轨道交通PIS系统承载网络解决课件

1、稳定宽带承载 流畅清晰体验轨道交通PIS承载网解决方案PIS系统发展对承载网的挑战 PIS系统承载网解决方案 相关实践分享目 录乘客信息系统(PIS)架构与发展趋势业务多样化：车地无线需承载PIS业务、视频监控业务和未来经营类业务视频高清化：PIS媒体流、车辆视频监控从标清迈向720P/1080P高清运行高速化：城市轨道交通设计时速从60Km/h向120Km/h迈进干扰复杂化：从以生产系统间干扰为主，发展到以外部干扰为主紧急公告广告其它信息电视信号运营信息天气预报PIS控制中心子系统承载网子系统PIS车站子系统PIS车载子系统PIS发展趋势PIS系统承载网架构及承载业务分析PIS控制中心子系统

2、控制中心PIS有线承载网骨干承载网络车站PIS有线承载网PIS车站子系统PIS车地无线通信网络PIS车载子系统车载有线网络PIS业务类信息：PIS媒体流或紧急公告等从控制中心发送到车站和车辆PIS管理控制类信息：播放列表从控制中心下发到车站和车辆，车站、车辆PIS播放日志等上载到控制中心车厢视频监控：车厢视频监控图像发送到控制中心站台视频监控：站台视频监控图像发送到车辆驾驶室（新应用）未来经营类业务：在控制中心、车站和车辆间交互承载业务分析PIS承载网面临的挑战高宽带需求高清PIS媒体流高清车厢监控高清站台监控720P/1080P高清PIS媒体流实时播放需要更高带宽更多路数、 720P /10

3、80P高清的车厢视频监控图像实时上传需要更高带宽驾驶室实时查看站台高清监控图像的新需求，需要车地无线通信提供额外带宽车地无线通信带宽：高清PIS媒体流和视频监控需要车地无线通信提供50Mbps传输带宽，且还需考虑未来新业务进车厢的带宽扩展需求，目前常用的802.11g技术已无法满足要求骨干网带宽：高清PIS媒体流需要8Mbps带宽，一条地铁线一般有几十座车站和几十辆车，传统的由MSTP传输系统组成的骨干网一般只能分配300-500Mbps带宽给PIS系统使用，其带宽已无法满足高清PIS业务的发展需要面临的挑战PIS承载网面临的挑战无线干扰Wi-Fi生产系统CBTC和PIS车地无线干扰换乘站线路

4、间车地无线干扰无线热点接入干扰外部Wi-Fi干扰3G无线路由器Wi-Fi热点手机Wi-Fi热点线路附近办公或家庭Wi-Fi其他生产系统地铁集群通信运营商3G网络列车车载电力设备外部其他干扰线路附近的医疗设备线路附近的工业设备线路附近的科学仪器蓝牙、微波炉等外部干扰增加：越来越多的乘客所携带的个人Wi-Fi热点由于干扰的持续性和数量不确定性已成为主要干扰源！无线干扰会影响车地无线通信质量，导致PIS图像卡顿、马赛克甚至中断。面临的挑战PIS承载网面临的挑战网络拓扑迅变车载AP和轨旁AP链路快速切换，如何实现快速而不丢包的切换？同一线路多辆列车位置快速变化，承载网需要网络拓扑快速适应变化。尤其是传

5、统的MSTP传输系统骨干承载网，需关注其MAC地址列表刷新能力是否满足需要。车辆快速带来的挑战PIS承载网面临的挑战多业务承载如何保证各业务安全性，避免相互影响？如何区分业务优先级，保证QOS服务质量？PIS业务视频监控业务未来其他业务CBTC信号车地无线通信网络专网专用，其他业务进车厢只能挖掘PIS车地无线通信网络的潜力面临的挑战PIS承载网面临的挑战高可靠承载网提高运营效率和提升客户体验需要高可靠的PIS系统，因此需要高可靠的承载网络！如何组网，可以消除网络设备故障和网路链路故障的影响？面临的挑战如何组网保证PIS业务清晰流畅?高带宽开源：选择合理的车地无线技术和骨干网技术满足高带宽需求节

