2026智慧公路F5G全光通信网白皮书-华为

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智慧高速F5G全光通信网 白皮书 2026 前 言 PREFACE 过去30多年，我国的高速公路迅速发展，通车里程逐年增多，截止2025年累计通 车里程已超过19.1万公里。“十三五”期间高速公路进入深化改革和可持续规范发展 阶段，取消省界实体收费站实现全国联网收费，以及视频云联网的建设，加速了全国 高速公路“一张网”的联网联控运营模式发展。“十四五”期间随着大数据、云计算、 人工智能等数字技术在交通运输行业的不断创新和试点，交通基础设施建设规模大幅 扩容，多式联运提质增效，物流成本显著下降，城乡区域交通均衡发展，“人享其行、 物畅其流”成效凸显，为“十五五”时期的发展奠定了坚实基础。“十五五”作为交 通强国建设深入推进的阶段，聚焦高质量发展、持续完善现代化综合交通运输体系， 推动经济社会全面转型升级，推进基础设施数字化转型升级。 在《国家公路网规划》中，高速公路未来有2.8万公里待建和约3万公里的扩容改 造。高速公路通信网作为高速公路信息化底座，为高速公路收费、监控等业务提供传 输通路，为高速公路运营服务保驾护航。高速公路通信网经历了从PDH、SDH到OTN 的发展阶段，面向新形势下的业务诉求，通信网也正面临向新的下一代技术演进。F5G （The 5th Generation Fixed Network，第五代固定网络）全光网依托OTN和PON 技术，凭借超大带宽、长距传输和绿色可持续发展等特性能够满足高速公路数字化、 智能化发展的诉求，为高速公路提供下一代数字化信息底座，助力高速公路智慧化和 交通强国战略目标达成。为此我们在《智慧高速F5G全光通信网白皮书2024》的版本 基础上新增《公路通信技术要求及设备配置》国标和交通基础设施数字化转型升级的 相关信息，希望能够为高速公路的数字化转型提供支撑，助力高速公路高质量发展， 为建设交通强国做出积极贡献。 我们在编写《智慧高速F5G全光通信网白皮书2026》的过程中，得到了很多行业 单位及其专家的指导和帮助，为我们提供了深入的行业分析和建议，对本书的框架和 内容产生了深远影响。在此，我们诚挚地对如下单位及其专家表示衷心的感谢，他们 是（排名不分先后）： 北京交科公路勘察设计研究院有限公司 盛刚 北京交科公路勘察设计研究院有限公司 刘见振 北京交科公路勘察设计研究院有限公司 施强 北京交科公路勘察设计研究院有限公司 王珣 中国通信建设集团设计院有限公司 苏建伟 中国通信建设集团设计院有限公司 张海波 广东省电信规划设计院有限公司 檀童和 广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司 关小杰 广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司 孙卫华 广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司 童杰 哈尔滨交研交通工程有限责任公司董事长 王军 黑龙江省交通规划设计研究院集团有限公司 孙伟光 黑龙江省交投信息科技有限责任公司董事长 齐志刚 宁夏交投高速公路管理有限公司 刘大海 宁夏交投高速公路管理有限公司 马小虎 山西省交通规划勘察设计研究院有限公司 曲臻 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 冯光宇 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 蒋贵川 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 刘勇健 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 