公安無線寬帶融合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

【摘要】? ? 隨著公安業(yè)務(wù)的移動(dòng)化應(yīng)用不斷推進(jìn)，帶來對(duì)無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的迫切需求。本文介紹了公安無線通信的現(xiàn)狀，探討了通過公共移動(dòng)通信網(wǎng)和公安無線專網(wǎng)的深度融合構(gòu)建公安無線寬帶融合網(wǎng)絡(luò)的必要性和可行性，并對(duì)公專融合的方式和關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】? ? 公專融合? ? 公安無線寬帶網(wǎng)絡(luò)? ? 集群通信網(wǎng)

Abstract： With the continuous advancement of mobile application of police affairs， there is an urgent demand for wireless broadband network. This paper introduces the current situation of public security wireless communication， discusses the necessity and feasibility of constructing public security wireless broadband converged network through the deep integration of public mobile network and public security wireless private network， and analyzes the mode and key problems of public and private integration network .

Key words： integration of public and private network; public security wireless broadband network; trunking communication network

引言：

公安信息化建設(shè)和應(yīng)用從以八大數(shù)據(jù)庫和23個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的金盾工程一期開始，歷經(jīng)以大情報(bào)平臺(tái)建設(shè)為龍頭的金盾工程二期和實(shí)施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、建設(shè)“智慧公安”的金盾工程三期，到達(dá)了實(shí)現(xiàn)公安工作信息化、智能化和現(xiàn)代化的智慧應(yīng)用階段。信息化助推了公安現(xiàn)代警務(wù)機(jī)制的改革和發(fā)展。現(xiàn)代警務(wù)機(jī)制的運(yùn)行依賴于高效、靈敏、統(tǒng)一的指揮調(diào)度系統(tǒng)。民警配備智能單兵終端，可以實(shí)時(shí)接受指令，現(xiàn)場(chǎng)的圖像視頻信息及時(shí)回傳，實(shí)現(xiàn)信息智能搜索、可視化扁平化指揮。確保指揮決策、警令傳遞、警力調(diào)動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)處置的快速高效[1]。因此構(gòu)建一個(gè)覆蓋良好、安全高效公安無線寬帶網(wǎng)絡(luò)是公安信息化建設(shè)的重要內(nèi)容。

一、公安無線通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀

隨著公安信息化應(yīng)用的不斷推進(jìn)，公安業(yè)務(wù)的移動(dòng)應(yīng)用需求日益凸顯。無線通信是保障公安指揮調(diào)度的重要手段，公安無線通信專網(wǎng)成為公安信息化的基礎(chǔ)性支撐網(wǎng)絡(luò)。公安目前常用的無線通信系統(tǒng)主要是：一是350M窄帶無線集群通信系統(tǒng)，集群系統(tǒng)是應(yīng)急指揮調(diào)度最重要的保障手段，在公安中應(yīng)用的時(shí)間最長最廣泛。隨著公安系統(tǒng)PDT全國聯(lián)網(wǎng)的不斷推進(jìn)，截至2020年底，全國所有32個(gè)省份實(shí)現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)，PDT系統(tǒng)362套，基站14000余個(gè)，PDT終端80萬部，公安PDT系統(tǒng)成為全國最大的專用移動(dòng)通信網(wǎng)，也即將成為全球最大的專用移動(dòng)通信網(wǎng)。二是340M無線圖傳系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的圖像傳輸。但是頻率資源受限，無法進(jìn)行大規(guī)模組網(wǎng)。三是移動(dòng)警務(wù)系統(tǒng)，通過在公眾通信網(wǎng)上構(gòu)建專用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，民警通過移動(dòng)警務(wù)終端實(shí)現(xiàn)信息搜索查詢、數(shù)據(jù)和視頻圖像的采集回傳等業(yè)務(wù)。四是公安衛(wèi)星通信系統(tǒng)，利用靜止軌道衛(wèi)星構(gòu)建公安衛(wèi)星通信網(wǎng)，車載動(dòng)中通、車載靜中通和可搬移基站等不同類型衛(wèi)星終端實(shí)現(xiàn)應(yīng)急音視頻傳輸。雙向帶寬根據(jù)需要配置，可達(dá)2M到8M，可滿足實(shí)現(xiàn)應(yīng)急圖像、高速數(shù)據(jù)傳輸需求[2]。

