廣州省某市地鐵全線(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工程

1、廣州省某市地鐵全線(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工程系列第一講這個(gè)項(xiàng)目比較復(fù)雜， 今天第一講的內(nèi)容是這個(gè)項(xiàng)目的基本情況， 再講設(shè)計(jì)思路， 明天是實(shí)施方案和設(shè) 備調(diào)試后隧道內(nèi)的無(wú)線(xiàn)信號(hào)勘查，最后一天是跑車(chē)測(cè)試和系統(tǒng)優(yōu)化整改。以下都是我自己的理解，如果有哪些內(nèi)容講的不妥請(qǐng)大家指出！項(xiàng)目簡(jiǎn)介此次無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目是為了幫助市地鐵運(yùn)營(yíng)公司實(shí)現(xiàn)地鐵安防工程和列車(chē)內(nèi)多媒體視頻業(yè)務(wù)。某市地鐵X 號(hào)線(xiàn)全線(xiàn) 20 個(gè)站點(diǎn)，全長(zhǎng) 20 公里。列車(chē)內(nèi)安裝有監(jiān)控?cái)z像頭，通過(guò)現(xiàn)代化的監(jiān)控方式利用先進(jìn)的通信 技術(shù)鞏固地鐵內(nèi)的安全營(yíng)運(yùn)。 每輛列車(chē)車(chē)頭和車(chē)尾都各安裝有一臺(tái)WGB（CISCO AP1310 ，天線(xiàn) YaGi 1949）關(guān)聯(lián)軌旁AP（ CI

2、SCO LAP1310,天線(xiàn)YaGi 1949 ），軌旁AP再通過(guò)光纖相連的接入交換機(jī) 2960將數(shù)據(jù)上 傳至骨干網(wǎng)。地鐵公司所有列車(chē)內(nèi)都安裝有平板液晶電視，通過(guò)冠華組播軟件（C/S 模式）從地鐵數(shù)據(jù)控制中心的視頻服務(wù)器下載廣告短片或地鐵安全教育視頻進(jìn)行播放?？蛻?hù)的要求是，從地鐵上線(xiàn)開(kāi)始營(yíng)運(yùn)至地鐵返回地鐵公司所有列車(chē)內(nèi)的視頻不允許出現(xiàn)中斷或馬賽 克。這個(gè)要求還是相當(dāng)高的。要知道，列車(chē)是快速移動(dòng)的，再加上地鐵內(nèi)有不同半徑的隧道、上坡、下坡， 環(huán)境相當(dāng)惡劣，不比我們拿著本本上網(wǎng)在家上網(wǎng)。拓?fù)洵h(huán)境在由 H3C 路由器與 HP65 系列交換機(jī)構(gòu)建的骨干網(wǎng)的基礎(chǔ)上， 搭建局域無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。 與地鐵公司無(wú)線(xiàn)項(xiàng)

3、 目無(wú)關(guān)的拓?fù)渚筒恢v了，我們從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下層往上層講，這樣理解想來(lái)比較容易。整個(gè)項(xiàng)目拓?fù)湔f(shuō)白了，就是列車(chē)與地鐵數(shù)據(jù)控制中心（DCC）的視頻服務(wù)器之間發(fā)生點(diǎn)關(guān)系。而這個(gè)關(guān)系的發(fā)生需要一定的硬件設(shè)備，包括列車(chē)內(nèi)的AP（Cisco Aironet 1310） 和天線(xiàn)（YaGi 1949）、隧道旁的AP（ CISCO LAP1310）和天線(xiàn)（YaGi 1949）、隧道旁的AP連接到就近地鐵站點(diǎn)機(jī)房的接入交換機(jī)（CISCO2960-24TTL）、接入交換機(jī)上聯(lián)到數(shù)據(jù)控制中心（ DCC）的核心交換機(jī)（HP65系列），HP65上接（CISCO 6504E），6504E帶有WISM （無(wú)線(xiàn)控制器）完成對(duì)軌旁 2