汪正勇 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 易雷 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 赵羽 云南省交通投资建设集团有限公司 罗方 云南省交通投资建设集团有限公司 孙秀珍 智慧网云（北京）技术有限公司 温磊 云南华远电子有限公司 李川文 云南华远电子有限公司 吕耀坤 河海大学土木与交通学院 王维锋 华为光产品交通行业总经理 李乐 目 录 CONTENTS 第一章 高速公路通信网的现状和挑战 1 22 第二章 智慧高速F5G全光通信网 8 第三章 智慧高速F5G全光通信网场景化解决方案 1.1 高速公路行业发展情况和未来趋势 1.2 高速公路通信网现状和挑战 1.3 高速公路通信网演进趋势和诉求 1 3 5 22 23 24 2.1 智慧高速F5G全光通信目标网 2.1.1 智慧高速F5G全光通信网概述 2.2 高速公路光通信标准体系和代际演进 2.3 F5G全光网络演进的关键技术 2.3.1 OTN技术（包括小颗粒） 2.3.2 分组增强型OTN技术 2.3.3 ASON技术 2.3.4 PON技术 2.3.5 智能运维技术 8 8 8 12 12 14 15 15 17 3.1 F5G全光干线传输网方案 3.2 F5G全光路段传输网方案 3.3 F5G全光干线-路段一体化方案 01 02 03 第四章 智慧高速F5G全光通信网应用案例 33 第五章 高速公路F5G全光通信网应用展望 45 附录1 缩略语 46 附录2 参考文献 49 4.1 F5G助力浙江省干OTN大带宽、高质量数字化升级 4.2 F5G助力广东省干从SDH向OTN平滑演进，实现融合承载 4.3 SD高速采用ASON2.0技术，构造省干高可靠全光底座 4.4 F5G搭建S省智慧高速“共享+独享”的大带宽、低时延方案 4.5 F5G分组增强型OTN助力贵州高速全省“一张网”建设 4.6 F5G分组增强型OTN助力宁夏高速数字化转型升级 4.7 F5G全光接入网为江西梅岭隧道打造综合承载方案 33 34 36 37 38 40 42 3.4 F5G全光数据接入网方案 3.4.1 F5G全光收费数据接入网方案 3.4.2 F5G全光路侧数据接入网方案 3.4.3 F5G全光隧道数据接入网方案 3.4.4 F5G全光服务区数据接入网方案 3.5 F5G全光通信网智能运维方案 25 26 27 28 29 31 04 05 01 高速公路通信网的现状和挑战 第一章 智慧高速F5G全光通信网 1 白皮书 2026 1.1 高速公路行业发展情况和未来趋势 随着1988年沪嘉高速公路一期工程、沈大高速公路沈阳至鞍山和大连至三十里堡 的通车，拉开了我国高速公路建设的序幕，经过30多年的快速发展，我国高速公路规 模和通车里程稳居世界第一，高速公路通车里程已超过19.1万公里。 进入“十三五”后，高速公路步入全面深化改革与规范发展的新时期，从注重里 程规模和速度转向更注重科学合理可持续发展。近年，中共中央、国务院和交通运输 部陆续颁发多项交通运输行业和公路行业的发展政策，为高速公路高质量发展提供政 策支持和科学指导。 2019年9月，中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》，提出紧紧围绕统筹 推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局，推动交通发展由追求 速度规模向更加注重质量效益转变，为全面建成社会主义现代化强国、实现中华民族 伟大复兴中国梦提供坚强支撑。 2021年2月，中共中央、国务院发布《国家综合立体交通网规划纲要》，推进交 通基础设施数字化、网联化。全方位布局交通感知系统，推进智能网联汽车（智能汽 车、自动驾驶、车路协同）应用。