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1、中国移动科技创新成果推广材料,完成单位：省公司数据部,成果名称：高速列车无线宽带接入服务,01,成果研究类别：其它,省内评审结果：,成果专业类别：数据业务,成果内容及推广价值介绍,一、项目背景和意义二、技术实现方案三、技术方案的关键点、难点和创新点四、项目推广方式建议五、项目推广投资和软硬件需求,项目背景-宽带接入需求,铁路是我国最主要也是最重要的交通手段，每年约发送旅客16亿人次；我国拥有网民3.6亿；相当部分乘客上网需求强烈，如：学生、出差商务人士；部分铁路线路高端商务旅客众多，如：广深线、京津线等，他们对数据业务有更加迫切,项目背景-全球案例,2006年8月在日本筑波 Express提供
2、商业化无线上网服务,2009年2月在伦敦到苏格兰东岸的火车线路，免费无线上网,法国高铁TGV Line EST 2007年12月以卫星技术对列车上乘客提供网络服务,台湾高铁已经进行测试，处在商业应用的准备阶段,日本新干线也于2009年3月以WLAN无线上网技术提供列车上乘客网络服务,项目背景-当前问题,设置AP可提供单点WIFI覆盖，但AP之间需要以有线网络连接才能组网列车内网和外部网络不连接，现有技术成本高（如卫星通信、建设车地无线通信专网）；带宽低：使用单模块无线接入设备认证和计费如何实现。无完整和系统方案，没有对现有地面WLAN系统的兼容性考虑,项目背景-技术路线,列车上用户直接使用无线
3、终端连接EDGE/GPRS/3G网络直连地面基站 车体穿透损耗大于24dB（新型全封闭车厢）通过车内直放站 普通802.11笔记本无法上网车外卫星+车内WLAN 对列车速度不敏感；建设和运营成本高；存在覆盖盲点车外3G网络+车内WLAN 支持802.11的笔记本和手机都可以上网 车外卫星/3G网络+车内WLAN车外WiMax网络+车内WLAN,项目背景-技术选择,法国高铁 最高速度达到350Km/h，因此选择对移动速度最不敏感的卫星通信技术完成主要的车地通信。同时由于使用WIFI作为铁路沿线的隧道等卫星覆盖不良区域的补充。日本新干线 利用新干线现有的沿线泄漏电缆资源，进行数字化改造，满足基本的
4、上网需求。同时进行卫星通信和WIFI结合的试验，为后续升级做准备。丹麦Arriva 北欧各国在3G/3.5网络的建设上非常成熟，现有网络覆盖比较完备。因此选择利用现有网络资源，避免专门为铁路布设大量基站。,因地制宜,成果内容及推广价值介绍,一、项目背景和意义二、技术实现方案三、技术方案的关键点、难点和创新点四、项目推广方式建议五、项目推广投资和软硬件需求,技术方案-系统架构,Main Coach,Secondary Coaches,Wireless Mesh Network,车载设备多模路由器(可接入TD,TD-HSDPA和EDGE,GPRS)本地网管和远程网管服务器用户认证网关本地内容和应用
5、服务器通用电源系统，集成机箱，适应列车设备架安装,HSDPA,EDGE/GPRS,Internet,WLAN 802.11b/g,Multilink=Combining several mobile backhaul technologies,WiFi MESH(内带AP)定制天线网络高可靠标准WiFi接入专用车载设备,技术方案-网络拓扑图,802.11b/g,Internet,802.11a/b/g,HSDPA接入设备,列车定制AC(本地网络控制、网管、计费、认证等),车厢MESH设备,车厢MESH设备,TD-SCDMA,TD-SCDMA网络,地面网络,列车网络,终端,本地内容和应用服务器,
6、远端集中网管客户端,技术方案-逻辑结构,从物理分布上分为：地面网络车载网络车载终端从功能分布上分为：数据服务网络(CMNET,CMWAP）车地无线网络列车无线网络用户数据单元,列车WLAN网络,Mesh 根节点,MAP(Mesh+AP)节点,STA,MESH链路,AP/STA链路,AP节点,MESH网络适用于有线网络部署困难的场合Mesh根节点连接有线网络可有多个Mesh根节点,MESH网络路由,IS-IS,OSPF,ISIS(MAC),RIP(DV),ISISMT-ISIS(MAC aware),OSPFv3MT-OSPF,DVMRP,MOSPF,OLSR,AODV,MANETOSPFv3,
7、有线网络路由协议,HWMP(RA-AODV-MAC),Hybrid LS(ISISMT-ISIS),RA-OLSR(L2 MAC),HybridAODV,ES-IS,ES-IS(MAC),ES-IS,AODV=Ad Hoc On-Demand Distance-VectorHWMP=Wireless Mesh Protocol,本方案路由特点：L2(MAC地址)路由按需路由自组网自修复,技术方案-总体流程,通过支持HSDPA的TD无线网关设备将铁路沿线的基站信号引入到列车箱体内；TD无线网关天线接口通过射频电缆与主车厢外天线相连接。针对高速铁路的特殊环境，专门设计开发工业级数据网关产品，捆绑多
