移動車體WIFI覆蓋方案0925

公交 WIFI 覆蓋系統(tǒng) 解決 方案 2014 年 05 月 28 日 目 錄 一、 項目概述 . 2 1.1. 項目背景 . 2 1.2. 項目目標 . 2 二、 覆蓋方案介紹 . 3 2.1. AP 固定方式 . 3 2.2. AP 不固定方式 . 5 2.2.1. 3G/4G回傳方式 .錯誤 !未定義書簽。 2.2.2. WiMAX回傳方式 .錯誤 !未定義書簽。 2.3. 福州電信公交 WIFI 建設(shè)方案規(guī)劃 . 錯誤 !未定義書簽。 2.4. 流量與安全保證 . 錯誤 !未定義書簽。 三、 公交干線 WIFI 的計費模式 . 錯誤 !未定義書簽。 一、 項目概述 1.1. 項目背景 隨著通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，各運營商相繼加速在全國層面開展無線城市建設(shè)。利用多種無線接入技術(shù)，為整個城市提供隨時隨地的無線網(wǎng)絡(luò)接入，使得 用戶根據(jù)應(yīng)用和場景自由切換，隨時獲取最佳網(wǎng)絡(luò)，為市民構(gòu)建一個迅速接入信息世界的通道。 根據(jù)政府的部署“可持續(xù)發(fā)展”和“綠色交通”將作為未來城市交通建設(shè)的指導(dǎo)理念，公 交系統(tǒng) WIFI 覆蓋 系統(tǒng) 就是在該理念推動下的產(chǎn)物。整個系統(tǒng)按照“政府引導(dǎo)、 運營商構(gòu)建 、 公司運作， 政策保障、社會參與”的原則構(gòu)建，拓展和延伸了現(xiàn)有的公交 WIFI 系統(tǒng)，引導(dǎo)市民形成全新的 WIFI 使用 理念 ，方便老百姓的 使用全新的上網(wǎng)模式暢游網(wǎng)絡(luò) 。 1.2. 項目目標 針對上述問題， 研究一套解決方案 ，為 交車 WIFI 網(wǎng)絡(luò)覆蓋 的 發(fā)展提供良好的建議。通過該方案的實行， 能夠 改變現(xiàn)有的 手機用戶使用 傳統(tǒng) 的 2G/3G 的上網(wǎng)模式，引入速度 跟快 更 為 穩(wěn)定的 WIFI 網(wǎng)絡(luò) ，從而滿足不同的用戶多元化的選擇。 這樣一來，人們在坐車過程中，都可以自由自在地獲得移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的極速體驗，只要擁有一部配備了 Wi-Fi 功能的手機或者是平板電腦、筆記本電腦等終端即可。 二、 覆蓋 方案 移動車體的 WIFI 覆蓋一直是目前 WIFI 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一個薄弱點，WIFI 網(wǎng)絡(luò)覆蓋移動車體內(nèi)部主要可采用以下兩種方式 : AP 設(shè)備安裝在車輛行駛沿線，形成道路的聯(lián)系覆蓋，移動車體在整個覆蓋區(qū)域內(nèi)； AP 設(shè)備安裝在移動車體內(nèi)部，隨車輛移動， 這種方式主要要解決 AP 設(shè)備的上聯(lián)問題 。 2.1. AP 固定方式 AP 采用室外大功率設(shè)備，安裝在道路兩旁 （如圖 1） ，采用室外天線覆蓋道路 ， 形成道路的聯(lián)系覆蓋， 用戶終端和 AP 為相對移動狀態(tài)， AP通過有線回傳方式接入城域網(wǎng)。 圖 1 道路兩旁 AP 安裝 示意圖 目前采用此方式是廣州中山路 BRT 網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)控解決方案 。 廣州市中山大道快速公交（ BRT）試驗線工程西起天河區(qū)廣州大道，沿天河路 -中山大道 -黃埔東路，東至蘿崗區(qū)開發(fā)大道，設(shè)計全長22.9 公里，全線規(guī)劃路寬 60 米，設(shè) 26 座車站和 1 座運營調(diào)度中心。 WLAN 系統(tǒng)采 用 AC 無線控制器加 FIT 瘦 AP 的方式，終端的接入許可、認證方式由安裝在交通指揮中心的 AC 無線控制器統(tǒng)一配置下發(fā)，站點安裝的 AP 接入點完全實現(xiàn)零配置。各站點共 108 臺室外型大功率呈一定角度安裝，不但可接收進站公交車輛幾百米外的無線信號，同時保障站內(nèi)區(qū)域的信號覆蓋。 