构建综合交通大数据中心体系，完善综合交通运输 信息平台。 2021年9月，交通运输部发布《交通运输领域新型基础设施建设行动方案(2021- 2025年)》，明确了提升公路智能化管理水平和提升公路智慧化服务水平的相关内容。 同月，交通运输部还发布了《数字交通“十四五”发展规划》，提出要完善公路感知 网络，推进公路基础设施全要素全周期数字化，发展车路协同和自动驾驶，深化ETC 应用，建设一体化（监、调、管、急、服）智慧路网平台，推进智慧服务区建设。 2022年2月，交通运输部印发《公路“十四五”发展规划》，提出“十四五”时 期公路交通发展要坚持“服务大局、共享发展，统筹协调、融合发展，深化改革、创 新发展，绿色集约、安全发展” 四个基本原则，进一步明确了“补短板、优供给、强 服务、增动能”的“十二字”发展思路，为“十四五”时期公路交通高质量发展指明 了方向和主要着力点。 智慧高速F5G全光通信网 2 白皮书 2026 2022年7月，《国家公路网规划》发布，明确了公路网发展目标和要求，通过科 技创新赋能，促进前沿科技应用，不断提高国家公路数字化、网联化水平，提升路网 安全水平和系统韧性，实现到2035年，基本建成覆盖广泛、功能完备、集约高效、绿 色智能、安全可靠的现代化高质量国家公路网的目标。 2022年9月，《高速公路联网收费系统优化升级工程总体方案》发布，在取消高 速公路省界收费站工作基础上，优化升级全国高速公路联网收费系统，加强运行监测 能力、AI 计算能力、数据分析能力、业务融合能力建设，大幅提升公路网运行服务智 能化水平。 2023年9月，《全国高速公路视频监测优化提升实施方案》发布，进一步提升全 国高速公路网监测能力和信息化管理水平，加快实现高速公路监测视频全面覆盖、快 速调取、稳定运行，高效支撑公路交通保通保畅。当前已基本实现高速公路全路段监 测视频全面覆盖，加密完善高速公路视频，增强视频联网系统功能，实现指挥调度全 网覆盖。 2023年9月，交通运输部发布《推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意 见》，提出构建公路设计、施工、养护、运营等“一套模型、一套数据”，基本实现 全生命期数字化，基本建成“部省站三级监测调度”体系，公路市场数据资源充分整 合，建立健全适应数字化的公路标准体系，完善公路基础数据库等相关内容。 2024年4月，财政部、交通运输部联合印发《关于支持引导公路水路交通基础设 施数字化转型升级的通知》（财建〔2024〕96号），提出“重点支持国家综合立体交 通网‘6轴7廊8通道’主骨架以及京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝双城经济圈 等城市群内地区环线、都市圈环线、城市绕城环线的国家公路和国家高等级航道，开 展数字化转型升级”，其中明确“推动基础设施安全增效”为四大任务方向之一。 2025年9月26日，交通运输部联合国家发展改革委、工业和信息化部、国家数据 局、国家铁路局、中国民用航空局、国家邮政局等七部门正式发布《关于"人工智能+ 交通运输"的实施意见》（交科技发〔2025〕92号）。到2027年：人工智能在交通运 输行业典型场景广泛应用，综合交通运输大模型体系落地部署，普及应用一批智能体， 建成一批"人工智能+交通运输"标志性创新工程，人工智能成为引领交通运输创新发展 的重要动力。到2030年：人工智能深度融入交通运输行业，智能综合立体交通网全面 推进。智慧交通与智慧物流领域关键核心技术实现自主可控，总体水平位于世界前列， 培育一批新产业、新业态，形成较为完备的交通领域人工智能治理体系。 智慧高速F5G全光通信网 3 白皮书 2026 1.2 高速公路通信网现状和挑战 随着现代交通运输业的不断发展，高速公路在我国运输业中的重要作用逐渐显现。 机电工程通信技术是高速公路工程中最为重要的一环，在保障高速公路出行的安全性、 便捷性和稳定性方面发挥得十分关键的作用。 