5G新型安防業務的關鍵網路技術

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隨著我國平安城市、智慧園區等各項建設的持續推進，以及各行業用戶對安防意識的不斷提升，視頻監控市場一直保持穩定增長。然而，大多數攝影機始終未能擺脫傳統人工監控方式，導致大量視頻數據堆積、監控即時性差、視頻檢索困難等問題。一旦發生案件，海量攝影機所產生的檢索工作需要耗費大量警力。藉助 AI 處理海量監控視頻數據已成為行業整體趨勢，視頻監控系統的升級創新不斷創造新的市場需求。高幀率、超高清和 WDR（寬動態範圍攝影，能在光線條件較差的環境下成像），這些特性將產生大量的數據流量。現有的 4G 網路無法滿足多路高清視頻回傳的需求，只有透過 5G 網路才能滿足超高清視頻數據量大、即時性高的要求。

透過 5G，一方面可以擺脫線纜的束縛進行快速安裝和擴展，另一方面可以提供 4K/8K 及更高畫質的影片即時傳輸。不論是採用無線高清視頻監控器還是帶有攝影機的無人機，所採集的視頻資訊都可以通過 5G 網路即時回傳，並可結合移動邊緣計算伺服器進行影像識別、地理資訊等數據處理與分析，為監控中心提供預測預警、即時監控、軌跡追蹤、快速檢索等服務。隨著雲端和移動邊緣計算的推出，可以支援更多人工智慧輔助監控應用。而攝影機則需要 7*24 小時不間斷地進行視頻採集以支援這些應用。

5G 網路切片

5G 端到端網路切片是指將網路資源靈活分配，網路能力按需組合，基於一個 5G 網路虛擬出多個具備不同特性的邏輯子網。每個端到端切片均由核心網、無線網、傳輸網子切片組合而成，並透過端到端切片管理系統進行統一管理。

5G 網路切片的概念具有豐富的特徵，一般來說認為網路切片是面向租戶，滿足差異化 SLA（服務等級協議），可獨立生命周期管理的虛擬網路，是針對特定的業務需求，滿足差異化 SLA，自動化按需構建相互隔離的網路實例。網路切片是 SDN/NFV 技術應用於 5G 網路的關鍵服務。一個網路切片將構成一個端到端的邏輯網路，根據切片需求方的需求靈活地提供一種或多種網路服務。5G 網路切片具備了「端到端網路保障 SLA、業務隔離、網路功能按需定制、自動化」的典型特徵。

端到端 SLA 保證：5G 網路切片由核心網、無線、傳輸等多個子域構成，網路切片的 SLA 由多個子域組成的端到端網路保證。網路切片實現多域之間的協同，包括網路需求分解、SLA 分解、部署與組網協同等。

業務隔離：網路切片還需要支援針對公共安全、漫遊用戶或託管 MVNO 等特定用戶提供邏輯隔離的網路，為不同的應用構建不同的網路實體。邏輯上相互隔離的專用網路確保不同的切片之間業務不會相互干擾，並對優先級、計費、策略控制、安全性和移動性等進行功能差異化定制。

功能按需客製化、動態編排：5G 網路將基於服務化的架構，同時軟體架構也將進行服務化重構，從而形成網路可編排的能力。面向不同行業多樣化的網路需求，5G 網路可以提供按需編排的能力，為每個應用提供不同的網路能力。同時，5G 網路的分布式特性可以根據不同的業務需求部署在不同的位置，以滿足不同業務延遲的要求。網路切片需要支持運營商，對延遲、移動性、可用性、可靠性和數據速率等網路性能提供差異化客製化，例如某些情況需要 5G 系統支持非常高的數據速率或流量密度，而另一些情況則需要支持非常低的延遲和非常高的通信服務可用性。

自動運維、多租戶運維：自動化是網路發展的目標。相較於傳統網路以一張大網滿足所有需求，5G透過切片技術將一張網裂變成多張網，理論上5G的繁榮必然會帶來運維難度的大幅增加，因此自動化是5G網路必然要具備的一個特徵。從節奏上來看，一次性實現全自動化非常困難。透過分割網路切片生命週期中各個環節的操作，允許工作流程中的每個環節都支持人工、半自動或全自動的方式進行處理，伴隨著用戶網路規劃能力的發展，以及網路的扁平化、簡單化，最終達成自動化。網路切片允許向特定租戶（例如公共安全行業用戶）提供客製化的網路服務，租戶對網路具備一定的操作管理能力。租戶運維人員所具備的知識與能力模型與傳統運營商運維人員不同，需要面向租戶的運維人員提供易觀察、易操作、易管控的運維介面，實現租戶的「自助服務」。