鋪 設(shè) 1 2 芯 光 纖鋪 設(shè) 1 2 芯 光 纖B R T 試 驗 線 專 用 傳 輸 光 纜 （ 3 6 芯 ）下 沙 南 側(cè) 1天 河 南 二 路交 通 信 息指 揮 中 心B R T 運 營調(diào) 度 中 心廣 域 網(wǎng) 路 由 器H 3 C M S R 5 0 4 0備 份 鏈 路廣 州 公 共 交 通數(shù) 據(jù) 管 理 中 心監(jiān)控系統(tǒng) 票務(wù)系統(tǒng) 控制系統(tǒng)運 營 商數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò) 備 份 鏈 路監(jiān)控系統(tǒng)工 作 站防 火 墻H 3 C F 1 0 0 - E運 營 控 制 中 心二 級 交 換 機H 3 C S 7 5 0 2 E運 營 調(diào) 度 中 心核 心 交 換 機H 3 C S 7 5 0 6 E中 心 光 線 路 終 端（ O L T ）H 3 C S 7 5 0 2 E車 站 光 線 路 終 端（ O L T ）H 3 C S 7 5 0 2 E1 : 2 P O S1 : 1 6 P O S( O N U ) 1H 3 C S 3 1 0 0 - 2 6體 育 中 心 南 側(cè) 2體 育 中 心 南 側(cè) 1( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8( O N U ) 1H 3 C S 3 1 0 0 - 2 6體 育 中 心 北 側(cè) 2體 育 中 心 北 側(cè) 1( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8華 景 新 城 南 側(cè) 2華 景 新 城 南 側(cè) 1( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8體 育 中 心 至 華 景 新 城 ， 共 計 5個 車 站 ， 2 0 個 O N U 設(shè) 備1 : 2 P O S1 : 2 P O S1 : 1 6 P O S( O N U ) 1H 3 C S 3 1 0 0 - 2 6上 社 南 側(cè) 2上 社 南 側(cè) 1( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8( O N U ) 1H 3 C S 3 1 0 0 - 2 6上 社 北 側(cè) 2上 社 北 側(cè) 1( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8天 朗 明 居 南 側(cè) 1天 朗 明 居 南 側(cè) 1( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8上 社 至 天 朗 明 居 ， 共 計 5 個 車站 ， 2 0 個 O N U 設(shè) 備1 : 2 P O S1 : 2 P O S1 : 1 6 P O S( O N U ) 1H 3 C S 3 1 0 0 - 2 6車 陂 南 側(cè) 2車 陂 南 側(cè) 1( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8( O N U ) 1H 3 C S 3 1 0 0 - 2 6車 陂 北 側(cè) 2車 陂 北 側(cè) 1( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8下 沙 北 側(cè)下 沙 南 側(cè)( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8車 陂 至 下 沙 ， 共 計 8 個 車 站 ，2 4 個 O N U 設(shè) 備1 : 1 6 P O S( O N U ) 1H 3 C S 3 1 0 0 - 2 6文 園 北 側(cè)文 園 南 側(cè)( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8( O N U ) 1H 3 C S 3 1 0 0 - 2 6烏 沖 北 側(cè)烏 沖 南 側(cè)( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8夏 園 北 側(cè)夏 園 南 側(cè)( O N U ) 2H 3 C S 3 1 0 0 - 0 8烏 沖 至 夏 園 ， 共 計 8 個 車 站 ，1 6 個 O N U 設(shè) 備管 理 系 統(tǒng)H 3 C I M C運 營 控 制 中 心無 線 控 制 系 統(tǒng)H 3 C W X 6 1 0 3 圖 2 廣州中山路 BRT 網(wǎng)絡(luò) 拓撲 示意圖 此方案將道路兩旁的 AP、視頻監(jiān)控、傳感器等數(shù)據(jù)通過 PON 網(wǎng) 絡(luò)傳輸?shù)竭\營商網(wǎng)絡(luò)及 BRT 調(diào)度中心。