高速公路机电工程系统隶属于交通工程（安全设施、管理设施和服务设施）的管 理设施。高速公路机电系统被划分为三大系统，即监控系统、收费系统、通信系统。 在高速公路的建设和发展过程中，通信、收费、监控三大系统同步建设，协调发展。 通信系统是高速公路机电系统的“中枢神经”，作为信息化底座，为监控系统和收费 系统的数据、语音和图像等信息准确而及时的传输提供通路，保证高速公路各管理部 门之间业务联络的畅通，并为高速公路内部各部门和外界组织的通讯提供技术支持和 保障。因此，通信系统的质量决定了高速公路机电系统的整体性能。 早期，高速公路通信网主要是单条道路的内部通信网，随着高速公路建设规模不 断加大，高速公路网正在逐步形成。随着道路数量和里程的增加，区域内高速公路机 电系统联网建设的方案论证及工程实践陆续开展，高速公路通信系统也从单条道路的 内部通信向路网广域通信转变。2000年后，采用SDH技术建设高速通信系统的模式 逐渐被采纳和推广，经过十多年的发展，各省份逐步建设了适合本省高速公路网的SDH 数字通信网，承载高速公路收费、监控等关键业务的发展。 2012年1月，交通运输部发布《高速公路通信技术要求》，确定高速公路通信网 技术路线，干线传输网宜采用SDH系统组建，路段接入网应与干线传输网技术体制相 适宜，宜采用SDH技术。 2019年5月，国务院印发《深化收费公路制度改革取消高速公路省界收费站实施 方案的通知》，同年11月交通运输部印发《全国高速公路视频联网监测工作实施方案》 和《全国高速公路视频云联网技术要求》，全面推进视频监控网建设和视频联网，打 造全国高速公路“一张网”运行监测体系。 2024年4月，财政部、交通运输部联合印发《关于支持引导公路水路交通基础设 施数字化转型升级的通知》（财建〔2024〕96号），通过一系列政策规范的落地，对 高速公路通信网提出更高的要求，高速数字化转型业务升级、应用上云、数据集中对 高速通信网络提出新的诉求，“数据上得去、指令下得来”，通信网络需从全局视角， 互联互通、协同联动、智能管控。通信网由局域网向广域网深化演进、路段接入网带 宽面临倍数级膨胀等，同时，联网收费和视频联网对通信网的实时性和稳定性也提出 智慧高速F5G全光通信网 4 白皮书 2026 明确诉求，现网SDH网络已无法满足高速业务诉求和演进规划，因此，各省也陆续启 动干线传输网和路段接入网的升级改造。截止2025年底，全国已有近20个省份完成或 正在进行干线传输网的SDH向OTN升级。 伴随联网收费和视频联网的快速推进，全国高速公路已实现联网互通能力，但由 于历史独立建网模式和各省建网方案的差异，整网的运行质量和运行效率还存在诸多 问题。通过对典型省份网络进行分析发现，目前路段接入网建设多制式共存，建网带 宽配置差异大，业务对接需多次转换传输，难以保证数据精准、全量、实时上传到上 级管理部门，无法满足收费、监控和未来智慧化（如车路协同、自动驾驶）的业务诉 求。同时，当前高速公路按路段级建网，整网末端汇聚节点多，且分散管理，造成整 体建网复杂，层级多，运维难度大，效率低。因此，高速公路通信网需要根据演进趋 势和业务诉求进行优化，需要自顶向下进行梳理和设计，采用集约化建网模式，推进 高速公路通信网架构归一、层级简化，从"建管养运服"向"投融建管营"全生命周期高质 量演进。2025年12月25日，交通运输部发布关于征求《高速公路“手机+”无卡便捷 通行实施方案（征求意见稿）》意见的函，提出：为推进公路收费系统转型升级，推 动全网“一张网运行、一体化服务”水平不断提升，服务人民群众便捷美好出行，开 展高速公路“手机+”无卡便捷通行推广实施工作。 