锐捷伴你行之上海地铁 世界级免费Wi-Fi如何炼成

2016-09-08 11:11 出处:PConline原创 作者:佚名 责任编辑:zangkai

  开通乘客免费Wi-Fi,全天接入人数最高近千万,拥有全球最长Wi-Fi地铁线,上海地铁已经成为近日公众热议的话题。不仅覆盖站厅、站台,还首次实现了车厢连Wi-Fi,这对于地铁Wi-Fi技术是一个不小的挑战。

  此前,网络上一篇《“活塞风”与“夜行人”》的报道吸引了不少人的目光。这个故事讲述了地铁Wi-Fi关键技术——车地无线系统研发创新的经历,工程师针对上海地铁的隧道情况实地勘测,最终解决地铁中Wi-Fi信号品质差的问题。那么,作为“世界第一”的地铁,难道真能在车厢里面用手机接入无线网络,随时看高清大片吗?

实地测试:“不卡不顿”很给力

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  上海地铁车厢内在视频情况下的打流数据

  上海地铁总运营长度与规模全球第一,运营线路总长617公里,车站366座,客流量高峰时一天就会突破千万人次,上海地铁Wi-Fi网络因此被誉为“全球最大城域网”,不仅覆盖站厅、站台,还首次实现了车厢连Wi-Fi,上海成为拥有全球最长的Wi-Fi地铁线的城市。截至2016年6月,上海已开通运营的16条地铁线路中,1、2、3、4、6、7、8、9、12、13及11号线(徐家汇站至迪士尼站)等线路均已覆盖Wi-Fi。上海地铁Wi-Fi是由上海地铁与运营商南方银谷共同建设,背后的技术提供商之一正是锐捷网络。

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  在最早开通地铁Wi-Fi的13号线的实测场景中,测速软件Speedtest显示,平均下载速率为1.5Mbps,上传速率也有1.46Mbps,平均延时6毫秒左右,自站厅登录之后,在地铁运行全线没有出现断网现象,打开网页非常流畅,视频播放也没有遭遇卡顿问题。

  自上海地铁第一条线路开通22年来,逐步覆盖徐汇、长宁、静安、黄浦、等上海中心城区和宝山、闵行、松江、浦东新区等15个行政区域,成为目前上海市民出行的主力交通工具。当上海地铁全线开通Wi-Fi之后,对于上海的市民来说,绝对是一个众人期盼的“大好事”。但是,在推进全线无线网络接入的过程中,却是困难重重。

建设目标:120公里时速不断网

  第一个难题是“全覆盖”。实现无线接入服务范围扩展到地铁轨道交通的站台、站厅以及行驶的列车内,这是世界级难题。实现之后,乘客可以用电脑和手持设备随时接入网络,为乘客带来更多的方便,在不断提升乘客出行体验的同时也要保障轨道交通的高效运营。

  第二个难题是“高速度”。如今,城市轨道交通已经向120km/h高速时代迈进,轨道交通体系所承载的业务种类和数量不断增加,车载无线接入点AP需要在轨旁不同的接入点AP(Access Point)间进行频繁的切换。切换时延、丢包率以及车地带宽的稳定性将是地铁业务系统在车地链路传输的关鉴因素之一,只有保障这些要素,轨道交通民用Wi-Fi系统才能使用户在地铁车站与车辆上实现高质量、高可靠、不间断的实时信息交互。

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  上海地铁AP部署位置

  而为了实现车地业务无中断,必然要解决列车高速移动时的漫游切换问题。目前,大多数厂家所采用的漫游技术都是基于低速移动环境,每次切换时间在500ms到3s之间(包括重新鉴权和其他以安全为目的额外开销)。对于高速(80km/h左右)运行的环境,如果平均2s漫游成功则将有50m距离发生信号中断,这样不仅对乘客体验造成影响,更会触及到交通信息的正常传输,导致控制信号的紊乱。

  要实现上述建设目标,就要为列车在高速移动场景下搭建高性能、高可靠网络,过去的802.11g/n和LTE技术已经不能满足要求,必须采用802.11ac技术的新产品、新架构。至此,我们也终于找到了《“活塞风”与“夜行人”》这篇报道的由来,并且还发现多个让人眼前一亮的“新技术”。

锐捷新专利:快速漫游ms级切换

  作为业内数据通信解决方案的领导品牌,锐捷首次采用802.11ac技术满足高性能的车地带宽,并在上海地铁实际运行中表现优秀,交上了“车地带宽目标设计200Mbps,实际测试600+Mbps,趋零丢包”的优秀成绩单,完全满足地铁信息系统稳定、高速、不间断的实时网络业务需求。在方案中,锐捷研发出了“快速漫游切换”专利技术,达到ms级车地快速切换,确保切换过程中数据趋零丢包。

  具体来讲,轨旁AP工作在相同频率,也发出相同的BSSID,所有的报文处理和交互,由AC统一协调。而对于车载AP来说,则可以把整网的轨旁AP看成一个“虚拟的大AP”。

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  车地桥接组网示意图

  首先,在列车移动过程中,车载AP永远只和“虚拟大AP”通信,自动判断和选择链路质量最好的轨旁AP与车载AP通信,而车载AP却感知不到漫游过程。其次,AP支持一发双收的工作模式,智能更新信息交互的路径,做到列车高速行驶过程中数据传输的可靠性(趋零丢包)。除此之外,所有设备均超标合规,满足工作温度 -40~70℃,工作湿度 5%-95%,IP67防护等级要求,并具有易实施、易管理等特点。

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  隧道内AP部署

千万乘客:高体验Wi-Fi全覆盖

  锐捷助力打造的上海地铁乘客上网项目中,实现共计600多辆列车,以及全线路总里程为617KM(截止2015年底)的覆盖,考虑上行、下行区间,车地无线覆盖距离超过1000KM。项目最终实现了超过600Mbps的动态车地带宽,为乘客提供了良好的观影、上网等服务,在保障轨道交通高效运营的同时不断提升乘客的出行感受。

  每个工作日,上海有千万人次在轨道交通中密集穿行。而仅仅用了22年的时间,上海地铁从无到有,从上世纪被外国专家断言“这里的软土层不能造地铁”,直到现在线路规模已是世界第一。这样的飞速发展背后,地铁的建造者、营运者,为之付出了难以想象的努力。未来,锐捷网络将与上海地铁、南方银谷共同继续推进上海Wi-Fi网络建设,为广大乘客提供更多的增值服务。

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