警用无线局域网应用探索*

2023-12-18 17:25孙慧洋卢煜朱振荣公安部第一研究所
警察技术 2023年6期
关键词:空口警用局域网

孙慧洋 卢煜 朱振荣 公安部第一研究所

引言

在“十三五”期间,公安无线通信技术实现了快速发展,警用数字集群(PDT)通信系统实现了全国范围的大规模建设,移动警务系统实现了全国部省两级平台建设,基本满足了全国各级公安机关指挥调度、移动执法等业务需求。但是,随着警用设备信息化、智能化水平的不断提升,在执法办案现场多设备协同工作需求日益迫切;大量信息采集设备广泛部署,采用无线手段实现前端信息灵活回传;在重要区域、大型建筑物内或人员密集区域,公网频率资源不足、专网覆盖不足,需要一种无线通信手段解决局部区域通信问题。

现有无线局域网技术发展快速,应用场景丰富,除基于IEEE802.11标准发展形成的Wi-Fi、WAPI以外,还有EUHT、星闪等技术。但上述技术还存在各方面问题,无法满足公共安全行业高安全性需求。

为尽快解决局部环境下近场无线通信相关技术问题,从2020年开始,在部科信局组织下,公安部第一研究所与北京市公安局、厦门市公安局、新岸线等相关单位成立联合工作机制,大力推进警用无线局域网技术(PWL,Police WirelessLan)各方面工作:

(1)与各业务局和地方公安机关的专家开展研讨,进行需求调研和应用论证,初步梳理了实战工作对警用无线局域网在应用模式、性能要求、设备能力等方面的要求;

(2)以EUHT技术为基础,进行了技术原型测试与评估,形成警用无线局域网的基本技术研究思路;

(3)在北京、厦门、太原、郑州等地基于公安视频专网和移动警务系统,结合视频业务、移动警务指挥调度业务、便民自助服务业务场景进行了技术验证和测试;

(4)在北京、成都、杭州等近年组织的大型活动中,围绕人证核验、安全检查等场景开展了警用无线局域网技术实战验证;

(5)制定了警用无线局域网密码应用方案,并通过国密局评审,获得了有关专家的高度评价;

(6)形成了警用无线局域网的总体技术方案和总体技术规范等技术要求。

在上述工作的基础上,形成了采用公用或专用频率,以自主和主流无线局域网技术PHY层为基础,结合公安实战需求,对安全体系和空口协议进行设计开发的高安全性无线局域网通信系统,形成独立的警用无线局域网技术体系。

本文从技术架构、主要指标、安全体系、设备特点、应用模式以及典型场景等方面介绍警用局域网。

一、警用无线局域网主要技术研究

(一)存在的问题

当前,主要无线局域网技术重点针对射频及空口通信协议进行研究及规范。在面向专业用户使用场景时,存在以下几个典型问题:

1.缺乏明确的系统逻辑架构要求及行业规范

当前无线局域网应用,缺乏明确的系统架构、网元逻辑功能等要求,并且对不同设备形态所应具有的逻辑功能没有要求,只对空口性能制定了一系列标准。造成各厂商提供的设备部分在关键的空口功能、管理功能上千差万别,无法满足行业用户的使用和管理需求。

2.缺乏统一的技术要求、功能定义以及测试方法

针对个人应用场景下无线局域网设备常用功能,各厂商自行进行了功能定义和性能参数定义,造成了设备间技术性能差异极大,严重影响应用行业用户的使用。特别是在行业用户使用多厂商设备组网应用时,无法保障网络性能。同时,当前无线局域网技术对于设备性能、功能也缺乏统一的测试方法,无法认定设备质量和性能好坏。

3.缺乏完整的安全体系,存在关键信息泄露等风险

当前无线局域网技术及产品尚未形成完整的安全体系架构。多数厂商通常采用国外通用的密码技术及方案。同时,现有国内自主设计的无线局域网安全技术也无法满足高安全性用户的使用需求。

