董紫淼，蔡 超（中國(guó)聯(lián)通智網(wǎng)創(chuàng)新中心，北京 100048）

0 引言

5G 將對(duì)我國(guó)公安信息化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，而“智慧新警務(wù)”是自頂而下的國(guó)家戰(zhàn)略。5G 警務(wù)專網(wǎng)依托5G 技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合5G 專網(wǎng)、切片技術(shù)和邊緣計(jì)算在法院業(yè)務(wù)場(chǎng)景的應(yīng)用推廣，以5G專網(wǎng)與警務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景深度融合和創(chuàng)新應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)，建設(shè)支撐多元終端泛在接入的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，擴(kuò)展警務(wù)專網(wǎng)移動(dòng)接入等多元終端的泛在接入能力和支撐，以期5G在專網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮更大的價(jià)值，促進(jìn)“5G+行業(yè)”跨界合作形成良性循環(huán)。

5G 警務(wù)專網(wǎng)以5G 網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應(yīng)用和部署為契機(jī)，加快推進(jìn)警務(wù)專用場(chǎng)所建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，同時(shí)以“新基建”為機(jī)遇，試點(diǎn)并推廣無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)等新一代基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

1 5G專網(wǎng)體系產(chǎn)品

5G 是面向2020 年以后移動(dòng)通信需求而發(fā)展的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，5G 支持網(wǎng)絡(luò)性能靈活配置，從而滿足行業(yè)網(wǎng)絡(luò)的不同需求。5G 專網(wǎng)產(chǎn)品是指利用5G組網(wǎng)、切片和MEC 邊緣計(jì)算等技術(shù)，為客戶提供專屬覆蓋、網(wǎng)絡(luò)定制、數(shù)據(jù)隔離、質(zhì)量保證的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)。5G 專網(wǎng)產(chǎn)品支持按需分配網(wǎng)絡(luò)資源、快速創(chuàng)建2B 專屬網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)大帶寬、低時(shí)延、安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸，滿足客戶生產(chǎn)、辦公、管理等應(yīng)用的通信服務(wù)需求。

5G 專網(wǎng)利用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)頻譜資源及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)，針對(duì)軍隊(duì)∕監(jiān)獄機(jī)構(gòu)、網(wǎng)聯(lián)式城市安防、移動(dòng)警務(wù)等業(yè)務(wù)場(chǎng)景，為客戶打造“專建專維，專用專享”的專有網(wǎng)絡(luò)，提供以5G 為核心技術(shù)的綜合型專網(wǎng)，融合切片、MEC、Wi-Fi6 等技術(shù)，為客戶提供定制化QoS 保障、業(yè)務(wù)隔離的安全獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。

中國(guó)聯(lián)通的5G 專網(wǎng)分為5G 獨(dú)立專網(wǎng)、5G 混合專網(wǎng)、5G 虛擬專網(wǎng)3 種體系產(chǎn)品，為客戶提供特定區(qū)域覆蓋、數(shù)據(jù)可靠傳輸、業(yè)務(wù)安全隔離、設(shè)備可管可控的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)，滿足客戶在組織、指揮、管理、生產(chǎn)、調(diào)度等環(huán)節(jié)的通信服務(wù)需求（見圖1）。

圖1 中國(guó)聯(lián)通5G專網(wǎng)產(chǎn)品體系

2 5G專網(wǎng)在警務(wù)行業(yè)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)

警務(wù)行業(yè)的廣覆蓋特點(diǎn)明顯，運(yùn)營(yíng)商通常以市、區(qū)、縣為節(jié)點(diǎn)，面向節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)完成整體覆蓋。警務(wù)行業(yè)終端類型繁多，不同警種所需終端類型區(qū)別較大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求有較大差異。警務(wù)公安行業(yè)涉密性強(qiáng)，可以使用公網(wǎng)的業(yè)務(wù)集中在視頻類以及應(yīng)急類業(yè)務(wù)，該類業(yè)務(wù)也具備較強(qiáng)的保密性。綜上，5G 警務(wù)專網(wǎng)的建設(shè)更適合虛擬專網(wǎng)模式，部分業(yè)務(wù)需要結(jié)合MEC能力。

