WLAN技術(shù)在地鐵通信領(lǐng)域中的應(yīng)用

張仲康　張大釗

【摘要】進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國城市建設(shè)不斷發(fā)展，現(xiàn)代化的水平也不斷提高，國內(nèi)擁有地鐵的城市也不斷增加。但是在地鐵運(yùn)行中，其服務(wù)的質(zhì)量問題也深受人們關(guān)注，在地鐵通信領(lǐng)域內(nèi)，就出現(xiàn)了乘客信息服務(wù)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)需要一定的無線通訊技術(shù)的支持。而WLAN技術(shù)在這一領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用不斷增加，已經(jīng)成為發(fā)展的主要趨勢，這一技術(shù)可以提供更好的環(huán)境。本文主要對WLAN技術(shù)在地鐵通信領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，以便促進(jìn)地鐵運(yùn)行的發(fā)展，提高地鐵運(yùn)行的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】WLAN技術(shù) 地鐵 通信領(lǐng)域 應(yīng)用

一、引言

在地鐵通信領(lǐng)域內(nèi)，控制中心人員借助監(jiān)控系統(tǒng)對在線列車內(nèi)車載攝像頭所拍攝的監(jiān)控視頻進(jìn)行隨機(jī)的調(diào)取，然后借助乘客信息系統(tǒng)在在線的列車內(nèi)發(fā)放高清視頻和節(jié)目以及特定的信息等，這些都要依靠車地?zé)o線技術(shù)實(shí)現(xiàn)。以WLAN技術(shù)為基礎(chǔ)的通信技術(shù)在地鐵中應(yīng)用的范圍比較廣泛，為了更好的滿足監(jiān)視系統(tǒng)與乘客信息系統(tǒng)功能的要求，WLAN技術(shù)要提供可以高速傳遞數(shù)據(jù)的無線通道，而且，還要確保通道傳遞數(shù)據(jù)的安全和穩(wěn)定。下面對其進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

二、地鐵內(nèi)WLAN技術(shù)組網(wǎng)的方式

在地鐵系統(tǒng)內(nèi)使用WLAN技術(shù)組網(wǎng)時(shí)，需要使用車載AP和軌旁AP合理進(jìn)行組合的方式設(shè)置。無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由在車輛與沿區(qū)間軌旁設(shè)置的天線和AP、在控制中心設(shè)置的無線控制器和管理的設(shè)備、以及在列車內(nèi)設(shè)置的車載天線和AP、車載控制服務(wù)器以及交換機(jī)等組成。AP和車站的接入層以太網(wǎng)交換機(jī)借助單模的光纜，利用光纜收發(fā)器連接，控制中心無線控制器結(jié)組合GE鏈路和以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行連接。無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是有限網(wǎng)絡(luò)傳送信息的延伸，可以提供列車和地面的通信，可以使用5.8G或者2.4G頻段的無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)間內(nèi)車地間以及地車間信息無縫、實(shí)時(shí)的傳輸。按照天線、AP的性能和現(xiàn)場的實(shí)際情況，對AP數(shù)量和位置進(jìn)行合理選擇，以便確保WLAN系統(tǒng)無線信號能全線進(jìn)行無縫覆蓋，滿足通信的要求，要想實(shí)現(xiàn)雙向傳輸?shù)墓δ?，提供的寬帶在列車每小時(shí)80千米速度下不能小于15Mb/s。

WLAN技術(shù)的性能。地鐵的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)可以借助控制中心對列車車廂中實(shí)際的視頻監(jiān)控進(jìn)行隨機(jī)的調(diào)取，所以就需要WLAN系統(tǒng)將地鐵在行駛時(shí)把車廂內(nèi)視頻信息傳人車站，然后傳送給控制中心。需要滿足下面標(biāo)準(zhǔn)：其一，這種技術(shù)建立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要穩(wěn)定和安全，能夠滿足地鐵通信領(lǐng)域不同的業(yè)務(wù)要求，確保有限的設(shè)備間不會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)的故障，確保無線網(wǎng)絡(luò)間能夠冗余備份。其二，借助WLAN技術(shù)