针对上述问题,开展了警用无线局域网在架构设计、标准规范以及安全加密技术等方面重点工作。

(二)基本架构

警用无线局域网通信系统由端侧和中心侧两部分构成,如图1所示。

1.PWL端侧

由具有单独可寻址的媒体访问控制(Media Access Control,MAC)地址和物理层(Physics,PHY)接口的站点(PWL STA,PWL Station)构成,为各类警用设备提供无线通信能力。

2.PWL中心侧

为PWL STA提供网络接入、访问服务、网络管理和联接控制能力。其中:

(1)PWL接入点(PWL AP,PWL Access Point)主要起到为PWL STA提供无线接入作用;

(2)PWL无线接入控制单元(PWLAC,PWL Access Control)主要起到为系统提供路由转发、网络管理和访问服务等作用;

图2 警用无线局域网网元功能示意图

(3)PWL 网络接入控制单元(PWL NAC,PWL Network Access Control)主要起到PWL AP、PWL STA身份认证,控制PWL系统网络接入等作用。

PWL AP具有无线收发功能,以硬件设备形态工作。而PWL AC、PWL NAC是PWL中心侧的功能单元,可以根据网络规模、管理能力选择是以软件形式加载到PWL AP设备上工作(如图3所示),还是以独立设备形式与PWL AP配合使用(如图4所示)。

根据实际使用条件的不同,用户可以灵活的选择不同功能的PWL AP、PWL AC、PWL NAC建设PWL网络。如果没有形成连续覆盖、组网的需求,PWL AC、PWL NAC可以做为逻辑功能单元由PWL AP设备承载,确保PWL AP可以单设备独立工作。如果有形成组网连续覆盖的需求,网络有多个PWL AP和独立的PWL AC、PWL NAC设备组成。每个PWL AP可以主要具备射频收发功能,网络管理由PWL AC、PWL NAC设备承担。一方面可以有效降低建设成本,另一方面可以实现网络的统一管理和多设备协作。

由于PWL主要是在局部范围内组网,为局部环境下的设备无线化使用提供支持,因此一个PWL网络覆盖范围、管理能力都是有限的。随着PWL的广泛使用,存在多个局部区域的PWL网络通过各自的PWL AC功能单元互联互通的情况,如图5所示。与个人局域网应用不同,在PWL网络场景下,除保障终端访问业务系统之外,还涉及到不同PWL网络的端到端访问、终端入网、证书管理、用户管理等问题,需要进一步深入研究。

(三)主要功能指标

为解决无线局域网标准体系不完善,缺乏产品功能、性能等方面的技术规范以及缺少统一的测试方法等问题,在《警用无线局域网总体技术规范》标准中,从设备功能、性能以及安全功能方面,制定了详细的技术要求和测试方法:

1.设备功能

分为空口功能和管理功能,对警用无线局域网基础功能进行规范,并明确了各项功能的测试方法。

(1)空口功能

信道选择与配置、网络标识管理、同步跟踪、时钟同步、扫频入网、链路自适应、切换、漫游、服务质量、负载均衡、射频调优、抗干扰、带宽限制、最大接入终端数量控制;

(2)管理功能

设备注册管理、设备账号管理、管理员身份管理、状态告警、地址管理、网络地址转换、虚拟局域网管理、参数配置、远程升级、日志管理、故障诊断、系统热备、运行监测。

2.设备性能

因为PWL技术是基于现有各种无线局域网技术的物理层(PHY)进行通信协议研究,所以PWL空口指标与原有无线局域网空口射频指标基本一致。但是考虑到PWL基于现有芯片进行重新设计开发了通信协议,会对空口性能产生影响。因此对直接影响PWL使用的关键空口性能进行了规范。

在警用无线局域网应用环境下,PWL STA可以为各种不同形态、性能差异大、业务差异大的警用设备提供无线传输功能,例如:PWLSTA可以为笔记本提供无线局域网通信服务,需要支持几百Mbps传输速率,功耗较高,产品价格相对较高;也可以为传感器提供无线局域网通信服务,仅需要支持几十Kbps传输速率,功耗要求低,产品价格低。因此,警用无线局域网不再对PWL STA设备提出其他空口性能指标,用户根据使用需求灵活选择PWL STA设备,而是重点对PWL Ap设备空口性能提出了具体指标要求,详见表1。

