崔 蕾，孫少婧，韓璐

（1、2、3中車唐山機(jī)車車輛有限公司，工程師，河北 唐山 063035）

1 引言

無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用在高速動(dòng)車組，在國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際都尚屬前沿技術(shù)。列車高速運(yùn)行造成網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，利用衛(wèi)星天線+3G/4G網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)乘客空間區(qū)域的無(wú)線信息網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，提供無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)接入和衛(wèi)星電視實(shí)時(shí)直播等功能，在車廂內(nèi)覆蓋無(wú)線Wi-Fi信號(hào)供乘客接入。無(wú)線局域網(wǎng)為乘客提供穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)以及車載局域網(wǎng)娛樂(lè)等服務(wù)包括音視頻點(diǎn)播、列車商城購(gòu)物、乘務(wù)服務(wù)呼叫及列車運(yùn)行相關(guān)信息推送等列車本地化特色服務(wù)功能。

2 無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成

無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)主要由衛(wèi)星上網(wǎng)天線、衛(wèi)星電視天線、中心服務(wù)器、轉(zhuǎn)碼服務(wù)器、單車服務(wù)器、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)交換單元等組成。

3 系統(tǒng)構(gòu)架原理

3.1 系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架見(jiàn)圖2。

圖2 系統(tǒng)構(gòu)架圖

3.2 系統(tǒng)構(gòu)架原理

1）對(duì)內(nèi)系統(tǒng)接口。實(shí)現(xiàn)對(duì)車廂內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋及車載級(jí)系統(tǒng)服務(wù)功能。該接口主要由單車服務(wù)器、車載中心服務(wù)器、WIFI天線、網(wǎng)絡(luò)交換單元等構(gòu)成。

單車服務(wù)器是無(wú)線系統(tǒng)主要設(shè)備，用于乘客的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入。系統(tǒng)能通過(guò)運(yùn)營(yíng)商3G/LTE網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)里網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ脤拵ЬW(wǎng)絡(luò)接入公眾互聯(lián)網(wǎng)，并根據(jù)安全管理需要，建立列車局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間的VPN通道。

車載中心服務(wù)器是無(wú)線系統(tǒng)的核心設(shè)備，采用的是插卡式結(jié)構(gòu)。具體配置情況采用以太網(wǎng)接口，網(wǎng)卡為千兆網(wǎng)卡，安全防護(hù)上互聯(lián)網(wǎng)通道應(yīng)配置防火墻，防止病毒入侵、黑客攻擊等惡意破壞行為，系統(tǒng)可對(duì)用戶行為進(jìn)行記錄與追述，支持?jǐn)嚯姳Ｗo(hù)、防反接、防短路、防過(guò)壓、防欠壓等功能，并具備上電自啟動(dòng)功能。

網(wǎng)絡(luò)交換單元是無(wú)線上網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，是衛(wèi)星通信系統(tǒng)與無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)的重要接口單元，實(shí)現(xiàn)無(wú)線系統(tǒng)內(nèi)主機(jī)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流導(dǎo)向和路由策略切換。

2）對(duì)外系統(tǒng)接口。實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)功能接入及衛(wèi)星電視直播功能。主要由調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星上網(wǎng)天線、衛(wèi)星電視天線等構(gòu)成。

為保持車體的流線型結(jié)構(gòu)，降低車體的風(fēng)阻系數(shù)、同時(shí)滿足美觀的要求，衛(wèi)星天線采用下沉安裝的方案，并在天線上方增加導(dǎo)流罩.衛(wèi)星信號(hào)衰減指數(shù)整體低于1 dB，在導(dǎo)流罩關(guān)鍵部位（對(duì)星無(wú)遮擋部位）衰減指數(shù)低于0.5 dB，在保證安裝強(qiáng)度的同時(shí)以非常低的衰減指標(biāo)滿足了衛(wèi)星通信透波性要求。衛(wèi)星上網(wǎng)天線通信頻段采用ku波段，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星上網(wǎng)信號(hào)的傳輸。衛(wèi)星電視天線主要實(shí)現(xiàn)電視直播信號(hào)的接收。

4 運(yùn)用考核

在有關(guān)單位支持配合和研制人員參與下，該系統(tǒng)在大西線進(jìn)行了運(yùn)用考核，表1是衛(wèi)星天線及3G/4G 天線的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比表。在列車高速行駛及丟包率達(dá)到一定閾值的情況下，會(huì)自動(dòng)切換成衛(wèi)星上網(wǎng)，以確保信號(hào)的穩(wěn)定性。

表1 衛(wèi)星天線及3G/4G天線的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比表

5 結(jié)論

無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“衛(wèi)星+4G”互為冗余的互聯(lián)網(wǎng)接入和乘客空間區(qū)域的無(wú)線信息網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，為高鐵帶來(lái)互聯(lián)網(wǎng)接入、乘務(wù)保障、應(yīng)急通信等多方面服務(wù)，同時(shí)衛(wèi)星通信作為通信手段，為現(xiàn)場(chǎng)提供應(yīng)急通信通道，保證高鐵的應(yīng)急通信和大數(shù)據(jù)信息可靠傳輸，提升整體效能?！靶l(wèi)星+4G”可在需要時(shí)實(shí)現(xiàn)自主切換，確保在較為惡劣的情況下仍能提供較為穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)需求。在3G/4G和衛(wèi)星通路均存在的情況下，從帶寬、成本等方面考慮優(yōu)先選用3G/4G通路進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)接入。