系統(tǒng)采用 FIT AP（瘦 AP）的技術(shù)架構(gòu)，數(shù)據(jù)都封裝 CAPWAP 隧道中，車輛移動到新的 AP 后主動發(fā)起關(guān)聯(lián)請求，無 線控制器判斷該用戶是否為漫游用戶。如果是漫游用戶，則維持用戶漫游前的 VLAN、協(xié)商主密鑰等信息不變，以保證車輛及用戶的業(yè)務(wù)不中斷?；谶@樣的控制技術(shù)，無線系統(tǒng)可以支持車輛快速的跨 AP 漫游，跨子網(wǎng)漫游（即 AP 分屬不同網(wǎng)段，三層漫游功能），跨無線控制器（當(dāng)無線 AP 的數(shù)量超過了 1 臺無線控制器的管理能力時，需部署多臺無線控制器）漫游等技術(shù)，保證用戶移動狀態(tài)下的效果。其解決方案的漫游切換時間小于 50ms，滿足對切換時間要求最苛刻的語音業(yè)務(wù)，從而對 BRT 系統(tǒng)的語音視頻等業(yè)務(wù)提供良好的漫游切換支持。 2.2. AP 隨車 移動方式 AP 設(shè)備安裝在移動車體內(nèi)部，隨車輛移動，這種方式主要是要解決 AP 設(shè)備的上聯(lián)問題。 2.2.1. 設(shè)備上聯(lián)方式 分析 AP 設(shè)備安裝在車體內(nèi)部，隨車輛移動，對其向下 WIFI 網(wǎng)絡(luò)覆蓋較為穩(wěn)定，但其 AP 的上聯(lián)回傳就不能采用傳統(tǒng)的有線回傳方式，目前這種設(shè)備一般采用 3GLTE 網(wǎng)絡(luò)無線回傳，廠家也將這類設(shè)備起名為 TDWI 或者 3GWI。 目前 由應(yīng) 用的設(shè) 備使用 的回 傳網(wǎng)絡(luò) 有TD-SCDMATD-LTECDMA-EVDO 三種。 W I F I 網(wǎng) 管T D W I 終 端T D 網(wǎng) 絡(luò)W I F I 核 心 網(wǎng) 元T D 信 號W i F i 信 號 采用移動 TD-SCDMA 回傳的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖 W I F I 網(wǎng) 管T D W I 終 端L T E 網(wǎng) 絡(luò)W I F I 核 心 網(wǎng) 元L T E 信 號W i F i 信 號采用移動 TD-LTE 回傳的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖 W I F I 網(wǎng) 管3 G W I 終 端E V D O 網(wǎng) 絡(luò)W I F I 核 心 網(wǎng) 元C D M A 信 號W i F i 信 號B T SP D S NB S C / P C F采用電信 CDMA-EVDO 回傳的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖 3GWI 終端就是將 WIFI-AP 和 3G-CPF,利用 3G4G 網(wǎng)絡(luò)，將 AP 的數(shù)據(jù)無線回傳到城域網(wǎng)內(nèi)。 兩種回傳方式對比 3GWI 設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，用戶使用其 WIFI 網(wǎng)絡(luò)接入城域網(wǎng)的具體流 程見下圖。 （ 1） 3GFI 終 端開機附著到 TDLTEEVDO 網(wǎng) 絡(luò)，并通過TDLTEEVDO 加入 AC。 （ 2） WiFi 用戶通過認證，從 AC/BRAS 獲取 IP 地址并發(fā)起業(yè)務(wù) 。 （ 3） 3GFI終端對 CAPWAP封裝的 WiFi用戶數(shù)據(jù)進行 NAT后轉(zhuǎn)發(fā)。 （ 4） EVDO 網(wǎng)絡(luò)回傳 WiFi 用戶數(shù)據(jù)，并經(jīng) PDSN 轉(zhuǎn)發(fā)給 AC。 （ 5） AC 將 WiFi 用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到 Internet。 （ 6） AAA 完成 WiFi 用戶的認證和計費。 運營商 應(yīng)用情況 北京移動 、福建移動 采用 TDFi（ TD 回傳）解決方案，利用現(xiàn)有TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)公交車 WIFI 快速覆蓋。 