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怎样建设轨道交通车地无线通讯网络?详解车地无线手艺事情原理

为了知足地铁旅客对无线上网通讯手艺和无线信息的迫切需要 ,提高Wi-Fi信号、Wi-Fi速率 ,提升地铁信息化建设水平和运营服务水平 ,基于无线局域网手艺的车地通讯计划日益被重视 。

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    宣布时间:2022-07-01

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我想谈论

一、配景

地铁的生长是都会高速生长的产品之一 ,都会对地铁交通系统的生长建设投入的精神也在一直增多 。旅客信息系统是地铁通讯中的主要组成部分 ,其现代化的生长以及越来越可靠的运行是地铁建设生长的重点之一 。相关于有线网络手艺 ,无线通讯在地铁旅客信息系统应用的可靠性更需要去研究并增强 。随着智能手机的普及 ,在地铁车厢中拿着手机刷微博、浏览网页的旅客越来越多 ,而当列车在穿越差别的区域时 ,Wi-Fi信号、Wi-Fi速率也会泛起波动 ,影响旅客的上网体验 。

为了知足地铁旅客对无线上网通讯手艺和无线信息的迫切需要 ,提高Wi-Fi信号、Wi-Fi速率 ,提升地铁信息化建设水平和运营服务水平 ,基于无线局域网手艺的车地通讯计划日益被重视 。与其他计划相比 ,无线局域网能够提供更高的带宽Wi-Fi信号 ,同时提供更普遍的接入控制 ,知足运营方的多种营业需求 。 

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地铁信息系统的组成

地铁信息系统的生长趋势:

1.实时视频监控: 列车行进历程中车头、驾驶室、车厢内部的现场图像能够实时传输到地面调理中心 。

2.实时旅客信息: 实时动态的广告、高清的视频节目等能够实时转达给旅客 ,利便游客的出行 ,实时的事务转达 ,让旅途越发定心 。

3.车载Wi-Fi服务:高速移动下仍能顺畅地会见互联网 ,浏览新闻 ,查收邮件 ,纵然在旅途中也能利便地办公;车载大容量网络和服务器可存储富厚的多媒体资源 ,为旅客提供彩的内容服务 。
4.车地无线是实现列车与控制中心实时通讯的通道 ,关系着列车运行的清静 ,不可泛起Wi-Fi信号中止、时延、丢包等导致影响列车运营的情形泛起 。故要求列车纵然在高速运行下 ,也要坚持无线链路不可中止 。当车载AP从一个轨旁AP的笼罩规模移动到下一个轨旁 AP 的笼罩规模时 ,将爆发切换 ,AP 区之间的无线切换操作是自动的 ,并且关于列车操作来说是透明的 。 


二、Wi-Fi信号车地无线手艺概述

随着都会公共交通的鼎力大举生长 ,除了超大的一线都会外 ,海内的许多二、三线都会也最先鼎力大举建设地铁网络系统 。由于信息手艺的生长 ,地铁网络系统已经生长成为了一个跨多领域 ,集多种功效于一体的综合性系统 。地铁系统除了古板意义上的运输功效外 ,还具有了媒体撒播功效 。旅客通过地铁站点的种种显示终端 ,能实时相识列车的运行信息、公共信息及清静事项等 ,同时该系统在列车运行逍遥时间可播放天气预告、时势新闻、娱乐节目等内容 。


三、Wi-Fi信号车地无线手艺事情原理

通常 ,802.11n的越区切换时间在500ms到2s之间 ,在切换时代 ,车载AP可能与轨旁AP失去毗连 。这关于列车运行 ,特殊是高速列车运行是不可接受的(凭证最高时速 120 公里/小时估算 ,最坏情形下 ,列车在约莫65米的运行规模内可能与路边失去联系) 。为抵达零切换时(阻止切换历程中任何可能的数据丧失) ,接纳97国际开发的高速移动AP多重链路通讯机制 ,包管切换历程的通讯质量 。该通讯机制 ,完成建设和切换链路使命 ,它认真在列车移动历程中的活跃链路切换 ,并包管报文不丧失 。 

接纳Wi-Fi信号车地无线的AP ,多重链路机制与标准 802.11n切换算法的差别在于 ,该算法允许车载AP在与旧AP(如APn)脱离前与新AP建设毗连 ,即在中止前毗连 。再加上相邻AP相互重叠足够的区域 ,就能够实现零切换时间 。那就是说 ,所有与切换有关的处置惩罚 ,在列车运行在相邻AP重叠区域内都会完成 ,而重叠区域的巨细应该凭证列车全速运行来设计 ,最快切换时延可以小于10ms ,可以“0”丢包切换 。


四、手艺优势

1.VSU 虚拟化:将车头车尾的交流机虚拟成一个交流机单位 ,可举行统一管理 ,战略统一下;实现有线链路冗余备份 。 

2.双链路负载平衡: 经由虚拟化的工业交流机具备 2 条车地链路 ,可基于多种战略举行负载平衡(IP ,MAC ,端口); 在一条链路中止的情形下 ,可在20ms内完成链路切换 。

3. 高架上下行之间抗滋扰:由于高架上空旷 ,上下行接纳同频信号 ,会爆发滋扰 ,其次高架上轨旁AP信号传输较好 ,导致车载 AP 周游频仍 ,上下行列车交汇时信号遮挡严重 ,导致性能差 。计划接纳每个行车偏向的 AP 距离 200m ,上下行交织安排 ,在泛起单点故障时 ,可以相互填补信号笼罩 。同时安排完成 ,适当调解 AP 发射功率 ,提高 beacon 发射速率 ,镌汰同频滋扰 。另外 ,上下行 AP 划分妄想在差别group ,并同步车载 AP ,原则上车载 AP 只在一个group内的轨旁AP周游 ,从而镌汰AP频仍周游或者周游到其它区间 ,阻止列车交汇时信号阻挡导致性能低 ,导致Wi-Fi速率降低 。当车载 AP 在目今组的信号低于 RSSI_low 允许 AP 在所有组中选择信号最好的轨旁 AP 作为下一个周游AP ,提高Wi-Fi速率 。


五、典范应用

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接纳Wi-Fi信号车地无线手艺的主干网拓扑结构

六、结论

应用车载无线AC手艺、11AC千兆链路手艺、无丢包车地无线切换手艺、车地无线双链路备份手艺 ,由97国际轨道交通无线接入点配合组成了97国际智慧城轨车地无线解决计划的焦点 ,实现易管理、大带宽、低丢包、高可靠 ,确保了Wi-Fi信号稳固性、提升了Wi-Fi速率 ,同时提供更普遍的接入控制 ,知足运营方的多种营业需求 。 
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