開通乘客免費(fèi)Wi-Fi，全天接入人數(shù)最高近千萬，擁有全球最長Wi-Fi地鐵線，上海地鐵已經(jīng)成為近日公眾熱議的話題。不僅覆蓋站廳、站臺(tái)，還首次實(shí)現(xiàn)了車廂連Wi-Fi，這對(duì)于地鐵Wi-Fi技術(shù)是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
此前，網(wǎng)絡(luò)上一篇《“活塞風(fēng)”與“夜行人”》的報(bào)道吸引了不少人的目光。這個(gè)故事講述了地鐵Wi-Fi關(guān)鍵技術(shù)——車地?zé)o線系統(tǒng)研發(fā)創(chuàng)新的經(jīng)歷，工程師針對(duì)上海地鐵的隧道情況實(shí)地勘測(cè)，最終解決地鐵中Wi-Fi信號(hào)品質(zhì)差的問題。那么，作為“世界第一”的地鐵，難道真能在車廂里面用手機(jī)接入無線網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)看高清大片嗎？
實(shí)地測(cè)試：“不卡不頓”很給力
上海地鐵車廂內(nèi)在視頻情況下的打流數(shù)據(jù)
上海地鐵總運(yùn)營長度與規(guī)模全球第一，運(yùn)營線路總長617公里，車站366座，客流量高峰時(shí)一天就會(huì)突破千萬人次，上海地鐵Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)因此被譽(yù)為“全球最大城域網(wǎng)”，不僅覆蓋站廳、站臺(tái)，還首次實(shí)現(xiàn)了車廂連Wi-Fi，上海成為擁有全球最長的Wi-Fi地鐵線的城市。截至2016年6月，上海已開通運(yùn)營的16條地鐵線路中，1、2、3、4、6、7、8、9、12、13及11號(hào)線（徐家匯站至迪士尼站）等線路均已覆蓋Wi-Fi。上海地鐵Wi-Fi是由上海地鐵與運(yùn)營商南方銀谷共同建設(shè)，背后的技術(shù)提供商之一正是銳捷網(wǎng)絡(luò)。
在最早開通地鐵Wi-Fi的13號(hào)線 的實(shí)測(cè)場(chǎng)景中，測(cè)速軟件Speedtest顯示，平均下載速率為1.5Mbps，上傳速率也有1.46Mbps，平均延時(shí)6毫秒左右，自站廳登錄之后，在地鐵運(yùn)行全線沒有出現(xiàn)斷網(wǎng)現(xiàn)象，打開網(wǎng)頁非常流暢，視頻播放也沒有遭遇卡頓問題。
自上海地鐵第一條線路開通22年來，逐步覆蓋徐匯、長寧、靜安、黃浦、等上海中心城區(qū)和寶山、閔行、松江、浦東新區(qū)等15個(gè)行政區(qū)域，成為目前上海市民出行的主力交通工具。當(dāng)上海地鐵全線開通Wi-Fi之后，對(duì)于上海的市民來說，絕對(duì)是一個(gè)眾人期盼的“大好事”。但是，在推進(jìn)全線無線網(wǎng)絡(luò)接入的過程中，卻是困難重重。
建設(shè)目標(biāo)：120公里時(shí)速不斷網(wǎng)
第一個(gè)難題是“全覆蓋”。實(shí)現(xiàn)無線接入服務(wù)范圍擴(kuò)展到地鐵軌道交通的站臺(tái)、站廳以及行駛的列車內(nèi)，這是世界級(jí)難題。實(shí)現(xiàn)之后，乘客可以用電腦和手持設(shè)備隨時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)，為乘客帶來更多的方便，在不斷提升乘客出行體驗(yàn)的同時(shí)也要保障軌道交通的高效運(yùn)營。
第二個(gè)難題是“高速度”。如今，城市軌道交通已經(jīng)向120km/h高速時(shí)代邁進(jìn)，軌道交通體系所承載的業(yè)務(wù)種類和數(shù)量不斷增加，車載無線接入點(diǎn)AP需要在軌旁不同的接入點(diǎn)AP(Access Point)間進(jìn)行頻繁的切換。切換時(shí)延、丟包率以及車地帶寬的穩(wěn)定性將是地鐵業(yè)務(wù)系統(tǒng)在車地鏈路傳輸?shù)年P(guān)鑒因素之一，只有保障這些要素，軌道交通民用Wi-Fi系統(tǒng)才能使用戶在地鐵車站與車輛上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高可靠、不間斷的實(shí)時(shí)信息交互。
上海地鐵AP部署位置
