有線智慧城市智能承載網(wǎng)建設規(guī)劃探討

文/顧海 姚承開

新一輪的科技革命正逐步向著智能化的方向發(fā)展。包括“大數(shù)據(jù)”“云計算”“物聯(lián)網(wǎng)”和其他方面的技術(shù)正引發(fā)越來越多的智慧浪潮，深刻地改變了人們的生活方式和生產(chǎn)方式，并構(gòu)建起了數(shù)字生活的美好圖景。“智慧城市”的理念正被越來越多的人所熟知。各級政府和各行業(yè)的主管部門也推行了“智慧城市”的規(guī)劃。

1.研究背景

許多城市在發(fā)展過程中，通過充分運用行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略牢固地把握“互聯(lián)網(wǎng)+”和“智慧城市”的重大發(fā)展機遇，并在發(fā)展的過程中充分發(fā)揮重要的作用。以“智慧城市”為基礎(chǔ)全面實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級，最終才能夠?qū)⑿畔⒒椭悄芑浞值氐靡哉稀２⑼ㄟ^協(xié)同和共享各類信息資源有效提高城市發(fā)展的能力和公共設施的服務水平。本文主要就有線智慧城市智能承載網(wǎng)建設的規(guī)劃進行探究。

2.總體框架概述

目前，多數(shù)城市的有線智能承載網(wǎng)主要涉及政府、社區(qū)、家庭、交通、學校和其他領(lǐng)域的智能樞紐，并能夠有效地實現(xiàn)全方位的統(tǒng)一接入，讓更多的網(wǎng)絡無處不在，從而最終實現(xiàn)智慧城市的發(fā)展目標。整個有線智能承載網(wǎng)主要以“智慧城市”的實施意見為指導，并有效地將IP架構(gòu)、SDN架構(gòu)技術(shù)思想、構(gòu)建寬帶、融合設施和范在網(wǎng)絡等設施有效地結(jié)合在一起，這樣就能夠為更多的智慧城市提供高帶寬和低延遲性的可靠IP承載。整個網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)主要是以省、市和縣三級架構(gòu)為基礎(chǔ)的，能夠在使用過程中有效地實現(xiàn)與各級政府、互聯(lián)網(wǎng)和運營商進行互聯(lián)互通，[1]從而讓協(xié)同網(wǎng)絡能夠更好地被運用于互聯(lián)互通的高帶寬中，從而為更多的用戶提供統(tǒng)一的服務。

圖1為智慧城市網(wǎng)絡總體架構(gòu)圖。整個智慧城市的網(wǎng)絡架構(gòu)將會涉及省級政府信息中心、市級政府信息中心和縣級政府信息中心，所有的網(wǎng)絡都會實現(xiàn)全方位覆蓋。

圖1 智慧城市網(wǎng)絡總體部署架構(gòu)圖

3.智能承載網(wǎng)的主要結(jié)構(gòu)

3.1 接入層

接入層在智能承載網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用，它主要可以有效地結(jié)合光纖接入。以WLAN和4G為主的技術(shù)能夠讓用戶隨時隨地完成接入任務，并有效地調(diào)整有線接入和無線接入的能力，讓所有的用戶都能夠體會界面和流程一致的服務。接入層為智能承載網(wǎng)絡中的第一層，主要是為用戶提供服務的窗口。

3.2 骨干層

在接入層完成任務之后，骨干層會繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。它可以通過大容量的高速光纖網(wǎng)絡讓省級、市級和縣級的城市網(wǎng)絡更好地連接在一起，并讓整個承載網(wǎng)絡更好地發(fā)揮作用。

3.3 平臺互聯(lián)層

平臺互聯(lián)層可以通過專線與智慧城市的創(chuàng)新云服務平臺相互連接，并讓政府信息和周邊的系統(tǒng)更好地融合在一起，并發(fā)揮作用。所有的系統(tǒng)都能夠在平臺互聯(lián)層的作用下發(fā)揮更好的作用。

