智慧高速公路F5G全光场景化解决方案有哪些？

如果你对该问题感兴趣的话，推荐你看看《2024智慧高速F5G全光通信网白皮书》这篇报告，下面是部分摘录的内容，具体请以原报告为准。

1.F5G全光干线传输网方案

F5G全光干线传输网方案以OTN技术，可支持GE/10GE/100GE等多种客户信号速率的 映射和透明传输，线路侧可满足10G/100G/200G/400G等接口速率。同时基于WDM技术， 实现多波道复用，依据工程实际需要，可选用N*10G/100G/200G/400G方案进行建网，N 可根据实际需要部署使用波道，后续扩容需要，可通过扩波道实现带宽的灵活扩容。OTN基 于帧开销检测，可对传输设备进行快速的故障定位，业务保护等。F5G全光干线传输方案采 用分组增强型OTN设备，分组增强型OTN设备可支持SDH、分组、OTN业务统一承载，可 延续原高速SDH业务承载以及业务对接。 此外，随着高速“智慧大脑”建设，F5G全光干线传输方案可提供波长直达的超低时延方案，即路段分中心到部/省级数据中心一波直达，减少路由中转层级，采用光串通，从而简 化网络架构，并提供波长级业务隔离，实现一波直达超低时延、高可靠传输服务。

2. F5G全光路段接入网方案

F5G全光路段接入网络方案支持多种带宽述求。采用免光层的小型化OTN方案，分中心/ 收费站各部署一套分组增强型OTN设备，站站之间距离在80km范围内（依据实际工程，若 光纤衰耗过大，适量增加光放等）。小型化OTN方案中采用灰光10G/100G OTN组成10G/ 100G自愈环，各个收费站共享OTN 10G/100G带宽。

未来，分中心/收费站通过叠加光层单板或者光层子架来实现路段带宽扩容，路段一波直 达分中心。通过灰光彩光混合传输技术，灰光（O-波段）共享业务和（老业务承载在灰光） 和彩光（C-波段）承载新业务通过具备灰彩合波能力的单板，合波后同一对光纤中传输，实 现扩容不扩纤。

加光层单板或光层子架，采用彩光OTN N*10G 方案。彩光OTN N*10G方案是指，一波中 承载10G带宽业务，单站单设备系统最多可实现96波系统。工程部署时可依据实际情况规划 部署波道使用。例如，图13所示可分配每收费站到分中心单独一波方式，实现收费站一波直 达路段中心，每个收费站独享10G带宽。减少逐站转发时延，网络逻辑由“环”型改“树”型 的网络架构，带来极低网络时延，以及波长级隔离优势。也可分配多个收费站共享一波方式， 例如，4个收费站共享一波10G。彩光方案相对于小型化OTN灰光方案，通过扩充波道方式实 现一根光纤内的带宽灵活扩容。未来，以10G为步长按照收费站述求，实现单个收费站级/业 务级的带宽扩容。

3.F5G全光干线-路段接入网高可靠一体方案

路段接入网以经营模块为单位，路段分中心为核心，沿线收费站内、服务区构成环型或链 状拓扑网络结构。路段接入网埋缆方式（如接入网光缆埋在中间花台）、单点接入到干线网络 等，为了提升网络可靠性，在有条件的区域，通过充分利用多个路段的挂线资源或者省级干线 网的通道资源，构建接入网环形网络，实现接入网物理路径主备路由分离，以提高路段接入网 业务的可靠性。智慧高速F5G全光方案提供干线传输网-路段接入网高可靠一体方案，如14图 所示。路段接入光缆双出口挂接到干线网络上。环路上的干线设备作为串通网元，若环路路由 未有干线设备，则需补点增设OTM站点或OLA站点升级为OTM站点。

配置干线OTN节点线路接口与路段接入网OTN节点采用线路单板对接，对接速率依据工 程项目实际情况规划，可选择10G/100G等速率线路单板对接。干线配置10G波道或时隙带宽 作为路段接入网串通波长或时隙，形成干线-路段接入网环路，收费站到分中心具备主备路由 分离路径。 收费站与路段分中心配置1+1 OTN SNCP保护，当环路路由中工作路径光纤中断，即发 生倒换，保护生效，倒换时间50ms电信级别；反之。

4.F5G全光数据传输网方案

4.1 F5G全光收费数据传输网方案

F5G全光收费数据传输网提供高可靠和确定性低时延的高速收费网络解决方案，确保收 费车道、ETC门架的收费和图像或视频数据等稳定、完整、安全回传，支撑无人收费站和自 由流收费目标的达成。 高可靠：收费站通信机房到车道和ETC门架全链路冗余保护，无源分光器不存在电应力 失效；双发选收技术构建零丢包、零中断无损收费业务网络。 确定性低时延：收费业务分配固定带宽，每125us都有固定长度时隙完成收费数据回传， 时延小于1ms，实时在线计费。

