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

0 引言

5G 將對我國公安信息化產(chǎn)生深遠影響，而“智慧新警務”是自頂而下的國家戰(zhàn)略。5G 警務專網(wǎng)依托5G 技術的發(fā)展，結(jié)合5G 專網(wǎng)、切片技術和邊緣計算在法院業(yè)務場景的應用推廣，以5G專網(wǎng)與警務應用場景深度融合和創(chuàng)新應用為驅(qū)動，建設支撐多元終端泛在接入的網(wǎng)絡基礎設施，擴展警務專網(wǎng)移動接入等多元終端的泛在接入能力和支撐，以期5G在專網(wǎng)領域發(fā)揮更大的價值，促進“5G+行業(yè)”跨界合作形成良性循環(huán)。

5G 警務專網(wǎng)以5G 網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)等新技術應用和部署為契機，加快推進警務專用場所建設的標準化工作，同時以“新基建”為機遇，試點并推廣無源光網(wǎng)絡布線系統(tǒng)等新一代基礎設施建設。

1 5G專網(wǎng)體系產(chǎn)品

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

5G 專網(wǎng)利用運營商網(wǎng)絡頻譜資源及移動網(wǎng)絡運營優(yōu)勢，針對軍隊∕監(jiān)獄機構、網(wǎng)聯(lián)式城市安防、移動警務等業(yè)務場景，為客戶打造“專建專維，專用專享”的專有網(wǎng)絡，提供以5G 為核心技術的綜合型專網(wǎng)，融合切片、MEC、Wi-Fi6 等技術，為客戶提供定制化QoS 保障、業(yè)務隔離的安全獨立網(wǎng)絡。

中國聯(lián)通的5G 專網(wǎng)分為5G 獨立專網(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)務安全隔離、設備可管可控的基礎連接網(wǎng)絡，滿足客戶在組織、指揮、管理、生產(chǎn)、調(diào)度等環(huán)節(jié)的通信服務需求（見圖1）。

圖1 中國聯(lián)通5G專網(wǎng)產(chǎn)品體系

2 5G專網(wǎng)在警務行業(yè)應用中的關鍵技術

警務行業(yè)的廣覆蓋特點明顯，運營商通常以市、區(qū)、縣為節(jié)點，面向節(jié)點所轄區(qū)完成整體覆蓋。警務行業(yè)終端類型繁多，不同警種所需終端類型區(qū)別較大，對網(wǎng)絡需求有較大差異。警務公安行業(yè)涉密性強，可以使用公網(wǎng)的業(yè)務集中在視頻類以及應急類業(yè)務，該類業(yè)務也具備較強的保密性。綜上，5G 警務專網(wǎng)的建設更適合虛擬專網(wǎng)模式，部分業(yè)務需要結(jié)合MEC能力。

2.1 無線上行帶寬增強保障警務信息化回傳

無線上行增強技術支持實時靈活的幀結(jié)構調(diào)整，能夠智能化、靈活匹配業(yè)務需求。其中智能巡檢、安防與現(xiàn)場作業(yè)、應急通信這3 類警務場景對無線上行帶寬需求較高。不同警務應用對網(wǎng)絡能力的需求如表1所示。

表1 不同警務應用對網(wǎng)絡能力的需求

安防與現(xiàn)場作業(yè)應用主要依托于高清視頻監(jiān)控+AI、紅外等技術，對相關安保區(qū)域和安保區(qū)域內(nèi)通行人員的穿戴、行為進行實時監(jiān)控。智能巡檢業(yè)務依托即時通信、視頻、定位等技術，結(jié)合人工智能技術，實現(xiàn)24 h 靈活無死角的全自動的智能化安防巡檢。應急通信即在出現(xiàn)突發(fā)事件或重保任務時，通過智能的業(yè)務預測、干擾檢測、干擾規(guī)避等技術手段，快速完成通信能力恢復，保障惡劣條件下的不間斷通信能力。

2.2 UPF下沉滿足警務應用邊緣保障

MEC 邊緣云不僅滿足警務場景應用對云資源、云云通信的需求，還支持云計算能力下沉至邊緣、云邊協(xié)同、邊邊通信等。除此之外，MEC 邊緣計算可以在能力開放平臺上提供各類平臺應用能力，如鏡像市場、一點復制、邊緣側(cè)AI計算能力等。包括智能巡檢、安防保障在內(nèi)的多類警務應用都存在大量人工智能需求。

警務應用多數(shù)具有很強的安全性要求，行業(yè)業(yè)務邊緣部署需求強烈。

邊緣警務云：時延要求高，部署在靠近接入側(cè)的警務專屬MEP 平臺上，業(yè)務靠近用戶，有效減少時延和抖動，節(jié)省傳輸帶寬。

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

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

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

多層級MEP 平臺聯(lián)動實現(xiàn)邊緣站點之間、邊緣站點同主流云服務商、邊緣站點同自有數(shù)據(jù)中心等場景的全連接服務。結(jié)合智能城域網(wǎng)，完成業(yè)務分流，提供7×24 h 全方位實時監(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“云網(wǎng)邊端業(yè)”五位協(xié)同，滿足終端無線接入。