3.4 運營支撐模塊

運營支撐模塊能夠在操作的過程中同時完成網(wǎng)絡資源管理、網(wǎng)絡運維管理、安全準入控制、用戶認證和其他一系列功能，并更好地將這些功能發(fā)揮到極致。

4.骨干網(wǎng)

4.1 骨干網(wǎng)概述

骨干網(wǎng)一直都在智能承載網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用?？梢詫SON技術(shù)和OTN技術(shù)相結(jié)合，建成一條省級-市級-縣級的干線網(wǎng)絡。整個國家上聯(lián)的干線和其他運營商的骨干網(wǎng)絡會連接到各個城市的地域網(wǎng)和接入網(wǎng)中，從而有效地覆蓋全省的13個城市。只有充分重視智能骨干網(wǎng)絡建設，才能夠更好地實現(xiàn)高容量、高安全和高智能化的建設目標。

骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)的存在主要是為了構(gòu)建邏輯清晰的IP數(shù)據(jù)網(wǎng)和城市市域網(wǎng)，并有效地發(fā)展相關(guān)業(yè)務。一般可以采用扁平化的組網(wǎng)方式更好地進行智能化運營，從而更好地建設和發(fā)展全省的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。[2]扁平化的結(jié)構(gòu)能夠讓骨干網(wǎng)絡內(nèi)部的容量更大，節(jié)點更少，且網(wǎng)絡覆蓋的面更加廣泛。智能化的運營模式也能夠為更多的用戶提供不同等級的差異化服務。

整個省干光傳輸網(wǎng)絡是由OTN技術(shù)為基礎(chǔ)進行網(wǎng)絡傳輸?shù)?。從圖2可以看出，整個網(wǎng)絡內(nèi)部主要是由北環(huán)網(wǎng)、南環(huán)網(wǎng)和市內(nèi)環(huán)網(wǎng)三個網(wǎng)絡組成。C波段80波系統(tǒng)主要在骨干網(wǎng)絡傳輸?shù)倪^程中發(fā)揮重要的作用。目前，隨著全網(wǎng)不斷地整合，相關(guān)的業(yè)務更多地被推廣。整個波分資源的利用率超過了80%，并有效地覆蓋了省內(nèi)13個地級市和縣級市。從圖2中也可以看出，整個骨干網(wǎng)絡的覆蓋面積很廣泛。

圖2 骨干傳輸網(wǎng)絡架構(gòu)設計圖

4.2 優(yōu)化骨干網(wǎng)的方式

4.2.1 建設傳輸二平面

隨著網(wǎng)絡整合的進度越來越快，各類智慧城市業(yè)務正在不斷地增長。但是，目前省級和市級內(nèi)部的干線資源勢必會影響整個省業(yè)務的發(fā)展。因此，運用傳輸二平面優(yōu)化傳輸網(wǎng)絡建設顯得尤為重要。

4.2.2 有效地優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

目前，多數(shù)干線傳輸網(wǎng)絡內(nèi)部都是由環(huán)狀網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)組成的。由于有部分網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不太合理，所以，如果環(huán)網(wǎng)線路內(nèi)部出現(xiàn)多處故障，則沒有辦法在第一時間進行處理，甚至會在運營的過程中存在諸多風險。如果此時能夠有效地優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，自然就能夠使得業(yè)務傳輸和選收的過程變得更加順利，并更好地增強整個網(wǎng)絡的容災能力和自愈能力。這也是未來傳輸網(wǎng)絡安全化進展的重要趨勢。

4.2.3 有效地優(yōu)化站點結(jié)構(gòu)

多數(shù)干線波分傳輸系統(tǒng)內(nèi)部的站點距離顯得過大，所以在使用的過程中會產(chǎn)生很大的損耗。如果單純地采用光-電-光的傳輸方式則會一味地延長業(yè)務開通的周期。目前很多業(yè)務內(nèi)部的信噪比普遍偏低，也會影響整個系統(tǒng)內(nèi)部的質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。如果能夠在現(xiàn)有站點的結(jié)構(gòu)上有效地優(yōu)化站點結(jié)構(gòu)，自然就能夠有效地縮短站點之間的結(jié)構(gòu)，并有效地提高傳輸質(zhì)量。

