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城市跑向智慧未来,首先建设F5G全光网

华为政企光领域总裁 金志国/文

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国家于2020年首次公开提出双循环经济理念,提出“加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。”

在“双循环”发展格局中,要以科技创新催生新发展动能。而新型智慧城市建设,以信息化、智能化创新,推进新一代ICT技术与城市战略、规划、建设、运行和服务全面深度融合,则是“双循环”科技创新的重中之重。

经过若干年的发展,我国智慧城市建设进入全新阶段。全场景感知、全场景互联和全场景智慧正在成为新一代智慧城市发展的目标。新型城市基础设施的云和网是支撑这一目标实现的基础。

我们知道,智慧城市的各类应用都是基于云部署的。这样做的好处是可以充分利用云的大数据和AI平台所提供的基础服务,快速开发和上线新业务。云基础设施中存储了大量的数据,既有公共服务数据,也有个人数据。因此,出于数据安全和个人隐私的考虑,云基础设施须由城市管理者主导建设和运行。

同样的,网络作为联接城市感知末梢与云之间的数字桥梁,是一座城市的核心基础设施,具有举足轻重的地位。各类业务的安全保障,以及新业务快速开通上线都离不开一张坚实的固定网络。城市管理者必须持续关注网络建设,从管理和技术两个层面确保数据安全和业务的灵活性。

2021年政府工作报告中提出,“加大 5G 网络和千兆光网建设力度,丰富应用场景”。“千兆光网”首次被写入政府工作报告。具体落实到智慧城市中,千兆光网的建设必须满足超大带宽以及确定性业务体验,才能实现城市内任何时间、任何地点、任何业务的千兆接入。

F5G正是为满足这一需求被提出来的固定网络技术。2020年,由华为、中国电信、中国信通院等单位联合提出的面向智能时代的下一代固定网络技术,被欧洲电信标准协会正式接纳,并被定义为第五代固定网络(ETSI ISG F5G),即F5G(见图1)。

图1 F5G是工业互联网的关键技术

相比于第四代固定网络,F5G在带宽、联接数、时延和安全性上都有重大升级。F5G 作为新基建的重要组成部分,给行业数字化转型、城市智能化升级带来了前所未有的机遇和前景。

高精度城市治理的实现、智慧城市建设关键冲刺的完成、城市产业经济对新基建养分的充分吸收,都要从搭建“F5G全光网”开始。

F5G全光网让智慧城市发展进程“健步如飞”

基于F5G技术的全光网成为智慧城市的信息基础设施之一,与水网、电网、气网、路网等传统基础设施处于同等重要的地位,是城市的第五张网(见图2)。

图2 城市基础设施的五张网

F5G全光网为智慧城市提供具备超大带宽、物理隔离和确定性低时延特性的品质联接,并将惠及政务、医疗、教育、交通、城市管理等多个领域。

比如在智慧政务场景中,国家正在积极提倡百姓办事“只跑一次”甚至“一次不跑”。而这需要政府各个部门之间实现数据打通、业务统一承载。但大量业务数据与办事系统的打通,势必带来网络的拥挤,并且也将引发一系列安全风险,例如数据丢失、系统卡顿等风险。而F5G全光网的超大带宽,则可以在支撑各政务部门业务统一承载的前提下,利用网络的物理隔离特性保障业务数据的绝对安全。在F5G全光网的支持下,百姓可以享受无比便捷的办事体验,而政务部门也不必担心网络卡顿与数据丢失等问题。

在医疗场景中,2020年的新型冠状病毒肺炎疫情让每个人认识到了远程医疗的重要性。与此同时,远程医疗也是加速医疗资源平衡化、缓解医患矛盾的重要手段。而远程医疗的基础就是网络能力,基于F5G全光网的实时化高清图像、视频交流、远程问诊、医疗影像异地同步、远程医疗教学等新型医疗服务方式将成为常态。面向未来,F5G全光网还将支持开启远程手术、智能医药研发等医疗创新的探索。

在工业场景中,工业互联网是国家制造业发展的主要方向。制造业发展需要大量新工业系统、工业智能、工业互联网的部署。F5G全光网是工业数字化转型的基石,通过F5G全光网提供的超低时延能力,可以使人工智能 机械臂、工业VR/AR、设计仿真、远程维护等重要工业创新落地,从而提升工业的远程化、无人化、自动化。在很多案例中,我们可以看到变电站的电力设备、矿区的采矿机,这些原本需要人工操作,并且工作环境恶劣的大型工业设备,都可以在F5G全光网的支持下改为远程操控。工人坐在办公室就可以获得身临其境的体验,不仅极大提升了工业生产力,还优化了从业者的生产环境与工作体验。

