華為金志國：城市跑向智慧未來，首先建設F5G全光網(wǎng)

  國家于2020年首次公開提出雙循環(huán)經(jīng)濟理念，提出“加快構建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局。”

  在“雙循環(huán)”發(fā)展格局中，要以科技創(chuàng)新催生新發(fā)展動能。而新型智慧城市建設，以信息化、智能化創(chuàng)新，推進新一代ICT技術與城市戰(zhàn)略、規(guī)劃、建設、運行和服務全面深度融合，則是“雙循環(huán)”科技創(chuàng)新的重中之重。

  經(jīng)過若干年的發(fā)展，我國智慧城市建設進入全新階段。全場景感知、全場景互聯(lián)和全場景智慧正在成為新一代智慧城市發(fā)展的目標。新型城市基礎設施的云和網(wǎng)是支撐這一目標實現(xiàn)的基礎。

  我們知道，智慧城市的各類應用都是基于云部署的。這樣做的好處是可以充分利用云的大數(shù)據(jù)和AI平臺所提供的基礎服務，快速開發(fā)和上線新業(yè)務。云基礎設施中存儲了大量的數(shù)據(jù)，既有公共服務數(shù)據(jù)，也有個人數(shù)據(jù)。因此，出于數(shù)據(jù)安全和個人隱私的考慮，云基礎設施須由城市管理者主導建設和運行。

  同樣的，網(wǎng)絡作為聯(lián)接城市感知末梢與云之間的數(shù)字橋梁，是一座城市的核心基礎設施，具有舉足輕重的地位。各類業(yè)務的安全保障，以及新業(yè)務快速開通上線都離不開一張堅實的固定網(wǎng)絡。城市管理者必須持續(xù)關注網(wǎng)絡建設，從管理和技術兩個層面確保數(shù)據(jù)安全和業(yè)務的靈活性。

  2021年政府工作報告中提出,“加大5G網(wǎng)絡和千兆光網(wǎng)建設力度,豐富應用場景”。“千兆光網(wǎng)”首次被寫入政府工作報告。具體落實到智慧城市中，千兆光網(wǎng)的建設必須滿足超大帶寬以及確定性業(yè)務體驗，才能實現(xiàn)城市內(nèi)任何時間、任何地點、任何業(yè)務的千兆接入。

  F5G正是為滿足這一需求被提出來的固定網(wǎng)絡技術。2020年，由華為、中國電信、中國信通院等單位聯(lián)合提出的面向智能時代的下一代固定網(wǎng)絡技術，被歐洲電信標準協(xié)會正式接納，并被定義為第五代固定網(wǎng)絡(ETSI ISG F5G)，即F5G(見圖1)。

圖1：F5G是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

  相比于第四代固定網(wǎng)絡，F5G在帶寬、聯(lián)接數(shù)、時延和安全性上都有重大升級。F5G作為新基建的重要組成部分，給行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、城市智能化升級帶來了前所未有的機遇和前景。

  高精度城市治理的實現(xiàn)、智慧城市建設關鍵沖刺的完成、城市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟對新基建養(yǎng)分的充分吸收，都要從搭建“F5G全光網(wǎng)”開始。

  F5G全光網(wǎng)讓智慧城市發(fā)展進程“健步如飛”

  基于F5G技術的全光網(wǎng)成為智慧城市的信息基礎設施之一，與水網(wǎng)、電網(wǎng)、氣網(wǎng)、路網(wǎng)等傳統(tǒng)基礎設施處于同等重要的地位，是城市的第五張網(wǎng)(見圖2)。

圖2：城市基礎設施的五張網(wǎng)

  F5G全光網(wǎng)為智慧城市提供具備超大帶寬、物理隔離和確定性低時延特性的品質(zhì)聯(lián)接，并將惠及政務、醫(yī)療、教育、交通、城市管理等多個領域。

