公安无线宽带融合网络构建

【摘要】    随着公安业务的移动化应用不断推进，带来对无线宽带网络的迫切需求。本文介绍了公安无线通信的现状，探讨了通过公共移动通信网和公安无线专网的深度融合构建公安无线宽带融合网络的必要性和可行性，并对公专融合的方式和关键问题进行了分析。

【关键词】    公专融合    公安无线宽带网络    集群通信网

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：

公安信息化建设和应用从以八大数据库和23个应用系统的金盾工程一期开始，历经以大情报平台建设为龙头的金盾工程二期和实施大数据战略、建设“智慧公安”的金盾工程三期，到达了实现公安工作信息化、智能化和现代化的智慧应用阶段。信息化助推了公安现代警务机制的改革和发展。现代警务机制的运行依赖于高效、灵敏、统一的指挥调度系统。民警配备智能单兵终端，可以实时接受指令，现场的图像视频信息及时回传，实现信息智能搜索、可视化扁平化指挥。确保指挥决策、警令传递、警力调动、现场处置的快速高效[1]。因此构建一个覆盖良好、安全高效公安无线宽带网络是公安信息化建设的重要内容。

一、公安无线通信网络的现状

随着公安信息化应用的不断推进，公安业务的移动应用需求日益凸显。无线通信是保障公安指挥调度的重要手段，公安无线通信专网成为公安信息化的基础性支撑网络。公安目前常用的无线通信系统主要是：一是350M窄带无线集群通信系统，集群系统是应急指挥调度最重要的保障手段，在公安中应用的时间最长最广泛。随着公安系统PDT全国联网的不断推进，截至2020年底，全国所有32个省份实现全国联网，PDT系统362套，基站14000余个，PDT终端80万部，公安PDT系统成为全国最大的专用移动通信网，也即将成为全球最大的专用移动通信网。二是340M无线图传系统，主要实现点对点的图像传输。但是频率资源受限，无法进行大规模组网。三是移动警务系统，通过在公众通信网上构建专用虚拟专用网络，民警通过移动警务终端实现信息搜索查询、数据和视频图像的采集回传等业务。四是公安卫星通信系统，利用静止轨道卫星构建公安卫星通信网，车载动中通、车载静中通和可搬移基站等不同类型卫星终端实现应急音视频传输。双向带宽根据需要配置，可达2M到8M，可满足实现应急图像、高速数据传输需求[2]。

这些系统可分别满足支持着语音、图像、数据和应急通信等业务。每一种系统都有自己的应用场景和局限性，窄带集群系统无法传输图像和高速数据;340兆图传系统大规模网络化部署困难;基于移动警务系统与集群指挥调度系统没有有效融合[3];卫星系统受制于技术发展，卫星终端比较笨重，不适合单兵使用。

二、集群通信网络技术体制分析

集群通信网是公安无线专网的重要组成部分，从技术体制上可以把集群通信网络分为三种：窄带集群通信网、宽带集群通信网和公网集群通信网。

窄带集群通信网主要有PDT、PDT、DMR等，其中以警用PDT为代表的窄带专业集群通信网具有覆盖范围广，语音质量清晰，是指挥调度的基础。

宽带集群通信网主要代表有B-TrunC和3GPP（MCPTT）等，B-trunC宽带集群基于LTE技术，截至去年年底在全国各行业建有超过700张网络，用户超过30万户。

所谓公网集群通信网是指依托公网运营商的移动通信网络建立起来的一种用于调度指挥的移动通信系统;常见的中国电信的CT Chat/Q-Chat、中国联通的Wochat、 中国移动Quectel，此外还有阿里云RCHAT、中兴的e-Chat等。

公网集群通信网的优点是使用便利、没有距离限制，只要有公共移动网络就可以用;但是其技术体制“各自为政”;各自公网集群通信网之间不能互联互通;公网集群通信网交换平台与集群终端无统一标准接口，终端不能兼容。

三、宽带集群通信网和公网集群通信网的比较

公网和宽带专业集群通信网都具有语音通信、视频传输以及定位功能。但是宽带集群通信网还不能满足公安无线宽带网络的需求，因为一是由于LTE宽带集群是蜂窝覆盖，导致其覆盖区域有限，同样的区域覆盖所需的基站数量是PDT的十倍，抗摧毁性比较低，在严重地质災害时，是没有办法保证系统的可靠性的，无法保证确实的通信。二是由于庞大的基础实施，建设和使用成本太高，其建成成本是PDT数字集群通信成本的10倍以上，建设和维护网络面临不少困难。因此在用户数量比较少的情况下建设宽带集群通信网经济性不高[4]。

随着移动通信技术进入到了5G时代，公网集群通信网随着各大运营商的5G网络建设的快速推进，通过与公众移动通信网共用基站，其覆盖范围随之不断扩大。利用5G切片技术，不易与公众网用户发生无线链路冲突等问题，可以满足公安日常指挥调度对于宽带网络的需求。当碰到重大活动和突发事件需要关闭公众移动通信网，可以通过PDT集群通信网进行的指挥调度[5];相比宽带集群通信网而言，其建设和维护成本要低得多，因此可以说公网集群通信网可以提供公安宽带服务，并且成本相对可控。

