F5G全光网在智慧城市中的运用探讨

 F5G全光网在智慧城市中的运用探讨

李国勇

深圳市宝安信息管道管理有限公司

摘要：智慧城市的构建和应用需要各种ICT技术的一体化发展，政府、各行业、各企业等主体的积极参与才能实现。通过智慧城市的建设，能够带动上下游产业的而结合，促进更多新技术、新场景的形成与应用，通过积极的探索商业应用场景来促进F5G的应用和不断深化改革，构建一个更加广阔的生态系统，将具有确定性的网络体验带到各个领域中，为用户提供更高品质的沉浸式体验，从而促进各个行业的数字化发展与转型，推动千兆产业的可持续健康发展。F5G为第五代固定网络，F5G全光网目前具有极大的优势，能够促进各个业务平顺的发展，通过异构组网的方式来促进超高带宽可见光通信，是元宇宙业务的宽带基座。

关键词：F5G；全光网；智慧城市；应用效果

从战略资源、工艺技术等方面分析在通信领域用光纤代替铜缆传输信号的重要性，以光纤传输为主的F5G全光网相比传统的交换网技术有更高的优势，在智慧城市的构建中发挥着更加积极的作用，因此智慧城市的数字传输底座采取全光网也是未来必然的发展趋势。铜作为不可再生的材料，也是我国仅次于石油的第二大战略资源，我国的铜产量贫乏，大量的铜资源都依赖于进口，有色金属在冶炼中也会产生极大的环境污染，为此付出的环境治理费用也非常高，因此寻找铜的替代品、减少铜依赖已经是我国发展的必经之路。虽然电力传输的铜从传输效率来说还未找到更好的替代品，不过信息传输方面的铜材料则可采用光缆来代替，F5G就是以光纤为主要传输介质的网络技术，目前在智慧城市构建中发挥着积极的作用。

一、光缆的优势

光纤的材料为二氧化硅，相比铜资源依赖于进口，我国的二氧化硅产量丰富、储备较高，光纤的性能取决于工艺技术，我国在这方面也处于世界的领先水平，因此光缆性能已经远超铜缆。不管是资源分配、信号传输质量、经济效益方面，光缆都是必然的发展趋势。

（一）相同接入量光缆的占用空间和重量更小

比如说，一个综合体建筑采用了F5G光传输，相比采用了CAT6A屏蔽铜缆的重量要减少11130kg，相比CAT6非屏蔽铜缆的重量要减少10524kg，同时光纤在保证同样网络覆盖的情况下占用空间更小，因此这就可以减少金属线槽、金属吊筋的用量，保证建筑更多的使用空间，同时施工难度也明显降低。

（二）光纤品质更高且安全性更强

光纤属于非金属材料，传输不会受到电磁的干扰；光纤不会腐蚀，一般寿命在30年以上；光纤相比铜缆有更高的保密性；不会出现高频信号串扰，铜缆的高频信号串扰需要噪音消除技术来解决。

二、关于F5G的分析

F5G是ETSI定义的第五代固定网络技术，实现了光纤到户迈向光联万物，也是未来新旧能源转换的关键。参与F5G有很多机构比如运营商、设备商、研究机构等。F5G包括eFBB、FFC、CRE三个重要特点，代表性技术包括无源光网络技术、Wi-Fi6技术、光传送网技术、光交叉连接技术等。

F5G全光园区见图1。园区采用的是F5G无源光局域网技术，光线路终端以及光网络单元都通过无源的分光器实现了点到多点的光纤到末端的解决办法。F5G实现了千兆家庭、万兆楼宇、T级园区的覆盖，赋予了各个行业高品质网络服务，特别适合用于基础网络设施。对比传统的铜线技术，全光接入网属于低能耗的先进技术，光纤属于绿色介质，相比铜缆能够减少大量能耗，同时F5G全光网采用的无源分光器不需要供电，因此可以摆放在任何位置，减少了电源、空调设备的应用，真正具有绿色环保的作用[1]。通过F5G全光网接入技术，为用户提供了万兆覆盖，也减少了能耗的物理空间，因此F5G全光网已经成为了智慧城市构建的必然选择。同时F5G与5G之间为协同关系，有线网络与无线网络互补，能够更好的实现万物感知，促进网络更好为用户服务。