其中:

(1)PWL AP整机吞吐量指标是在40MHz带宽、MIMO2T2R条件下采用国密算法的加密数据吞吐量,相对于当前其他无线局域网设备相关技术指标较为领先,也兼顾了设备成本、使用场景等其他条件;

(2)对平均传输时延提出了明确要求,并将空口加密影响考虑在内,“≤10ms”的指标符合业务需求,在部分实际测试中,基于EUHT物理层技术的PWL设备此项指标可以达到“≤5ms”;

(3)考虑到视频业务在当前警务工作中所占比重越来越高,对设备性能要求也高,结合前期PWL技术测试和验证时单AP下所遇到的业务场景,PWL AP要求单设备同时支持20路8Mbps高清视频业务,足以满足局部警务工作需求;

(4)在警用无线局域网中明确提出了空口丢包率要求,是考虑到警务业务高可靠性要求,制定了实验室测试条件下的空口丢包率,当前多数现有的无线局域网都没有明确制定该项指标。

经分析可知,蜀冈-瘦西湖风景名胜区海外游客以中青年为主.中年人观赏古典园林、人文景观的消费娱乐观点和青年人观赏自然风光、品尝特色美食的消费娱乐观点与景区旅游资源吻合,他们成为此地游客的主体.

(四)安全体系

无线局域网在高安全要求行业应用受限,主要是由于其技术主要针对个人应用场景和局部环境,缺乏安全体系设计。同时,其无线空口安全问题一直没有彻底解决。现有无线局域网普遍采用的安全技术以及WAPI等技术,主要是解决了业务数据在空口的传输安全,但未采用国密算法。同时,在空口信令中涉及到设备证书、Mac地址、IP地址、SSID等重要信息并没有得到有效的安全保护,大量关键信息以明文方式在空口中传播。对设备以及网络的安全要求也尚未形成完整体系。此外,现有安全技术的引入,对产品传输性能也造成了较为严重的影响。因此,在安全性要求较高的行业,上述技术并未大规模使用。

为解决无线局域网安全问题,警用无线局域网参照等保要求,重新设计了PWL安全架构,重点研究开发了PWL空口安全加密技术。参考《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》(GB/T 22239)和《信息安全技术网络安全等级保护安全设计技术要求》(GB/T 25070)等国家标准中对“安全通信网络”的有关要求,从通信链路安全、区域边界安全、计算环境安全和管理与管控安全等四个方面着手,构建了警用无线局域网的安全总体架构,如图6所示。

其中:

1.通信链路安全

包括警用无线局域网空口安全和警用无线局域网各设备之间的有线链路安全。

2.区域边界安全

包括端侧、中心侧提供的访问控制、入侵防范、安全审计等边界安全功能。端侧区域边界指站点与用户设备之间、站点与接入点之间的区域边界。中心侧区域边界包括接入点与站点之间、网络接入控制单元与公安业务系统及网络之间的区域边界。

3.计算环境安全

包括端侧和中心侧的用户访问控制、主机入侵防范、数据完整性和保密性等计算环境安全功能,防范用户在使用站点、接入点和无线接入控制单元时进行访问、配置、使用设备等操作而产生的安全风险,达到访问权限安全管理、识别异常行为、防止敏感数据泄露的防护目标。

4.管理与管控安全

包括警用无线局域网提供的集中管理、安全管控、安全监测等功能。

PWL通信链路安全由PWL STA到PWL AP之间的空口安全和PWL AP与PWL AC、PWL NAC之间的有线链路安全构成,如图7所示。

PWL空口安全主要是对接入点和站点基于警用无线局域网证书进行双向认证,通过证书核验后在网络接入控制单元控制下建立连接,防止仿冒或非法接入点、站点设备接入;采用国产商用密码算法为MAC层协议提供完整性和机密性保护,防止恶意用户或非法设备从空口窃取数据信息。