而為了實(shí)現(xiàn)車地業(yè)務(wù)無中斷，必然要解決列車高速移動(dòng)時(shí)的漫游切換問題。目前，大多數(shù)廠家所采用的漫游技術(shù)都是基于低速移動(dòng)環(huán)境，每次切換時(shí)間在500ms到3s之間（包括重新鑒權(quán)和其他以安全為目的額外開銷）。對(duì)于高速（80km/h左右）運(yùn)行的環(huán)境，如果平均2s漫游成功則將有50m距離發(fā)生信號(hào)中斷，這樣不僅對(duì)乘客體驗(yàn)造成影響，更會(huì)觸及到交通信息的正常傳輸，導(dǎo)致控制信號(hào)的紊亂。
要實(shí)現(xiàn)上述建設(shè)目標(biāo)，就要為列車在高速移動(dòng)場(chǎng)景下搭建高性能、高可靠網(wǎng)絡(luò)，過去的802.11g/n和LTE技術(shù)已經(jīng)不能滿足要求，必須采用802.11ac技術(shù)的新產(chǎn)品、新架構(gòu)。至此，我們也終于找到了《“活塞風(fēng)”與“夜行人”》這篇報(bào)道的由來，并且還發(fā)現(xiàn)多個(gè)讓人眼前一亮的“新技術(shù)”。
銳捷新專利：快速漫游ms級(jí)切換
作為業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)通信解決方案的領(lǐng)導(dǎo)品牌，銳捷首次采用802.11ac技術(shù)滿足高性能的車地帶寬，并在上海地鐵實(shí)際運(yùn)行中表現(xiàn)優(yōu)秀，交上了“車地帶寬目標(biāo)設(shè)計(jì)200Mbps，實(shí)際測(cè)試600+Mbps，趨零丟包”的優(yōu)秀成績(jī)單，完全滿足地鐵信息系統(tǒng)穩(wěn)定、高速、不間斷的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求。在方案中，銳捷研發(fā)出了“快速漫游切換”專利技術(shù)，達(dá)到ms級(jí)車地快速切換，確保切換過程中數(shù)據(jù)趨零丟包。
具體來講，軌旁AP工作在相同頻率，也發(fā)出相同的BSSID，所有的報(bào)文處理和交互，由AC統(tǒng)一協(xié)調(diào)。而對(duì)于車載AP來說，則可以把整網(wǎng)的軌旁AP看成一個(gè)“虛擬的大AP”。
車地橋接組網(wǎng)示意圖
首先，在列車移動(dòng)過程中，車載AP永遠(yuǎn)只和“虛擬大AP”通信，自動(dòng)判斷和選擇鏈路質(zhì)量最好的軌旁AP與車載AP通信，而車載AP卻感知不到漫游過程。其次，AP支持一發(fā)雙收的工作模式，智能更新信息交互的路徑，做到列車高速行駛過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕ㄚ吜銇G包）。除此之外，所有設(shè)備均超標(biāo)合規(guī)，滿足工作溫度 -40～70℃，工作濕度 5%-95%，IP67防護(hù)等級(jí)要求，并具有易實(shí)施、易管理等特點(diǎn)。
隧道內(nèi)AP的部署
千萬乘客：高體驗(yàn)Wi-Fi全覆蓋
銳捷助力打造的上海地鐵乘客上網(wǎng)項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)共計(jì)600多輛列車，以及全線路總里程為617KM（截止2015年底）的覆蓋，考慮上行、下行區(qū)間，車地無線覆蓋距離超過1000KM。項(xiàng)目最終實(shí)現(xiàn)了超過600Mbps的動(dòng)態(tài)車地帶寬，為乘客提供了良好的觀影、上網(wǎng)等服務(wù)，在保障軌道交通高效運(yùn)營的同時(shí)不斷提升乘客的出行感受。
每個(gè)工作日，上海有千萬人次在軌道交通中密集穿行。而僅僅用了22年的時(shí)間，上海地鐵從無到有，從上世紀(jì)被外國專家斷言“這里的軟土層不能造地鐵”，直到現(xiàn)在線路規(guī)模已是世界第一。這樣的飛速發(fā)展背后，地鐵的建造者、營運(yùn)者，為之付出了難以想象的努力。未來，銳捷網(wǎng)絡(luò)將與上海地鐵、南方銀谷共同繼續(xù)推進(jìn)上海Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為廣大乘客提供更多的增值服務(wù)。
