華為金志國：城市跑向智慧未來，首先建設(shè)F5G全光網(wǎng)

  國家于2020年首次公開提出雙循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，提出“加快構(gòu)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(jìn)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(shè)，以信息化、智能化創(chuàng)新，推進(jìn)新一代ICT技術(shù)與城市戰(zhàn)略、規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行和服務(wù)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(shè)進(jìn)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(biāo)。新型城市基礎(chǔ)設(shè)施的云和網(wǎng)是支撐這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

  我們知道，智慧城市的各類應(yīng)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(chǔ)服務(wù)，快速開發(fā)和上線新業(yè)務(wù)。云基礎(chǔ)設(shè)施中存儲了大量的數(shù)據(jù)，既有公共服務(wù)數(shù)據(jù)，也有個(gè)人數(shù)據(jù)。因此，出于數(shù)據(jù)安全和個(gè)人隱私的考慮，云基礎(chǔ)設(shè)施須由城市管理者主導(dǎo)建設(shè)和運(yùn)行。

  同樣的，網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)設(shè)施，具有舉足輕重的地位。各類業(yè)務(wù)的安全保障，以及新業(yè)務(wù)快速開通上線都離不開一張堅(jiān)實(shí)的固定網(wǎng)絡(luò)。城市管理者必須持續(xù)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，從管理和技術(shù)兩個(gè)層面確保數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)的靈活性。

  2021年政府工作報(bào)告中提出,“加大5G網(wǎng)絡(luò)和千兆光網(wǎng)建設(shè)力度,豐富應(yīng)用場景”?！扒д坠饩W(wǎng)”首次被寫入政府工作報(bào)告。具體落實(shí)到智慧城市中，千兆光網(wǎng)的建設(shè)必須滿足超大帶寬以及確定性業(yè)務(wù)體驗(yàn)，才能實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何業(yè)務(wù)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(luò)技術(shù)。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(shí)代的下一代固定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，被歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會正式接納，并被定義為第五代固定網(wǎng)絡(luò)(ETSI ISG F5G)，即F5G(見圖1)。

圖1：F5G是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

  相比于第四代固定網(wǎng)絡(luò)，F5G在帶寬、聯(lián)接數(shù)、時(shí)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(jī)遇和前景。

  高精度城市治理的實(shí)現(xiàn)、智慧城市建設(shè)關(guān)鍵沖刺的完成、城市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)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(jìn)程“健步如飛”

  基于F5G技術(shù)的全光網(wǎng)成為智慧城市的信息基礎(chǔ)設(shè)施之一，與水網(wǎng)、電網(wǎng)、氣網(wǎng)、路網(wǎng)等傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)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(shí)延特性的品質(zhì)聯(lián)接，并將惠及政務(wù)、醫(yī)療、教育、交通、城市管理等多個(gè)領(lǐng)域。

  在智慧政務(wù)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(gè)部門之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)打通、業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載。但大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與辦事系統(tǒng)的打通，勢必帶來網(wǎng)絡(luò)的擁擠，并且也將引發(fā)一系列安全風(fēng)險(xiǎn)，例如數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)卡頓等風(fēng)險(xiǎn)。而F5G全光網(wǎng)的超大帶寬，則可以在支撐各政務(wù)部門業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載的前提下，利用網(wǎng)絡(luò)的物理隔離特性保障業(yè)務(wù)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(yàn)，而政務(wù)部門也不必?fù)?dān)心網(wǎng)絡(luò)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(gè)人認(rèn)識到了遠(yuǎn)程醫(yī)療的重要性。與此同時(shí)，遠(yuǎn)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(yuǎn)程醫(yī)療的基礎(chǔ)就是網(wǎng)絡(luò)能力，基于F5G全光網(wǎng)的實(shí)時(shí)化高清圖像、視頻交流、遠(yuǎn)程問診、醫(yī)療影像異地同步、遠(yuǎn)程醫(yī)療教學(xué)等新型醫(yī)療服務(wù)方式將成為常態(tài)。面向未來，F5G全光網(wǎng)還將支持開啟遠(yuǎn)程手術(shù)、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(shí)延能力，可以使人工智能 機(jī)械臂、工業(yè)VR/AR、設(shè)計(jì)仿真、遠(yuǎn)程維護(hù)等重要工業(yè)創(chuàng)新落地，從而提升工業(yè)的遠(yuǎn)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(shè)備、礦區(qū)的采礦機(jī)，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(shè)備，都可以在F5G全光網(wǎng)的支持下改為遠(yuǎn)程操控。工人坐在辦公室就可以獲得身臨其境的體驗(yàn)，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(yàn)。