這些系統(tǒng)可分別滿足支持著語音、圖像、數(shù)據(jù)和應(yīng)急通信等業(yè)務(wù)。每一種系統(tǒng)都有自己的應(yīng)用場(chǎng)景和局限性，窄帶集群系統(tǒng)無法傳輸圖像和高速數(shù)據(jù);340兆圖傳系統(tǒng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化部署困難;基于移動(dòng)警務(wù)系統(tǒng)與集群指揮調(diào)度系統(tǒng)沒有有效融合[3];衛(wèi)星系統(tǒng)受制于技術(shù)發(fā)展，衛(wèi)星終端比較笨重，不適合單兵使用。

二、集群通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制分析

集群通信網(wǎng)是公安無線專網(wǎng)的重要組成部分，從技術(shù)體制上可以把集群通信網(wǎng)絡(luò)分為三種：窄帶集群通信網(wǎng)、寬帶集群通信網(wǎng)和公網(wǎng)集群通信網(wǎng)。

窄帶集群通信網(wǎng)主要有PDT、PDT、DMR等，其中以警用PDT為代表的窄帶專業(yè)集群通信網(wǎng)具有覆蓋范圍廣，語音質(zhì)量清晰，是指揮調(diào)度的基礎(chǔ)。

寬帶集群通信網(wǎng)主要代表有B-TrunC和3GPP（MCPTT）等，B-trunC寬帶集群基于LTE技術(shù)，截至去年年底在全國各行業(yè)建有超過700張網(wǎng)絡(luò)，用戶超過30萬戶。

所謂公網(wǎng)集群通信網(wǎng)是指依托公網(wǎng)運(yùn)營商的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建立起來的一種用于調(diào)度指揮的移動(dòng)通信系統(tǒng);常見的中國電信的CT Chat/Q-Chat、中國聯(lián)通的Wochat、 中國移動(dòng)Quectel，此外還有阿里云RCHAT、中興的e-Chat等。

公網(wǎng)集群通信網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是使用便利、沒有距離限制，只要有公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)就可以用;但是其技術(shù)體制“各自為政”;各自公網(wǎng)集群通信網(wǎng)之間不能互聯(lián)互通;公網(wǎng)集群通信網(wǎng)交換平臺(tái)與集群終端無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口，終端不能兼容。

三、寬帶集群通信網(wǎng)和公網(wǎng)集群通信網(wǎng)的比較

公網(wǎng)和寬帶專業(yè)集群通信網(wǎng)都具有語音通信、視頻傳輸以及定位功能。但是寬帶集群通信網(wǎng)還不能滿足公安無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的需求，因?yàn)橐皇怯捎贚TE寬帶集群是蜂窩覆蓋，導(dǎo)致其覆蓋區(qū)域有限，同樣的區(qū)域覆蓋所需的基站數(shù)量是PDT的十倍，抗摧毀性比較低，在嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，是沒有辦法保證系統(tǒng)的可靠性的，無法保證確實(shí)的通信。二是由于龐大的基礎(chǔ)實(shí)施，建設(shè)和使用成本太高，其建成成本是PDT數(shù)字集群通信成本的10倍以上，建設(shè)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)面臨不少困難。因此在用戶數(shù)量比較少的情況下建設(shè)寬帶集群通信網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性不高[4]。

