標準動車組無線局域網系統淺談

崔 蕾，孫少婧，韓璐

（1、2、3中車唐山機車車輛有限公司，工程師，河北 唐山 063035）

1 引言

無線局域網系統應用在高速動車組，在國內乃至國際都尚屬前沿技術。列車高速運行造成網絡不穩定，利用衛星天線+3G/4G網絡可實現乘客空間區域的無線信息網絡的全覆蓋，提供無線互聯網實時接入和衛星電視實時直播等功能，在車廂內覆蓋無線Wi-Fi信號供乘客接入。無線局域網為乘客提供穩定的互聯網以及車載局域網娛樂等服務包括音視頻點播、列車商城購物、乘務服務呼叫及列車運行相關信息推送等列車本地化特色服務功能。

2 無線局域網系統構成

無線局域網系統主要由衛星上網天線、衛星電視天線、中心服務器、轉碼服務器、單車服務器、調制解調器、網絡交換單元等組成。

3 系統構架原理

3.1 系統構架系統構架見圖2。

圖2 系統構架圖

3.2 系統構架原理

1）對內系統接口。實現對車廂內無線網絡信號覆蓋及車載級系統服務功能。該接口主要由單車服務器、車載中心服務器、WIFI天線、網絡交換單元等構成。

單車服務器是無線系統主要設備，用于乘客的無線網絡接入。系統能通過運營商3G/LTE網絡、衛里網絡或專用寬帶網絡接入公眾互聯網，并根據安全管理需要，建立列車局域網與互聯網之間的VPN通道。

車載中心服務器是無線系統的核心設備，采用的是插卡式結構。具體配置情況采用以太網接口，網卡為千兆網卡，安全防護上互聯網通道應配置防火墻，防止病毒入侵、黑客攻擊等惡意破壞行為，系統可對用戶行為進行記錄與追述，支持斷電保護、防反接、防短路、防過壓、防欠壓等功能，并具備上電自啟動功能。

網絡交換單元是無線上網系統的重要組成部分，是衛星通信系統與無線局域網系統的重要接口單元，實現無線系統內主機設備之間的數據流導向和路由策略切換。

2）對外系統接口。實現互聯網功能接入及衛星電視直播功能。主要由調制解調器、衛星上網天線、衛星電視天線等構成。

為保持車體的流線型結構，降低車體的風阻系數、同時滿足美觀的要求，衛星天線采用下沉安裝的方案，并在天線上方增加導流罩.衛星信號衰減指數整體低于1 dB，在導流罩關鍵部位（對星無遮擋部位）衰減指數低于0.5 dB，在保證安裝強度的同時以非常低的衰減指標滿足了衛星通信透波性要求。衛星上網天線通信頻段采用ku波段，實現衛星上網信號的傳輸。衛星電視天線主要實現電視直播信號的接收。

4 運用考核

在有關單位支持配合和研制人員參與下，該系統在大西線進行了運用考核，表1是衛星天線及3G/4G 天線的測試數據對比表。在列車高速行駛及丟包率達到一定閾值的情況下，會自動切換成衛星上網，以確保信號的穩定性。

表1 衛星天線及3G/4G天線的測試數據對比表

5 結論

無線局域網系統能夠實現“衛星+4G”互為冗余的互聯網接入和乘客空間區域的無線信息網絡全覆蓋，為高鐵帶來互聯網接入、乘務保障、應急通信等多方面服務，同時衛星通信作為通信手段，為現場提供應急通信通道，保證高鐵的應急通信和大數據信息可靠傳輸，提升整體效能。“衛星+4G”可在需要時實現自主切換，確保在較為惡劣的情況下仍能提供較為穩定的互聯網接入業務需求。在3G/4G和衛星通路均存在的情況下，從帶寬、成本等方面考慮優先選用3G/4G通路進行互聯網接入。