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地鐵無線網絡解決方案

(一)          建設背景

《十三五規劃中》更是明確提到,“加快智能交通發展,推廣先進信息技術和智能技術裝備應用加強聯程聯運系統、智能管理系統、公共信息系統建設,加快發展多式聯運,提高交通運輸服務質量和效益”。

(二)          建設難點

1.     地鐵線路較長,站點多,有線無線佈置設備多,管理困難

2.     地鐵行駛平均速度在60km/h~100km/h,無線鏈路切換時間長,難以保證業務的不中斷傳輸

3.     無線需要負載PIS乘客信息系統、CBTC系統,傳輸流量大,對無線設備吞吐性能要求高

4.     相鄰車廂、AP之間信號輻射和頻段會存在干擾,影響列車的正常通信

(三)          解決方案

由於軌道交通的列車運行方向固定,爲了減少干擾提高信號強度,車地通信快速切換網絡中的AP均採用定向天線。在列車車頭處於工作狀態的車載AP天線是偏向列車運行方向的,而軌旁AP天線以一定角度偏向列車運行的反方向,這樣可以使車載AP在鐵路沿線始終處於各軌旁AP的最佳覆蓋區域內。信銳設計方案採用“車頭和車尾車載AP都工作”達到負載均衡的功能:負載均衡類型爲負載+災備。通過檢測上聯橋接狀態變化,均衡模式下根據vlan分流;車尾鏈路斷開,切換到災備模式。

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同頻組網

信銳採用802.11ac技術滿足高性能的車地帶寬,在方案中快速橋接技術,達到ms級車地快速切換,確保切換過程中數據(趨零)丟包。簡單來講,把整網的軌旁AP看成一個“虛擬的大AP”,由AC統一協調。在列車移動過程中,車載AP永遠只和虛擬大AP通信,車載AP感知不到漫遊過程。AC上根據多個軌旁AP收到的報文質量完成車地漫遊切換動作。並通過一系列的技術,優化切換的效率,大大提升車地帶寬和穩定性。

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組播數據保障

在車地通信的場景中,車載多媒體設備被加入一個組播組,由於鏈路在列車的前行過程中不停的進行切換,僅軌旁AP和車載AP能感知到保活鏈路的切換,其他地面設備無法感知鏈路切換,致使組播流無法正確轉發。

車載AP和地面網絡設備需使能IGMP Snooping功能,使車載AP和地面網絡設備可以建立二層組播轉發表。在切換新的鏈路後,車載AP發送Report報文給新的軌旁AP。在新軌旁AP接收組播流之前,車載AP還是需要保證能從老的軌旁AP上接收組播流。

當車載AP從新軌旁AP接收到組播流後,車載AP主動發送Leave報文給老的軌旁AP斷開組播流,保證了組播數據流的“無縫切換”。

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部分案例:武漢鐵路局

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