6、流：采用组播等技术降低带宽需求快速收敛网络无线链路快速稳定切换技术MAC地址表高性能刷新多业务承载业务安全隔离QOS保障高可靠组网关键设备冗余关键链路冗余设备关键部件冗余无线抗干扰信道合理规划无线工程调优QOS质量保证PIS系统发展对承载网的挑战 PIS系统承载网解决方案 相关实践分享目 录 PIS承载网解决方案整体架构整体组网高可靠性链路冗余关键设备冗余设备关键部件冗余轨旁AP可靠部署无线控制器双机热备核心交换机IRF2防火墙IRF2路由器IRF2车载AP双机热备 (IRF2：两台设备虚拟成1台，两台设备同时承载业务)设备主控板、电源、风扇冗余：无线控制器核心交换机路由器车站交换机车站与核心

7、交换机间链路冗余核心交换机与路由器间链路冗余相邻轨旁AP上连到不同的车站交换机相邻轨旁AP信号冗余覆盖1台AP故障，相邻AP发射功率自适应提高AP支持光口，与车站光口交换机光纤直连整体组网多业务安全隔离车地无线通信网络车站PIS有线接入网络IP骨干网其它业务系统CCTV监控中心PIS业务中心车载PIS服务器车厢摄像机其它业务系统车载工业交换机车载工业交换机将不同业务系统划分在不同VLAN中，VLAN的网关设置在PIS业务中心的核心交换机上，并通过VLAN Trunk联通，从而实现多业务安全承载。VLAN 1VLAN 2VLAN 3PIS核心交换机整体组网端到端的QOS保障无线产品实现了WLAN

8、 QOS协议802.11e与有线QOS协议802.1p之间的相互映射，从而在PIS承载网中实现跨越有线和无线网络的端到端的QOS保障，确保流量突发时优先传送关键业务令牌桶流量统计Queue0Queue1Queue2QueueNDropTailRR/DRR接收报文无线有线优先级映射流分类流量限制队列发送报文出队调度拥塞控制转发 源地址 目的地址 源端口 目的端口 协议类型ACL有线调度机制802.11e价值：1、服务质量保证；2、提升系统抗干扰能力；优先级队列1优先级队列2优先级队列3优先级队列4BusyFrameTimeAIFS4CW4AIFS3CW3FrameAIFS2CW2FrameAIF

9、S1CW1FrameIP骨干网高带宽，快速收敛网络技术IP化发展趋势MSTP地铁骨干网的带宽和性能压力地铁多业务接入要求MPLS VPN+RPRRPR(弹性分组环)优势：50ms故障自愈时间10GE高带宽保障即插即用，扩展性好带宽利用率高，支持公平算法有QoS保障机制MPLS VPN实现多业务的逻辑隔离专业MPLS VPN网管组件，业务加载便利车地无线通信高带宽技术802.11n802.11n提升带宽关键技术：MIMO技术：在空域和时域同时编码，将一路信号分为多路并行信号，成倍提高传输速率40MHz频宽技术：双倍频宽、双倍速率除在5.8G可使用该技术外， 2.4G 5MHz频宽CBTC车地无线

10、技术也为40MHz 频宽PIS留出了足够频宽2.4172.4272.4372.4472.4572.4677（PIS)112Short GI：通过缩短数据块之间间隔(Guard Interval)提升10%传输带宽还有帧聚合技术（提高MAC层效率）、块应答技术（降低ACK报文数量）等 根据车地无线通信特点，通过降低控制报文交互频率进一步提升有效承载带宽车地无线通信快速稳定链路切换在Mesh组网基础上，针对轨旁AP信号变化特点，创新性地开发了MLSP【移动链路切换技术】，让WLAN能够适合地铁快速切换的需求。实际实施证明，MLSP技术将切换时间从50ms以上降低到平均切换时间在30ms，同时丢包率

11、降低，保证车地无线系统带宽的平稳链路1链路2链路3802.11s Mesh组网，车载AP与多个轨旁AP预先建立链路，并根据链路质量和带宽情况实时切换链路。 还针对车地无线通信Mesh链路大量快速建立和拆除的特点，进行了有针对性的定制开发。车地无线通信无线组播技术解决PIS高带宽需求和骨干网带宽不足的另一个思路是节流，针对PIS系统多个车站和列车播放相同内容的特点，通过启用组播可以有效节约骨干网带宽实现全网组播的难点在于列车快速移动，车载PIS服务器无法感知车载AP和轨旁AP之间的无线链路切换并重新发起组播加入命令，导致组播中断。 创造性地实现了无线组播技术，在与轨旁AP无线链路切换时，车载AP