8、个TD数据卡，提供高速接入能力。根据沿途基站的容量配置，提供高速数据接入业务。无线网络控制器(AC)负责用户接纳控制和流量管理，作为认证网关负责用户登录、认证、计费，提供本地网管功能。无线网络控制器(AC)通过以太网口连接车厢MESH设备，车厢MESH设备间自动构建MESH网络实现互连和分布式覆盖。用户认证和计费系统采用已有的“随e行”系统，用户在车厢内上网只需开通中国移动的“随e行”业务。列车AC负责登录界面推送和到网络侧认证并启动计费过程。,技术方案-数据通路,（1）通过WIFI接入到网络中的MAP节点（2）WIFI数据以MESH跳接方式传输到AC（3）AC将数据转发到TD无线接入设备（4
9、）数据通过TD无线接入设备与TD-SCDMA基站和RNC建立的无线通道传输到SGSN（5）SGSN将数据传输到GGSN（6）GGSN将数据转发到Internet,技术方案-IP分配和NAT,（1）用户终端的IP由AC分配（DHCP)；（2）TD接入模块的WAN口IP由TD网络分配（DHCP)；（3）TD接入模块的LAN口IP和AC的WAN口IP在一个网段；（4）终端到Internet的L3（IP）报文经过AC、TD接入模块和TD网络时分别经过一次NAT,LAN,WAN,LAN,LAN,WAN,WAN,技术方案-流量分配,（1）本方案中采用了多模块复用技术，提高了整体带宽。（2）在技术实现上，由
10、AC负责新加入用户使用哪一个TD接入盒，其分配原则是检测当前各个接入模块上的业务流量，选择相对空闲的接入模块作为用户使用的接入模块。（3）通过设置AC上的路由，将用户数据转发到所分配的TD模块。,关键流程-认证和计费,NAT,NAT,NAT,关键流程-认证和计费-问题,外网地址无法访问内网地址（NAT）,关键流程-改进认证和计费,NAT,NAT,（1）Portal服务器作为WLAN接入系统的一部分，甚至AC内嵌模块。（2）Radius计费和认证服务器不受影响。因为报文交互首先由AC发起。,关键流程-鉴权和认证（1）,通过TD网络接入到Internet的鉴权和认证过程如下：1）终端与MESH/A
11、P建立WLAN连接，从AC获得IP地址2）用户打开任意网页3）AC推送Portal服务器页面给用户4）Portal服务器页面包含用户名和密码输入；用户输入登录名和密码5）Portal服务器收到用户名和密码之后向AC发送请求认证消息6）AC向Radius Server发起其签权过程7）RADIUS server鉴权通过，返回结果给AC8）AC接收到鉴权成功，根据鉴权信息，设置用户IP的流量等QoS参数,关键流程-计费（1）,通过TD-SCDMA网络接入到Internet网络的计费如下：1）用户接入到WLAN网络，鉴权通过后，AC发送计费开始消息到Radius Server2）用户断开WLAN的连
12、接后，AC发送计费停止消息到Radius Server,成果内容及推广价值介绍,一、项目背景和意义二、技术实现方案三、技术方案的关键点、难点和创新点四、项目推广方式建议五、项目推广投资和软硬件需求,项目内容及创新-工作内容,多种技术混合组建无线宽带网络：研究TD-SCDMA、WLAN、MESH技术混合组建无线宽带网络的可行性MESH技术：采用MESH技术实现车厢间信号的桥接与车厢内WLAN的覆盖多模块TD无线网关：开发多模块TD无线网关，可同时捆绑多个TD数据模块，将无线通道复用捆绑，实现各模块之间的流量均衡，提升接入速度 WLAN与TD融合模式下的计费：研究TD-SCDMA、WLAN融合模式
13、下，用户认证与计费的方式,项目内容及创新-创新所在,提出高速列车无线宽带接入的总体解决方案功能完备满足中国移动WLAN业务规范使用TD-SCDMA技术为列车提供车地无线接入使用多接入模块增加车地接入带宽模块化设计，方便扩展支持TD-HSDPA,提出车载WLAN认证和计费方案Portal服务器置车上Radius(认证、计费）服务器置机房消息接口遵循中国移动WLAN业务规范使用MESH无线技术实现车厢间连接免去大量工程施工L2路由技术，免设备配置,项目内容及创新-创新所在,成果内容及推广价值介绍,一、项目背景和意义二、技术实现方案三、技术方案的关键点、难点和创新点四、项目推广方式建议五、项目推广投
14、资和软硬件需求,建设模式,由铁路运营商独立投资建设由铁路运营商和通信运营商协议合作建设铁路运营运营 或通信运营商运营由铁路运营商和通信运营商共同投资建立新的公司负责网络建设和运营,收入模式,用户上网收费。利用门户页面刊登广告。利用门户页面，结合线路特点进行商业推广。例如：旅店酒店预订机票车票预订旅游景点推荐地方商业网点介绍特色商品出售租借上网笔记本。,成果内容及推广价值介绍,一、项目背景和意义二、技术实现方案三、技术方案的关键点、难点和创新点四、项目推广方式建议五、项目推广投资和软硬件需求,投资金额（单列车）,其他项目花费,收益分析（1）,广深线上单列列车编组为例:单车定员650人平均满座率为70%（平时非高峰期大约上座率50%，早上和下午的高峰期则接近90%，春运、长假和清明等时期满座）假设有5%的乘客付费上网，则有22.75人付费上网。参考国外运营商定价，初期按照10元/小时收费，则每小时收入为227.5元。全年以320日计算，该列车平均每日运客时间为4个小时，则全年收入为227.5*4*320=29.12万元。,收益分析（2）,谢 谢！,