5.物聯(lián)感知網(wǎng)

物聯(lián)感知網(wǎng)一直在智慧城市中發(fā)揮著重要的作用，也可以被稱為智慧城市的“末梢神經(jīng)”。如果說骨干網(wǎng)絡在智慧城市建設的過程中發(fā)揮著非常重要的作用，物聯(lián)網(wǎng)就可以通過包括射頻識別元件、紅外感應器、定位系統(tǒng)和其他一系列的設備更好地運用短距離的通信技術(shù)，并讓互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的信息有效地進行交換，最終就能夠?qū)崿F(xiàn)智能定位、智能識別、智能監(jiān)控和智能管理。

連接、感知和應用是物聯(lián)感知網(wǎng)中的三大主要應用元素。在實際操作過程中，可以通過運用各種傳感器接入到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部。之后再配合云計算和大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析和處理。圖3有效地顯示了物聯(lián)網(wǎng)感知網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。

圖3 物聯(lián)感知網(wǎng)的主要架構(gòu)

物聯(lián)感知網(wǎng)主要是由兩層結(jié)構(gòu)組成的：第一，寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)、無線局域網(wǎng)和行業(yè)專線網(wǎng)可以一起構(gòu)成網(wǎng)絡接入層，可以將由傳感終端采集的信息有效地進行傳輸和交換，并在后端系統(tǒng)中更好地被應用；第二，電子標識、攝像頭、智能家電和其他元件將會一起構(gòu)成終端智能感知層，并在之后通過短距離的通信終端和其他設備一起接入到網(wǎng)絡接入層的內(nèi)容。

6. AAA支撐系統(tǒng)

可以先建立一個穩(wěn)定、高效和安全的網(wǎng)絡AAA支撐系統(tǒng)平臺，并采用多種接入方式進行接入，并讓多種接入方式更好地和業(yè)務終端結(jié)合在一起。AAA支撐系統(tǒng)為智慧城市的建設奠定良好的基礎(chǔ)。

AAA支撐系統(tǒng)在使用過程中可以讓設備、用戶和業(yè)務有效地統(tǒng)一在一起，并讓更多的網(wǎng)絡設備融合在一起。[3]各種智慧社區(qū)內(nèi)部的業(yè)務能夠更好地被組合和認證，業(yè)務運營的套餐也會顯得更加豐富，并在之后給用戶提供了多種選擇。從長遠發(fā)展的角度看，AAA支撐系統(tǒng)能夠有效地實現(xiàn)全省的集中管理，最終提升智慧社區(qū)內(nèi)部的智能化管理能力。

圖4 AAA平臺架構(gòu)圖

整個AAA平臺架構(gòu)主要由以下兩種結(jié)構(gòu)組成：第一，系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心層主要負責整個系統(tǒng)的運行、管理和維護，并主要由日志管理、系統(tǒng)角色定義、系統(tǒng)管理和其他功能構(gòu)成；第二，AAA內(nèi)部的業(yè)務功能可以全面負責多種業(yè)務，并有效地實踐包括認證鑒權(quán)、數(shù)據(jù)采集、服務提供、業(yè)務管理和其他各類功能。系統(tǒng)可以先通過擴展業(yè)務功能層，有效地擴展接口，之后將各種業(yè)務功能更好地擴展開來。目前，包括智慧社區(qū)、VPN業(yè)務、內(nèi)容服務和專線租用業(yè)務等業(yè)務功能層中的內(nèi)容都可以發(fā)揮更好的作用。

結(jié)語

綜上所述，本文先對“有線智慧城市”的概念和框架進行敘述，之后對骨干、物聯(lián)感知網(wǎng)和AAA支撐系統(tǒng)進行分析。云服務承載平臺的運營者和應用的聚合者能夠?qū)⒕W(wǎng)絡優(yōu)勢更好地發(fā)揮出來，使整個網(wǎng)絡變得更加安全可靠。相信在未來，智能承載網(wǎng)能夠在建設“智慧城市”的過程中發(fā)揮越來越重要的作用，并推動政務服務、公共服務和各項服務全方位的進行。