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5G定制网应急通信保障解决方案

程利东 张栋

北京太极信息系统技术有限公司,100020

摘要: 中国电信打造了5G定制网,这是一款一体化融合服务,可以综合解决问题。5G定制网立足于行业需求,给产业赋能。中国电信的关键组成力量包括应急通信,所以应急通信一样要加入到5G定制网的建设当中,做好保障工作。现阶段中国电信开发出了三种模式,分别为“致远、比邻、如翼”。文章通过组网模式,为行业发展提供数字化的综合解决方案。
关键词: 5G 定制网;应急通信;中国电信
DOI:10.12721/ccn.2023.157075
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1 背景介绍

“十四五”计划提出了新的观点,那就是提高数字化发展的速度,扩大5G应用份覆盖面,构建数字中国。随着科技不断发展,很多技术趋于成熟,在各行各业里几乎都能见到5G的身影,这让5G技术推动各行各业发展逐渐成为现实。中国电信立足于行业需求,在5G的基础上,为客户们量身定制各项服务,也就是我们所说的中国电信5G定制网,这是一个综合性的解决方案。

中国电信5G定制网络涉及面非常广,不仅包括无线和5G定制网,还包括客户内网等等。立足于应用场景的区别,中国电信针对上述所说的定制网可以分为三种模式,分别是致远,比邻和如翼。不同的场景存在区别,这就使得对于网络安全有了更高的要求,与此同时,也存在一些中小企业的客户,针对这些客户要更加谨慎的将成本控制在可控范围内,如何提高5G定制网络的网络安全性和鲁棒性,以满足灾害、事故、突发事件等临时场景下电信级高可靠性的要求,这是应急通信中非常重要的事情。

2  5G定制网应急通信的需求

定制网络用户和工业用户对网络安全性、可靠性和实时性的要求高于普通移动网络用户。为了尽可能满足各个行业对于网络的需求,中国电信的应急通信统一部署了定制的网络相关元素,如5GC、UPF、mEC和5G等,立足于需求,制定了一套相对完整的应急保护的措施。

针对定制网络的各个用户们,为了更好的解决目前的难度等需求,主要包括上行大带宽、低延迟、高可靠性、高可用性、高安全性和高精度定位场景。更有针对性的,可以将技术能力与网络需求之间进行分类并一一对应,总结如下表。那么随着互联网发展不断成熟,网络需求与技术能力之间的覆盖面会不断扩大,对应关系也会更加丰富。

表1 定制网相关参数表

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从投资得到的利润和维护运营的要求走,在实现基础业务性能的基础上,全面考虑5G应急通信定制网络的部署和设计,能挑选合适车载应急通信的定制网络元件和体系框架,找到最适合的业务要求和实现形式。

3 5G定制网应急通信技术实现方式

3.1 应急响应模式

5G 定制网络应急通信响应模式根据客户签约服务等级和灾害容忍度等级进行快速响应。5G定制网络应用在应急通信方面主要是立足于各个用户的需求之上的,立足于三种模式,包括以"致远、邻近、如翼 ",提供多种类的服务,也可以将各种服务组合起来,更好的促进各行各业的发展。

3.2 上行大带宽

通过5G建立的应急通信基站需要具备很多能力,包括LTE800M等等,这些可以增强技术,主要体现在专属上行、下行等方面,这样才能够更好的保障业务发展。

3.3 时延低、可靠性高

可根据客户签约业务的等级具体到各个区域,进而尽可能降低网络在中间传输过程中可能耽误的时间。利用车载MEC可以帮助客户们提供边缘化的服务,进而降低时延;保证流量调度的优先级和最小速率;提高网络的稳定性和可靠性。5G的应急通信基站需要同时具备很多能力,比如LTE800M和NR2.1G等等,扩大资源,为客户们提供定制化的服务,确保各项功能能够正常运行,确保业务能够更好的被保障。

3.4 高安全隔离

第一是在切片隔离的基础上。将5G网络、承载网和核心网断成几个虚拟通道,来服务不同的方面,切片网络里互相分割。还有其他是在用户数据分割的基础上,能够以应急通信车的UPF沉降到园区或机房保护用户为基础,设计制成网络用户的数据业务不用再回归核心网,用户数据可以利用以应急通信车的UPF为基础一步发送到园区,完成用户侧数据隔离。此方案更好应用于要求平衡安全隔离需要和成本的行业应用。最后一种,以数据和控制面的绝对分割为基础。选择应急通信车载Mini. 5GC+UPF+MEC+5G超级基站的绝对独立组网模式,更加适合有非常高的安全隔离、成本不是第一需求因素的特别的行业。

