在確保公共安全機構在有效應對緊急情況處於最佳位置時，突破對關鍵通信的認知侷限至關重要。應急服務當前使用的窄帶技術是一種可靠的語音傳輸方式，但卻不能滿足不斷增長的數據和視頻功能的需求。
全球許多正在進行的項目，都採用移動寬帶推進公共安全通信的發展。這些服務是圍繞3GPP中標準化的關鍵業務服務而構建的，但是隨著5G的發展，人們不斷期望可以使用新標準下的功能，因此，這些問題值得詳細探討。
5G是下一代移動寬帶。它的關鍵特性可以大致分為三個方面，通常用下圖的三角形來說明。它的三個角分別是：增強型移動寬帶（eMBB）、超可靠的低延遲通信（URLLC）和大規模物聯網（也稱為大規模機器型通信mMTC）。它們分別可以使數據傳輸更快、中斷更少、大量設備和傳感器之間的連接性成為可能。
在這三個角中，只有eMBB隨著5G的推出而上線；另外兩個角將在第2階段規範（3GPP Release 16）的部分予以提供，該規範將於2020年生效。這意味著許多5G承諾的功能尚不可用，更重要的是，公共安全機構不太可能在一項新技術誕生之初就投入使用。空客SLC戰略營銷和技術負責人Ali Helenius認為公共安全不會成為5G的“第一批採用者”，是因為：“公共安全不是新技術的先鋒。他們需要的是該技術足夠成熟，且能夠可靠地運行。”
當然這也並不意味著5G初期處於完全未開發的狀態。Quixoticity的創始人Peter Clemons認為：不久之後，公共安全用戶就可以“利用更快的下載速度”。但是5G的全部受益還需數年，屆時公共安全用戶將能夠利用“更強大的網絡可見性、增強且具有差異化的服務質量和網絡切片技術”，但是“不太可能在2025年之前實現，除了極少數幾個被政府優先考慮的公共安全市場”。
5G第一個版本已經向我們表明了eMBB的潛力，Clemons補充說，其完整功能“應該能夠提供視頻通話，更快、更準確地傳輸較大的文件，還能使用智能救護車等多個eHealth應用程序”。就“5G最終能給關鍵通信帶來什麼”這個話題而言，ETSI的首席技術官Adrian Scrase認為將是4個方面：高性能功能、高精度定位服務、可靠性和容量。
“高性能功能”將改變諸如“實時面部識別”之類需要低等待和高性能的功能。
公共安全用戶可以從“定位服務”中獲得改善。這些可能已經可用，但是它們還沒有達到“我們希望它們達到的粒度級別”。5G將可讓“精確定位到半米以內”。
關於“可靠性”，Scrase解釋說“這是5G旨在提供的東西”，它將通過使用“真正集成的衛星組件” 儘可能覆蓋陸地來及時補充，而反之衛星連接則是“事後考慮”。這樣一來偏遠地區也能負擔得起，而不會過度降低性能。近地軌道系統將確保延遲率與地面網絡沒有太明顯的不同。
為未來做準備
關鍵通信從現有的窄帶服務完全過渡到LTE，再向5G過渡，可能需要很多年，但是移動網絡運營商（MNO）可能從現在就開始建設基礎設施。Scrase解釋說，現在可以開始建立核心網，新功能可實現時就可對其進行擴展。“我們已經交付了5G第一階段，從而實現了獨立和非獨立操作。新的無線電終端可以連接到現有的核心網，也可以連接到新的核心網，即：基於服務的體系結構為特徵的網絡。一開始不必將其完全虛擬化，但隨著時間推移，可能會發展到完全虛擬。它可以是100％虛擬化的，也可能是部分虛擬化的，但是新的核心網絡是提供網絡功能的關鍵，而網絡功能對於滿足關鍵任務用戶的需求至關重要。”
