一 前言

      隨著WLAN移動通信技術的完善，地鐵列車在以120Km/小時高速行駛過程中依然能保持與地面的不間斷實時通信，這使得PIS（Passenger Information System）旅客信息系統的建設成為可能，現代PIS系統除了能在車廂內顯示乘車須知、列車時刻表等文本信息以外，還可播放股票信息、媒體新聞、賽事直播、廣告等實時動態信息，一旦出現火災、阻塞及恐怖襲擊等非正常情況，PIS系統還可提供動態緊急疏散提示。

      PIS系統的應用將原有封閉的車輛空間變成一個“信息娛樂中心”，增加了乘客舒適感。同時由于車、地無線通信系統還有富裕的帶寬，PIS系統往往還與車輛監控系統相結合，將車輛內部圖像實時上傳到控制中心，充分保障列車的行車安全。

二 PIS系統信息化需求

      PIS系統作為地鐵公司與乘客之間最直觀的信息交互平臺，所有實時播放的媒體流不能出現圖像馬賽克、聲音停頓的情況，這需要有線網絡、車地無線通信網均有足夠的帶寬和良好的QoS保障機制，同時網絡的可靠性要求也非常高，不能因為網絡的中斷導致PIS系統故障。

      為了保障列車播放圖像的高清晰，目前PIS系統所需最低帶寬為6-8M（按MPEG 2格式），考慮到車輛內部監控還需2-4M帶寬（每列車有多個攝像頭，同時只上傳兩路圖像），平均無線網帶寬應至少在13M以上，帶寬是保障圖像高質量的最基本要求。

      為了滿足多輛列車同時接收新聞等實時信息的轉播需求，列車PIS系統要求支持組播技術，但由于列車在快速行駛過程中車載AP與軌旁AP存在漫游切換，而車載網絡卻無法及時感知這個過程，會依然試圖從原有軌旁AP接收數據，最終導致組播數據流的中斷，如何保障車輛移動過程中的組播報文不丟失，也是PIS系統成功應用的一個關鍵技術。

三  PIS系統數據承載網解決方案

H3C的PIS解決方案如下：

      H3C建議PIS系統采用高可靠的雙歸屬接入設計，車站AP接入交換機通過雙千兆鏈路接入到核心，避免單鏈路故障或者單核心故障對網絡造成的影響，傳輸鏈路可選擇裸光纖或MSTP傳輸，交換機下行通過光纖口直接接入隧道軌旁AP，避免使用光電轉換器降低系統可靠性。

      核心交換機建議選擇支持多級多架構和核心部件冗余的高端交換機產品，例如H3C的S10500交換機具有CLOS架構并提供冗余引擎、冗余電源、冗余風扇、支持熱插拔，這些交換機具有100G交換平臺，均支持高密度的千兆、萬兆接入，具有足夠的性能和可靠性，非常適用核心環境使用。

      為了提高無線網的可靠性，在PIS系統承載網中還放置了兩臺無線控制器，兩臺控制器之間通過網絡或心跳線實時同步狀態信息，一旦出現主控制器故障情況，備用控制器能立即接管主控制器所有功能，保證無線網的不中斷運行。

3.1 PIS系統關鍵技術――組播環境0丟包技術

      車載流媒體播放服務器作為PIS系統組播數據流的接收者，它直接與車載交換機互聯，車載交換機上行接入車載AP設備，雖然列車移動過程中車載AP和軌旁AP有著持續的切換過程，但車載交換機和流媒體播放計算機卻無法及時感知這個過程，因此也不會在AP切換后主動發起新組播加入命令，直接導致廣播流的中斷。

      H3C通過在AP上開發IGMP-Snooping功能，車載AP能提前預知車載網絡中是否有組播接收者的存在，在與軌旁新關聯AP建立連接的過程中，車載AP會代替其后端的有線網絡和接收者發起組播加入功能。

      在新關聯AP通道的組播報文沒有到來以前，車載AP仍通過原有軌旁關聯AP接收組播數據，一旦從新關聯AP接收到報文，車載AP則代替后端網絡發起組播離開報文，通過這種先建連接，后切換的技術，真正實現了0丟包功能。

      由于標準協議的處理并不支持這樣的功能，只有將標準協議與組播應用相關聯后才能實現，這需要廠商有專門研發的能力。

3.2 PIS系統關鍵技術――QoS技術

      PIS系統的圖像、語音是否聯貫，與數據承載網的QoS能力緊密相關，由于PIS系統有線網絡千兆骨干網帶寬承載PIS流媒體業務綽綽有余，整個PIS系統性能瓶頸還集中在無線系統，WLAN部分的QoS決定了PIS的性能和表現。

      H3C的有線、無線一體化解決方案可實現有線網QoS與無線網QoS的相互映射傳遞，在所有的層次保證用戶數據的最高質量優先級調度。

      WLAN的802.11e協議定義了無線QoS實現方案，正常情況下WLAN系統第一個報文發送完畢后，至少要等待DIFS的時間間隔，終端用戶才開始競爭搶奪時間片進行發送，但對于應用802.11e的高優先級的報文，由于其等待時間小于DIFS，比如修改為SIFS或者PIFS，一旦第一個報文發送完畢，這些高優先級用戶的報文總會優先搶到發送權力，從而保障其高服務質量。

      802.11e定義了SIFS到AIFS多種等待時間間隔，支持多優先級業務的統一承載，H3C的AP產品均支持802.11e，在實際應用環境中可將車廂內的視頻播放流設置為最高優先級，將視頻監控流設置為普通優先級，優先保障媒體廣播的高質量。

3.3 PIS系統關鍵技術――WLAN 無線網高帶寬保證

      正常情況下兩個AP之間傳遞數據報文之前需要經過Probe-Request、Probe-Response等多次握手協商，這需要占用大量的WLAN空口實際帶寬，801.11g標稱是54Mbps，但實際可用的數據報文帶寬最高不超過

      H3C的AP產品通過技術改進，首先減少協議控制報文交互數量，其次實現將多個短包傳輸報文拼裝成一個長報文發送，這極大的減少了短包傳遞所需的協議交互報文數量，可有效提高WLAN空中接口的帶寬利用效率。

      在實際地鐵環境測試過程中，列車行駛速度達到80Km/小時，H3C無線方案可提供的應用帶寬可達到18Mbps，處于業界領先水平。

四 PIS系統H3C地鐵優勢

●PIS系統高可靠設計：99.999%高可靠設備、雙歸屬接入拓撲結構設計、冗余無線控制器部署

●PIS系統高質量保障：移動模式下組播報文“0”丟包專利技術、最高可達18M的WLAN高帶寬技術

●PIS系統有線&無線端到端QoS技術

五 H3C PIS方案訂購信息