2.3 網(wǎng)絡切片滿足警務場景多類業(yè)務需求

切片是5G 網(wǎng)絡的關鍵技術，切片技術將是5G 專網(wǎng)業(yè)務發(fā)展的一個重要突破口，切片管理的靈活性和時效性是5G警務專網(wǎng)業(yè)務應用中的主要優(yōu)勢，為警務用戶提供更精準的差異化網(wǎng)絡服務。網(wǎng)絡切片通過切分虛擬網(wǎng)絡（APN 鏈路），提供QoS 保障及安全。運營商通過網(wǎng)絡切片技術將5G網(wǎng)絡分為智慧巡檢、警務通對講、無人機等多個不同的業(yè)務能力切片，將其開放給不同的使用者。運營商通過網(wǎng)絡切片技術在一個獨立的物理網(wǎng)絡上切分出多個邏輯網(wǎng)絡，向用戶提供不同的管理、不同的服務、不同的計費，從而避免了為每個服務建設專用的物理網(wǎng)絡，這樣可以大大節(jié)省部署成本。網(wǎng)絡切片隔離主要包括以下兩大維度：警務專網(wǎng)用戶與其他行業(yè)及個人用戶通信業(yè)務之間的隔離，智慧警務自身不同分區(qū)業(yè)務之間的隔離。針對上述兩大維度，運營商可從接入網(wǎng)（含空口、基帶、協(xié)議棧等）、傳輸網(wǎng)和核心網(wǎng)3個層面分別定制不同的隔離策略。

在警務場景中主要的切片應用分為以下3類。

eMBB 切片：警務場景中常見的智能巡檢、應急視頻通信、安防監(jiān)控等業(yè)務中都對視頻回傳帶寬有要求。

mMTC 切片：警務巡邏應用場景中需要有大量的傳感器，對終端數(shù)量要求很高，因此可以作為mMTC切片分類。

帶寬保障切片：應急通信QoS保障、智慧警務等業(yè)務安全性以及穩(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)絡主要基于5G SA組網(wǎng)，無線5G 終端+基站接入多種前端5G 安防設備，核心網(wǎng)根據(jù)不同的DNN∕APN 進行隔離，公安專網(wǎng)、視頻專網(wǎng)及普通用戶業(yè)務流量相互隔離。傳送網(wǎng)側(cè)通過不同F(xiàn)lexE 管道進行硬隔離，確保安防業(yè)務和普通業(yè)務在承載網(wǎng)層面的隔離。

2.4 接入網(wǎng)隔離方案

警務專網(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個部分。

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

在空口頻譜資源的使用策略上，基于警務專網(wǎng)的共享專網(wǎng)特性，筆者建議和運營商網(wǎng)絡的其他業(yè)務共享頻譜資源，采用相同的上下行配比，所有業(yè)務在時域和頻域2 個維度都可進行動態(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)度方案等實現(xiàn)差異化的時延、可靠性目標。

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

針對業(yè)務網(wǎng)絡切片中可能存在的高保障類需求，可以通過優(yōu)先接納、負載控制等技術，優(yōu)先保障高優(yōu)先級業(yè)務，避免其他切片中的業(yè)務影響高優(yōu)先級業(yè)務。

3 5G警務專網(wǎng)升級建設方案

5G 警務專網(wǎng)建設時間較早，但是多為專線+普通覆蓋的方式。在5G專網(wǎng)模式下，運營商需要應用針對性的室內(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，建設以虛擬化和切片為主、邊緣計算和專線為輔的警務專網(wǎng)，具體方案如圖2所示。

圖2 5G警務專網(wǎng)升級建設方案

警務行業(yè)的通信業(yè)務訴求主要體現(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警務專網(wǎng)建設方案主要利用5G專網(wǎng)的以下4個特點完成升級。

a）上行帶寬增強：面向2B 行業(yè)應用，提供超級上行能力，通過增強上行覆蓋、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：通過載波聚合技術提升下行吞吐量，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）超低時延：通過核心網(wǎng)本地部署+空口預調(diào)度技術，有效降低端到端時延，網(wǎng)絡端到端時延＜15 ms，部分場景下時延＜10 ms。

d）靈活自服務：基于中國聯(lián)通專網(wǎng)+MEC 服務管理平臺，為客戶提供業(yè)務策略、用戶權限靈活配置的自服務能力。

5G警務專網(wǎng)升級建設方案內(nèi)容如下。

a）覆蓋優(yōu)化：通過專業(yè)團隊，針對客戶園區(qū)提供勘察、無線規(guī)劃優(yōu)化服務，靈活規(guī)劃部署宏站、數(shù)字化室分，實現(xiàn)園區(qū)高質(zhì)量覆蓋。

b）數(shù)據(jù)安全：5G 專網(wǎng)的部署應考慮到業(yè)務場景對安全隔離度的需求。通過核心網(wǎng)用戶面網(wǎng)元下沉，保障專網(wǎng)客戶業(yè)務數(shù)據(jù)不出園區(qū)，實現(xiàn)業(yè)務隔離，有效保障網(wǎng)絡安全。

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

4 結(jié)束語

5G 警務專網(wǎng)是一種依托5G 技術的發(fā)展，結(jié)合無線上行帶寬增強、UPF下沉、切片和邊緣計算等技術的面向公檢法等安防業(yè)務場景的新型行業(yè)網(wǎng)絡。在5G專網(wǎng)模式下，運營商需要應用針對性新技術，建設以虛擬化和切片為主、邊緣計算和專線為輔的警務專網(wǎng)，以滿足警務行業(yè)對于覆蓋優(yōu)化、數(shù)據(jù)安全、生產(chǎn)不中斷等網(wǎng)絡能力的剛性需求，實現(xiàn)警務行業(yè)應用“云網(wǎng)邊端業(yè)”一體化的全面升級。