構建虛擬化核心網絡可以幫助解鎖所有5G功能，因為這種方法具有靈活性，允許使用商用硬件並可以更快地推出新服務。5G核心網一開始可能是部分虛擬的，最終才完全虛擬化。Quixoticity公司的Clemons建議，未來緊急服務可接入多個網絡，並且可以根據事件的具體情況選用最合適的網絡。這種虛擬化環境將有助於引入新功能，例如關鍵任務一鍵通（mission-critical PTT）。
網絡切片
網絡切片是另一個具有真正變革潛力的領域。ETSI的Scrase稱，網絡切片很重要，它將使公共安全機構擁有“精確性能的可預測性”。網絡切片是關於確保服務提供商能及時為在特定地點正在執行的特定操作提供所需的功能。Scrase給出了一個例子：面部識別會議，該應用需要低延遲和高性能。可通過一個網絡切片提供。在過渡到5G之前，您根本無法通過定製的網絡切片提供您所能想到的特定應用程序。
網絡切片是關鍵通信的關鍵問題，因為任何有關關閉現有窄帶PMR系統，依賴移動寬帶的討論都引發了一場討論，即：公共網絡是否可以不間斷地處理應急通信。Airbus公司的Helenius強調指出，網絡切片如何為公共安全服務還是一片未知的領域。但是IHS Market的Ken Rehbehn指出，現有的一些程序已經朝著這個方向發展。他說：“支持ESN，FirstNet和SafeNet網絡的機制結合了網絡切片所必需的技術，可以將其視為5G的先驅。網絡切片已經超出了我們如今對無線電操作認知範圍，可以應對跨核心網絡傳輸以及軟件服務器中操作的挑戰。”
但Rehbehn也認為，網絡切片技術並不是使公共安全機構對使用公網更有信心的首要方法，這也是非常關鍵的。
“網絡切片技術到來之前，就應該建立對公網的信心。從目前的情況來看，公共安全行業必須對現運行的LTE機制擁有信心。信心在增長，但仍未完全建立，因為在FirstNet推出的初期還存在一些問題。”
5G的功能之一是利用毫米波頻率為移動設備用戶提供令人難以置信的高數據傳輸速率（大於1GBps），但這個功能只有在非常特殊的案例中，才會對公共安全機構產生變革。Rehbehn解釋說：“除非操作區域明確定義，並由可用的無線電網絡提供服務，否則mmWave在關鍵通信中扮演重要角色的可能性很小。在28GHz下，即使採用波束形成機制，也很難傳播。就5G即將推出的功能而言，更令人期待的是URLLC技術啟用的功能。”
URLLC有望啟用對峰值延遲性敏感的關鍵任務應用程序。這些功能對公共安全用戶意味著什麼？Clemons認為，這些功能對於開放諸如自動駕駛汽車、自動無人機和遠程手術等未來場景至關重要。Rehbehn則認為URLLC最有前途的潛在應用之一是使用“增強現實技術”輔助消防員。他舉例：把從傳感器和視頻中獲取的信息進行融合後，可將增強視野呈現在消防員面罩內。這些信息可能包括：牆壁的輪廓、出口的路徑以及建築物的佔用情況等等。這將是Qwake Technologies的C-THRU的增強版本。但他也提示，這種案例不太可能被大規模採用。如果您在無預算限制的情況下考慮“可能的藝術”，它就僅僅只是一個例子。
《5G神話：為什麼持續連接是更好的未來》的作者William Webb 認為URLLC是一個令人困惑的術語，因為低延遲和超可靠性不一定需要同時存在。這是因為可靠性遠比URLLC賦予的功能要高，它不能消除網絡基站一些設計需求，如：沒有單一故障點、對電源故障進行加固，以及有多條回程路徑。畢竟，當您的整個網絡都發生故障了，保證在正常操作條件下傳送數據包的功能又有什麼用？
當討論5G網絡在關鍵通信中的作用時，斷開連接很重要，因為可靠性是彈性的基礎，而低延遲可能無法為應急服務提供任何東西。