四、公专融合的组网模式分析

公安机关目前已经建成了最大PDT集群通信专网，由于公安机关对于宽带业务的强烈需求，可以考虑通过电信运营商的5G公网承载公安通信业务。

根据网络结合的程度大小，有三种组网模式：VPN/VPDN模式，MVNO模式，共享运营商无线接入模式。

4.1 VPN/VPDN模式

专网这边只需部署专网通信的应用服务单元（AS），其余的宽带专网通信网络网元可以借助公网来实现;应用服务单元（AS）通过连接运营商的VPN或者VPDN通道接入移动运营商的宽带网络，向专业用户提供专网通信服务;应用服务单元（AS）与窄带专网互联，可实现宽窄融合的通信专网[6];VPN/VPDN模式不但可以利用现有窄带专网的稳定可靠优势，而且还可以借助宽带公网的高带宽和全覆盖优势，向专业用户提供全面的融合通信服务。

4.2 MVNO模式，也叫移动虚拟运营商模式

专网通信服务商借助多家宽带网络的无线接入网，部署提供专网通信服务的应用服务单元（AS）、统一数据管理（UDM）和网关（GW）;通过运营商开放的系统标准接口，可接入移动运营商的宽带网络;这种方式节省了网络部署的成本和建设周期，还能充分利用多家公网的覆盖优势为用户提供端到端的安全通信服务;针对特定场景下通信业务也可通过网络切片技术实现。

4.3共享运营商无线接入模式

专网通信服务商单独建立含有AS、UDM、AMF/SMF、UPF网元的宽带核心网和基站，提供基于宽带的专网通信服务;通过运营商开放的系统标准接口，接入移动运营商的宽带网络;受限于宽带网络建设的高成本和长周期;专网通信服务商可以单独建立基站为某些热点地区服务;在非热点地区可不建立基站，通过共享无线接入的方式进行网络覆盖，这样就构建了一个完整的宽带网络。

4.4 三种组网模式的性能比较

我们把以上三种模式分别从无线接入、业务优先、数据安全、组网和成本列表比较如下：

上述这三种方式可以根据公安集群通信网的实际情况和对于网络的需求分步骤进行，逐步演进[7]。随着5G移动网络的建设，基于宽窄带融合、逐步过渡的演进方式，最大化地发挥了宽带和窄带专网通信技术各自的优势;为了充分利用现有网络投资，将采用窄带和宽带混合组网模式，选择电信运营商，以虚拟运营商（MVNO）模式为政府用户提供宽带数据服务，并通过融合通信方式将窄带专业通信服务引入宽带移动网络;当宽带移动通信网络的语音和数据业务完全成熟时，将用户逐步过渡至宽带网络;通过热点地区自建无线基站覆盖，其他地区共享运营商无线基站覆盖的方式，组建公专融合宽带专业通信网络，继续为全国的专业用户提供服务。

五、 公安无线网络融合的关键问题

公安无线网络和公网融合中，根据专网用户的特殊需求、现有专网系统的特点等，需要考虑以下几个关键问题。

一是与现有系统深度融合的问题。在保证数据安全前提下，需要5G行业虚拟专网与现有PDT、B-trunC宽带集群等网络充分融合，打通各种专业移动通信网络语音和数据业务，满足专业移动通信用户特殊需求。二是多域多类业务承载的问题。需要同时覆盖用户的各种专业移动通信网络业务，并保障不同专业移动通信网络业务连续性和相同专业移动通信网络业务的本地疏导。通过网络切片，边缘计算等方式为不同類型业务配置相应的网络服务体系，提供不同的服务等级协议（SLA）保障，实现多类业务同时按需承载。三是数据安全保障问题。公安行业对于数据安全有比较高的需求，需要通过用户面功能（UPF）等网络分流手段和切片安全隔离等措施来保障公网业务和专网业务、其他不同专网业务之间安全隔离传输[8]。比如利用5G行业虚拟专网，将本身网络的认证鉴权、数据加密、数据完整性等安全手段与专网业务安全融合，形成统一的数据安全保障措施。四是自主运营运维问题。根据行业用户需要，将5G网络的配置管理、用户开户、网络监测、网络能力调用等网络运营运维能力集中统一提供给专网用户。专网用户可以通过5G网络运营商平台实现对专网网络的自主运营和运维的能力。

六、结束语

公安信息化的快速发展、公安大数据的建设和应用、广大公安干警和人民群众对于智慧警务的热切期待决定了作为公安信息化重要基础设施的公安无线网络必须走向宽带化。而通过把公安集群通信网和公网的逐步深度融合，构建出统一的公安无线宽带专网，来服务公安不断增长的移动警务应用是一个值得考虑的途径。

作者简介：尹军祖，男， 从事信息通信方向的研究。

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邮编100038

参  考  文  献

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[2] 王汉杰，刘超. 公安无线专网宽窄带融合发展趋势探讨[J]. 警察技术，2017（06）：4-8.

[3] 朱建华.融合通信技术分析与业务发展研究[D].南京邮电大学，2012.

[4] 邓驰，徐元圣，常铁森，刘超.公安专网宽窄带融合技术的发展研究[J].警察技术，2017（06）：9-11.

[5]闫复利，张雪凡.专网与4G网络融合在应急通信的应用研究[J].电子测量技术，2017，4007：126-130+136.

[6]娄勇. 5G移动网络中关键通信技术的演进探讨[J].网络安全技术与应用，2020（07）：81-82.

[7]邹慧莹.邓驰——推进宽窄带融合技术发展，保障公安信息化建设“提档升级”[J].警察技术，2017，06：28-30.

[8]吕其恒，时东亚.“2+4”宽窄带融合警用数字集群解决方案及实践[J].警察技术，2016，04：64-71.