陈剑飞



试论地铁通信领域中WLAN技术的应用

陈剑飞

南京地铁运营有限责任公司，江苏 南京 210012

分析了WLAN技术的有关含义，同时阐述了地铁通信领域之中WLAN技术的组网方式，最后再结合多年工作实际，围绕地铁通信领域中WLAN技术具体应用情况进行了分析，旨在深入了解WLAN技术，将其科学且有效地应用在地铁通信领域中。

地铁通信领域；WLAN技术；组网方式；具体应用

1 WLAN技术的内涵

WLAN技术是Wireless Local Area Networks的缩写，具体指局部区域网络环境下，以无线网络媒体与介质展开通信的一种无线网络形式。由于其采用的是无线电微波空间传输形式，因此受线缆限制较小甚至不受限制。此外，遵循IP协议，在一定范围内能够向用户提供高速数据连接渠道，往往传输的距离几十米到几百米不等，速率最高时还能传输至几公里。按照国际出台的有关法律规范，若是服务于医疗、工业及科学等领域，工作频率使用范围约为2 480 MHz，且无需申请ISM频段。现阶段我国同国际接轨，所使用的频点和欧洲一样，均开放了1～13信道[1]。

据了解，现阶段国内各城市地铁大多采用的是WLAN技术支撑下的PIS系统及CBTC系统，特别是北上广等发达城市均采用WLAN技术等对上述两系统进行设计与调试，究其原因主要是基于产品链以及技术本身的成熟度而定。WLAN技术本身有着系统容量大、近距离传输以及接入速度快等优势，因此其会随着技术的不断发展而被更广泛地应用在地铁通信领域中。

2 WLAN技术在地铁中的组网方式

将WLAN技术应用在地铁通信系统中，在具体组网时应使用车载AP及轨旁AP等系统。需要注意的是，无线网络系统实际上是由交换机、轨旁AP、车载控制服务器、车载AP以及天线等设备构成的，且车站接入层的以太网交换机和天线接入点AP是在单模光缆光纤收发器的利用下连接到一起的，而控制中心涉及的无线控制器则是在控制中心以太网和GE链路的工作作用下连接到一起的。有线网络信息系统之后出现了无线网络系统，后者能在IEEE 802.11a/g/n/ac这一标准的5.5 GHz或者2.4 GHz频段的无线通信技术帮助下实现地铁车辆与地面通信，并确保车地之间实时无缝的信息传输。

分析天线与AP特性，再结合现场实际情况来选择与确立AP数量和位置。只有这样才能确保WLAN技术提供的无线信号，实现全范围无缝隙覆盖，并不断实施调整与优化，以满足车地之间的实时通信需求（见图1）。但需注意的是，要想实现实时通信，则要求无线网络所提供的双向式传输有效宽带的速率务必在15 MB/s以上，且地铁车辆的行驶速度为80 km/h。

图1 轨旁无线天线覆盖示意图

3 WLAN技术在地铁通信网络领域中的具体应用情况

3.1 选择与安装

针对轨旁AP天线的安装应选择抱杆安装法，而后再在天线安装夹（自带）的利用下把天线直接固定在轨旁立柱之上。车载无线单元与AP天线涉及的天线高度十分相近，因此不需要单独做机械倾斜。

车载无线单元涉及的天线被直接安装在驾驶操作室内的上部，但从隧道环节以及安装需求等方面进行考虑，便需要为每一个AP配备与IP 65级要求相符的设备箱，同时针对高架段和地面段的AP还应加装必要的防雷漏电设施（见图2）。

图2 防雷漏电设备安装示意图

3.2 地址规划

众所周知，地铁车辆需要在不同车站间来回移动。对此，应把车载网络的VLAN三层终结至车站中心交换机中，而这需要在中心交换机和车站交换机的中点位置配备IEEE 802.IQTrunk，这样不同的车站VLAN和车载信息才能传递到中心交换机中。值得一提的是，IP地址规划应遵循连续性、可扩充性等原则。

3.3 QoS规划

基于车地无线形式的WLAN网络，其中的QoS十分关键。这是因为其是保障视频。语音等通信质量的重要技术指标，其最明显的作用便在于实时传递视频和语音。

3.4 确保WLAN技术安全

据了解，WLAN技术均采用的是5.5 GHz或者2.4 GHz的公共电磁波。无论是在地铁车厢内，还是在地铁站内，每位乘客均有干扰物理条件的可能。因此人们在应用WLAN技术时，会从技术安全等方面进行考虑，目的在于避免或防范网络攻击，防止出现地铁安全事故[2]。

具体来讲，确保WLAN技术运行安全，首先要做的便是设置相对复杂的SSID系统，并禁止、隐藏WLAN设备向传播SSID；其次应绑定认证MAC，禁止一切没有经过绑定的MAC地址入侵或者访问地铁网络；然后认证WPA-PSK，并设置相对复杂的WPA-PSK密匙，通常密码长度为8～63位；最后还应当坚持使用WPA-TKIP无线传输数据，并进行加密处理。

4 总结

综上所述，本文通过分析WLAN技术内涵，阐述了其在地铁通信领域中的具体应用情况。为确保该技术被全面应用，在建设初期便需要开展合理完善的频点规划，并针对WLAN技术应用实况给出一些有效的调整与优化方案，使其更符合地铁运营要求。

[1]田伟.WLAN技术在地铁通信领域中的应用研究[J].科技信息，2014（10）：155，156.

[2]张仲康，张大钊.WLAN技术在地铁通信领域中的应用[J].中国新通信，2016（17）：127.

Application of WLAN Technology in the Field of Subway Communication

Chen Jianfei

Nanjing Metro Operation Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210012

The paper analyzes the meaning of WLAN technology, and expounds the networking mode of Metro communication field of WLAN technology, and finally combined with years of practical work in the field of communication technology.The WLAN subway application were analyzed, aiming at understanding the WLAN technology and applying it in the field of subway communication scientifically and effectively.

subway communication field; WLAN technology; networking mode; specific application

TN925.93

A

1009-6434（2017）11-0024-02