公安無線寬帶融合網絡構建

【摘要】? ? 隨著公安業務的移動化應用不斷推進，帶來對無線寬帶網絡的迫切需求。本文介紹了公安無線通信的現狀，探討了通過公共移動通信網和公安無線專網的深度融合構建公安無線寬帶融合網絡的必要性和可行性，并對公專融合的方式和關鍵問題進行了分析。

【關鍵詞】? ? 公專融合? ? 公安無線寬帶網絡? ? 集群通信網

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：

公安信息化建設和應用從以八大數據庫和23個應用系統的金盾工程一期開始，歷經以大情報平臺建設為龍頭的金盾工程二期和實施大數據戰略、建設“智慧公安”的金盾工程三期，到達了實現公安工作信息化、智能化和現代化的智慧應用階段。信息化助推了公安現代警務機制的改革和發展。現代警務機制的運行依賴于高效、靈敏、統一的指揮調度系統。民警配備智能單兵終端，可以實時接受指令，現場的圖像視頻信息及時回傳，實現信息智能搜索、可視化扁平化指揮。確保指揮決策、警令傳遞、警力調動、現場處置的快速高效[1]。因此構建一個覆蓋良好、安全高效公安無線寬帶網絡是公安信息化建設的重要內容。

一、公安無線通信網絡的現狀

隨著公安信息化應用的不斷推進，公安業務的移動應用需求日益凸顯。無線通信是保障公安指揮調度的重要手段，公安無線通信專網成為公安信息化的基礎性支撐網絡。公安目前常用的無線通信系統主要是：一是350M窄帶無線集群通信系統，集群系統是應急指揮調度最重要的保障手段，在公安中應用的時間最長最廣泛。隨著公安系統PDT全國聯網的不斷推進，截至2020年底，全國所有32個省份實現全國聯網，PDT系統362套，基站14000余個，PDT終端80萬部，公安PDT系統成為全國最大的專用移動通信網，也即將成為全球最大的專用移動通信網。二是340M無線圖傳系統，主要實現點對點的圖像傳輸。但是頻率資源受限，無法進行大規模組網。三是移動警務系統，通過在公眾通信網上構建專用虛擬專用網絡，民警通過移動警務終端實現信息搜索查詢、數據和視頻圖像的采集回傳等業務。四是公安衛星通信系統，利用靜止軌道衛星構建公安衛星通信網，車載動中通、車載靜中通和可搬移基站等不同類型衛星終端實現應急音視頻傳輸。雙向帶寬根據需要配置，可達2M到8M，可滿足實現應急圖像、高速數據傳輸需求[2]。

這些系統可分別滿足支持著語音、圖像、數據和應急通信等業務。每一種系統都有自己的應用場景和局限性，窄帶集群系統無法傳輸圖像和高速數據;340兆圖傳系統大規模網絡化部署困難;基于移動警務系統與集群指揮調度系統沒有有效融合[3];衛星系統受制于技術發展，衛星終端比較笨重，不適合單兵使用。

二、集群通信網絡技術體制分析

集群通信網是公安無線專網的重要組成部分，從技術體制上可以把集群通信網絡分為三種：窄帶集群通信網、寬帶集群通信網和公網集群通信網。

窄帶集群通信網主要有PDT、PDT、DMR等，其中以警用PDT為代表的窄帶專業集群通信網具有覆蓋范圍廣，語音質量清晰，是指揮調度的基礎。

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

所謂公網集群通信網是指依托公網運營商的移動通信網絡建立起來的一種用于調度指揮的移動通信系統;常見的中國電信的CT Chat/Q-Chat、中國聯通的Wochat、 中國移動Quectel，此外還有阿里云RCHAT、中興的e-Chat等。

公網集群通信網的優點是使用便利、沒有距離限制，只要有公共移動網絡就可以用;但是其技術體制“各自為政”;各自公網集群通信網之間不能互聯互通;公網集群通信網交換平臺與集群終端無統一標準接口，終端不能兼容。

三、寬帶集群通信網和公網集群通信網的比較

公網和寬帶專業集群通信網都具有語音通信、視頻傳輸以及定位功能。但是寬帶集群通信網還不能滿足公安無線寬帶網絡的需求，因為一是由于LTE寬帶集群是蜂窩覆蓋，導致其覆蓋區域有限，同樣的區域覆蓋所需的基站數量是PDT的十倍，抗摧毀性比較低，在嚴重地質災害時，是沒有辦法保證系統的可靠性的，無法保證確實的通信。二是由于龐大的基礎實施，建設和使用成本太高，其建成成本是PDT數字集群通信成本的10倍以上，建設和維護網絡面臨不少困難。因此在用戶數量比較少的情況下建設寬帶集群通信網經濟性不高[4]。

隨著移動通信技術進入到了5G時代，公網集群通信網隨著各大運營商的5G網絡建設的快速推進，通過與公眾移動通信網共用基站，其覆蓋范圍隨之不斷擴大。利用5G切片技術，不易與公眾網用戶發生無線鏈路沖突等問題，可以滿足公安日常指揮調度對于寬帶網絡的需求。當碰到重大活動和突發事件需要關閉公眾移動通信網，可以通過PDT集群通信網進行的指揮調度[5];相比寬帶集群通信網而言，其建設和維護成本要低得多，因此可以說公網集群通信網可以提供公安寬帶服務，并且成本相對可控。