PWL空口安全技术,如图8所示,基于现有无线局域网技术的PHY层协议,在数据链路层(MAC)层进行协议开发,形成了PWL协议。基于现有无线局域网PHY层协议,主要是考虑可以充分利用现有芯片基础快速形成PWL产品。而对MAC层协议进行重新开发,已经与原有无线局域网协议不同,形成了独立的PWL协议。在此基础上,未来PWL技术可以继续对网络层、传输层协议进行重构和优化,从而提升PWL协议效率。

PWL有线链路安全主要采用国密SSL/TLSVPN技术或有线物联专线保障传输安全。

PWL网络分为三个安全等级,有不同的安全功能要求,分别可用于等保一级、二级、三级网络。

对于PWL安全体系的理解有几个重要问题:

(1)对于PWL安全体系涉及的范围要有充分的理解。如图6、图7所示,对于整个信息系统安全而言,包括用户设备和业务系统的安全,而PWL安全仅是其中的一部分。PWL安全相关要求,都是针对PWL 端侧、PWL中心侧以及空口的。

(2)在PWL安全基础上,用户设备应符合业务系统安全、管理要求。用户设备到业务系统可以建立应用层安全方案,与PWL安全无关。

(3)用户设备和PWL端侧即PWL STA设备二者不同。用户设备是业务终端,而PWL STA是通信设备,其具体形态可以有多种。在某些场景下,需要用户设备和PWL STA设备一对一绑定,以防止非授权用户设备和非法用户设备通过PWL STA接入PWL网络。在民用设备中,一般Wi-Fi dongle或外设对与用户设备而言都是从设备,无法实现两者之间的绑定关系。而警用PWL STA设备应重新设计开发,使之具备与用户设备二者一对一绑定的能力。

(4)PWL设备间身份认证采用的是PWL证书,与用户设备与业务系统间所使用的业务系统证书,二者所发挥的作用不同,证书内容不同,两者间没有关系。例如,具备PWL功能的移动警务终端,在设备上应具有两个证书,一个是移动警务终端开展移动警务业务、接入移动警务系统的移动警务证书,一个是PWL STA芯片或模组使用的PWL证书。两个证书都存储在同一个安全模块或芯片中。

二、警用无线局域网设备特点分析

PWL设备主要分为PWL AP设备和PWL STA设备。

PWL AP设备根据使用场景分为PWL FAT AP和PWL FIT AP,俗称“胖AP”和“瘦AP”。胖AP具有PWL AC和PWL NAC功能,可以单台设备独立使用,为接入AP的PWL STA提供路由转发、管理、设备认证等功能。而瘦AP主要就是具备PWL AP的无线接入功能,不能单台设备独立使用,主要用于多台瘦AP与PWL AC、PWL NAC等设备组网使用,有利于降低设备成本和组网成本。

PWL STA设备主要有三种形态,如图9所示。

第一种:PWL STA设备与用户设备一体化,不可拆分。例如支持PWL的手机,手机内置的WLAN芯片经过重新开发成支持PWL STA功能。PWL STA设备就是指这个芯片。手机用户设备与PWL STA设备两者一体化。在此情况下,这个手机也可以称为PWL终端。

第二种:PWL STA设备可以内置到用户设备中,但可以拆卸或更换。例如具有标准内置硬件板卡接口的PC机、摄像头、智能网关等设备,用户、厂商可以根据设备接口具体情况,选择适合硬件接口的PWL STA板卡。这种方式主要适用于自身不具备通信能力,又有设备集成度要求,希望能够在多种环境下使用的设备。

第三种:PWL STA做为用户设备外设,通过用户设备外接端口相连。例如不支持PWL功能的PAD、笔记本,可以通过USB接口外接PWL STA设备,快速实现PWL通信功能;安检机、人证核验设备,在部分场景下使用时可以根据需求,通过网口与PWL STA设备联接。

PWL设备的灵活性相较于其他相似的通信设备更具有使用优势:

