5G時代下公安無線專網通信探析

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摘要：5g作為當今移動通信發展的方向，在多行業、多領域得到了廣泛的應用。文中從5G公網和公安無線專網通信概念及特點入手，對比現階段5G公網和公安無線專網在網絡覆蓋、實際應用、通信安全和可控性等方面的差異，以及對未來公安5G專網的展望，總結出公安無線專網存在的必要性和重要性，同時對5G與公安無線專網通信的發展提出構想。

關鍵詞：5G；專網通信；網絡覆蓋；通信安全；實際應用；可控性

0引言

近年來，5G通信技術發展迅猛。2019年6月6日，工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯通和中國廣電發放了5G商用牌照，中國正式拉開了5G建設的大幕。

1概念

5G是第五代移動通信技術（5thGenerationmobilenetwork或5thGenerationwirelesssystems、5th-Generation，5G），是最新一代蜂窩移動通信技術，是4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統的延伸。高帶寬、低延遲、多接入是5G通信的顯著優點。公安無線專網通信主要指：公安350兆集群通信系統、340兆圖像傳輸系統、基于公網的移動警務系統和衛星通信系統。350兆集群通信系統：窄帶集群系統無法傳輸圖像和高速數據；340兆專網圖傳系統：多用于解決點對點應急圖像傳輸使用問題；基于公網的移動警務系統：安全性差，緊急情況下無法保證正常使用；衛星通信系統：多用于搶險救災保障，日常警務應用較少。從5G公網和公安無線專網通信特點對比來看，5G通信對公安無線專網通信有很強的補充作用，為二者的緊密聯系夯實了基礎[1-3]。

2現階段5G公網與公安無線專網通信相比存在的問題

我國目前在5G發展及建設的過程中面臨著眾多挑戰。

2.1網絡覆蓋方面

5G公網是由運營商出資建設，以效益為先，即先建設大中型城市核心區域，然后從內向外，逐步推進至城市周邊、縣區、鄉鎮和人口聚集的行政村，5G信號覆蓋相對滯后。公安無線專網建設以警務工作為引領，建設時考慮的更為全面，信號需覆蓋市縣主城區、黨政機關、商業網點、人員密集區域，以及進出城卡口、國省干道和高速沿線，同時還要兼顧重點鄉鎮和重點部位。同時，由于5G使用波長更短、電磁頻率更高的毫米波，致使穿透性差和覆蓋面積相比4G較小；而公安部門無線專網采用的是大區制覆蓋，所以覆蓋同等面積時，5G基站的數量是無線專網基站的幾何倍數。另外，由于5G的設備功耗高、AAU體積大、安裝占用空間多，導致建設成本高，運營商面臨建設資金量大、建設周期長等問題，短時間內無法實現連續覆蓋。現階段，公安部門舍棄無線專網建設，一味依靠5G公網，將會極大延誤日常警務工作[4-5]。

2.2實際應用方面

現階段，5G公網還有很多不適應公安通信實際應用的方面，有待于進一步完善。（1）5G公網的網絡切片技術尚不完善。網絡切片是5G運營商的特色服務，即在相同的物理網絡上切分出具有不同功能和特性的邏輯網絡。網絡切片是一種從無線到核心、從IP承載網到傳輸網的端到端業務，可確保網絡切片能夠滿足不同業務和垂直行業的需求。但目前網絡切片仍處于發展階段，技術尚不成熟。無線接入網的切片標準化進展緩慢，暫時還未有支持多切片技術的終端，同時，承載網的切片還需要與無線網、核心網切片聯動。因此，真正實現端到端的網絡切片還需要一段較長時間，而公安部門在實際工作中應用這項技術則需要更長的時間[6-7]。（2）5G公網尚未提供脫網直通功能。5G公共移動通信系統應具備直通模式（DMO），即通信終端在不借助任何設備輔助（例如無線基站）的情形下，與其他一個或者多個終端通信。在公安專網通信中，DMO模式使用頻率較好，極大地提高了頻譜效率，緩解了基站壓力，降低了通話時延，與之對應的5G公網標準可以提供D2D功能，但由于5GNR標準尚未完成，該功能尚未落實。（3）5G公網系統尚未滿足特殊情況下公安無線通信的需求。目前，在人群聚集、公網管控等事件發生時，公網資源還無法做到不被其他無關用戶占用，公安部門獨享或優先使用。公網存在由于短時間內通信量激增導致系統擁塞，現場調度和實時視頻傳輸等功能無法實現等隱患。此外，在重大自然災害造成基礎設施損壞和網絡中斷的情況下，即便網絡能夠及時修復，也只能為用戶提供最基本的服務，很難保證公安部門能夠優先使用。所以公安無線專網通信的存在和發展依然有著必然性和重要性[8-9]。

2.3通信安全方面

公安無線專網通信中，語音和數據都需要保密，網絡需要強大的安全保障，故通常采用雙向認證、空中加密、端到端加密等安全策略。公共網絡有其自身優勢，尤其是在數據查詢方面，可以連接到互聯網，雖然可以對信息進行加密，但風險仍然存在，因此只有通過使用獨立的網絡設施與其他網絡進行物理隔離，才能最大限度保障網絡安全。目前，公安寬帶通信依賴公網，不論是4G還是未來的5G，通信安全方面存在較大隱患。5G切片技術與4G時代的VPN技術相比，在信息安全方面已經有了長足的進步。目前來看，5G網絡已通過有效的監管機制、用戶權益機制、密鑰管理體系、控制信息加解密等安全技術實現了安全保障，但在提供個性化、差異化的應用安全方面還需進一步研究與實踐。所以從安全性方面考慮，公網無法代替專網，公安使用公網但不能完全依賴公網是公安通信的基本原則。

2.4可控性方面

公安無線專網通信具有很強的可控性，能做到“可管可控”，可靈活管理、預留資源。系統具有單呼、組呼、系統呼、動態重組、強拆、強插、環境偵聽、監聽等通話方式，具有遙暈、遙斃、復活、動態基站分配、信道智能分配、遇擾關閉、功率控制等系統功能。網內用戶根據需求分級管理功能，劃分不同的群組，按優先權的高低在群組內通話，而這些功能都是公網通信所不具備的。

3對5G公安專網的展望

5G網絡的三大特點：高帶寬、低延遲、多接入。公安通信不僅希望獲得5G網絡的使用權，更希望獲得5G網絡的控制權，從而獲得可靠的保障、靈活的使用、更高的安全和獨立的隱私等功能，但這些是運營商無法滿足的需求。公安部門作為國家重要的治安行政和刑事司法力量，承擔著保一方平安的光榮使命。我們可以向本級政府申請，將5G政務專網納入智慧城市建設中，由政府牽頭，指定運營商承建和運維。公安部門在專網中建設獨立的核心交換系統和控制平臺，既可以提供定制化網絡的自由度，也可以根據各警種日常使用的場景，提供具有警種特色的資源配置，在隱私和安全方面具有明顯優勢[10]。

4結語

隨著5G公網建設的不斷推進，技術的不斷更新和完善，網絡性能的不斷提升和優化，必將帶動相關產業的發展。公安新一代信息網與5G相融合，利用5G技術大帶寬、低時延、高可靠的特性，借助警用機器人、無人機、大數據的應用，將大大降低警員的工作強度和風險。因為專網更貼近實戰，在特殊情況下更有利于快速搭建和開展保障應用，因此公安專網通信不會因為5G公網的逐步完善而消亡，而不斷加強專網和公網的融合與應用，是未來發展的方向。

作者:柏維權 左濤 單位:吉林省長春市公安局科信處