［潘毅 王會義］

1 概況

2020 年政府開始提出全光智慧城市的目標，打造確定性大帶寬、低時延、高可靠、快速敏捷的未來智慧城市的光底座，治安防控作為智慧城市的一部分，新建項目需要符合未來網(wǎng)絡演進目標，但在過去的“平安城市”或“全光城市”建設(shè)過程中遇到或面臨諸多問題：建設(shè)成本高、建設(shè)周期長、城市廣電通信管網(wǎng)建設(shè)難、安全性不高、擴展性弱、維護難度大等問題，給全光智慧城市建設(shè)帶來一定阻力。

通過對PON 2.0 技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡切片技術(shù)創(chuàng)新，本文創(chuàng)新了全光智慧城市的城域接入網(wǎng)絡解決方案，克服前期問題并實現(xiàn)新六大基本功能：

（1）高可靠、確定時延：全光布線，抗電磁干擾，業(yè)務硬切片，網(wǎng)絡隔離，天然TDM 網(wǎng)絡，提供ms 級網(wǎng)絡延遲；

（2）部署快：OLT+工業(yè)光貓的2 層網(wǎng)絡，一光到底，降低部署成本，并支持POF+ODN 預鏈接，業(yè)務免配置、部署靈活；km 級超遠距離無死角覆蓋，突破百米限制，靈活組網(wǎng)；

（3）易維護：網(wǎng)絡拓撲和狀態(tài)可視，手機APP/Web都可查看，網(wǎng)絡維護和故障處理可由通信運營商負責，為高效生產(chǎn)保駕護航；

（4）可演進：1 次布線壽命30 年，帶寬平滑演進（1G-＞10G-＞50G），無需重新布線，網(wǎng)絡規(guī)劃演進可由專業(yè)運營團隊負責。

（5）可復制：通信運營商具備ODN 網(wǎng)絡建設(shè)豐富經(jīng)驗，具備復制至全國其他城市能力，采用定制化的多級分光技術(shù)，可有效解決老舊城區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級。

（6）安全性高：定制化“PON2.0方案：OLT+ODN+工業(yè)ONU”專用網(wǎng)絡方案，區(qū)分“公網(wǎng)”和“專網(wǎng)”，支持MEC 算力下沉，物理硬切片通道回傳關(guān)鍵信息。

2 智慧全光城市網(wǎng)絡解決方案

（1）總體功能架構(gòu)

通過對PON2.0 技術(shù)創(chuàng)新應用，解決承載層安全性不高、建設(shè)成本高問題，提升治安防控部署的快速擴展能力，并結(jié)合邊緣云技術(shù)對鎮(zhèn)街級、區(qū)縣級和市級的不同算力需求進行下沉，如圖1 所示。

圖1 工業(yè)PON2.0 技術(shù)總體架構(gòu)

①升級PON 網(wǎng)絡2.0 技術(shù)：加速全光城市實現(xiàn)智慧管理

②網(wǎng)絡切片功能：提升全光智慧城管理水平升級

③MEC 算力下沉：實現(xiàn)城市監(jiān)測能力快速提升

（2）技術(shù)組網(wǎng)方案

按上所述功能和架構(gòu)，相比原有方案，本方案共分為平臺與應用層、承載層、前端設(shè)備層三層架構(gòu)，如圖2 所示。

圖2 技術(shù)組網(wǎng)方案對比

①平臺與應用層：維持現(xiàn)有架構(gòu)不變。

②承載層：接入段引入OLT 和基于工業(yè)級PON2.0設(shè)備，代替前端設(shè)備裸纖直連方案；派出所→中隊→市局網(wǎng)絡維持現(xiàn)有架構(gòu)不變。

③前端監(jiān)控設(shè)備：按需設(shè)置。

（3）網(wǎng)絡功能設(shè)計

升級OLT 設(shè)備功能和PON 網(wǎng)絡TypeB 保護方案，實現(xiàn)業(yè)務回傳、安全保護和專用切片網(wǎng)絡，圖3 所示為工業(yè)PON2.0 光纜建設(shè)方案示意，圖4 所示為改造前后光纜網(wǎng)絡對比。

圖3 工業(yè)PON2.0 光纜建設(shè)方案示意圖

圖4 改造前后光纜網(wǎng)絡對比

①設(shè)置雙OLT（具備OLT 下沉條件的，OLT 設(shè)備可進一步下沉），采用一級分光模式，實現(xiàn)前端攝像頭業(yè)務回傳。

②ODN 采 用TypeB 保護組方式，每個分光器同時接入兩個OLT，實現(xiàn)對主干光纜路由保護（考慮到治安防控的應用場景，要實現(xiàn)物理雙路由存在難度，在不具備時，可采用同纜不同芯的方式實現(xiàn)）。

（3）通過引入切片功能OLT、ONU 設(shè)備，對前端公安、交通、城管、安監(jiān)等不同部門和應用需求，通過配置網(wǎng)絡切片實現(xiàn)不同業(yè)務的安全隔離，圖5 為網(wǎng)絡切片管理示意圖，表1 為切片優(yōu)先等級的建議。

圖5 網(wǎng)絡切片管理

表1 切片優(yōu)先等級建議

3 總結(jié)

智慧城市建設(shè)離不開信息技術(shù)手段提升，通過將PON 技術(shù)進行創(chuàng)新下沉應用在城市治理網(wǎng)絡，將光纜保護方案、切片網(wǎng)絡方案和光電復合纜等技術(shù)進行綜合應用創(chuàng)新應用在智慧全光城市，提供更具高可靠、可擴展、智能化的管理手段，并可通過網(wǎng)絡切片進一步提升智慧城市管理手段，實現(xiàn)智慧全光城市建造成本的降低，及助力智慧城市智能化管理手段和水平提升。