1、64 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月Computer Engineering计算机工程0 引言随着人工智能AI、云计算、物联网为代表的“新基建”体系与物理世界中的交通体系相融合，通过交通数字化、智慧化的模式，将带给交通资源利用率以新的发展。交通数字化其基础是全方位的感知与传输，核心为高速的传输网络，传统的网络方案在应对更大带宽、更低时延、更灵活、更稳定、更安全、更可靠的网络特性需求时难以满足，而F5G全光网具备以上全部特性，能够为智能交通提供优质的网络服务。因此，F5G全光网在智能交通中的应用成为必然趋势。1 研究背景智能交通对承载网的需求。智能交通
2、组建的通信网络是一种中大型网络，涉及成千上万个路口的监控视频数据、电警数据、交通信号数据、流量检测数据、雷达数据、地磁感应数据等数据回传网络；涉及大队、支队的骨干网传输网络；涉及数据中心高密度数据交互网络；涉及视频专网、公安信息网、互联网和电子政务外网之间的信息共享网络，这对网络的性能提出了更高的挑战和需求。（1）网络可融合性。需建设稳定且健壮的网络基础，为网络应用融合提供良好的网络平台，做到网络流量不混乱，应用可融合。（2）可持续扩展性。不仅需满足当期业务的承载，后续还可支持演进为交通不同业务的综合承载网。（3）先进性。不但能反映当今的先进水平，而且具有发展潜力，能保证在未来若干年内占主导地
3、位，并能顺利地过渡到下一代技术。（4）可靠性。网络传输的视频图像数据涉及部分机密内容，对网络安全性、可靠性要求较高。（5）高可用性。承载网络性能是应用系统运行的基础，必须保障网络及设备的高吞吐能力，保证各种信息如数据、语音和图像等的高质量传输，需满足实时回传不丢包，视频调阅不卡顿。（6）可管理性。整个系统的设备应易于管理，易于维护，操作简单，易学，易用，实现高效一体化管理。综上所述，智能交通网络建设时，既要考虑不断更新的网络技术又要从现有情况出发，建立一个真正能够满足未来发展的网络系统。2 F5G全光网的特点F5G全光网有3个主要特征：（1）超大带宽：支持高速、大容量通信和高频谱效率的业务需求
4、。能够为智能交通骨干网数据传输提供稳定的网络环境，并且为后续项目的扩容打下坚实的基础。（2）作者简介：石凤，讯飞智元信息科技有限公司，工程师；研究方向：智能交通。收稿日期：2022-09-06；修回日期：2023-06-12。摘要：阐述智能交通建设对承载网的实际需求，结合F5G全光网的主要特征及优势，对智能交通外场路口及路段数据回传、骨干网数据传输进行了优化设计，并绘制了市级F5G全光网典型拓扑图，探讨F5G全光网在智能交通领域的应用。关键词：智能交通，承载网，F5G全光网，数据传输，优化设计，典型拓扑。中图分类号：TN929.5文章编号：1000-0755(2023)06-0064-03文献
5、引用格式：石凤.F5G全光网在智能交通建设中的应用J.电子技术,2023,52(06):64-66.F5G全光网在智能交通建设中的应用石凤（讯飞智元信息科技有限公司，安徽 230088）Abstract This paper expounds the actual demand of intelligent transportation construction for the bearer network,and in combination with the main features and advantages of F5G all-optical network,optimizes
6、the design of intelligent transportation outfield intersection and road section data return,backbone network data transmission,and draws the typical topology diagram of city level F5G all-optical network,and discusses the application of F5G all-optical network in the field of intelligent transportat
7、ion.Index Terms intelligent transportation,bearer network,F5G all-optical network,data transmission,optimal design,typical topology.Application of F5G All Optical Network in Intelligent Transportation ConstructionSHI Feng (iFLYTEK Zhiyuan Information Technology Co.,Ltd.,Anhui 230088,China.)电子技术 第 52
8、 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 65Computer Engineering计算机工程全光连接：支持高覆盖连通性扩展和高海量密集通信的业务需求。能够解决智能交通区域分布广、组网费用高、施工难度大等难题。（3）极致体验：支持低延迟、高可靠和高可用性通信、高运行效率的业务需求。能够有效解决延迟、堵塞等问题，大幅度提升交警警情处理效率和体验感。3 F5G全光网助力智能交通网络优化 3.1 F5G全光网助力外场路口及路段数据回传智能交通典型的前端子系统有交通信号控制系统、闯红灯自动记录系统和交通视频监控系统等，对应前端设备有信号机、电警及卡口摄像机、监控摄像机等，通过路口统一