2.1 無(wú)線上行帶寬增強(qiáng)保障警務(wù)信息化回傳

無(wú)線上行增強(qiáng)技術(shù)支持實(shí)時(shí)靈活的幀結(jié)構(gòu)調(diào)整，能夠智能化、靈活匹配業(yè)務(wù)需求。其中智能巡檢、安防與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、應(yīng)急通信這3 類警務(wù)場(chǎng)景對(duì)無(wú)線上行帶寬需求較高。不同警務(wù)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的需求如表1所示。

表1 不同警務(wù)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的需求

安防與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)應(yīng)用主要依托于高清視頻監(jiān)控+AI、紅外等技術(shù)，對(duì)相關(guān)安保區(qū)域和安保區(qū)域內(nèi)通行人員的穿戴、行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。智能巡檢業(yè)務(wù)依托即時(shí)通信、視頻、定位等技術(shù)，結(jié)合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)24 h 靈活無(wú)死角的全自動(dòng)的智能化安防巡檢。應(yīng)急通信即在出現(xiàn)突發(fā)事件或重保任務(wù)時(shí)，通過智能的業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)、干擾檢測(cè)、干擾規(guī)避等技術(shù)手段，快速完成通信能力恢復(fù)，保障惡劣條件下的不間斷通信能力。

2.2 UPF下沉滿足警務(wù)應(yīng)用邊緣保障

MEC 邊緣云不僅滿足警務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用對(duì)云資源、云云通信的需求，還支持云計(jì)算能力下沉至邊緣、云邊協(xié)同、邊邊通信等。除此之外，MEC 邊緣計(jì)算可以在能力開放平臺(tái)上提供各類平臺(tái)應(yīng)用能力，如鏡像市場(chǎng)、一點(diǎn)復(fù)制、邊緣側(cè)AI計(jì)算能力等。包括智能巡檢、安防保障在內(nèi)的多類警務(wù)應(yīng)用都存在大量人工智能需求。

警務(wù)應(yīng)用多數(shù)具有很強(qiáng)的安全性要求，行業(yè)業(yè)務(wù)邊緣部署需求強(qiáng)烈。

邊緣警務(wù)云：時(shí)延要求高，部署在靠近接入側(cè)的警務(wù)專屬M(fèi)EP 平臺(tái)上，業(yè)務(wù)靠近用戶，有效減少時(shí)延和抖動(dòng)，節(jié)省傳輸帶寬。

云邊協(xié)同：可實(shí)現(xiàn)邊緣云與中心云（警務(wù)云、公安視頻云等）的云邊協(xié)同。

安全保障：通過警務(wù)專屬APN 選擇UPF 進(jìn)行業(yè)務(wù)本地卸載，非公安MEC用戶不能訪問MEC。

安防行業(yè)客戶可基于業(yè)務(wù)需求部署MEC，核心網(wǎng)用戶面下沉至指揮站，保障警務(wù)專網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全性，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)面用戶面隔離。核心網(wǎng)控制面與公網(wǎng)共享，將本地業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)直接分流到本地部署的服務(wù)器，避免流量在核心網(wǎng)的迂回。

多層級(jí)MEP 平臺(tái)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)邊緣站點(diǎn)之間、邊緣站點(diǎn)同主流云服務(wù)商、邊緣站點(diǎn)同自有數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景的全連接服務(wù)。結(jié)合智能城域網(wǎng)，完成業(yè)務(wù)分流，提供7×24 h 全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控、集成事件發(fā)現(xiàn)及通知能力。5G 核心網(wǎng)能力全面開放，促進(jìn)“云網(wǎng)邊端業(yè)”五位協(xié)同，滿足終端無(wú)線接入。