12、代替车载PIS服务器申请加入和退出组播组的技术，实现了组播表项的更新深圳地铁4号线实施经验表明：运用无线组播技术链路切换时间50ms，PIS视频播放流畅！车辆段车地无线通信多辆列车同时下载录像导致空口竞争激烈，经常出现下载中断甚至下载失败车辆段PIS服务器接收来自中心PIS服务器的节目内容并通过车辆段车地无线通信系统下载到列车的车载PIS服务器车辆段PIS服务器控制同时下载录像的车辆数量，多出的下载请求排队等候车载PIS服务器支持断点续传,避免链路暂时中断导致全部录像重新下载方案问题措施车地无线通信抗干扰措施提升空口竞争能力抗干扰措施减少无线干扰合理的信道规划合理的天线方案无线工程调优干扰源屏

13、蔽信道重用技术802.11e QOS经西安地铁2号线测试验证，通过802.11e QoS、信道重用技术等联合措施，车地无线抗干扰能力提升明显，在30Mbps同频干扰、30Mbps邻频干扰情况下，系统正常运行。车地无线通信工程无线调优单AP静态调试和动态调试等多个步骤保证调优效果自主开发的辅助测试分析工具软件，提升调试效率分析确定AP参数，考虑AP发射功率、链路切换和高低速率通道等因素无线工程调优保障轨旁AP信号覆盖质量，为平稳高带宽的车地无线通信打下坚实基础！车载网络车尾AP自动优先主用轨旁AP信号分布特点决定车尾AP与轨旁AP的链路切换更平稳，应优先将车尾AP作为主用AP。但对于折返线路，终

14、点折返时车头AP变为车尾AP，反之亦然，如何自动实现主用AP切换?PISATS车载AP列车折返信号调用车载AP SDK通过打开关闭AP射频口实现AP自动主备切换 PIS系统承载网产品族有线网络产品车地无线产品WA2600X系列室外智能型大功率802.11n无线基站智能报表管理机房拓扑管理网络流量分析MPLS VPN管理应用性能监控S7500EFWAFC/AFDIPSLBF5000T5000A1000S9500EMSR3600MSR5600SR66SR88S5800S5500WX6103ES105S95S75E插卡S5800插卡射频优化服务引擎WA2220X-AGP/AGE室外大功率802.11

15、a/b/g无线基站无线、有线一体化网管7X24无线管控与保护无线IDSWA2220E-AG-T地铁车载双频无线接入点PIS系统发展对承载网的挑战 PIS系统承载网解决方案 相关实践分享目 录面向地铁行业定制的产品和特性定制的特性开放的接口定制的产品符合地铁行业电磁兼容、温度和震动标准的轨旁AP大容量无线控制器，主备切换毫秒级开放SDK接口供PIS系统调用具备哈丁网口、航空电源接口、110v供电设计的车载AP面向地铁的高增益八木天线和三天馈合一平板天线专利的MLSP移动链路切换技术定制的无线组播技术大量Mesh链路快速切换定制化轨旁AP发射功率智能调整实现车载AP主备功能实现车尾车载AP自动优先

16、主用功能轨道交通行业专业技术支持内容交付式服务设计支持工勘支持督导和调试网络优化项目管理保障支持项目启动联络会议参加质量管理成本管理进度管理系统整体方案设计（设计咨询）无线布点方案设计（设计咨询）安全方案设计（设计咨询）工程设计（设计咨询）工勘活动计划现场工勘（样板点/全程）现场工勘指导（样板点）工勘结果分析/优化工勘活动指导现场硬件安装督导（样板点）现场硬件安装督导（全程）现场设备软件调试（样板点）现场设备软件调试（全程）设备软件调试指导现场静态无线网络优化（样板点）现场静态无线网络优化（全程）现场动态无线网络优化（样板点）现场动态无线网络优化（全程）无线网络优化指导驻场技术支持服务现场快速

17、响应技术支持服务远程快速响应技术支持服务案例分享：深圳地铁4号整体承载网方案为深圳地铁4号线提供PIS承载网整体方案，包括有线接入网、IP骨干网、车地无线通信网以及安全、网管等案例分享：西安地铁2号线-实现PIS无线组播MSR50-40INTERNETS7506E隧道APWA2220X-AGE车载APWA2220E-AG-T车载APWA2220E-AG-T车载工业交换机视频服务器视频服务器SecPath FW1000-EWX6100无线控制器PIS视频服务器等有线网络无线网络车载局域网络S3628P-EIiMC网络管理系统1000Base-LX10/100/1000Base-TX10/100Base-FX10/100Base-TX运营控制中心OCC车地无线网络车载系统S3628P-EI车站1车站2车站21MSTPS3628P-EI