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        5G移動通信網絡與電子政務外網融合

        發布時間:2022-01-15   |  所屬分類:通信:論文發表  |  瀏覽:  |  加入收藏

             本文從5G技術特性、5G與電子政務外網相互關系入手,研究5G移動通信網與電子政務外網融合架構、5G終端接入安全、5G政務專網相關應用場景等,探討融合5G通信網絡的新一代電子政務外網的新能力。

        5G移動通信網絡與電子政務外網融合

          關鍵詞:5G技術;電子政務外網;網絡融合

          15G技術與電子政務外網

          5G是第五代移動通信技術的簡稱,是繼4G之后的最新一代蜂窩移動通信技術,除了具有高帶寬、低時延、廣連接的顯著特征以外,5G網絡的系統協同化、網絡云化等特征為業務的發展帶來無限可能。在5G時代,移動通信網絡不再只用于人和人之間的通信,而是懷揣著萬物互聯的夢想而降生。2019年10月31日,國內三大運營商公布正式開始5G商用,目前國內5G網絡已經實現地市以上全面覆蓋,2022年將實現縣鄉全覆蓋。作為國家新型基礎設施,5G移動通信網絡肩負著產業發展升級的網絡承載重擔。目前電子政務外網主要依托固定網絡完成國家、省、市、縣的數據流轉,隨著電子政務應用場景的不斷增加,用戶對于網絡隨時隨地靈活接入、網絡大帶寬、網絡安全性等均提出了更高的要求。從用戶對于電子政務外網的需求來看,5G網絡仿佛是量身定制,5G全域覆蓋可以滿足用戶隨時隨地接入的需求,5G的大帶寬、低時延、廣連接的技術優越性能夠滿足如高清視頻、無人機執法、物聯傳感等政務應用的需求,5G獨有的網絡切片技術能夠為數據提供端到端的硬隔離傳輸通道,從而保障業務的安全性。若實現電子政務外網與5G移動通信網絡的融合,電子政務外網便能夠充分發揮5G網絡所帶來的網絡能力并形成地上一張電子政務固網、空中一張5G政務專網,實現真正的“融合應用,泛在接入”,構建新一代政務外網數字化底座。這樣的新局面不僅是為電子政務外網賦能,滿足更多的業務和應用需求,也是充分發揮國家5G基礎設施的能力的體現。

          25G移動通信網與電子政務外網融合架構

          在傳統的電子政務外網中,政務業務借助于覆蓋各委辦局的橫向及縱向政務固網完成數據的流轉、分發等操作,但是固定網絡對于移動性較強或者位置比較偏僻的電子政務辦公終端接入能力有著較大的制約。引入5G移動通信網,以廣覆蓋的5G移動通信網作為電子政務外網的觸角,通過5G政務專用切片作為政務數據傳輸通道,不僅能夠延伸電子政務外網接入范圍從而解決移動終端的接入問題,同時還可以保障數據傳輸的質量和安全性。要想充分利用5G移動通信網絡能力為電子政務外網所用,首先必須將兩個網絡平面建立聯系,完成平臺之間的融合對接?赏ㄟ^運營商數據專線或裸纖的方式完成電子政務外網核心路由器與運營商核心網UPF對接,從而實現兩側數據的互聯互通。5G移動通信網與電子政務外網融合架構如圖1。新一代固移融合電子政務外網作為業務的承載主體,整體架構從橫向來看,主要由5G移動通信網絡和電子政務外網固定網絡兩個平面組成,即在傳統的固定網絡平面基礎上融合了移動通信平面,業務可通過兩個平面相互協同轉發,共同完成政務業務數據交互。整個架構從縱向來看,從下至上可分為端、網、云三層。端層是指固定或移動的辦公終端設備,如電腦、PAD、執法儀、制卡機、攝像頭等;網層主要是承載數據傳送、轉發的網絡,包含了路由器、交換機、數據專線以及5G網絡等;云層為部署在政務云中的應用服務器等,提供存儲以及算力等服務。