internet 图1 高速公路通信网现状示意图 计算池 计算池 存储池 存储池 存储池 智慧运维 智慧运维 智慧出行 应急指挥 应急指挥 收费站 路段中心 省中心 部中心 网络管理 视频 管理 存储 管理 应用 服务 网络 管理 AC无线 控制器 监测 大屏 治超 服务器 收费 管理 投包室 CPC 发卡 收费车道/ 广场 ETC门架/ 主线 SDH 10G OTN N*10G/N*100G 路段中心 路段接入网 省干传输网 数据传输网 省运营 省运营 中心 中心 省数据 省数据 中心 中心 隧道广播 风速检测 射流风机 环境传感 信息板 RSU 报警电话 雷达 IPC MEC C-V2X 备用路径 去部中心 OTN N*10G/N*100G 国干传输网 制式 OTN 2.5G/10G 制式 SDH/MSTP/OTN 制式 SDH/MSTP/PTN/OTN/以太网 光强检测 车道指示 车辆检测 CO/VI 收费结算 收费结算 视频 视频 外部服务 隧道 监测 收费 数据 监测 视频 监测 数据 收费 视频 智慧高速F5G全光通信网 5 白皮书 2026 1.3 高速公路通信网演进趋势和诉求 进入“十四五”时期，高速公路的建设更加注重新技术的创新应用，在不断强化 基础设施数字化建设基础上，深化智慧高速试点，各类智慧业务的实施对高速公路通 信网的质量提出更加严格的要求。 在《加快推进高速公路联网收费系统优化升级实施方案》中，提出要进行联网收 费系统升级，实现数据传输完整率、上传及时率、准确率均为100%，实现全网计费准 确率99.99%、在线计费调用成功率不低于99.99%，兜底计费使用率不高于0.01%。 在交通运输部印发的《全国高速公路视频监测优化提升实施方案》，提出为了进 一步提升全国高速公路网监测能力，全面推进“可视、可测、可控、可服务”的路网 运行管理体系建设，需要对现有视频监控设施进行优化升级，并开展视频点位加密等 工作，以确保高速公路视频联网系统的长期稳定运行，视频实时在线率不低于95%。 交通运输部在2026年全国交通运输工作会议期间明确提出：积极推广"手机+"无 卡便捷通行模式，"手机+"无卡便捷通行模式的核心是"去卡片化"，实现从"有卡有 站"到"无卡有站"再到"无卡无站"的演进。当前收费站CPC结算方式是收费站拥堵的主 要因素之一，采用 “手机+” 按道路等级、车型、里程等信息，通过差异化收费方式， 在通行中自动扣费或在通行后付费，即可实现在出入口不停车、不减速“无感通行”， 但这也对高速公路通信网的时延、性能和带宽等提出了更高要求。 高速公路通信网作为支撑高速公路智慧化的数字底座，为了满足以上业务能力和 考核指标达成，同时满足适度超前，支持未来车路协同、无人驾驶等智慧化场景演进 诉求，高速公路通信目标网应具备如下几个特征： 1. 多业务综合承载，带宽按需平滑升级能力：首先，随着智慧化不断提升，在传 统机电业务基础上，智慧化业务需求不断丰富，如雷视拟合路网感知业务、车路协同 业务、数字孪生，AI智能化业务等，各类业务需相互独立，互不影响。为满足不同业 务接入和端到端的安全传输诉求，需要通信网提供硬隔离承载能力，以保证业务间安 全可靠；其次，随着收费准确率、视频监控要求的提高，以及感知业务、智慧化应用 的落地，对各业务数据的完整性和稳定性传输提出更高要求，需要通信网具备全力送 达、0丢包的传输能力；最后，为保障收费、监控、智慧等业务数据的传输与云端存储 与调用，以及未来业务的按需扩展，需要通信网提供按需建网、灵活扩容的持续演进 能力。 2. 业务传输低网络时延能力：为满足联网收费系统优化数据传输完整率、上传及 智慧高速F5G全光通信网 6 白皮书 2026 时率、准确率均为100%的诉求，需要通信网具备实时传输能力。同时，未来智慧化车 路协同、AI大数据云化处理的诉求也要求通信网具备端到端毫秒级确定性低时延的能力。 3. 高安全、高可靠网络能力：高速公路通信网作为高速公路的“主动脉”，负责 连接高速公路末端感知设备和中心“智慧大脑”，必须具备整网高安全、高可靠的能 力，才能保证各类业务和指令的上传下达，保障高速公路的“可视”管理和道路安全。