  在智慧政務場景中，國家正在積極提倡百姓辦事“只跑一次”甚至“一次不跑”。而這需要政府各個部門之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)打通、業(yè)務統(tǒng)一承載。但大量業(yè)務數(shù)據(jù)與辦事系統(tǒng)的打通，勢必帶來網(wǎng)絡的擁擠，并且也將引發(fā)一系列安全風險，例如數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)卡頓等風險。而F5G全光網(wǎng)的超大帶寬，則可以在支撐各政務部門業(yè)務統(tǒng)一承載的前提下，利用網(wǎng)絡的物理隔離特性保障業(yè)務數(shù)據(jù)的絕對安全。在F5G全光網(wǎng)的支持下，百姓可以享受無比便捷的辦事體驗，而政務部門也不必擔心網(wǎng)絡卡頓與數(shù)據(jù)丟失等問題。

  在醫(yī)療場景中，2020年的新型冠狀病毒肺炎疫情讓每個人認識到了遠程醫(yī)療的重要性。與此同時，遠程醫(yī)療也是加速醫(yī)療資源平衡化、緩解醫(yī)患矛盾的重要手段。而遠程醫(yī)療的基礎就是網(wǎng)絡能力，基于F5G全光網(wǎng)的實時化高清圖像、視頻交流、遠程問診、醫(yī)療影像異地同步、遠程醫(yī)療教學等新型醫(yī)療服務方式將成為常態(tài)。面向未來，F5G全光網(wǎng)還將支持開啟遠程手術、智能醫(yī)藥研發(fā)等醫(yī)療創(chuàng)新的探索。

  在工業(yè)場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是國家制造業(yè)發(fā)展的主要方向。制造業(yè)發(fā)展需要大量新工業(yè)系統(tǒng)、工業(yè)智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的部署。F5G全光網(wǎng)是工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基石，通過F5G全光網(wǎng)提供的超低時延能力，可以使人工智能 機械臂、工業(yè)VR/AR、設計仿真、遠程維護等重要工業(yè)創(chuàng)新落地，從而提升工業(yè)的遠程化、無人化、自動化。

  在很多案例中，我們可以看到變電站的電力設備、礦區(qū)的采礦機，這些原本需要人工操作，并且工作環(huán)境惡劣的大型工業(yè)設備，都可以在F5G全光網(wǎng)的支持下改為遠程操控。工人坐在辦公室就可以獲得身臨其境的體驗，不僅極大提升了工業(yè)生產(chǎn)力，還優(yōu)化了從業(yè)者的生產(chǎn)環(huán)境與工作體驗。

  F5G全光網(wǎng)讓智慧城市建設走向身強體健、快步如飛的全新發(fā)展階段。

  建設F5G全光網(wǎng)的三個趨勢

  當前，我國的城市基礎設施建設在全球處于領先水平，在固定網(wǎng)絡創(chuàng)新的基礎上完成智慧城市升級，是有效且經(jīng)濟的智慧城市發(fā)展方案。F5G全光網(wǎng)是智慧城市的信息大動脈，應超前規(guī)劃、優(yōu)先建設。

  為實現(xiàn)智慧城市發(fā)展目標，深度利用固網(wǎng)升級的機遇窗口與城市固網(wǎng)基礎設施，我們提出了三個F5G全光網(wǎng)建設趨勢：

  建設城市1毫秒時延圈

  城市無人駕駛系統(tǒng)、政務云、桌面云等數(shù)字化創(chuàng)新，對城市網(wǎng)絡的整體時延提出了極高要求。這導致城市信息系統(tǒng)具有明顯的木桶效應，其中的最短板可能會對整體造成損害。最具代表性的應用場景是數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。

  為了保障數(shù)據(jù)安全，避免由于電力故障、地質(zhì)災害等影響因素造成數(shù)據(jù)丟失。數(shù)據(jù)中心往往需要采用雙活架構部署。生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心與容災數(shù)據(jù)中心間通過F5G全光網(wǎng)保持數(shù)據(jù)實時同步，一旦生產(chǎn)中心發(fā)生故障，容災中心立即接管業(yè)務，避免數(shù)據(jù)丟失。