图1  F5G全光园区示意图

三、F5G数字政府

（一）使用场景

第一，政府云网。政府云是政府各种业务系统的基础，负责存储数据信息、实现数据共享、业务应用拓展、各政府行业云连接、政府数据容灾等基础功能。随着城市大脑、物联网IOT中心等项目的建设，一卡通、一网管理、一码通行等管理和服务得到广泛的应用，政府部门的服务也从线下转为线上，因此对我国的电子政务外网专线网络资源及承载力提出了更高的要求，需要构建有数据共享、网络互通为主的新型电子政务外网，为网络服务提供一个更加安全、可靠、高速的通信环境[2]。

第二，云桌面。政府内容采用了办公门户管理、远程办公、视频会议的办公模式，提高了办公的便捷性和及时性。由于政府管理的业务部门数据都需要进行跨层级、跨地域的互传和交换，因此也需要构建一个稳定、高速的信息传输网络环境。

（二）具体使用案例 

广东省的移动建设城市全网专网，构建了政务网、城市物联网、工业互联网和城市视频网为一体的智慧城市网络，将各级政府企业、各种视频、十万工业、十万物联终端实现了互通，满足了不同业务的需求，实现了精细化的城市治理，为智慧城市的构建提供了样本。天津市的政务云构建了带宽8T的一张网，转变了以往需要多张通信网络的传统建网模式，通过全光承载网满足了400多个部门网络互通，提供了高带宽服务，统一了多通信网络，满足了视频会议、各类文件传输的政务工作需求。

四、F5G在医疗中的应用

（一）使用场景

第一，互联网+医院。我国医疗行业存在着医疗资源分布不均、跨地域就诊困难的问题，这也是医疗行业需要解决的重点问题。根据国家卫健委2020年公布的数据，目前我国的互联网医院超过了900家，包括实体医院的医疗线上服务、医联体共同线上融合服务、集聚医生资源的平台服务。远程医疗技术也从以往的电视、电话诊断等发展到图像、语音、数字的综合传输模式，能够实时的进行语音、图片和视频的交流。接下来的重点就是将大医院和专科医院的医疗设备、医疗技术的优势发挥出来，对医疗条件不佳、偏远地区的患者开展远程的诊疗和咨询。通过互联网+医院的构建，提高了医疗部门的诊断准确率，也实现了医疗资源的合理应用[3]。

第二，医疗影像云。医疗影像云的服务平台面向各个区域，各医联体营养能够实现互通和联合诊断，相关单位的医学影像采集和传输实现了自动化，真正做到了医疗数据的共享、医疗卫生业务的协调发展。医疗影像云可以接入到100家医疗机构中，中心平台带宽需要在2000M左右，每接入一家则需要增加10～20M的带宽。

（二）具体应用案例

河南省的人民医院的影像数据占80%以上，一体化影像云服务平台的应用，实现了医疗技术与业务之间的全面管理，为保证医生实时的观察病人的影像资料奠定基础，专项网络的速度在1Gbit/s以上，为了保证卫生行业的安全性能要求网络可用性在99.95%以上。浙江某市医院的放射科，每天产生的影像资料有80G，通过扩大带宽传输，医生可以随时调取患者的影像资料，并且与省内大型三甲医院实现联合影像学会诊，提高了就诊质量。

五、小结

    F5G全光网在智慧城市建设中应用，实现了我国资源的优化配置，并且对生态环境保护也有积极的作用，提高了各个行业信息传输的速度和质量，也减少了后期维护的成本，符合我国可持续发展的理念，因此F5G全光网成为了智慧城市建设的重要技术，需要引起我们的高度重视。

参考文献：

[1]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.

[2].“F5G+”构建全光智慧城市新生态[J].中国信息界,2020(06):83-86.

[3].华为首次发布F5G智慧城市理念[J].智能城市,2020,6(21):9.