四、公專融合的組網模式分析

公安機關目前已經建成了最大PDT集群通信專網，由于公安機關對于寬帶業務的強烈需求，可以考慮通過電信運營商的5G公網承載公安通信業務。

根據網絡結合的程度大小，有三種組網模式：VPN/VPDN模式，MVNO模式，共享運營商無線接入模式。

4.1 VPN/VPDN模式

專網這邊只需部署專網通信的應用服務單元（AS），其余的寬帶專網通信網絡網元可以借助公網來實現;應用服務單元（AS）通過連接運營商的VPN或者VPDN通道接入移動運營商的寬帶網絡，向專業用戶提供專網通信服務;應用服務單元（AS）與窄帶專網互聯，可實現寬窄融合的通信專網[6];VPN/VPDN模式不但可以利用現有窄帶專網的穩定可靠優勢，而且還可以借助寬帶公網的高帶寬和全覆蓋優勢，向專業用戶提供全面的融合通信服務。

4.2 MVNO模式，也叫移動虛擬運營商模式

專網通信服務商借助多家寬帶網絡的無線接入網，部署提供專網通信服務的應用服務單元（AS）、統一數據管理（UDM）和網關（GW）;通過運營商開放的系統標準接口，可接入移動運營商的寬帶網絡;這種方式節省了網絡部署的成本和建設周期，還能充分利用多家公網的覆蓋優勢為用戶提供端到端的安全通信服務;針對特定場景下通信業務也可通過網絡切片技術實現。

4.3共享運營商無線接入模式

專網通信服務商單獨建立含有AS、UDM、AMF/SMF、UPF網元的寬帶核心網和基站，提供基于寬帶的專網通信服務;通過運營商開放的系統標準接口，接入移動運營商的寬帶網絡;受限于寬帶網絡建設的高成本和長周期;專網通信服務商可以單獨建立基站為某些熱點地區服務;在非熱點地區可不建立基站，通過共享無線接入的方式進行網絡覆蓋，這樣就構建了一個完整的寬帶網絡。

4.4 三種組網模式的性能比較

我們把以上三種模式分別從無線接入、業務優先、數據安全、組網和成本列表比較如下：

上述這三種方式可以根據公安集群通信網的實際情況和對于網絡的需求分步驟進行，逐步演進[7]。隨著5G移動網絡的建設，基于寬窄帶融合、逐步過渡的演進方式，最大化地發揮了寬帶和窄帶專網通信技術各自的優勢;為了充分利用現有網絡投資，將采用窄帶和寬帶混合組網模式，選擇電信運營商，以虛擬運營商（MVNO）模式為政府用戶提供寬帶數據服務，并通過融合通信方式將窄帶專業通信服務引入寬帶移動網絡;當寬帶移動通信網絡的語音和數據業務完全成熟時，將用戶逐步過渡至寬帶網絡;通過熱點地區自建無線基站覆蓋，其他地區共享運營商無線基站覆蓋的方式，組建公專融合寬帶專業通信網絡，繼續為全國的專業用戶提供服務。

五、 公安無線網絡融合的關鍵問題

公安無線網絡和公網融合中，根據專網用戶的特殊需求、現有專網系統的特點等，需要考慮以下幾個關鍵問題。

一是與現有系統深度融合的問題。在保證數據安全前提下，需要5G行業虛擬專網與現有PDT、B-trunC寬帶集群等網絡充分融合，打通各種專業移動通信網絡語音和數據業務，滿足專業移動通信用戶特殊需求。二是多域多類業務承載的問題。需要同時覆蓋用戶的各種專業移動通信網絡業務，并保障不同專業移動通信網絡業務連續性和相同專業移動通信網絡業務的本地疏導。通過網絡切片，邊緣計算等方式為不同類型業務配置相應的網絡服務體系，提供不同的服務等級協議（SLA）保障，實現多類業務同時按需承載。三是數據安全保障問題。公安行業對于數據安全有比較高的需求，需要通過用戶面功能（UPF）等網絡分流手段和切片安全隔離等措施來保障公網業務和專網業務、其他不同專網業務之間安全隔離傳輸[8]。比如利用5G行業虛擬專網，將本身網絡的認證鑒權、數據加密、數據完整性等安全手段與專網業務安全融合，形成統一的數據安全保障措施。四是自主運營運維問題。根據行業用戶需要，將5G網絡的配置管理、用戶開戶、網絡監測、網絡能力調用等網絡運營運維能力集中統一提供給專網用戶。專網用戶可以通過5G網絡運營商平臺實現對專網網絡的自主運營和運維的能力。

六、結束語

公安信息化的快速發展、公安大數據的建設和應用、廣大公安干警和人民群眾對于智慧警務的熱切期待決定了作為公安信息化重要基礎設施的公安無線網絡必須走向寬帶化。而通過把公安集群通信網和公網的逐步深度融合，構建出統一的公安無線寬帶專網，來服務公安不斷增長的移動警務應用是一個值得考慮的途徑。

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

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[2] 王漢杰，劉超. 公安無線專網寬窄帶融合發展趨勢探討[J]. 警察技術，2017（06）：4-8.

[3] 朱建華.融合通信技術分析與業務發展研究[D].南京郵電大學，2012.

[4] 鄧馳，徐元圣，常鐵森，劉超.公安專網寬窄帶融合技術的發展研究[J].警察技術，2017（06）：9-11.

[5]閆復利，張雪凡.專網與4G網絡融合在應急通信的應用研究[J].電子測量技術，2017，4007：126-130+136.

[6]婁勇. 5G移動網絡中關鍵通信技術的演進探討[J].網絡安全技術與應用，2020（07）：81-82.

[7]鄒慧瑩.鄧馳——推進寬窄帶融合技術發展，保障公安信息化建設“提檔升級”[J].警察技術，2017，06：28-30.

[8]呂其恒，時東亞.“2+4”寬窄帶融合警用數字集群解決方案及實踐[J].警察技術，2016，04：64-71.