摘要：本文介绍了无线局域网的技术特点，在此基础上分析了车载无线局域网在轨道交通行业中的建设情况,并提出了相应的建设和运营方案。
关键词：轨道交通； wifi 建设；运营
一、概述
随着城市轨道交通的快速发展，其已成为市民交通出行的重要方式，乘客对运营服务水平和服务质量也有了更高的需求。比如更直观形象、实时有用的信息，对媒体信息、视频广播也提出了更高的需求。基于WLAN技术进行无线覆盖和管理的WIFI系统便应运而生，轨道交通WIFI是一个对轨道交通车站站台、站厅以及行驶的车厢通过WIFI路由器和网络安全系统，可为乘客提供资信搜索、上网等服务功能，是主要服务于城市轨道交通车辆的车载wifi设备。为满足乘客上网、资信搜索和移动办公的需求，WIFI终端与互联网的接入有两种方式：一种是通过3G/4G转换成wifi信号接入，另一种是通过车地无线信号转换成WIFI信号接入。
二、无线局域网方案：
（1）折叠3G/4G方案
车厢无线网络设备有：每列车车厢两端的交换机、无线路由器以及控制器、缓存设备，另外还包括安装在每节车厢的AP设备。
车厢内的信号由AP进行覆盖，AP与路由器之间通过无线桥接（WDS）进行连接。
车地无线网络通过无线路由器经运营商3G/4G网络拨号至中心机房，通过中心机房出口路由器访问互联网，因占用运营商网络，需要支付一定流量使用费。在车厢内部转发播放本地视频业务，这样可以抵消一部的流量使用费。
方案特点：建设时间比较短，运营后，随着客流量的增加，使用的流量也会相应增加，因此需要付给给运营商较高的流量费用。在出站口到列车的部分，有AP设备未覆盖到的地方，可能出现断网的情况，导致用户体验感差。
（2）车地无线方案
通过建设专用车地无线系统对车厢进行无线覆盖，可同时实现PIS信息的实时无线传输。
设备组成：主要由AP设备对车厢和线路进行覆盖，包括车载AP和轨旁AP，两者之间通过无线桥接（WDS）进行连接。通过车载AP乘客使用的手机等终端可以直接连至互联网。
方案特点：无需向运营商支付较高的流量使用费，不会出现断网的情况，但是专用无线传输系统的造价较高，投资费用较大。
1.采用802.11 无线接入技术
目前，IEEE组织规定了802.11a/b/g /n /ac 5种无线技术标准。
①802.11a ：5.8GHz频段WLAN标准，采用OFDM调制技术，提供最高54Mbps数据传输速度。
②802.11b ：2.4GHz频段WLAN标准，采用DSSS/FHSS技术，提供最高11Mbps数据传输速度。
③802.11g ：2.4 GHz频段WLAN标准，兼容11a与11b的优势支持漫游传输。
④802.11n ：工作范围在2.4GHz和5GHz两个频段，采用双频工作模式。802.11n的传输速度比802.11a及802.11g快很多，可以达到300Mbps至600Mbps。
⑤802.11ac ：它是802.11n的继承者，它沿用了802.11n MIMO（多入多出）等技术，它通过5GHz工作频段上以保障向下兼容性。802.11ac每个通道的工作频率将由802.11n的40MHz，提升到80MHz甚至是160MHz，实际工作时，大约可以提升10%的频率调制效率，最高理论传输速度可以大幅提升至1Gbps，接近目前802.11n实际传输速率的3倍。在安全性方面，802.11ac还向后兼容802.11全系列现有的所有标准和规范，它完全遵循802.11安全标准的所有内容，使得无线Wi-Fi的安全性更加可靠。
2.采用802.16e标准的无线接入技术
IEEE 802.16e是适用于工作频率在2～66GHZ无线频带的标准，又被称为IEEE wireless MAN空中接口规范。由于采用IEEE 802.16e标准的无线系统覆盖范围广，可高达50KM，因此主要应用在城域网上，采用8802.16e标准的设备可实现最大峰值传输速度70Mbps，但在国内尚未通过无委会认证，需等待相关标准的实施和成熟产品的应用。
3.采用LTE标准的无线接入技术
LTE技术即俗称的4G技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆使用“正交频分复用”（OFDM）的射频接收技术，以及2×2和4×4MIMO的分集天线技术规格。工作在20MHZ频谱带宽时，能够提供326Mbps的下行峰值速率和86Mbps的上行峰值速率。可以改善边缘用户性能，提高容量与降低系统延迟。