  由此可見，兩個數(shù)據(jù)中心之間的通信時延具有至關重要的作用，只有小于1毫秒的確定性時延，雙活數(shù)據(jù)中心才能正常運行。

  另一個應用場景是即將走入現(xiàn)實的自動駕駛汽車。在遇到突發(fā)情況時，自動駕駛汽車需要在10毫秒內(nèi)做出判斷并采取措施。通信網(wǎng)絡的時延是整個系統(tǒng)的關鍵，只有低于1毫秒的確定性時延，才能保證自動駕駛汽車實時獲取云上數(shù)據(jù)，及時采取必要措施，消除安全隱患。

  因此，建設城市F5G全光網(wǎng)必須優(yōu)先打造城市1毫秒時延圈。通過整體性的目標網(wǎng)絡建設，保障城市業(yè)務從任何位置都可以1毫秒入云，避免城市網(wǎng)絡出現(xiàn)短板效應。

  F5G全光網(wǎng)絡延伸到社區(qū)

  目前，城市光纖主要部署到城區(qū)街道辦、大型園區(qū)、市政機構這一層級。但隨著政府和企事業(yè)單位對政務網(wǎng)接入帶寬的需求日益增大，城市視頻監(jiān)控類業(yè)務將快速增長，城市末端光纖不足的問題將日趨明顯。為了進一步推動智慧城市建設，支撐更多城市智能化創(chuàng)新落地，就需要光纖進一步下沉。

  總體來看，F5G全光網(wǎng)從街道辦進一步延伸至社區(qū)將從根本上解決帶寬不足的問題，為每一個委辦局、學校、醫(yī)院等單位提供超大帶寬接入。社區(qū)將成為政務信息高速公路的入口，同時將滿足各業(yè)務之間的隔離需求，保障核心數(shù)據(jù)安全，真正做到“一次建網(wǎng)，十年無憂”。

  在F5G全光網(wǎng)絡延伸到社區(qū)層級后，醫(yī)療、教育、政務等核心數(shù)字化需求將得到極大地滿足和提升。遠程醫(yī)療、遠程教育等創(chuàng)新將成為城市中的常態(tài)，而政府相關部門也可以進一步推進政務信息整合，真正打通企業(yè)、群眾辦事的“最后一公里”。

  云網(wǎng)協(xié)同，建云先建網(wǎng)

  政務與行業(yè)數(shù)字化升級的另一個主要的趨勢是業(yè)務走向云端。政務上云、企業(yè)上云、行業(yè)上云已經(jīng)成為了大勢所趨。

  云計算可以極大地節(jié)省政企計算資源與成本，同時加強數(shù)據(jù)的使用效率與業(yè)務承載能力，是未來數(shù)字化的核心方向。但在政企走向云端的同時，網(wǎng)絡發(fā)展必須與上云趨勢相互協(xié)同、彼此配合。如果缺乏網(wǎng)絡能力的支持，政企從云端獲得的效率提升將大打折扣。

  F5G全光網(wǎng)的一大特性，是可以智能化識別云業(yè)務的網(wǎng)絡需求，自動完成網(wǎng)絡配置，從而將新業(yè)務上云的開通時間從數(shù)天縮短至分鐘級。

  云和網(wǎng)都是保證應用體驗的關鍵，要確保能夠統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌建設，確保云對網(wǎng)的要求能夠得到系統(tǒng)考慮，而不是分開規(guī)劃、分開建設，同時要滿足未來5年~10年業(yè)務發(fā)展的要求。

  無處不在的光聯(lián)接是智慧城市建設與發(fā)展的基礎，因此構筑 F5G全光網(wǎng)可以讓城市居民的生活更美好，讓產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展添加新動能，為城市智能化奠定堅實基礎。面向確定的智能化未來，無數(shù)城市正在跑步進發(fā)。F5G全光網(wǎng)的建設，就是為這些“城市運動員”構筑堅實有力的大動脈。

  曾經(jīng)，固網(wǎng)走進生活和辦公，為我們彼此之間的聯(lián)接帶來了翻天覆地的變化。而今，F5G走向城市與產(chǎn)業(yè)，將又一次激活充滿無限可能的科技變局。