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Como uma província costeira no sudeste da China, Zhejiang tem sido uma das potências econômicas da China desde os tempos antigos. O Grande Canal, que tem uma história de mais de mil anos, começa em Zhejiang e, desde sua construção, fortaleceu o intercâmbio econômico entre as partes norte e sul da China, além de promover o intercâmbio cultural em todo o país. Atualmente, as vias expressas se tornaram um canal fundamental de intercâmbio econômico e cultural. Mantendo-se fiel às suas raízes, a província de Zhejiang construiu vias expressas que abrangem mais de 5.000 km para formar uma rede de malha, facilitando as viagens das pessoas e promovendo muito o desenvolvimento econômico.
As vias expressas de hoje estão se tornando cada vez mais inteligentes, e os recursos de canal foram aprimorados por meio da aplicação da infraestrutura digital. Seguindo essa tendência, a Zhejiang Communications Investment Expressway Operation Management Co., Ltd. (referida como Zhejiang Expressway Operation Company) se uniu à Huawei para aplicar a rede fixa de quinta geração (F5G) às vias expressas, e construiu uma infraestrutura de conexão de rede para impulsionar a digitalização das vias expressas usando uma arquitetura totalmente óptica, fornecendo, assim, um forte suporte para serviços de vias expressas.
À medida que a digitalização da via expressa continua a aumentar, a lacuna entre a rede de comunicação básica herdada e a atual construção da via expressa inteligente aumenta gradualmente, com muitos problemas expostos:
1. As redes de comunicação têm altos requisitos de segurança e não podem reutilizar recursos de fibra óptica. Como tal, as redes são construídas separadamente em cenários que incluem pedágio, segurança por vídeo e atividades de escritório, consumindo um grande número de fibras.
2. Os serviços de alto tráfego surgem, colocando altas demandas em métricas de desempenho, como largura de banda de transmissão. Os recursos de largura de banda das redes de comunicação herdadas atingiram o gargalo.
3. A maioria das redes de comunicação herdadas usa links únicos, com a interrupção do link de rede afetando os serviços de via expressa.
4. Os cortes de fibra geralmente ocorrem em redes de comunicação devido a fatores como desastres geológicos, e os cortes de fibra são difíceis de localizar. Nesse caso, a eficiência de manutenção e a eficiência de reparo são bastante baixas.
Usando fibras ópticas como mídia de comunicação, a F5G tem vantagens tecnológicas, incluindo alta segurança e confiabilidade, largura de banda ultra-alta e fácil O&M. Depois de comparar uma série de soluções técnicas, a Zhejiang Expressway Operation Company eventualmente adotou a F5G para construir uma rede de comunicação totalmente óptica F5G de maneira unificada, construindo uma plataforma de rolamento integrada de vários serviços abrangendo desde seções até o centro do grupo.
A rede de comunicação totalmente óptica F5G das vias expressas de Zhejiang usa uma arquitetura de três níveis de "rede de transmissão de backbone provincial, rede de agregação seccional e rede de serviço de acesso de comunicação." Essa arquitetura corresponde à arquitetura de três níveis do gerenciamento de comunicação da via expressa de Zhejiang: centro provincial – centros secionais – portões de pedágio.
• No topo da rede de transmissão, a camada de backbone usa rede N x 100G, despacha serviços de longa distância entre as áreas e o centro provincial ou entre várias áreas de acordo com a demanda real e garante sua transmissão confiável.
• Entre a camada de acesso e a camada de backbone, a camada de agregação usa rede N x 10G, agrega todos os serviços de pedágio dentro da área e encaminha os serviços para o nível superior.
• Usando a rede N x 10G, a camada de acesso agrega e acessa os serviços finais, incluindo monitoramento, pedágio e escritório para equipamentos eletromecânicos que entram e saem dos pedágios, e depois encaminha os serviços para os níveis superiores.
A figura a seguir mostra a topologia da rede de comunicação totalmente óptica F5G da Zhejiang Expressway Operation Company.
Na implantação real da rede, os dois backbone rings B e C tomam Pengbu como centro de gerenciamento provincial, e o agendamento de serviços entre as áreas é implementado pela construção de centros de gerenciamento de área, incluindo Wenzhou e Jinhua, bem como centros seccionais, incluindo Yongjia e Geshan. Para seções multiplexadas de longa distância, dispositivos OA são instalados em portões de pedágio ao longo do caminho para fornecer otimização do sinal óptico, realizando assim "acesso de uma fibra" de serviços que abrangem portões de pedágio, centros seccionais e o centro provincial.
A rede de comunicação totalmente óptica F5G apresenta o seguinte:
• Suporte unificado de vários serviços: aproveitando a tecnologia de isolamento de tubo rígido 100%, a rede de comunicação baseada em tubos rígidos nativos (NHPs) implementa isolamento físico estrito entre todos os sistemas de serviço para garantir que eles não afetem uns aos outros. Usando a rede de comunicação totalmente óptica F5G, a Zhejiang Expressway Operation Company realizou o suporte integrado de vários serviços, incluindo pedágio, segurança de vídeo e escritório com uma rede, simplificou a estrutura da rede e reduziu o consumo de fibra, bem como o custo de construção da rede.
• Largura de banda ultra-alta: a Zhejiang Expressway Operation Company usou a OTN para atualizar o SDH, bem como aumentar a largura de banda na camada de agregação e na camada de acesso para N x 10G e na camada de backbone para N x 100G. Em comparação com o sistema original, a rede de comunicação totalmente óptica F5G aumentou a largura de banda em mais de 10 vezes e reduziu a latência em cerca de 75%. Usando o F5G, a Zhejiang Expressway Operation Company alcançou transmissão de vídeo HD sem atrasos em todas as seções, bem como rede de vídeo HD. A rede de comunicação totalmente óptica F5G pode suportar um máximo de 120 comprimentos de onda por fibra e um máximo de 800G por comprimento de onda. A rede pode atender aos requisitos de serviços de rápido crescimento, incluindo via expressa inteligente e veículo para tudo (V2X) pelos próximos dez anos.
• Alta confiabilidade: quando há várias rotas em nós OTM, a rede de comunicação totalmente óptica conecta todos os serviços que atendem aos requisitos ao longo de seções como Zhuji a Zhuji North e Jinhua a Quzhou, formando uma estrutura de proteção "Malha parcial" OLP. Ao fazer isso, a segurança e a confiabilidade do serviço são garantidas na maior extensão possível. Por exemplo, na rota que abrange Jiangshan, Quzhou e Pengbu, se houver uma falha de dispositivo de ponto único ou um corte de fibra em um link, a comutação poderá ser concluída em 50 ms por meio da proteção da rede em anel, garantindo assim o funcionamento normal de serviços como portagens e segurança por vídeo. De acordo com as estatísticas, as interrupções de serviço causadas por falhas de fibra foram reduzidas em 67%.
• O&M inteligente: o Fiber Doctor também foi aplicado na rede de comunicação totalmente óptica. Mesmo quando ocorre um corte de fibra - por exemplo, devido a desastres geológicos - a posição de corte de fibra pode ser localizada remotamente em minutos através das placas com funções de detecção de OTDR, melhorando significativamente a eficiência de O&M no local.
A Zhejiang Expressway Operation Company continua focada nos conceitos de "segurança, eficiência, benefícios e harmonia" e continua a melhorar a qualidade do serviço da via expressa para garantir operações seguras e suaves. Olhando para o futuro, o número de vias expressas nacionais na província de Zhejiang aumentará de 18 para 22, e o de rodovias nacionais comuns, de 15 para 19. A quilometragem total planejada excedeu 10 000 km.