隨著移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)入到了5G時(shí)代，公網(wǎng)集群通信網(wǎng)隨著各大運(yùn)營商的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的快速推進(jìn)，通過與公眾移動(dòng)通信網(wǎng)共用基站，其覆蓋范圍隨之不斷擴(kuò)大。利用5G切片技術(shù)，不易與公眾網(wǎng)用戶發(fā)生無線鏈路沖突等問題，可以滿足公安日常指揮調(diào)度對(duì)于寬帶網(wǎng)絡(luò)的需求。當(dāng)碰到重大活動(dòng)和突發(fā)事件需要關(guān)閉公眾移動(dòng)通信網(wǎng)，可以通過PDT集群通信網(wǎng)進(jìn)行的指揮調(diào)度[5];相比寬帶集群通信網(wǎng)而言，其建設(shè)和維護(hù)成本要低得多，因此可以說公網(wǎng)集群通信網(wǎng)可以提供公安寬帶服務(wù)，并且成本相對(duì)可控。

四、公專融合的組網(wǎng)模式分析

公安機(jī)關(guān)目前已經(jīng)建成了最大PDT集群通信專網(wǎng)，由于公安機(jī)關(guān)對(duì)于寬帶業(yè)務(wù)的強(qiáng)烈需求，可以考慮通過電信運(yùn)營商的5G公網(wǎng)承載公安通信業(yè)務(wù)。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的程度大小，有三種組網(wǎng)模式：VPN/VPDN模式，MVNO模式，共享運(yùn)營商無線接入模式。

4.1 VPN/VPDN模式

專網(wǎng)這邊只需部署專網(wǎng)通信的應(yīng)用服務(wù)單元（AS），其余的寬帶專網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元可以借助公網(wǎng)來實(shí)現(xiàn);應(yīng)用服務(wù)單元（AS）通過連接運(yùn)營商的VPN或者VPDN通道接入移動(dòng)運(yùn)營商的寬帶網(wǎng)絡(luò)，向?qū)I(yè)用戶提供專網(wǎng)通信服務(wù);應(yīng)用服務(wù)單元（AS）與窄帶專網(wǎng)互聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)寬窄融合的通信專網(wǎng)[6];VPN/VPDN模式不但可以利用現(xiàn)有窄帶專網(wǎng)的穩(wěn)定可靠優(yōu)勢(shì)，而且還可以借助寬帶公網(wǎng)的高帶寬和全覆蓋優(yōu)勢(shì)，向?qū)I(yè)用戶提供全面的融合通信服務(wù)。

4.2 MVNO模式，也叫移動(dòng)虛擬運(yùn)營商模式

專網(wǎng)通信服務(wù)商借助多家寬帶網(wǎng)絡(luò)的無線接入網(wǎng)，部署提供專網(wǎng)通信服務(wù)的應(yīng)用服務(wù)單元（AS）、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理（UDM）和網(wǎng)關(guān)（GW）;通過運(yùn)營商開放的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口，可接入移動(dòng)運(yùn)營商的寬帶網(wǎng)絡(luò);這種方式節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)部署的成本和建設(shè)周期，還能充分利用多家公網(wǎng)的覆蓋優(yōu)勢(shì)為用戶提供端到端的安全通信服務(wù);針對(duì)特定場(chǎng)景下通信業(yè)務(wù)也可通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

4.3共享運(yùn)營商無線接入模式

專網(wǎng)通信服務(wù)商單獨(dú)建立含有AS、UDM、AMF/SMF、UPF網(wǎng)元的寬帶核心網(wǎng)和基站，提供基于寬帶的專網(wǎng)通信服務(wù);通過運(yùn)營商開放的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口，接入移動(dòng)運(yùn)營商的寬帶網(wǎng)絡(luò);受限于寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的高成本和長周期;專網(wǎng)通信服務(wù)商可以單獨(dú)建立基站為某些熱點(diǎn)地區(qū)服務(wù);在非熱點(diǎn)地區(qū)可不建立基站，通過共享無線接入的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，這樣就構(gòu)建了一個(gè)完整的寬帶網(wǎng)絡(luò)。