處理和傳輸視頻信息和數(shù)據(jù)不能有馬賽克、抖動(dòng)和斷點(diǎn)等問題，在對附帶的音頻進(jìn)行播放時(shí)也不能出現(xiàn)噪音或者滑碼的現(xiàn)象。其三，無線設(shè)備要具有相應(yīng)抗干擾的能力，無線網(wǎng)絡(luò)也需要容易擴(kuò)展和管理。

三、車載局域網(wǎng)

在地鐵通信領(lǐng)域，列車內(nèi)無線的AP和網(wǎng)橋、接口的服務(wù)器和硬盤錄像機(jī)以及攝像頭等設(shè)備，都經(jīng)過位于車廂內(nèi)的工業(yè)交換機(jī)和車載局域網(wǎng)相連。每節(jié)列車中都組建了以蔽雙絞線為基礎(chǔ)的以太網(wǎng)，交換機(jī)在車頭、車尾和車廂內(nèi)都有設(shè)置，組成一個(gè)環(huán)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，為車載無線的AP和車載視頻服務(wù)器的接入提供便利，車載無線的網(wǎng)橋能夠有效的實(shí)現(xiàn)地鐵在高速行駛中車載AP和軌旁AP無縫的連接，進(jìn)而保證無線局域網(wǎng)信號的強(qiáng)度在出現(xiàn)變化時(shí)，可以進(jìn)行及時(shí)切換。借助AP可以實(shí)現(xiàn)車地之間無線的傳輸，也就是借助車載控制設(shè)備解碼之后，在列車所有的顯示屏內(nèi)實(shí)時(shí)的播放控制中心發(fā)放的信息，也能夠使列車中視頻錄像傳入控制中心。

四、對網(wǎng)絡(luò)的鏈路進(jìn)行分析

在地鐵通信領(lǐng)域內(nèi)，一般來說，鐵路的運(yùn)營都要求WLAN技術(shù)向乘客信息系統(tǒng)信息的發(fā)布和車載視頻系統(tǒng)視頻和圖像的傳輸提供渠道。第一，為列車傳輸清晰度比較高的數(shù)字視頻圖像信息，視頻的編碼可以使用使用H.164、MPEG-4以及MPEG-2等格式，每路占有的寬帶通常是4-6Mbps。借助不小于6Mb/s的寬帶傳輸通道把1路數(shù)字視頻圖像信息傳到列車。第二，需要使地鐵營運(yùn)人員在控制中心可以看到借助車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)傳送的視頻信息，盡可能確保監(jiān)控的圖像沒有滯屏和馬賽克的現(xiàn)象，視頻信息壓縮的格式可以使用H.164、MPEG-4的模式，每路視頻信息占有的寬帶512Kbps-1.5Mbps，這是可以調(diào)節(jié)的。圖像的質(zhì)量需要達(dá)到D1，每列車按照上傳2路視頻信息，共占的最高寬帶是3Mbps。在情況比較緊急的時(shí)候，列車中全部監(jiān)控錄像12路要一起上傳，可以使用CIF或者M(jìn)PEG-4格式，要想滿足相關(guān)的質(zhì)量要求，每路至少要512Kbps，12路一共需要6Mbps。目前，WLAN技術(shù)在地鐵中的應(yīng)用比較廣泛，第一，IEEE802.11a在5GHz頻段中工作，借助OFDM調(diào)制技術(shù)能夠支持54Mbps傳輸?shù)乃俾省５诙?，IEEE802.11g在2.4GHz頻段上工作，借助OFDM調(diào)制技術(shù)能夠支持54Mbps傳輸?shù)乃俾省?/p>

結(jié)語：WLAN技術(shù)在地鐵通信中的應(yīng)用具有重要的意義，能夠有效的提高地鐵服務(wù)的質(zhì)量，需要引起相關(guān)人員的重視，不斷對其進(jìn)行改進(jìn)和完善，切實(shí)發(fā)揮出WLAN技術(shù)的作業(yè)，進(jìn)而促進(jìn)我國軌道交通的發(fā)展，更好的為人民服務(wù)。