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

  建設(shè)F5G全光網(wǎng)的三個(gè)趨勢

  當(dāng)前，我國的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在全球處于領(lǐng)先水平，在固定網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上完成智慧城市升級，是有效且經(jīng)濟(jì)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(yīng)超前規(guī)劃、優(yōu)先建設(shè)。

  為實(shí)現(xiàn)智慧城市發(fā)展目標(biāo)，深度利用固網(wǎng)升級的機(jī)遇窗口與城市固網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，我們提出了三個(gè)F5G全光網(wǎng)建設(shè)趨勢：

  建設(shè)城市1毫秒時(shí)延圈

  城市無人駕駛系統(tǒng)、政務(wù)云、桌面云等數(shù)字化創(chuàng)新，對城市網(wǎng)絡(luò)的整體時(shí)延提出了極高要求。這導(dǎo)致城市信息系統(tǒng)具有明顯的木桶效應(yīng)，其中的最短板可能會對整體造成損害。最具代表性的應(yīng)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(zāi)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(gòu)部署。生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心與容災(zāi)數(shù)據(jù)中心間通過F5G全光網(wǎng)保持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，一旦生產(chǎn)中心發(fā)生故障，容災(zāi)中心立即接管業(yè)務(wù)，避免數(shù)據(jù)丟失。

  由此可見，兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間的通信時(shí)延具有至關(guān)重要的作用，只有小于1毫秒的確定性時(shí)延，雙活數(shù)據(jù)中心才能正常運(yùn)行。

  另一個(gè)應(yīng)用場景是即將走入現(xiàn)實(shí)的自動駕駛汽車。在遇到突發(fā)情況時(shí)，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(luò)的時(shí)延是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，只有低于1毫秒的確定性時(shí)延，才能保證自動駕駛汽車實(shí)時(shí)獲取云上數(shù)據(jù)，及時(shí)采取必要措施，消除安全隱患。

  因此，建設(shè)城市F5G全光網(wǎng)必須優(yōu)先打造城市1毫秒時(shí)延圈。通過整體性的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，保障城市業(yè)務(wù)從任何位置都可以1毫秒入云，避免城市網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短板效應(yīng)。

  F5G全光網(wǎng)絡(luò)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(jī)構(gòu)這一層級。但隨著政府和企事業(yè)單位對政務(wù)網(wǎng)接入帶寬的需求日益增大，城市視頻監(jiān)控類業(yè)務(wù)將快速增長，城市末端光纖不足的問題將日趨明顯。為了進(jìn)一步推動智慧城市建設(shè)，支撐更多城市智能化創(chuàng)新落地，就需要光纖進(jìn)一步下沉。

  總體來看，F5G全光網(wǎng)從街道辦進(jìn)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(gè)委辦局、學(xué)校、醫(yī)院等單位提供超大帶寬接入。社區(qū)將成為政務(wù)信息高速公路的入口，同時(shí)將滿足各業(yè)務(wù)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(luò)延伸到社區(qū)層級后，醫(yī)療、教育、政務(wù)等核心數(shù)字化需求將得到極大地滿足和提升。遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育等創(chuàng)新將成為城市中的常態(tài)，而政府相關(guān)部門也可以進(jìn)一步推進(jìn)政務(wù)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(wù)與行業(yè)數(shù)字化升級的另一個(gè)主要的趨勢是業(yè)務(wù)走向云端。政務(wù)上云、企業(yè)上云、行業(yè)上云已經(jīng)成為了大勢所趨。

  云計(jì)算可以極大地節(jié)省政企計(jì)算資源與成本，同時(shí)加強(qiáng)數(shù)據(jù)的使用效率與業(yè)務(wù)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(shí)，網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(wù)的網(wǎng)絡(luò)需求，自動完成網(wǎng)絡(luò)配置，從而將新業(yè)務(wù)上云的開通時(shí)間從數(shù)天縮短至分鐘級。

  云和網(wǎng)都是保證應(yīng)用體驗(yàn)的關(guān)鍵，要確保能夠統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌建設(shè)，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(shè)，同時(shí)要滿足未來5年~10年業(yè)務(wù)發(fā)展的要求。

  無處不在的光聯(lián)接是智慧城市建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)，因此構(gòu)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(jì)發(fā)展添加新動能，為城市智能化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。面向確定的智能化未來，無數(shù)城市正在跑步進(jìn)發(fā)。F5G全光網(wǎng)的建設(shè)，就是為這些“城市運(yùn)動員”構(gòu)筑堅(jiān)實(shí)有力的大動脈。

  曾經(jīng)，固網(wǎng)走進(jìn)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。