浙江地處中國東南沿海長江三角洲南翼，自古便是中國的經濟重鎮。歷史上，京杭大運河從這里開始，加強了南北的經濟交流，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濟文化交流的大通道，浙江省已經建成高速公路逾5000公里，全省"兩縱兩橫十八連三繞三通道"主骨架已經形成，方便了人們的出行，極大地促進了經濟的發展。
高速公路也正在朝著智慧化的方向不斷演進，通過應用數字基礎設施，持續提升通道能力。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（第五代固定網絡）在高速公路的落地應用，以全光架構為高速公路數字化打造網絡聯接基礎設施，為高速公路的業務提供強有力支持。
智慧化高速建設提速，公路通信網絡面臨四大挑戰
隨著高速公路數字化水平不斷提升，早期的基礎通信網絡與智慧高速發展之間的不平衡差距逐漸拉大，逐漸暴露出以下問題：
1）通信網絡安全要求高，光纜資源無法復用，收費、視頻監測、辦公，每個領域各自組網，需要耗費大量的光纜；
2）大流量業務涌現，對傳輸帶寬等性能要求嚴苛，傳統通信網絡帶寬資源已達到瓶頸；
3）早期的通信網絡大多是單鏈路，網絡鏈路中斷影響高速公路業務正常運行；
4）通信網絡光纜因地質災害等原因中斷頻繁，斷纜位置難定位，維護修復效率低。
高速公路F5G全光通信網，安全可靠超寬易運維
F5G采用光纖作為通信介質，具備安全可靠、大帶寬、易運維等技術優勢。浙高運公司在比選多種技術方案后，決定選用F5G技術，統一部署建設一張F5G全光通信網，構建路段至集團中心的多業務綜合承載平臺。
浙江高速F5G全光通信網采用省干傳輸網、路段匯聚網、通信接入業務網架構，同浙江高速公路通信管理的"省級中心-路段中心-基層站所"三級架構相匹配。
全光通信網絡邏輯架構圖
- 骨干層采用N*100G組網，處于傳輸網頂層，按需調度區域至省中心或各區域之間的長距業務，并保障其可靠傳輸；
- 匯聚層采用N*10G組網，處于接入層和骨干層之間，匯聚本轄區路段各基層站所業務并向上轉發，起承上啟下作用；
- 接入層采用N*10G組網， 面向高速公路基層站所內外場機電設備，匯集監控、收費、辦公等末端業務統一接入并向上傳遞。
浙高運公司F5G全光通信網拓撲圖如下：
全光通信網絡拓撲圖
在實際網絡部署中，骨干環B和環C以彭埠為省級管理中心，通過溫州、金華等區域管理中心和永嘉、歌山等路段中心的設置完成區域間業務調度；對于長距離復用段，選取沿線站所安裝光放設備，提供光信號優化，從而實現了業務從收費站到路段中心、省中心"一光直達"。
F5G全光通信網具有以下幾個核心價值：
多業務統一承載：基于 NHP（Native Hard Pipe）構建的通信網，由于采用了100%的硬管道隔離技術，各個業務系統之間都是嚴格物理隔離，能夠保證業務系統之間相互不影響。浙高運公司通過F5G全光通信網實現"一張網"綜合承載高速公路收費、視頻監測、辦公等業務，簡化了網絡結構，減少了光纜消耗，降低了建網成本。
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，帶寬提升10倍以上，時延下降約75%。在F5G的支持下，浙高運實現了全路段高清視頻無卡頓傳輸，完成了高清視頻聯網。F5G全光通信網單纖最大支持120波，單波最高支持800G業務承載能力，能夠滿足未來10年智慧高速、車路協同等業務流量爆發式增長訴求。
高可靠：在OTM節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，全光通信網條件滿足的應連盡連，形成了"非完全mesh型+OLP"保護結構，最大程度保障了業務安全可靠。比如，江山經衢州至彭埠中心路線，在設備單點故障或鏈路斷纖情況下，通過環網保護50ms內完成倒換，保證收費、視頻監測等業務的正常運行。經統計，光纜故障引起的業務中斷次數下降了67%。
智運維：全光通信網上還運用了Fiber Doctor智能光纖管理系統。即使光纖因地質災害原因發生中斷，也能夠通過內置OTDR檢測功能的單板，實現斷纖位置遠程分鐘級定位，大大提升現場運維效率。
持續創新，打造智慧高速建設新示范
浙高運公司一直堅持以"安全、效率、效益、和諧"為中心，持續提高高速公路服務質量，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："通信網是高速公路智慧化建設的網絡聯接基礎設施，F5G全光通信網為浙江高速打造了一個全光聯接底座，實現了多業務'一張網'高可靠承載，助力提升道路管理現代化水平。浙高運公司將和華為持續合作創新，以F5G全光聯接底座助力浙江高速公路高質量發展，讓浙江在智慧高速建設和交通強國建設方面起到帶頭示范作用。" 