9、回传接入视频专网。以单个路口单个方向为例，传统的组网方式中电警、卡口、监控等外场设备通过网线接入光纤收发器远端，通过光纤接入光纤收发器近端，再经过网线接入交换机，交通信号控制系统通过控制电缆线接入信号机，如图1所示。若采用F5G全光网组网，信号机、电警、卡口、监控等外场设备通过网线接入ONU设备，然后通过光纤接入OLT设备，架构将变得更为清晰简易，如图2所示。3.2 F5G全光网助力骨干网数据传输F5G全光网助力骨干网采用OTN技术，提供环网保护技术，将各大队汇聚节点业务通过光纤通信技术传输至支队机房，实现视频、图像、数据等业务的统一承载和安全保障。不同支队下辖大队数量不一，为保障网络传输的安
10、全性，可根据地理位置划分成多个环网，例如合肥市将10个大队组成3个环网，传输设备支持任意业务接入能力，结合大带宽资源池，一张网络即可实现视频、图像、信号控制、诱导屏等业务数据的统一承载。4 F5G全光网典型拓扑以某市智能交通建设为例，F5G全光网典型拓扑图如图3所示。5 F5G全光网在智能交通中的应用 5.1 外场路口及路段数据回传光网络的应用（1）联网联控效果好，高可靠。传统建设方式为多系统烟囱式建设，很难做到联网联控。但是，F5G全光路口方案中电警、卡口、信号控制等多系统融合承载，OLT和ONU提供可靠的光纤信号控制方式，采用光纤双链路保护以及环形保护，链路故障30ms内切换，业务零影响，
11、具备高可靠的联网联控。（2）线缆施工简化，成本低，部署快。传统安装采集、控制设备，涉及路面施工，流程复杂且难度大；建设时破路埋管安装施工成本高，部署困难，大型路口接线复杂，调试时间长部署慢。全光路口方案，线缆归一，减少破路埋管，成本大幅度降低；预连接免熔纤，即插即用，部署效率大幅提升。以合肥某项目路口为例，采用全光路口方案，线缆成本降低约50%。（3）快速故障诊断定位，高效运维管理。传统的交通路口线缆多、管道敷设复杂、设备多，故障定位难、维护难。F5G全光网路口设备可由设备网管系统集成运维，针对外场设备，可快速进行故障定位，精准区分断电、断纤；针对设备状态，可进行可视化管理，显示在线率、网络拓
12、扑等，实现统一运维、管理。5.2 大队及支队骨干网数据传输光网络应用亮点骨干网络可靠性提升50%。F5G全光网络采用OTN环网，能够提供一次抗光纤失效保护，提升网络的可靠性。解决了传统网络中光纤中断一次网络即中断的难题。通过环网保护，网络的可靠性提升了50%以上，能最大保证业务的可用性。网络高弹性，可灵活扩容满足未来业务发展需求。F5G全光网络通过环网承载大队到支队的所有业务，在未来业务的发展中可灵活扩容。（1）覆盖范围增大，可灵活接入。高速、县区、中队等其他部门新增站点可就近接入汇聚点，通过链型、环图1 传统组网架构 图2 F5G全光网组网架构66 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第
13、559 期）2023 年 6 月Computer Engineering计算机工程状嵌入当前骨干传输网络。（2）业务容量扩容，可快速完成带宽升级。业务板卡随需扩容，即可完成带宽升级。（3）单光纤传输容量提升40倍。OTN传输网络提升光纤传输容量，网络建设后可以方便扩容、升级，消除了网络带宽瓶颈。业务承载高效融合。F5G全光网络能提供SDI/IP等接口，支持交警当前IP视频、信号系统、诱导屏系统等业务网络的承载。同时支持未来分布式部署、数据中心灾备场景的FC等接口需求。降低成本。F5G全光网络具有多业务承载、大带宽传输的特点，大大降低了网络对光纤资源的依赖。一次建网支持未来5年的发展需求。大大地
14、降低了光纤租赁费用、带宽租赁费用，极大地降低了网络扩容成本。高效运维管理。F5G全光网络采用OTN技术，能大幅度降低光纤管理工作量，同时网络管理软件可提供图形化的管理界面，能实时提供在线业务的状态统计和报警。网络管理软件可显示光纤参数，解决网络组网时“光纤黑洞”的管理盲点，一旦光纤指标劣化时，能提供线路质量预警；在光纤中断时，能提供光纤中断位置，较大程度提高运维管理效率。6 结语交通建设属于民生建设之一，交通建设的智能化、信息化、数字化是新时代的发展趋势，随着全光网2.0时代的到来，由F5G全光网络助力智能交通网络建设将成为必然趋势。由F5G全光网组建的外场路口及路段数据回传网、骨干数据传输网
15、具备高可靠、高弹性、线缆施工简化、联网联控效果好、成本低、部署快、故障诊断定位快速、运维管理高效等优势，建立了一个真正能够满足未来发展的智能交通网络系统。参考文献1 彭齐琼.固网F5G的趋势及应用场景分析J.电信技术,2019(S1):96-98.2 李鑫,赵永利,李卓桐等.第五代固定通信网F5G发展展望J.通信世界,2021(04):32-36.3 刘杰.全光智慧城市关键技术探讨J.广东通信技术,2021,41(06):20-24.4“F5G+”构建全光智慧城市新生态J.中国信息界,2020(06):83-86.5 王丽彪,刘凯.F5G数字基建:高质量发展的先导与基石J.信息通信技术与政策,2020(09):85-90.6 郭安.F5G全光网络在智慧建筑中的应用探讨J.建筑电气,2022,41(07):69-72.7 温良,吴文臻,李起伟.矿用F5G架构的智能化煤矿建设方案研究J.煤炭科学技术,2022,50(11):176-182.8 任立全.基于F5G的无源光局域网在智慧医院的应用J.智能建筑电气技术,2021,15(06):89-92.9 林艳,粟卫权.F5G全光网在工业园区中的应用J.智能建筑,2021(07):43-45.图3 智能交通F5G全光网典型拓扑图