杭州移動可能將采用 TDFi（ LTE回傳）解決方案， 利用現(xiàn)有 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)公交車 WIFI 快速覆蓋。 福建電信計劃在 采用 3GFi（ EVDO 回傳）解決方案 試點，利用 EVDO網(wǎng)絡(luò)，實行公交車 WIFI 快速覆蓋 。（目前已暫停） 目前移動 對這種覆蓋解決方式較感興趣，首先其 TD 網(wǎng)絡(luò)輕載 ， 網(wǎng)絡(luò)利用率偏低，需要牽引雙模終端更多駐留，提升利用率 ； 2G 網(wǎng)絡(luò) 重載承載移動絕大多數(shù)的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ， 宏網(wǎng)容量已趨于飽和，擴容困難，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量受到影響 ；wifi 網(wǎng)絡(luò) 移動場景無法實現(xiàn)有線回傳 ；利用 WIFI 網(wǎng)絡(luò)，分流 2G 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)壓力，承載在 TD 網(wǎng)絡(luò)上，達到其分流目的。 3GFI 劣勢 3GFI 終端通過 TDDO 網(wǎng)絡(luò)無線回傳，其覆蓋區(qū)域內(nèi)的 WIFI 用戶的使用感知將受到 TDDO 網(wǎng)絡(luò)的速率及容量的影響，無法達到傳統(tǒng)有線上聯(lián) AP 所能提供的速率（ 802.11g/20Mbps、 802.11n/100Mbps）。電信測試通過 DO 網(wǎng)絡(luò)回傳的 3GFI 終端覆蓋區(qū)域內(nèi) WIFI 單用戶的最高下行速率達到 800Kbps；多用戶時每用戶的速率將小于上述值。 3GFI終端覆蓋區(qū)域內(nèi) WIFI用戶的使用感知受到 TDDO網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量的影響，如 3GFI 終端處在 TDDO 網(wǎng)絡(luò)弱覆蓋區(qū)域，其 WIFI 用戶必然受到影響。 2.2.2. 3GFI 覆蓋 分析 3GFI 安裝在車體內(nèi)部， 安裝方式及位置靈活，可根據(jù)實際需要以掛架方式安裝在司機的后部，或最后一排乘客后方即車尾部分 ， 不容易觸碰、不影響正常運營的位置 。 3GFI 終端設(shè)備尺寸大于 280*200*90（ mm） 左右，其 3G 天線和WIFI 天線一般均采用外置天線。供電方式為 DC 24V，采用車載電源。整機功耗小于 15W。 3GFI 終端設(shè)備安裝在車頭或者車尾，覆蓋區(qū)域僅為整個車廂，車廂一般長度在 10m-12m 左右。 根據(jù) 自由空間傳播模式 ： PL(d)=PL (d0 ) +20log( 0dd )+ d （ 1） PL (d0)=32.4+20log(d0 10-3)+20logf(dB) 式（ 1）中 d0 為參考的近距離，單位 m； f為工作頻率，單位 MHz； PL(d) 表示路徑為 d（ m）總傳輸損耗值； PL (d0 ) 表示近地參考距離（通常 d0=1m）自由空間衰減值； 表示路徑損耗因子（ 0 1.6dB/m）； 計算 WLAN2400 系統(tǒng)中，自由空間 的傳播損耗情況： 取 近地參考距離 d0=1m 時， PL (d0 )=32.4+20 log (1 10-3)+20 log2400=40.0dB 10m 電磁波的傳輸損耗為： PL (10)=40.0+20log10+20 0.1=62.0dB 3GFI 終端設(shè)備發(fā)射功率為 100mW，其覆蓋邊緣區(qū)域接收電平能達 到 -50 dBm 左右，滿足覆蓋要求。 2.2.3. 3GFI容量分析 容量設(shè)計主要從設(shè)備性能、用戶分布和 上聯(lián)速率等方面來分析 。 3GFI 終端對于其覆蓋區(qū)域內(nèi)的每個用戶來所，就是一臺 AP，其每用戶速率（每 AP 連接速率傳輸效率） /（ 2用 戶數(shù)量忙時用戶激活比例） ，如 AP 采用傳統(tǒng)有線方式上聯(lián)，其每用戶的速率取決于 AP 設(shè)備的連接速率。 802.11g 模式下為 54Mbps， 802.11n 模式下為 150-450Mbps。 3GFI 終端采用 3G4G 網(wǎng)絡(luò)作為上聯(lián)方式， 終端上聯(lián)速率 必然受到無線網(wǎng)絡(luò)的影響。 3G 網(wǎng)絡(luò)的上下行 峰值 速率