(1)PWL AP可以快速形成室外型、桌面型、车载型、便携型等各种形态产品,做为网络接入节点为众多终端提供无线覆盖服务,相较于4G、5G、MESH等基站设备,具有体积小、成本低、传输能力强、部署灵活、适应性强的特点,更适合在前端局部环境下使用,详见表2。

(2)PWL STA相较于4G、5G终端模组,具有功耗低、成本低、尺寸小等特点,具有多种类型接口,既可以做为设备的主要通信手段,也可以做辅助通信手段,使用不需要资费,可为各种能力的设备适配使用,详见表3。

随着PWL技术发展以及逐步应用,PWL设备将会不断发展、演进,设备成本将会大幅降低,与各类设备集成度将不断提高,未来一定会形成成熟的产业链,推出更加便于用户使用的具有PWL功能的各类警用设备。

三、警务工作模式变化研究

(一)“端-云”模式问题

当前公安视频图像信息系统和移动警务系统是支撑基层执勤执法工作的两大主要业务系统。

公安视频图像信息系统依托有线网络开展业务,前端设备以有线、固定设备为主,缺乏支持前端设备移动化应用的能力。前端设备与公安视频图像信息系统间为“端-云”架构。移动警务系统依托公众移动网开展业务,前端设备以移动警务手机为主。移动警务终端主要与系统侧服务开展应用,终端与移动警务系统间为“端-云”架构。在两个体系下,端到端相互访问、数据应用必须通过复杂通信系统以“端-云”架构支撑,是典型的“烟囱式”架构,如图10所示。

随着各业务系统不断发展,警用设备智能化水平不断提升,在“烟囱式”的架构下,海量数据依托现有有线、无线网络回传汇聚后再处理、分发的模式,无法发挥前端警用设备的潜力,对公安基础设施造成了极大的建设与运维压力。

而一线民警执勤执法工作中需要各类警用设备配合联动、前端数据快速支撑,发挥信息的时效性。在“烟囱式”的信息系统架构下,现场信息需要经过复杂的通信系统传输、复杂的信平台处理后,再传给一线民警,降低了信息价值与时效性,也没有发挥出信息化设备的能力。

(二)“端-边-云”模式研究

PWL主要就是解决局部环境下的设备移动化通信问题,与一线民警迫切需要利用各类警用设备在执勤执法现场协同作战的场景非常契合,能够为实战现场提供有效、安全通信,如图11所示。基于PWL,一线的民警、各类警用设备具备了相互快速访问的基础。结合边缘计算、人工智能技术,就可以在PWL网络内形成信息处理节点,进行现场数据处理和应用,快速提升一线实战现场的信息化水平,将人、机、信息、基础设施四个元素融合,打破了“烟囱式”的信息系统架构,形成了横纵交错的信息网络,在平台业务模式基础之上,又形成了边缘业务模式和端到端业务模式。目前,移动警务正基于PWL技术发展移动警务端边体系,将不同形态的警用设备纳入该体系下开展应用。

同时,随着以鸿蒙OS、开源OpenHamony OS为代表的国产化移动终端操作系统的发展,逐步支持终端间能力互助、分布式协作,形成了新的应用生态。设备间的端端应用主要依靠无线近距离通信技术实现,例如Wi-Fi、蓝牙、NFC等。在民用领域,通过两个设备间“碰一碰”,基于NFC或蓝牙技术实现了设备间的身份认证后,再利用Wi-Fi实现设备间高速数据传输。

上述应用场景与OS技术要引入高安全性行业应用,首要问题就是近距离通信安全问题。目前,结合PWL技术,已经开展了专用于移动终端操作系统相关研究工作,初步实现了设备间资源调用和互助,将不同设备的计算、存储、显示、摄像头、麦克风等统一调度,将前端各类警用设备资源整合,形成“超级终端”,将设备能力发挥到最大化,直接赋能一线民警。