收费业务场景采用Type C单归属组网，核心层部署1台OLT在收费站通信机房。OLT和 ONU之间采用星形组网，收费车道根据双向车道数量选择分光比，一般情况下建议选用2个 1:16等比分光器, 具备接入双向16车道能力，分光器可部署在中间收费车道；ETC门架建议选 用2个1:8分光器，具备接入双向ETC门架的能力，分光器可部署在其中一个ETC门架一体化 机柜中。每个车道部署1台ONU，每个ETC门架部署2台ONU分别接入2套前端设备，ONU 具备双PON上行端口，支持Type C保护。

4.2 F5G全光路侧数据传输网方案

为达成《全国高速公路视频监测优化提升实施方案》对视频监控在线率、覆盖率、精准快 速调取的要求，可采用F5G全光链形路侧数据传输网方案。通过不等比分光技术和光中继技 术，实现高速公路路侧监控业务的接入覆盖。F5G全光链形网络方案相对于传统以太环网方 案具备如下表所示的差异化价值点。

高速公路沿线道路监控主要包括视频监控、信息指示板、车流量检测、环境信息监测等业 务类型。利用全光网硬管道特性，实现监控各类子业务一网综合承载，减少网络重复投资建 设。

高速公路沿线道路监控场景采用Type C单归属组网，核心层部署1台OLT 在收费站通信 机房。OLT和ONU之间采用链形组网，选用1:2不等比分光器，每个杆站部署1台工业级 ONU和2个不等比分光器，ONU具备双PON上行端口，支持Type C 保护。每级联6~8跳后 增加光增程器实现光中继，光增程器和ONU同网络箱安装。

4.3 F5G全光隧道数据传输网方案

高速公路隧道监控是高速核心监控场景，隧道业务包括视频监控、应急电话、PLC控制 等，业务种类多，重要性和优先级有区别，同时各类业务需要支持联动响应机制。全光隧道监 控网络方案针对隧道特点和网络诉求，利用PON技术的天然硬隔离能力，支持各类监控业务 统一接入，并根据业务重要性进行SLA等级和差异化带宽配置，保证各类业务均能稳定可靠 传输，支撑隧道运营和应急响应高效开展。

高速公路隧道场景采用Type C单归属组网，核心层部署1台OLT在配电房通信机房。 OLT和ONU之间采用链形组网，选用1:2不等比分光器，每个杆站部署1台工业级ONU和2个 不等比分光器，ONU具备双PON上行端口，支持Type C 保护。每级联6~8跳后增加光增程 器实现光中继，光增程器和ONU同网络箱安装。隧道左洞和右洞各自独立链形组网，利用隧 道环形光纤资源形成双向链路冗余保护。

4.4 F5G全光服务区数据传输网方案

服务区作为高速公路的重要组成部分，为来往人员提供出行服务，逐步发展成为业态丰 富、功能齐全的新型商业区，是高速公路重要的延伸产业。而服务区的信息化建设也在经营管理和公众服务等层面发挥着越来越重要的作用。 服务区场景，F5G全光数据传输网利用硬隔离专网切片特性实现服务区视频监控、车流 检测及引导、人流统计、信息发布和免费Wi-Fi 等多业务一网综合承载，服务区左幅和右幅 无源汇聚，绿色经济。

F5G全光智慧服务区解决方案的优势和价值： 1、一纤多业务：光纤到商铺、满足商铺POS 系统、POTS 电话和无线覆盖 多种业务需求。 2、绿色降本：因无源汇聚替代有源汇聚，减少机房占用和空调能耗，OLT和ONU设备 能耗低等原因，服务区实现绿色低碳；全光P2MP架构光纤到房间、光纤到卡口，提升端口 带宽利用率的同时减少水平综合布线；专网硬隔离切片，实现内外和外网一网承载，切片最小 粒度ONU 用户侧端口级别；整体建网成本降低30%。

5.OTN光缆数字化运维监测解决方案

数字化赋能传统高速行业转型升级，则是围绕高速公路建、管、养、运、服多维度打造智 慧的路，实现高速公路全路段感知、全天候通行、全过程管控、全方位服务。智慧化运维是智 慧高速公路建设重要内容，光缆作为基础设施，F5G全光通信网方案提供光缆的数字化运维 方案。站点部署带内置OTDR功能光层单板单板，OTDR检测波与业务波通过FIU单板合成 到一光纤传输，光缆质量实时可见，支持最大37.5dB跨段传输（不包括FIU等插损），光纤 故障定位精度在米级。

F5G全光通信数字光缆检测方案结合从第三方获取GIS地图信息，将从客户获取光纤、光 缆等物理光纤数据导入到NCE（OTN网络管理系统）。通过标准化光纤映射方案、完成逻辑 光纤和物理光纤映射，生产带有光纤地理信息的拓扑图，实现光缆的可视可管。当光纤中断 时，会产生LOS告警，通过OTDR测量故障光纤的故障距离，GIS平台根据OTDR距离计算 故障点的地理位置，GIS平台上课显示故障光纤的故障点位置。当获取光纤故障点地址位置 后，还可主动触发通知，通过邮件、短信通知运维人员，精确派单，基于精准定位导航快速修 复。