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智慧出行地铁无线网络解决方案

(一)          建设背景

《十三五规划中》更是明确提到,“加快智能交通发展,推广先进信息技术和智能技术装备应用加强联程联运系统、智能管理系统、公共信息系统建设,加快发展多式联运,提高交通运输服务质量和效益”。

(二)          建设难点

1.     地铁线路较长,站点多,有线无线布置设备多,管理困难

2.     地铁行驶平均速度在60km/h~100km/h,无线链路切换时间长,难以保证业务的不中断传输

3.     无线需要负载PIS乘客信息系统、CBTC系统,传输流量大,对无线设备吞吐性能要求高

4.     相邻车厢、AP之间信号辐射和频段会存在干扰,影响列车的正常通信

(三)          解决方案

由于轨道交通的列车运行方向固定,为了减少干扰提高信号强度,车地通信快速切换网络中的AP均采用定向天线。在列车车头处于工作状态的车载AP天线是偏向列车运行方向的,而轨旁AP天线以一定角度偏向列车运行的反方向,这样可以使车载AP在铁路沿线始终处于各轨旁AP的最佳覆盖区域内。信锐设计方案采用“车头和车尾车载AP都工作”达到负载均衡的功能:负载均衡类型为负载+灾备。通过检测上联桥接状态变化,均衡模式下根据vlan分流;车尾链路断开,切换到灾备模式。

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同频组网

信锐采用802.11ac技术满足高性能的车地带宽,在方案中快速桥接技术,达到ms级车地快速切换,确保切换过程中数据(趋零)丢包。简单来讲,把整网的轨旁AP看成一个“虚拟的大AP”,由AC统一协调。在列车移动过程中,车载AP永远只和虚拟大AP通信,车载AP感知不到漫游过程。AC上根据多个轨旁AP收到的报文质量完成车地漫游切换动作。并通过一系列的技术,优化切换的效率,大大提升车地带宽和稳定性。

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组播数据保障

在车地通信的场景中,车载多媒体设备被加入一个组播组,由于链路在列车的前行过程中不停的进行切换,仅轨旁AP和车载AP能感知到保活链路的切换,其他地面设备无法感知链路切换,致使组播流无法正确转发。

车载AP和地面网络设备需使能IGMP Snooping功能,使车载AP和地面网络设备可以建立二层组播转发表。在切换新的链路后,车载AP发送Report报文给新的轨旁AP。在新轨旁AP接收组播流之前,车载AP还是需要保证能从老的轨旁AP上接收组播流。

当车载AP从新轨旁AP接收到组播流后,车载AP主动发送Leave报文给老的轨旁AP断开组播流,保证了组播数据流的“无缝切换”。

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部分案例:武汉铁路局