民警在执勤执法过程中,依托PWL实现设备互联,根据业务需要快速调用设备群组的各项能力,如图12所示。例如,原来需要民警举着执法记录仪取证,占用双手、干扰处置,拍摄效果不好。现在民警要执法时只要做出执法动作,通过智能手表感知能力自动启动执法记录仪开始记录,同时自动启动车载摄像头进行视频采集和录制,也可将视频传给执法记录仪。在更多设备共同使用时,民警手机收到车载智能网关转发的查找嫌疑车辆警情通知,同时嫌疑车牌信息自动转发至现场执法记录仪、车载智能网关等智能终端,同步开启执法记录仪、车载摄像头等现场视频采集资源,对实时视频流进行车牌识别,发现嫌疑车辆后自动向民警手机、车载中控发送告警提示,并回传系统。基于上述以PWL为基础组建的现场执勤执法作战网络,有效整合了基层各类警用设备资源和能力,实现了信息与业务的紧密结合。

四、与5G公网的比较分析

在PWL技术研究和验证测试过程中,经常遇到用户拿PWL与5G相比较,提出“有公网5G使用,并且有切片、UPF(User Plane Function,用户面功能)下沉等技术,是否还需要PWL?”这样的问题。5G技术和PWL技术对用户最大的感受就是传输速度明显快于其他无线通信系统。但在支撑现场局部应用场景中,5G与PWL二者相比,具有以下特点:

1.覆盖范围相近

PWL可采用无线局域网各频段,与5G频段相近,频率穿透性不强、绕射能力弱,基本在视距无遮挡范围内覆盖。在城市环境下,5G基站覆盖范围在250m~400m之间。PWL AP在同样传播环境下,覆盖范围与其相近,基本可以满足对局部现场进行覆盖。

2.传输能力不同

5G网络主要服务对象为公众用户,以下行应用为主,平均下行速率可达300Mbps以上、上行速率在70Mbps左右。在小区边缘,下行传输速率在100Mbps、上行传输速率2Mbps或5Mbps,时延20ms。PWL通过实际测试以及技术指标要求,通常情况下在40MHz带宽、MIMO2T2R条件下,上行要支持20路8Mbps视频,小区边缘上行传输速率也可达到十几Mbps,传输能力要大于一般配置的5G基站。此外,PWL AP可以根据用户需求调整上下行频率比例。

3.5G接入优先、切片等技术存在使用局限性

公众移动网络的优先接入功能,在原有4G网络中也支持,主要为不同属性、等级的用户在同等条件下提供优先接入服务。但并不能解决在突发事件时,公网瘫痪或关闭/封控公网等问题。而5G切片技术,需要挤占频率资源,对公众用户使用会造成巨大影响,特别是公安应用场景下,进行上行频率资源切片,将会严重影响公网服务能力。同时,切片技术的使用需要运营商提前进行规划、配置,使用费用昂贵。针对公安用户普遍移动执勤执法现场存在随机性的特点,切片技术在一些特殊固定点位使用存在可行性,但无法在实战中广泛使用,PWL技术和产品的一大优势就是可以由用户根据实战需求灵活部署和使用,可用频率资源都为公安用户服务,长期使用成本低于5G切片服务,也符合公安用户警务工作模式。

4.UPF下沉以及公网MEC(Mobile Edge Computing,移动边缘计算)模式对基层一线实战支撑能力有限

5G公网可以将UPF下沉至用户侧,提升用户业务体验并就近基于基站或园区开展MEC应用。但5G公网UPF下沉部署,主要还是下沉至地市级平台侧,其技术特点不明显,对基层一线用户实战效能直接提升作用不明显。此外,对于公安用户而言,UPF下沉后还需要关注其数据、应用安全性。对于一线实战执法执勤民警,基于PWL以及边缘网关设备开展前端数据实施处理,部署有特色的边缘业务,真正将计算能力、服务能力下沉至实战场景,直接为民警赋能。

综上,在相同传播环境下,5G基站与PWL AP覆盖范围相近;PWL可以根据用户需求增强上行能力,数据安全性可控,部署灵活;5G上行受运营条件限制,采用切片、UPF等技术的成本较高,实战价值及数据安全有待验证;PWL上行传输能力总体满足用户需求,5G公网上行能力不可控。因此,与原有公众移动网相比,5G公网是“服务型”公网,与现有专网相比PWL是“灵巧型”专网。二者本质差别还是在于公网和专网的差别。