2.3 網(wǎng)絡(luò)切片滿足警務(wù)場(chǎng)景多類業(yè)務(wù)需求

切片是5G 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，切片技術(shù)將是5G 專網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的一個(gè)重要突破口，切片管理的靈活性和時(shí)效性是5G警務(wù)專網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用中的主要優(yōu)勢(shì)，為警務(wù)用戶提供更精準(zhǔn)的差異化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)切片通過切分虛擬網(wǎng)絡(luò)（APN 鏈路），提供QoS 保障及安全。運(yùn)營(yíng)商通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)將5G網(wǎng)絡(luò)分為智慧巡檢、警務(wù)通對(duì)講、無(wú)人機(jī)等多個(gè)不同的業(yè)務(wù)能力切片，將其開放給不同的使用者。運(yùn)營(yíng)商通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)在一個(gè)獨(dú)立的物理網(wǎng)絡(luò)上切分出多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，向用戶提供不同的管理、不同的服務(wù)、不同的計(jì)費(fèi)，從而避免了為每個(gè)服務(wù)建設(shè)專用的物理網(wǎng)絡(luò)，這樣可以大大節(jié)省部署成本。網(wǎng)絡(luò)切片隔離主要包括以下兩大維度：警務(wù)專網(wǎng)用戶與其他行業(yè)及個(gè)人用戶通信業(yè)務(wù)之間的隔離，智慧警務(wù)自身不同分區(qū)業(yè)務(wù)之間的隔離。針對(duì)上述兩大維度，運(yùn)營(yíng)商可從接入網(wǎng)（含空口、基帶、協(xié)議棧等）、傳輸網(wǎng)和核心網(wǎng)3個(gè)層面分別定制不同的隔離策略。

在警務(wù)場(chǎng)景中主要的切片應(yīng)用分為以下3類。

eMBB 切片：警務(wù)場(chǎng)景中常見的智能巡檢、應(yīng)急視頻通信、安防監(jiān)控等業(yè)務(wù)中都對(duì)視頻回傳帶寬有要求。

mMTC 切片：警務(wù)巡邏應(yīng)用場(chǎng)景中需要有大量的傳感器，對(duì)終端數(shù)量要求很高，因此可以作為mMTC切片分類。

帶寬保障切片：應(yīng)急通信QoS保障、智慧警務(wù)等業(yè)務(wù)安全性以及穩(wěn)定性要求極高，需同公網(wǎng)帶寬隔離，因此定義為帶寬保障類切片。

目前5G網(wǎng)絡(luò)主要基于5G SA組網(wǎng)，無(wú)線5G 終端+基站接入多種前端5G 安防設(shè)備，核心網(wǎng)根據(jù)不同的DNN∕APN 進(jìn)行隔離，公安專網(wǎng)、視頻專網(wǎng)及普通用戶業(yè)務(wù)流量相互隔離。傳送網(wǎng)側(cè)通過不同F(xiàn)lexE 管道進(jìn)行硬隔離，確保安防業(yè)務(wù)和普通業(yè)務(wù)在承載網(wǎng)層面的隔離。

2.4 接入網(wǎng)隔離方案

警務(wù)專網(wǎng)接入網(wǎng)按照功能不同分為空口∕射頻、基帶處理和高層協(xié)議棧3個(gè)部分。

高層協(xié)議棧具備靈活的隔離架構(gòu)，既可以完全共享，也可以對(duì)不同區(qū)域或類型的業(yè)務(wù)按需進(jìn)行隔離。

在空口頻譜資源的使用策略上，基于警務(wù)專網(wǎng)的共享專網(wǎng)特性，筆者建議和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的其他業(yè)務(wù)共享頻譜資源，采用相同的上下行配比，所有業(yè)務(wù)在時(shí)域和頻域2 個(gè)維度都可進(jìn)行動(dòng)態(tài)的按需調(diào)度。其中uRLLC 和eMBB 可以共享頻段，通過不同的物理層參數(shù)、調(diào)制編碼方案、調(diào)度方案等實(shí)現(xiàn)差異化的時(shí)延、可靠性目標(biāo)。

基于頻譜資源共享的前提，接入網(wǎng)的底層設(shè)備資源如射頻、前傳、基帶等部分功能與資源也都是共享的。

針對(duì)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)切片中可能存在的高保障類需求，可以通過優(yōu)先接納、負(fù)載控制等技術(shù)，優(yōu)先保障高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，避免其他切片中的業(yè)務(wù)影響高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)。