4、00個(gè)AP的統(tǒng)一配置和管理。下面這張圖就是完整的拓?fù)鋱D：下面我們具體點(diǎn)，這張圖從下往上看：車(chē)載 AP 和天線(xiàn)的布置前面講過(guò)， 最終要實(shí)現(xiàn)的是列車(chē)往 DCC 上傳監(jiān)控視頻， 同時(shí)列車(chē)從 DCC 下載多媒體視頻。 那么它是 如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸呢？我們接著往下看。上面這張圖比較清楚的描繪岀列車(chē)內(nèi)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每輛列車(chē)在車(chē)頭和車(chē)尾分別各一臺(tái)AP（ cisco 1310）工作在 WGB （無(wú)線(xiàn)工作組網(wǎng)橋） 模式。當(dāng)Cisco1310工作在 WGB模式時(shí)，它可以關(guān)聯(lián)到軌旁的 Cisco AP， 并對(duì)WGB以太網(wǎng)接口上所連接的一組電腦提供無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋連接。它可以將不具備無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的設(shè)備通過(guò)無(wú)線(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行上聯(lián)。列

5、車(chē)上傳、下載視頻就全靠它了！WGB無(wú)線(xiàn)工作組網(wǎng)橋示意圖：在這里我們不關(guān)心車(chē)內(nèi) PIS系統(tǒng)、IP攝像頭等設(shè)備，可以把它們理解成為透明的。只要我們的WGB正常工作，能夠關(guān)聯(lián)到軌旁的 AP，在列車(chē)行進(jìn)的過(guò)程中正常切換，那么就能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的順利上傳與下載。 至于PIS系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)的，在我們這個(gè)項(xiàng)目中不是討論的重點(diǎn)，感興趣可以在網(wǎng)上找找資料。有人會(huì)問(wèn)了，為什么列車(chē)要車(chē)頭、車(chē)尾各一臺(tái)AP?我來(lái)解釋。因?yàn)榱熊?chē)是雙向行駛的，分為上行和下行。在列車(chē)行進(jìn)的過(guò)程中，始終只用到列車(chē)車(chē)尾方向的WGB關(guān)聯(lián)軌旁的AP，只一支AP將作為備份。比方：列車(chē)由 A總站駛向B總站，車(chē)頭方向的 AP將被關(guān)閉，只 有車(chē)尾方向的AP工作

6、；當(dāng)列車(chē)到達(dá) B總站，將關(guān)閉車(chē)尾的 AP，開(kāi)啟車(chē)頭的AP （此時(shí)，相對(duì)于 A站到B 站的方向，車(chē)頭的 AP現(xiàn)在是車(chē)尾方向）。列車(chē)車(chē)頭、車(chē)尾處各安裝有一根天線(xiàn)，分別頭朝列車(chē)上行、下行 的方向安裝，與軌旁 AP天線(xiàn)的方向是相對(duì)的，利于信號(hào)的接收和發(fā)送。車(chē)尾WGB與軌旁AP關(guān)聯(lián)示意圖：考慮到在列車(chē)中天線(xiàn)的安裝問(wèn)題，我們選擇了尺寸較小，但增益比較大的室外型八木天線(xiàn)，做為車(chē)載外置天線(xiàn)，車(chē)載1OdBi八木天線(xiàn)參數(shù)指標(biāo)如下表所示：1OdBi抱桿/墻壁安裝八木天線(xiàn)：尺寸及安裝規(guī)格水平輻射圖形垂直輻射圖形頻率范圍242.485 GHz駐波比小于1.5:1增益1OdBi前后比大于23 dB極化方向水平或垂直，線(xiàn)形

7、水平半功率角 Azimuth 3dB BW55度垂直半功率角 Elevations 3dB BW55度天線(xiàn)接頭類(lèi)型RP-TNC尺寸(H x W)17.14cmX7.6cm風(fēng)速規(guī)定值Wind Rating125 MPH安裝方式抱桿/墻壁安裝軌旁 AP和天線(xiàn)的部署這條地鐵線(xiàn)全長(zhǎng)20公里，上行沿隧道布置了 100個(gè)AP,下行沿隧道布置了 100個(gè)AP。大家可能會(huì) 想，20公里的隧道，有不同半徑的彎道、有直道、上坡、下坡，究竟多少米安裝一個(gè)AP?安裝得數(shù)量過(guò)多，就會(huì)太近，用戶(hù)投資過(guò)大，而且信號(hào)切換頻繁；安裝得數(shù)量過(guò)少，信號(hào)衰減嚴(yán)重，信號(hào)不夠會(huì)嚴(yán)重影 響業(yè)務(wù)。AP的布置成為這項(xiàng)工程的重點(diǎn)。由于環(huán)境特殊，