          35G政務專網切片及業務隔離

          5G網絡切片技術以其可以滿足不同業務需求的特點,被認為是滿足5G多樣化業務需求的關鍵。在電子政務外網中,5G切片技術可以根據不同業務對于網絡不同的需求,提供不同功能特點的網絡能力,為不同政務業務需求的用戶提供“專屬”的政務網絡,保障優質的服務水平,滿足差異化的業務需求。5G移動通信網絡切片是一個端到端的概念,包括終端切片、無線切片、承載網切片和核心網切片。利用5G網絡能力賦能電子政務外網最核心的便是將5G網絡切片應用在政務服務中,提供安全、便捷、質量可保障的網絡通信管道。電子政務外網管理部門可采用租賃運營商5G切片網絡服務方式,通過利用運營商提供的包括基站、承載網、核心網在內的端到端網絡切片實現移動網絡平面的安全隔離和資源專用。在使用過程中,運營商網絡切片必須與互聯網公網安全隔離,與運營商其他toB業務安全隔離,可理解為運營商為政府部門獨立部署了一張專用于政務服務的網絡。此外,還可以將5G網絡切片與電子政務外網固定網絡切片進行融合對接,5G無線鏈路與固定網絡鏈路完美融合,達到端到端的切片效果,實現從終端到政務云、終端到局域網的一站式信息高速公路,真正滿足“一跳入云”“一跳入網”。對于業務的數據隔離,通常采用切片+DNN的隔離方式:對于數據敏感度低,傳輸質量要求較低的政務業務,可以統一承載在一個融合的網絡切片上,不進行數據的邏輯隔離,所有委辦局的業務混跑在一起;對于數據敏感度較高但傳輸質量要求較低的政務業務,統一承載在一個融合網絡切片上,通過DNN等形式進行邏輯隔離,保障敏感數據與其他委辦局業務安全隔離;對于數據敏感度較高,且對傳輸質量要求較高的政務業務,分配一個專用的融合網絡切片,獨享網絡資源。

          45G政務終端準入及安全

          5G移動通信網與電子政務外網融合給電子政務帶來了便捷,但由于5G網絡的泛在接入形式,移動終端的數量之大,移動性之強,同時也給電子政務外網帶來了一定的安全隱患,如果攻擊從5G入口進入到電子政務外網,將對電子政務外網的安全產生威脅。因此,電子政務外網固移融合還需考慮5G終端接入的安全認證問題。對于5G終端的安全接入可采取二次認證的方式,其中第一次認證為運營商SIM卡認證,第二次認證為政務外網安全服務器認證。(1)一次認證:運營商5G核心網對終端SIM卡進行鑒權,只有通過鑒權的終端才能訪問5G網絡。為避免5G政務卡丟失后的盜用,可要求運營商在5G卡注冊時驗證IMEI,進行機卡綁定。(2)二次認證:終端在與電子政務外網建立PDU會話過程中,5G核心網將終端信息(IMSI、IMEI、用戶名、密碼等)發送到政務外網安全管理中心的認證服務器進行認證,終端通過認證后才可以成功建立PDU會話,進而訪問電子政務外網。

          55G政務專網應用場景

          5.1場景一:移動辦公

          電子政務外網與5G移動通信網的融合讓“一網通辦”變得更加唾手可得,政府工作人員能夠隨時隨地在5G覆蓋下實現政務辦公。新一代電子政務外網擁抱5G移動通信網,能夠實現有5G便能夠接入電子政務外網,從而更好地支持“掌上辦”、“指尖辦”,持續優化“一網通辦”辦事效率,簡化辦事流程和路徑,5G政務專網進一步拓展“互聯網+政務服務”,提供“24小時不打烊”的在線政務服務。

          5.2場景二:移動服務

          對于有服務窗口的部門,可充分利用5G政務專網完成移動政務服務。如,人社廳的“移動制卡”業務,人社廳工作人員可攜帶5G制卡機到社區、學校進行移動辦公,老百姓不用出社區便可以實現辦理社?,十分的方便快捷。此外,5G電子政務外網還能夠提升政務網絡對VR/AR、全息通信等新交互技術的支持能力,進一步優化政務服務和辦事體驗。

          5.3場景三:應急指揮

          5G政務專網有助于加強部門協同、數據共享,全面提升應急事件的聯動處理能力。新一代電子政務外網前端通過5G強化了的感知能力,各個委辦局的感知終端、移動對講機、應急指揮車、無人機等能夠依托5G政務專網實現統一接入,后端通過統一網絡大腦的靈活調度提升了數據共享效率,在發生應急事件時,可以通過應急聯動中心一鍵聯動按鈕向各相關部門同步下達執行指令,提升應急指揮調度能力和效率。

