市信息模型)平台核心业务,识别关键业务场 景和网络诉求,以用促建,构建先进、实用、领先的城 市网络基础设施。数字孪生 CIM 业务是一个系统性的复 杂工程,上图简要描述了 CIM 业务的主要流程。
首先就是城市数据的获取,包括时空数据及城市动态数 据。时空数据一般通过航片、图纸、无人机拍照等方式 获取,动态数据一般通过视频、物联、IOT 等方式获取。 其次这些数据经过格式转换、模型融合、空间化、轻量 化等数据治理,之后在 CIM 平台做进一步的处理。当委 办局、科研单位、企业、个人针对城市运行、城市建设 等应用进行访问时,CIM 孪生平台通过云渲染或者端渲 染的方式将相关数据或者可视化数据结果传到用户终端, 从而实现业务的呈现展示。 CIM 业务除了依赖于 CIM 平台、大数据、视频、物联等 各种平台外,更需要依托统一的网络基础设施实现数据 互联、数据共享、能力支撑和算力供给,CIM 和网络的 关系可以分为三个部分:

① 用户访问 CIM 应用平台,实现应用的调用申请及数据 结果的返回。为了支撑城市用户访问 CIM 应用,需要 骨干网络具备至少百 G 级别的带宽,每个单位用户也 需要具备 10G 的接入能力,同时为了保障 CIM 业务 的最佳体验,传输网络需要尽量向边缘延伸; ② 城市物联感知数据的获取。如果没有实时的物联数据, 所谓的数字孪生仍然是“死”的,无法真实、鲜活的 体现城市信息,尤其是一些如内涝、火灾、交通拥塞 等紧急场景。网络需要提供高安全性、可靠隔离、实 时传输、泛在接入的能力; ③ 多云数据同步、算力调度。CIM 平台要实现 BIM、 GIS、IOT、政务数据等多种数据的融合,需要各个平 台之间进行大量的数据同步及数据交换,同时需要大 量的算力进行数据渲染处理。针对数据同步、算力调 度,需要算力DCI网络,实现各个云、算力中心之间“一 跳”直达,毫秒级超低时延互访。
综合以上分析,CIM 业务对网络提出了多项要求: » 超大带宽:市区多用户并发访问 CIM 业务进行数据 交互以及实时的算力渲染等,需要具备超大带宽、安 全可靠、质量稳定、优质体验、可平滑演进的 IP 网 络以及光传输网络。根据调研分析,单用户本地渲 染需要约数百 M 带宽,云渲染需要约数十 M 带宽, 5000 并发用户共计需要几百 G 带宽(云渲染 / 本地 渲染按 9:1 计算); » 数据跨网协同:CIM 业务涉及政务外网、物联网、算 力网、移动网等多网协同,需要具备统一的网络运营 能力,保证业务跨网跨域协同; » 网络覆盖到用户:CIM 业务对网络的高要求需要网络 覆盖到客户边缘,以提供更好的网络带宽、时延能力; » 高品质网络体验:作为城市的 TOP 业务,需要网络 具备随时随地的重保、端到端可视能力,保障业务的 流畅体验; » 仿真预测:CIM 业务流量增长将越来越快,需要网络 提供仿真与预测服务能力,提前帮助用户规划网络资 源,避免资源不足影响业务; » 智能运维:随着大量的业务基于 CIM 平台部署,将 会带来越来越多的网络运维工作量,需要网络具备自 动运维、定位、排障能力,提高运维效率。