3 5G警務(wù)專網(wǎng)升級(jí)建設(shè)方案

5G 警務(wù)專網(wǎng)建設(shè)時(shí)間較早，但是多為專線+普通覆蓋的方式。在5G專網(wǎng)模式下，運(yùn)營(yíng)商需要應(yīng)用針對(duì)性的室內(nèi)外專網(wǎng)布局、小型化5G 終端、MEC、5G 切片、虛擬專網(wǎng)等新技術(shù)，建設(shè)以虛擬化和切片為主、邊緣計(jì)算和專線為輔的警務(wù)專網(wǎng)，具體方案如圖2所示。

圖2 5G警務(wù)專網(wǎng)升級(jí)建設(shè)方案

警務(wù)行業(yè)的通信業(yè)務(wù)訴求主要體現(xiàn)在覆蓋全面化、數(shù)據(jù)安全性以及生產(chǎn)連續(xù)性等方面。

因此5G警務(wù)專網(wǎng)建設(shè)方案主要利用5G專網(wǎng)的以下4個(gè)特點(diǎn)完成升級(jí)。

a）上行帶寬增強(qiáng)：面向2B 行業(yè)應(yīng)用，提供超級(jí)上行能力，通過增強(qiáng)上行覆蓋、優(yōu)化基站上下行資源配比、TDD+FDD 的方式合力提升上行吞吐率，并縮短時(shí)延，典型配置下，單用戶上行速率可由280 Mbit∕s 提升至560 Mbit∕s。

b）下行帶寬增強(qiáng)：通過載波聚合技術(shù)提升下行吞吐量，典型配置下單用戶下行峰值速率可由1.5 Gbit∕s左右提升至3 Gbit∕s。

c）超低時(shí)延：通過核心網(wǎng)本地部署+空口預(yù)調(diào)度技術(shù)，有效降低端到端時(shí)延，網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延＜15 ms，部分場(chǎng)景下時(shí)延＜10 ms。

d）靈活自服務(wù)：基于中國(guó)聯(lián)通專網(wǎng)+MEC 服務(wù)管理平臺(tái)，為客戶提供業(yè)務(wù)策略、用戶權(quán)限靈活配置的自服務(wù)能力。

5G警務(wù)專網(wǎng)升級(jí)建設(shè)方案內(nèi)容如下。

a）覆蓋優(yōu)化：通過專業(yè)團(tuán)隊(duì)，針對(duì)客戶園區(qū)提供勘察、無(wú)線規(guī)劃優(yōu)化服務(wù)，靈活規(guī)劃部署宏站、數(shù)字化室分，實(shí)現(xiàn)園區(qū)高質(zhì)量覆蓋。

b）數(shù)據(jù)安全：5G 專網(wǎng)的部署應(yīng)考慮到業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)安全隔離度的需求。通過核心網(wǎng)用戶面網(wǎng)元下沉，保障專網(wǎng)客戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出園區(qū)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離，有效保障網(wǎng)絡(luò)安全。

c）生產(chǎn)不中斷：企業(yè)專網(wǎng)與中國(guó)聯(lián)通公網(wǎng)數(shù)據(jù)面完全隔離，不受公眾網(wǎng)絡(luò)故障影響，保障企業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)不中斷。

4 結(jié)束語(yǔ)

5G 警務(wù)專網(wǎng)是一種依托5G 技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合無(wú)線上行帶寬增強(qiáng)、UPF下沉、切片和邊緣計(jì)算等技術(shù)的面向公檢法等安防業(yè)務(wù)場(chǎng)景的新型行業(yè)網(wǎng)絡(luò)。在5G專網(wǎng)模式下，運(yùn)營(yíng)商需要應(yīng)用針對(duì)性新技術(shù)，建設(shè)以虛擬化和切片為主、邊緣計(jì)算和專線為輔的警務(wù)專網(wǎng)，以滿足警務(wù)行業(yè)對(duì)于覆蓋優(yōu)化、數(shù)據(jù)安全、生產(chǎn)不中斷等網(wǎng)絡(luò)能力的剛性需求，實(shí)現(xiàn)警務(wù)行業(yè)應(yīng)用“云網(wǎng)邊端業(yè)”一體化的全面升級(jí)。