5G網路切片

安防業務網路切片隔離方案

網路切片隔離主要包括以下兩大面向：公安與其他行業及個人用戶通信業務之間的隔離，以及公安自身不同分區業務之間的隔離。針對上述兩大面向，可從接入網（包含空口、基帶、協議棧等）、傳輸網和核心網三個層面分別制定不同的隔離策略。

(1) 接入網隔離方案

接入網的整體功能分為三個部分，空口/射頻、基帶處理和高層協議棧。高層協議棧功能具備靈活的隔離架構，既可以完全共享，也可以針對不同區域或類型的業務進行按需隔離。

在空口頻譜資源的使用策略上，安防業務與運營商網路中的其他業務共享頻譜資源，採用相同的上下行比例。所有業務在時域和頻域兩個維度都可以進行動態的按需調度。其中 uRLLC 和 eMBB 可以共享頻段，通過不同的物理層參數、調制編碼方案、調度方案等達成差異化的時延與可靠性目標。

基於頻譜資源共享的前提，接入網的低層設備資源如射頻、前傳、基帶等部分功能與資源也都是共享的。

針對公安業務網路切片中可能存在的緊急保障類需求，可以透過優先接納、負載控制等技術，優先保障高優先級業務，避免其他切片中的業務影響公安業務的性能表現。

在確有必要的情況下，運營商可以為公安配置特定的搶占策略，以搶占其他優先級更低的切片資源。

(2) 傳輸網隔離方案

RAN 與 CN 之間的回傳網路連接可以使用運營商網路，以達成更好的 E2E 切片配合效果。回傳網路的業務切片，根據對安全性和可靠性的不同需求，分為硬隔離和軟隔離。

硬隔離是基於 TDM 時隙交叉實現，軟隔離則是基於 VLAN 和 QoS 實現，支持靈活的業務區分。透過支持軟硬隔離的傳輸網路切片可以滿足安防需求。

(3) 核心網隔離方案

在無線蜂窩網 3GPP 標準中已經明確，核心網在邏輯功能上嚴格隔離，區分切片，每個切片都有專用的功能。

核心網路隔離有兩大類方案：物理隔離，例如物理伺服器專用於安防，當有極高的安全需求時，可將伺服器部署在不同的地理位置；邏輯隔離，即安防與其他業務共用硬體伺服器，並區分虛擬機器。

安防業務網路切片可靠性保障方案

公網運營商網路可為關鍵、核心的安防業務網路切片提供至少 99.99% 的整體網路通道可用度服務，並具備多樣化的保障機制以滿足不同業務需求。

（1）傳輸硬管道和主備保護鏈路：

傳輸為安防業務網路切片提供硬管道，保護業務傳輸不受其他業務影響，確保業務的頻寬和延遲等。運營商核心網和回傳部分的傳輸通道可以採用備援機制，基於快速主備切換技術，支持安防業務在主用和備用通道之間無損遷移。

（2）故障檢測與快速處理：

運營商透過部署即時監控技術，針對網路中的多項運行指標進行聯合分析，檢測不同類型的異常場景，進行故障隔離和快速恢復。

未來 5G 切片技術，將在公網上建構超高速專用車道，確保公安等關鍵業務的安全與無干擾承載，並可根據業務需求客製化網路特性，同時端到端保障業務的 QOS（服務品質）。

5G 網路切片助力打造安全一體的智慧無線警務系統

5G邊緣計算（MEC）

多接入邊緣計算技術（MEC）是ICT融合的產物，也是5G網路轉型的關鍵技術，旨在迎合未來高清視頻、VR/AR、智慧安防、工業互聯網、車聯網等業務發展需求。移動邊緣計算（MEC）技術透過為無線接入網提供IT和雲計算能力，使得業務本地化、近距離部署成為可能，促使無線網路具備低延遲、高頻寬的傳輸能力，並且回傳頻寬需求的降低極大程度地減少了運營成本；MEC運行於網路邊緣，其邏輯上不依賴於網路其他部分，這對於安全性要求較高的應用非常重要；MEC伺服器通常具有較高的計算能力，特別適合分析處理複雜數據；同時位於網路邊緣的MEC能夠即時獲取例如基站ID、無線資源利用率等網路數據以及與用戶位置相關的上下文信息，從而為用戶提供差異化的服務和業務體驗；此外，MEC平台可將無線網路能力開放給第三方業務應用以及軟體開發商，從而加速創新型業務的研發與部署。