          5.4場景四:視頻會議

          5G政務專網進一步強化了視頻會議接入的能力,對于高級別的政務會議,不僅對帶寬、時延提出了高要求,同時也是對網絡的安全性提出了較高的要求。5G政務專網能夠實現全省視頻會議隨時隨地接入,通過切片以及DNN等方式對業務質量和安全性高實現雙重保障。

          5.5場景五:物聯接入

          未來政務網絡中將涵蓋越來越多的智能物聯終端,百萬級乃至千萬級的智能終端的承載網絡成為了重要的數據橋梁。如社區中的智慧燈桿、智慧門禁、智慧車輛、智慧電梯、防高空拋物智能監控、智慧抄表、機器人自動巡邏,水利部門的水質傳感器,氣象部門的氣象傳感器,公安部門的平安城市監控攝像頭,應急部門的地震傳感器等均能夠依托5G政務專網實現數據的回傳和歸集,并且可通過政務云進行數據的存儲、應用、共享。

          5.6場景六:城市綜合治理

          全省委辦局的終端數據可通過5G政務專網進行數據回傳,一方面為委辦局提供了終端數據傳輸的物理通道,同時能夠進一步將回傳數據進行歸集和整理,按照數據的相關屬性實現數據的共享。新一代電子政務外網實現固移融合網絡架構,依托“智能IP有線網”+“5G無線網”構建無處不在的泛在接入和泛在感知能力,抓取終端感知數據存儲至智慧城市云平臺,用數據全面描繪現實社會和虛擬空間的運行態勢,形成城市的“一屏總覽”視圖,為城市運行、社會治理等提供科學的管理依據。

          6結語

          充分發揮5G網絡與電子政務外網的融合優勢,是貫徹落實國家“十四五”規劃關于提高數字政府建設水平,完善國家電子政務網絡,加強政務信息化建設快速迭代政策要求的具體體現。加強電子政務外網5G融合研究,是深化“放管服”改革,大力推行“互聯網+政務”,建立健全政務數據共享協調機制,實現更多政務服務事項網上辦、掌上辦、一次辦的創新之舉。電子政務外網與5G移動通信網實現網間融合,將極大發揮其廣域覆蓋、泛在連接、安全可靠的優勢,電子政務外網的接入范圍將擴大至整個5G通信網絡的覆蓋范圍,為政務辦公、移動執法、應急指揮等場景提供更加靈活便捷的移動接入、泛在接入能力。電子政務外網與5G移動通信網實現網間融合,將進一步提升政務物聯感知數據的上傳與收集水平,可涉及城市政務管理的方方面面,包括市政基礎設施、公用事業、城市交通、環境衛生、市容景觀、產業經濟和環境保護等眾多領域。5G政務專網可以加快數據歸攏至政務云平臺,業務應用部門可以充分利用上傳的數據實現各部門數據共享,破除“信息孤島”,推動終端能力共享,增強數據的利用能力,實現政務物聯網大融合。電子政務外網與5G移動通信網實現網間融合,借助5G的網絡切片能力、虛擬化核心網等新技術,通過切片配置、QoS保障等手段,使5G移動通信網絡可以提供政務專網服務,能夠為重要保障業務,如財政業務、應急指揮、視頻會議等提供專網級剛性傳輸管道,在接入靈活的基礎上提供了更加安全、更加有保障的專網級服務,也為政務專網整合提供了技術支撐手段。

          參考文獻

          [1]吳大鵬,閆俊杰,楊鵬.面向5G移動通信系統的智慧城市匯聚及接入網絡[J].電信科學,2016,32(06):52-57.

          [2]吳光華.面向智慧城市架構的5G移動通信網絡規劃探究[J].通訊世界,2019,26(03):29-30.

          [3]農苑仙.大數據時代基層政務信息化建設探析[J].網絡安全和信息化,2021(02):33-35.

          [4]趙宏高.政務信息化的創新與未來[J].中國建設信息化,2020(14):52-55.

          作者:夏國光

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