由于基于802.16e标准的设备目前尚未通过无委会认证，使用难度很大；基于LTE标准的设备的使用需要向无委会申请频点，存在一定使用风险，且其5M Hz频点能够传输的带宽较低。5.8G频段虽然性能较好，但是价格较高。
因此，从工程可实施性、稳定性、经济性以及安全性综合考虑，车载无线传输网络推荐采用基于802.11n标准的无线局域网系统。
4.场强覆盖技术方案
场强覆盖技术方案一是采用专用或民用无线合用漏泄同轴电缆的覆盖方式；二是采用沿运营线路每隔150-200米布设1个无线AP天线的覆盖方式。由于采用漏泄同轴电缆覆盖方式传输车地无线信号需要150-200米切断漏缆，增加隧道分合路设备完成无线信号引入，工程实施难度大，且使用分合路设备或多或少引入同频干扰、互调干扰等，目前大多使用无线AP的覆盖方式。
5.系统构成
正线车地无线数据传输网络主要由控制中心无线控制及管理设备（交换机、控制器）、沿线区间的无线接入点（AP）和车载无线天线、路由器、车载无线接入点（AP）等设备构成。
中心无线网络交换机（控制器）设置于控制中心，管理和控制本线车地无线传输网的工作，以达到在全线范围内，实时的完成车-地之间的图像和数据传递。按双机互为备份模式工作，在其中一台出现故障时，所有AP的控制管理能自动切换到另一台交换机上，实现业务的无缝接管。通过路由器接入互联网。
在正线区间设置车地无线传输网设备和天线。无线接入点（AP）与车站汇聚交换机通过单模光缆采用千兆链路相连，区间设备的供电从车站通信电源室引出。车载无线接入点（AP）提供乘客上网接入。
三、建设和运营模式
（1）建设模式
从减少投资和运营管理费用的角度考虑，选择代建和代运营对业主是最理想的模式，国内已经有局部地区在民用WIFI项目上尝试代建和代运营模式。由于初期代建方尽量降低投资成本，在建设方案和设备采购、主干网租用等方面节约成本，有可能最终导致用户上网不稳定或速度很慢，用户使用体验较差；同时，随着4G网络的普及，用户自身的手机上网更快更安全，也导致代建方覆盖的用户忠诚度较低，且在运营过程中缺乏有效手段提供增值服务，致使运营收益结果不理想。
新线开通时，客流不大，采用代建代运营模式将很难吸引到代建方。建议将车站PIS显示屏等乘客信息系统提供给代建方一起运营，结合轨道交通的特点，提供有针对性的增值服务。例如：
与轨道交通直接相关的信息推送（如列车运行情况、有无故障、到离站信息等）
为乘坐列车提供便利如使用特定APP软件进出站等。
在此基础上，提供其他新闻、天气、视频点播、吃穿住行等服务以提高用户忠诚度。只有提高用户的忠诚度，才能有足够的吸引力招商进行广告媒体投入，才能进而确保WLAN运营方有所盈利，从而吸引运营方进行代建。
（2）运营模式
目前国内的代运营模式通常有两种类型，一种是类似特许经营，即业主向WLAN运营方出租无线资源，定期收取固定的特许经营费用，将运营WLAN服务完全交给代运营方负责。其优点是业主的收益在租赁期内比较稳定，而缺点是通常这种收益金额较小，并且在租赁期满后如果效果不好，可能面临代运营方离场、无人接盘的问题。
另一种是业主与运营商在WLAN整体运营收益中分成，这种方式需要业主为提高运营收益投入人力物力资源并承担运营亏损的风险。
结合新线的建设情况，在初期建议采用第一种方式，规避风险、保持一定数量的稳定收益，并参与到WLAN增值服务的规划和建设中，促进在更短时期内，达到良性循环的状态；在打下良好基础后的适当时机，可以转换到第二种运营方式，收回WLAN运营的主导权，甚至可以与WLAN运营方成立合资公司，进行更深程度的合作。
四、结语
本文对轨道交通车载无线局域网的技术方案和适用情况进行了分析，并提出来了车载无线局域网的建设和运营方案，可作为相应的参考。
参考文献
[1]甘玉玺，肖建华，金志虎等、轨道交通车地无线通信技术研讨[J].城市轨道交通研究，2014,17（1）：103-106.
[2]彭耿林.城市轨道交通中无线局域网的应用.电子世界2016（15）。
论文作者:田强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/16
标签：设备论文; 轨道交通论文; 标准论文; 技术论文; 方案论文; 频段论文; 无线局域网论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;