通過邊緣與集約化三層部署架構

區域 DC：部署 MEC 管理面 MEPM，並實現與集團 MEAO 的對接。MEPM 管理本大區所有本地與邊緣的業務，實現業務的開通、刪除以及日常維護。

本地資料中心（DC）：部署邊緣雲 CUBE-Edge 平台，以滿足不同行業的業務需求。邊緣雲與通信雲共用 IaaS 平台，邊緣雲業務納入 MEAO/MEPM 進行管理。邊緣雲提供與公有雲、私有雲的對接能力，實現雲邊協同。本地資料中心適合部署 VCDN、AR/VR、視頻監控等廣覆蓋業務。

邊緣 DC：滿足大型企業數據本地化處理以及時延敏感性業務的部署需求。由於邊緣機房資源有限，聯通提出了輕量化 ME-IaaS 以及通用與專用硬體融合的方案。邊緣 DC 採用極簡運維、獨立自製、即插即用，提供本地分流能力，適合部署車聯網、工業控制、智慧場館等業務應用。

MEC 助力智慧安防

智慧新安防的核心在於智慧視訊監控系統的應用，其中人工智慧技術的融入大大豐富了智慧監控的深度。智慧安防適用於安全工地、河道監控、雪亮工程、平安城市等場景，旨在降低綜合成本，提高部署效率。智慧安防面臨的問題有：

（1）視頻監控屬於大帶寬需求業務，數據都將通過核心網路進行傳輸，導致電信運營商核心網路負荷過大，成本增加；

（2）在監控場景地處偏遠時，有線監控的部署方式，可能會導致項目施工成本過高，且維護難度較大。

為了應對上述問題，聯通在多地進行智慧安防的業務試點。在有線覆蓋困難的區域，透過5G網路連接攝影機，並透過MEC邊緣雲業務平台上的智慧監控系統接入。MEC伺服器部署在就近的機房，基站與核心網之間的鏈路支持bypass切換，實現本地業務分流的同時，保護公網業務連續不中斷。系統會自動識別需要處理的監控數據，分流至聯通邊緣雲監控平台，然後透過專線轉發到對應的監控中心。

利用 5G + MEC 的方式部署更加靈活，緩解了部分區域的線路維護難度，有效節省安防部署的施工成本，加快施工進度。同時，在邊緣端加載 AI 應用，針對智慧安防、視頻監控、人臉識別等業務場景，提供便捷、快速的智能統計與分析，降低管理人員的監管壓力。數據通過 5G 網路傳輸，安全性得到保障，搭載在邊緣端的應用比公有雲的響應更為即時。邊緣雲具備低延遲、大帶寬、快速響應等特性，可以有效彌補當前基於 AI 的視頻分析中產生的高延遲、用戶體驗較差的問題，實現本地分析、快速處理與即時響應。

問題1：5G網路切片如何解決安防業務的大量高畫質視頻傳輸需求？

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問題2：公安安防業務如何實現與其他業務的網路隔離？
解答：
隔離維度：
1. 公安 vs 其他行業/個人用戶：
接入網：共享頻譜但動態調度，公安業務優先搶占資源；
傳輸網：採用硬隔離（TDM時隙）或軟隔離（VLAN+QoS）；
核心網：邏輯隔離（虛擬機隔離）或物理隔離（專用伺服器）。
2. 公安內部業務分區隔離**：
透過切片策略隔離不同安全等級的業務（例如一般監控與緊急指揮）。

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問題3：MEC（多接入邊緣計算）如何提升智慧安防效率？
解答：
本地化處理：在邊緣節點部署AI分析（如人臉識別、行為檢測），減少影片回傳至中心雲的頻寬壓力，將延遲降低至毫秒級。
- 場景適配：
- 邊緣DC：部署輕量化平台，滿足工地、河道等偏遠地區的安防需求；
- 本地DC：支援廣覆蓋業務（如雪亮工程）。
成本優化：替代有線部署，降低偏遠地區施工和維護成本。

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問題4：5G網路切片的可靠性如何保障公安關鍵業務？
解答：
- 傳輸層：硬管道+主備鏈路保護，支持業務無損切換（如光纖與無線備援）。
故障快速恢復：即時監控網路指標，自動隔離故障並觸發恢復機制。
- SLA保障：端到端切片管理，將時延、頻寬等指標分解至各子域（無線/傳輸/核心網），確保整體可用性≥99.99%。

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 問題5：傳統安防痛點如何透過「5G+AI+邊緣計算」解決？
解答：
傳統痛點 5G新方案
1.海量影片檢索困難

2. MEC邊緣AI即時分析，自動標記異常事件
3. 偏遠地區有線部署困難 | 5G 無線覆蓋 + MEC 本地化處理，免除布線
4. 即時性差

5.超低延遲切片（≤20ms）+ 本地決策
6.核心網路頻寬壓力大

7. 邊緣分流，僅關鍵數據回傳中心
8.人工監控效率低

9.AI自動預警（如入侵檢測、人群密度分析）