标准动车组无线局域网系统浅谈

崔 蕾，孙少婧，韩璐

（1、2、3中车唐山机车车辆有限公司，工程师，河北 唐山 063035）

1 引言

无线局域网系统应用在高速动车组，在国内乃至国际都尚属前沿技术。列车高速运行造成网络不稳定，利用卫星天线+3G/4G网络可实现乘客空间区域的无线信息网络的全覆盖，提供无线互联网实时接入和卫星电视实时直播等功能，在车厢内覆盖无线Wi-Fi信号供乘客接入。无线局域网为乘客提供稳定的互联网以及车载局域网娱乐等服务包括音视频点播、列车商城购物、乘务服务呼叫及列车运行相关信息推送等列车本地化特色服务功能。

2 无线局域网系统构成

无线局域网系统主要由卫星上网天线、卫星电视天线、中心服务器、转码服务器、单车服务器、调制解调器、网络交换单元等组成。

3 系统构架原理

3.1 系统构架系统构架见图2。

图2 系统构架图

3.2 系统构架原理

1）对内系统接口。实现对车厢内无线网络信号覆盖及车载级系统服务功能。该接口主要由单车服务器、车载中心服务器、WIFI天线、网络交换单元等构成。

单车服务器是无线系统主要设备，用于乘客的无线网络接入。系统能通过运营商3G/LTE网络、卫里网络或专用宽带网络接入公众互联网，并根据安全管理需要，建立列车局域网与互联网之间的VPN通道。

车载中心服务器是无线系统的核心设备，采用的是插卡式结构。具体配置情况采用以太网接口，网卡为千兆网卡，安全防护上互联网通道应配置防火墙，防止病毒入侵、黑客攻击等恶意破坏行为，系统可对用户行为进行记录与追述，支持断电保护、防反接、防短路、防过压、防欠压等功能，并具备上电自启动功能。

网络交换单元是无线上网系统的重要组成部分，是卫星通信系统与无线局域网系统的重要接口单元，实现无线系统内主机设备之间的数据流导向和路由策略切换。

2）对外系统接口。实现互联网功能接入及卫星电视直播功能。主要由调制解调器、卫星上网天线、卫星电视天线等构成。

为保持车体的流线型结构，降低车体的风阻系数、同时满足美观的要求，卫星天线采用下沉安装的方案，并在天线上方增加导流罩.卫星信号衰减指数整体低于1 dB，在导流罩关键部位（对星无遮挡部位）衰减指数低于0.5 dB，在保证安装强度的同时以非常低的衰减指标满足了卫星通信透波性要求。卫星上网天线通信频段采用ku波段，实现卫星上网信号的传输。卫星电视天线主要实现电视直播信号的接收。

4 运用考核

在有关单位支持配合和研制人员参与下，该系统在大西线进行了运用考核，表1是卫星天线及3G/4G 天线的测试数据对比表。在列车高速行驶及丢包率达到一定阈值的情况下，会自动切换成卫星上网，以确保信号的稳定性。

表1 卫星天线及3G/4G天线的测试数据对比表

5 结论

无线局域网系统能够实现“卫星+4G”互为冗余的互联网接入和乘客空间区域的无线信息网络全覆盖，为高铁带来互联网接入、乘务保障、应急通信等多方面服务，同时卫星通信作为通信手段，为现场提供应急通信通道，保证高铁的应急通信和大数据信息可靠传输，提升整体效能。“卫星+4G”可在需要时实现自主切换，确保在较为恶劣的情况下仍能提供较为稳定的互联网接入业务需求。在3G/4G和卫星通路均存在的情况下，从带宽、成本等方面考虑优先选用3G/4G通路进行互联网接入。