發展道路上的屏障
Webb說：短期內的發展屏障與功能無關，主要問題還是缺乏覆蓋。公共安全能夠完全依靠5G尚需很長時間。
舉個例子，英國的首個4G服務於2012年10月在少數城市上線。根據上個月發佈的政府公告，4G的地理覆蓋率要到2025年才能達到95％。迄今為止，每一代移動寬帶的發展速度比其前一代要快，但是一項服務在一個地區投入使用與達到一個可接受的地理覆蓋水平之間的差距將持續數年，因此公共安全機構在中期內將無法圍繞對5G的依賴來制定其戰略。
這就是為什麼政策和合同需要考慮5G，但要更要關注當今可用的標準。IHS Markit的Rehbehn指出，隨著5G的發展，LTE功能不斷成熟，當這項技術成為網絡運營商產品的一部分時，應急服務機構“結合可擴展的語言”就變得非常重要，這樣他們能夠自由使用5G。我們回到覆蓋問題，因為網絡運營商在低密度人口區域支持這些頻段的經濟基礎薄弱，因此機構將無法普遍接入大容量的5G網絡，運營計劃應假設該功能不可用。Rehbehn表示：“高性能的5G將受到地理覆蓋範圍的限制，被在不同水平能力運營的LTE海洋所包圍”。
十年的進步
5G網絡將為應急服務處理緊急情況解鎖新的功能。然而短期內，從現有無線電系統到移動寬帶的更廣泛過渡是一項更嚴峻的挑戰。轉到LTE將是較具變革的一項飛躍，並且會使今後向5G過渡的進程變得更簡單。公共安全機構應該注意5G是有限制的。ETSI的Scrase建議持有一種中立的觀點。他重新審視了5G三角，認為“不太可能擁有高帶寬同時，又擁有高可靠性和低延遲率”，除非網絡性能達到極端。他最終指出，公共安全機構需要權衡以上三點（可靠性、延遲或帶寬），哪一點在處理某種事件時能讓其提供更好的解決方案，確保在與服務提供商的合同談判中包括相關內容。
Clemons強調了現實前景的要性，但我們仍然可以對未來的前景感到樂觀。他說：“短期內，全新解決方案的開發、安裝和運營還具有危險性，因此，在5G推出初期，政府和公共安全機構需要投以密切關注。在這個階段，錯誤會發生，網絡會發生故障、服務有可能不能提供，任何事情都會發生。但是從長遠來看，成千上萬的資深技術且有奉獻精神的人員和組織正致力於5G，5G的前景使我充滿信心，到2030年的十年內，應該有可能為一個更好、更智能、更安全的世界。”
測試5G
2019年10月，Dense Air和都柏林消防隊（Dublin Fire Brigade）使用5G專網在都柏林“智能港區”（Smart Docklands）地區進行河道搶救的緊急響應試驗演示。演示中向第一響應人員提供攝像機，並調度無人機進行航拍。支持車上的指揮官可實時觀看視頻流，從而對現場情況有更準確的瞭解，併為執行救援任務的團隊提供了更好的指導。
“智能港區”的項目管理和治理負責人Edward Emmanuel解釋說，試驗的成功突出了使用5G網絡的低延遲優勢。與使用4G LTE網絡相比，視頻流僅不能為地面救援人員和指揮車輛提供同級別的實時反饋和響應能力。“智能港區”是都柏林市議會的試驗場地，合作伙伴正在繼續嘗試5G如何使城市更安全。
本文由鄭巖女士譯自TCCA，原作者Charlotte Hathway Sam Fenwick。文章代表了一種比較理性、務實的公共安全通信供應商的觀點，對國內相關行業有較大借鑑價值。現刊載於此，供您參詳。譯文原載自TCCA中國分會，歡迎轉載，轉載請註明作者及譯者。
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