五、典型验证场景

PWL技术在研究过程中,结合部分场景进行了验证测试,获得了良好的使用效果,解决了当前基层警务工作中的实际问题。

(一)临时组网

在部分突发性任务中,由于现场缺乏安全可靠、灵活部署的无线通信手段,通常采用租用运营商的光纤资源组建有线网络,支撑现场通信、安检、人证核验、车辆检查、机器人巡逻等业务的开展。但由于现场部署的各类设备基本为临时搭建,往往需要在临时性活动开始前才能完成现场设备安装部署、通信施工,时间紧、任务重、压力大是工作常态。此外链路租用费用高、光纤易损坏、不便于现场灵活增加便携式设备。

在临时性任务中,采用PWL为现场设备和业务提供局部无线覆盖,如图13所示。在各设备或点位部署一个PWL STA设备,为设备提供无线接入服务。

在就近的公安有线网络端口部署PWL AP设备,各个业务数据通过PWL回传至公安网络。经过测试前端临时点位的10路高清摄像头图像及其他业务数据都可以通过一个PWL STA回传。PWL STA和PWL Ap之间无遮挡物条件下相距300m~400m左右,可以保障传输效果。

(二)现场数据无线化回传

在部分活动中需要将现场采集、监控数据一方面汇聚到现场指挥部,另一方面回传至指挥中心。但需要解决以下问题:(1)现场大量分散部署的采集设备、监控设备全部采用有线方式汇聚,基础设施建设工作难度大、代价高;(2)大量设备各自分别采用无线链路回传系统,无法实现现场数据汇聚,并且对局部公网造成较大传输压力。

为解决上述两个问题,在现场部署PWL网络,分散的采集设备、监控设备适配PWL STA,将各自数据通过PWL回传至现场指挥部,在现场指挥部部署无线智能网关设备与PWL AP对接,将现场数据同步回传至指挥中心,供后台根据需求随时调用各路数据、视频,如图14所示。该方案既解决了现场信息汇聚问题,又解决了数据回传问题,并且可以快速低成本部署。

(三)视频网络无线延伸

视频监控依托有线网络完成了规模化建设。但近年来随着城镇快速发展,需要对现有视频监控、数据采集点位进行优化调整和补充新建。各级单位普遍遇到了当前有线网络建设成本高、协调难度大、施工要求高等实际困难,极大影响了工作开展和任务完成。在PWL技术验证过程中,尝试采用无线手段解决上述问题,收获了良好效果。

某地需要在高架桥上重新部署交通管理视频监控,但现有有线网络智能延伸到桥下辅路设备箱,从高架桥到辅路设备箱之间有线链路铺设涉及到对主干道交通影响、市政管线调整、工程实施协调、建设经费落实等难题。这些难题长期以来得不到解决。采用PWL无线局域网方案,在高架桥上部署PWL STA设备与视频监控设备联接,在辅路设备箱部署PWL AP设备联接有线网络,二者通过PWL方式建立无线传输链路,规避各方面难题,综合成本低,实施方便,快速见效。

以上典型案例,只是PWL技术在验证过程中一部分测试场景。目前,PWL技术还计划在警车、警务工作站、交通卡口、沿海等场景进行进一步测试。未来,PWL技术和产品将进入规模化试点应用阶段,进一步与基层警务工作紧密结合,势必涌现出更多各具特色的应用场景。

六、结语

多年以来,无线局域网安全技术和行业应用未获得突破性进展,严重制约了基层一线实战单位和民警在执勤执法工作中对各类信息化设备的深度使用、新型业务模式的创新和大数据在“最后一公里”的落地。PWL技术在无线局域网安全架构、空口安全等方面取得了创新,将加速推动通信、大数据、人工智能、国产移动操作系统等新技术的应用和融合。随着PWL在标准制定、应用示范、产品研制等各方面工作的有序开展,未来必将在以公共安全行业为代表的各高安全性行业迎来快速发展。

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