F5G全光网让智慧城市建设走向身强体健、快步如飞的全新发展阶段。

建设F5G全光网的三个趋势

当前,我国的城市基础设施建设在全球处于领先水平,在固定网络创新的基础上完成智慧城市升级,是有效且经济的智慧城市发展方案。F5G全光网是智慧城市的信息大动脉,应超前规划、优先建设。

为实现智慧城市发展目标,深度利用固网升级的机遇窗口与城市固网基础设施,我们提出了三个F5G全光网建设趋势:

• 建设城市1毫秒时延圈

城市无人驾驶系统、政务云、桌面云等数字化创新,对城市网络的整体时延提出了极高要求。这导致城市信息系统具有明显的木桶效应,其中的最短板可能会对整体造成损害。最具代表性的应用场景是数据中心互联。

为了保障数据安全,避免由于电力故障、地质灾害等影响因素造成数据丢失。数据中心往往需要采用双活架构部署。生产数据中心与容灾数据中心间通过F5G全光网保持数据实时同步,一旦生产中心发生故障,容灾中心立即接管业务,避免数据丢失。

由此可见,两个数据中心之间的通信时延具有至关重要的作用,只有小于1毫秒的确定性时延,双活数据中心才能正常运行。

另一个应用场景是即将走入现实的自动驾驶汽车。在遇到突发情况时,自动驾驶汽车需要在10毫秒内做出判断并采取措施。通信网络的时延是整个系统的关键,只有低于1毫秒的确定性时延,才能保证自动驾驶汽车实时获取云上数据,及时采取必要措施,消除安全隐患。

因此,建设城市F5G全光网必须优先打造城市1毫秒时延圈。通过整体性的目标网络建设,保障城市业务从任何位置都可以1毫秒入云,避免城市网络出现短板效应。

• F5G全光网络延伸到社区

目前,城市光纤主要部署到城区街道办、大型园区、市政机构这一层级。但随着政府和企事业单位对政务网接入带宽的需求日益增大,城市视频监控类业务将快速增长,城市末端光纤不足的问题将日趋明显。为了进一步推动智慧城市建设,支撑更多城市智能化创新落地,就需要光纤进一步下沉。

总体来看,F5G全光网从街道办进一步延伸至社区将从根本上解决带宽不足的问题,为每一个委办局、学校、医院等单位提供超大带宽接入。社区将成为政务信息高速公路的入口,同时将满足各业务之间的隔离需求,保障核心数据安全,真正做到“一次建网,十年无忧”。在F5G全光网络延伸到社区层级后,医疗、教育、政务等核心数字化需求将得到极大地满足和提升。远程医疗、远程教育等创新将成为城市中的常态,而政府相关部门也可以进一步推进政务信息整合,真正打通企业、群众办事的“最后一公里”。

• 云网协同,建云先建网

政务与行业数字化升级的另一个主要的趋势是业务走向云端。政务上云、企业上云、行业上云已经成为了大势所趋。

云计算可以极大地节省政企计算资源与成本,同时加强数据的使用效率与业务承载能力,是未来数字化的核心方向。但在政企走向云端的同时,网络发展必须与上云趋势相互协同、彼此配合。如果缺乏网络能力的支持,政企从云端获得的效率提升将大打折扣。

F5G全光网的一大特性,是可以智能化识别云业务的网络需求,自动完成网络配置,从而将新业务上云的开通时间从数天缩短至分钟级。

云和网都是保证应用体验的关键,要确保能够统一规划、统筹建设,确保云对网的要求能够得到系统考虑,而不是分开规划、分开建设,同时要满足未来5年~10年业务发展的要求。

无处不在的光联接是智慧城市建设与发展的基础,因此构筑 F5G 全光网可以让城市居民的生活更美好,让产业经济发展添加新动能,为城市智能化奠定坚实基础。面向确定的智能化未来,无数城市正在跑步进发。F5G全光网的建设,就是为这些“城市运动员”构筑坚实有力的大动脉。

曾经,固网走进生活和办公,为我们彼此之间的联接带来了翻天覆地的变化。而今,F5G走向城市与产业,将又一次激活充满无限可能的科技变局。

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第31期 数字政府特辑

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