3.5 高精度融合定位

UWB和蓝牙AOA等室内定位解决方案集成到超级基站中,用于应急车辆的高精度定位,可以更好的帮助基站进行数据传输。车载MEC可以精确的对问题定位,提供及时性的方案,进而下沉将信息反馈给其他终端。

3.6 全网超移动性

在应急通信车的车载属性的基础上,根据服务的等级来给行业用户给予更加丰富,更加灵活的专网服务,举例为电竞、体育赛事供给临时的专属网络和个人定制化的服务,校园迁移或者是临时的机房硬件升级救灾,能够使用车载应急超级基站+KA高通量移动卫星系统,能够给行业用户给予移动高带宽服务类等。

4 5G定制网应急通信组网方案

立足于不同的应用场景,中国电信将定制网络分为三种模式。致远模式更加侧重于云网融合,比邻模式更加侧重于本地处理,第三个模式如翼更加侧重于打造专属的网络模式。应急通信灵活的将三种模式结合起来,为不同的领域提供合适的方案,给予他们多种选择,进而选择到最适合自身需求的模式。

4.1 致远模式组网

远程模式下能够有全网的资源共享、广域覆盖、快速运营等一系列的特色,大部分面向广域的先要客户。应用于远程模式,应急通信车内的5G超级基站能使用超级上行、QOS、DNN、VPDN、切片一系列技能,完成端到端客户不同需求的保障、行业应用一系列服务。

4.2 比邻模式组网

基于边缘UPF的数据流能力,邻居模式可以针对特定的用户和服务实现本地流。5G定制网络应急通信车在企业园区附近甚至内部以邻居模式部署边缘UPF和MEC平台,并立足于不同客户们自身的需求,可以选择多种方式,可以选择自己专用的网络,也可以选择共享的网络,实现本地流,进而在最大程度上降低通信距离。通过实现本地分流,进而找到最短路径的实现方式。这样的话,才能够更好的保证企业数据安全系数更高,更好的为行业所用。通过MEC降低计算能力,对于一些对宽带需求较大的工作有益,可以更好的提高工作效率。

4.3 如翼模式组网

运用飞翼模式,5G定制网应急通信车能够利用专用的微5GC+UPF+5G基站一系列网络设备和网络资源,能够给企业客户给予一个分割隔离的,端到端的性能高的专用的接入的网络,根据需要给予MEC和行业应用支撑服务。大部分适用于对安全这项更加的敏感、有着传统的无线专用应用的经历、对性能和自主管理有着更加高需求的客户。用户特别的接入方式和网络设备,能够保证业务数据和企业生产的安全。

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图1 致远模式组网图

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图2 比邻模式组网图 

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图3 如翼模式组网图

5 发展与期望

5G一直在连续的推进数字工业化,不计其数的行业与5G网络能够更加深入的融合,网络运行安全也会与行业用户和企业的经营生产脉脉相通。据估计2023-2027年,5G定制网络市场会迅速增长以37.8%的复合年增长率,5G专用网络市场的大小将按照垂直行业客户的不同要求更加快速的扩张,络绎不绝的行业都将会和企业一起来定制此服务。5G定制网络将会应用于不计其数的用户,不同的用户对定制网络的产品要求也都不是一样的,应用场景的变化也是无穷无尽的。应急通信是在服务客户中的非常关键的一个节点,如果想要完成客户的要求,那么就必须要对此进行更加有深度的开发。本文从5G定制网络的三种模式走起,起首讨论了5G定制网络应急通信技术的组网方案和完成。行业的发展不会停滞不前,用户的需求也会千变万化无法捉摸,这个对于定制网络的应急通信保障的技术需求也要更加的纯熟。所以,我们一定要抓住此刻发展的关键节点,最大化使用云网融合的优点,扩加对5G定制网络应急通信保障的应用和探索,能够一直升级5G定制网络的应急保障能力。

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