4.4 三種組網(wǎng)模式的性能比較

我們把以上三種模式分別從無線接入、業(yè)務(wù)優(yōu)先、數(shù)據(jù)安全、組網(wǎng)和成本列表比較如下：

上述這三種方式可以根據(jù)公安集群通信網(wǎng)的實(shí)際情況和對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的需求分步驟進(jìn)行，逐步演進(jìn)[7]。隨著5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，基于寬窄帶融合、逐步過渡的演進(jìn)方式，最大化地發(fā)揮了寬帶和窄帶專網(wǎng)通信技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì);為了充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)投資，將采用窄帶和寬帶混合組網(wǎng)模式，選擇電信運(yùn)營商，以虛擬運(yùn)營商（MVNO）模式為政府用戶提供寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)，并通過融合通信方式將窄帶專業(yè)通信服務(wù)引入寬帶移動(dòng)網(wǎng)絡(luò);當(dāng)寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)完全成熟時(shí)，將用戶逐步過渡至寬帶網(wǎng)絡(luò);通過熱點(diǎn)地區(qū)自建無線基站覆蓋，其他地區(qū)共享運(yùn)營商無線基站覆蓋的方式，組建公專融合寬帶專業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，繼續(xù)為全國的專業(yè)用戶提供服務(wù)。

五、 公安無線網(wǎng)絡(luò)融合的關(guān)鍵問題

公安無線網(wǎng)絡(luò)和公網(wǎng)融合中，根據(jù)專網(wǎng)用戶的特殊需求、現(xiàn)有專網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)等，需要考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵問題。

一是與現(xiàn)有系統(tǒng)深度融合的問題。在保證數(shù)據(jù)安全前提下，需要5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)與現(xiàn)有PDT、B-trunC寬帶集群等網(wǎng)絡(luò)充分融合，打通各種專業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，滿足專業(yè)移動(dòng)通信用戶特殊需求。二是多域多類業(yè)務(wù)承載的問題。需要同時(shí)覆蓋用戶的各種專業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，并保障不同專業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)連續(xù)性和相同專業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的本地疏導(dǎo)。通過網(wǎng)絡(luò)切片，邊緣計(jì)算等方式為不同類型業(yè)務(wù)配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系，提供不同的服務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA）保障，實(shí)現(xiàn)多類業(yè)務(wù)同時(shí)按需承載。三是數(shù)據(jù)安全保障問題。公安行業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)安全有比較高的需求，需要通過用戶面功能（UPF）等網(wǎng)絡(luò)分流手段和切片安全隔離等措施來保障公網(wǎng)業(yè)務(wù)和專網(wǎng)業(yè)務(wù)、其他不同專網(wǎng)業(yè)務(wù)之間安全隔離傳輸[8]。比如利用5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)，將本身網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證鑒權(quán)、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)完整性等安全手段與專網(wǎng)業(yè)務(wù)安全融合，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)安全保障措施。四是自主運(yùn)營運(yùn)維問題。根據(jù)行業(yè)用戶需要，將5G網(wǎng)絡(luò)的配置管理、用戶開戶、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)能力調(diào)用等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營運(yùn)維能力集中統(tǒng)一提供給專網(wǎng)用戶。專網(wǎng)用戶可以通過5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的自主運(yùn)營和運(yùn)維的能力。

六、結(jié)束語

公安信息化的快速發(fā)展、公安大數(shù)據(jù)的建設(shè)和應(yīng)用、廣大公安干警和人民群眾對(duì)于智慧警務(wù)的熱切期待決定了作為公安信息化重要基礎(chǔ)設(shè)施的公安無線網(wǎng)絡(luò)必須走向?qū)拵Щ?。而通過把公安集群通信網(wǎng)和公網(wǎng)的逐步深度融合，構(gòu)建出統(tǒng)一的公安無線寬帶專網(wǎng)，來服務(wù)公安不斷增長的移動(dòng)警務(wù)應(yīng)用是一個(gè)值得考慮的途徑。

作者簡介：尹軍祖，男， 從事信息通信方向的研究。

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郵編100038

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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