8、比起辦公室內(nèi)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是要稍微復(fù)雜一些， 只要掌握了設(shè)計(jì)技巧，也很簡(jiǎn)單，萬(wàn)變不離其宗。要考慮的第一個(gè)問(wèn)題是天線(xiàn)的性能參數(shù)。在這里我們采用的是 Cisco AIR-ANT1949即13.5dBi八木天線(xiàn)做為軌旁AP的外置天線(xiàn)。這種八木天線(xiàn)的尺寸比較適合在地鐵隧道中安裝，不會(huì)對(duì)列車(chē)運(yùn)行造成隱患。13.5dBi抱桿/墻壁安裝八木天線(xiàn)尺寸及安裝規(guī)格水平輻射圖形垂直輻射圖形頻率范圍2.4-2.483 GHz駐波比小于2:1,通常1.5:1增益13.5dBi前后比大于30 dB極化方向垂直水平半功率角 Azimuth 3dB BW30度垂直半功率角 Elevations 3dB BW25度天線(xiàn)接頭類(lèi)型

9、RP-TNC尺寸(H x W)18 x 3 in.風(fēng)速規(guī)定值Wind Rating110 MPH安裝方式抱桿/墻壁安裝要考慮的第二個(gè)問(wèn)題是此項(xiàng)業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求。在本項(xiàng)目中，視頻直播通常選用6M碼流的視頻，車(chē)地傳輸?shù)臄?shù)據(jù)主要有以下幾種：項(xiàng)目需要帶寬傳輸方向視頻信息（重傳技術(shù)增加10%6M X 110% = 6.6M地面向列車(chē)傳輸監(jiān)控信息（12路）0.4M X 12 = 4.8M列車(chē)向控制中心傳輸PIS文本信息50K地面向列車(chē)傳輸控制信息50K車(chē)地雙向傳輸合計(jì)11.5車(chē)地雙向傳輸由此可知，在列車(chē)高速運(yùn)行的情況下，能夠保證無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬大于12Mbps即可滿(mǎn)足深圳地鐵的無(wú)線(xiàn)傳輸帶寬需求，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)

10、視頻下載傳輸?shù)囊?。無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)的帶寬主要是由軌旁無(wú)線(xiàn)設(shè)備及車(chē)載無(wú)線(xiàn)設(shè)備性能決定。同時(shí)車(chē)載無(wú)線(xiàn)設(shè)備的工作模式也決定了無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)的帶寬。采用1310 LAP與Aironet 1310 WGB工乍時(shí)，在靜止條件下，數(shù)據(jù)有效帶寬不小于25Mbps在不高于80Km/h的運(yùn)行速度下，數(shù)據(jù)有效帶寬不低于 22Mbps完全滿(mǎn)足深圳地鐵 PIS系統(tǒng)對(duì)于無(wú)線(xiàn)鏈路帶寬的要求。第三個(gè)應(yīng)該考慮的就是在非正常情況下對(duì)帶寬的保證。結(jié)合下圖來(lái)看，列車(chē)全長(zhǎng)120M,當(dāng)列車(chē)從AP1岀發(fā)，此時(shí)列車(chē)車(chē)尾 AP工作，AP1正常工作情況下完全可以被列車(chē)內(nèi)AP關(guān)聯(lián)上。當(dāng)列車(chē)駛過(guò)AP1到達(dá)AP2所在位置時(shí)，我們假設(shè) AP2故障DOW掉，這種情況下，只有 AP1可能被列車(chē)關(guān)聯(lián)上，那么這種可能產(chǎn)生的 原因就是AP1信號(hào)覆蓋足夠遠(yuǎn)，當(dāng)列車(chē)到達(dá) AP2所在的位置時(shí)，車(chē)尾AP仍