高铁Wi-Fi给旅客在带来无线快速上网的快乐体验，大家不要认为在高铁上使用高铁Wi-Fi就像在家里通过安装路由器一样简单，高铁Wi-Fi的实现方式是一个系统工程，在高速运行的环境下、在特定的运行环境下、在长时间不间断的运行下、在保证整车旅客同时上网的情况下有着良好的体验的情况下，这个系统工程非常的庞大，下面简单的向读者简介一下高铁Wi-Fi整个的网络架构和实现方式。
一、高铁Wi-Fi系统总体架构
高铁Wi-Fi运营服务系统总体结构分为三个子系统和两层数据分发同步服务，具体如下：
1.总公司Wi-Fi服务子系统
总公司Wi-Fi服务子系统是整个高铁Wi-Fi运营服务系统的核心，主要负责编辑和管理高铁Wi-Fi运营服务系统所需信息服务内容，并将内容同步至铁路局的内容分发同步服务器。总公司Wi-Fi服务子系统分为铁路外部服务网部分（以下简称外网）和铁路内部服务网部分（以下简称内网），基于总公司铁路安全平台进行安全防护。其中，外网与外部互联网进行连接，并采用总公司互联网边界安全系统进行安全防护。内网部署用户中心、商旅交易、结账清算和电子支付前置等应用。外网部署用户中心、广告管理、视频服务、内容服务、游戏服务、客运信息服务、网络服务管理、商旅交易、结账清算、运营管理、电子支付前置以及系统监控等应用。铁路局数据分发同步服务器部署在铁路局外部服务网，从总公司Wi-Fi服务子系统中同步取得服务内容文件，为管辖各站的车站Wi-Fi服务子系统和动车所的内容分发同步服务器提供数据同步服务。铁路局接口服务器部署在铁路局外部服务网，为相关系统提供数据接口服务。
2.车站Wi-Fi服务子系统
车站Wi-Fi服务子系统部署在车站局域网内，可通过互联网专线网络从铁路局内容分发同步服务器，或通过互联网从总公司的内容分发同步服务器中获取内容服务、视频服务、交易服务等相关数据，向旅客提供Wi-Fi接入的信息及内容服务。部署安全审计、终端定位、上网行为管理网关等服务器和软件进行无线接入安全防护。车站Wi-Fi服务子系统主要包括Portal门户、登录认证、站内引导、休闲娱乐、应用下载、浏览新闻、我的行程、上网服务、以及客运信息查询功能。
3.列车Wi-Fi服务子系统
列车Wi-Fi服务子系统包括单车Wi-Fi应用服务和列车中心Wi-Fi应用服务两部分，分别部署在单车Wi-Fi服务器和列车中心服务器上。列车采用无线组网方式时，每趟列车部署一台列车中心服务器，每节车厢部署一台单车Wi-Fi服务器；采用有线组网方式时，每趟列车部署两台列车中心服务器提供集群服务。列车Wi-Fi中心服务器通过动车所无线局域网从动车所内容分发同步服务器或通过3G/4G无线网络从总公司的内容分发同步服务器上获取内容服务、视频服务、交易服务等相关数据。列车采用无线组网方式时，列车中心服务器将视频内容分发同步至每节车厢的单车服务器。在列车运行过程中或停靠车站时，列车Wi-Fi中心服务器通过3G/4G公网，从总公司Wi-Fi服务子系统获取实时信息。列车Wi-Fi服务子系统的功能包括Portal门户、登录认证、视频服务、休闲娱乐、应用下载、浏览新闻、车上购物、我的行程、上网服务，以及客运信息的查询等功能。
二、逻辑系统架构
高铁Wi-Fi运营服务系统逻辑结构由总公司系统，列车/车站系统，车、地系统间的数据同步三部分组成。总公司系统即总公司Wi-Fi服务子系统，自底向上共分为五层：硬件设备层、平台支撑层、平台服务层、平台管理层平台服务层；列车/车站系统主要包括列车Wi-Fi服务子系统和车站Wi-Fi服务子系统，自底向上共分为四层：硬件设备层、平台接入管理层、平台服务层、平台服务层；车、地系统间的数据同步方式包括3G/4G无线网络的数据实时自动同步，通过动车所内Wi-Fi网络的数据批量自动同步，以及通过数据摆渡盒的人工方式同步。如下图所示。共分为四层：硬件设备层、平台接入管理层、平台服务层、平台服务层；车、地系统间的数据同步方式包括3G/4G无线网络的数据实时自动同步，通过动车所内Wi-Fi网络的数据批量自动同步，以及通过数据摆渡盒的人工方式同步。
三、系统网络结构
高铁Wi-Fi运营服务系统的网络结构分为四个层，包括铁路总公司层、铁路局层、站段层和列车层，采用铁路数据通信作为数据传输骨干网，通过3大运营商公网建立数据传输，路局和站段之间通过互联网专用通道确保了数据传输信息的安全。具体下图所示。
四、车载Wi-Fi局域网系统构成
动车组车载无线局域网（Wi-Fi）服务系统（简称车载Wi-Fi系统，下同）包括中心服务器（包括路由板和应用板）、单车服务器、无线访问接入点（以下简称AP）、无线网桥、车顶天线及连接线缆。中心服务器作为车载Wi-Fi系统的互联网出口，负责车地通信数据传输、用户网络行为审计等功能，同时为车载局域网提供本地内容服务；单车服务器是连接中心服务器和AP的桥梁，负责IP分配、内容分发等功能，同时为AP提供有源以太网（以下简称PoE）供电；AP是旅客连接车载局域网的接入点，负责提供无线热点；车顶天线为中心服务器提供3G/4G及GPS信号接入，无线网桥负责车厢间网络通信。
根据车厢间网络连接方式不同，分为有线组网和无线组网两种组网方案。在既有动车组上，车载局域网均采用无线组网的方式构建车厢之间的传输网络；在新造动车组上增加千兆以太网或光纤传输介质，以有线方式构造车载局域网车厢之间的有线传输网络。
五.车厢无线系统构成
（1）有线组网系统构成
对于新造动车组，列车在出厂之前，在车厢头、尾端增加新的连接器，以车载PIS系统的交换机作为辅助设备，并在整车内贯通千兆以太网，实现车厢之间的千兆以太网传输条件，并将千兆以太网的传输端口与单车内的交换机进行连接，实现整车范围内的车载局域网有线传输条件。
（2）无线组网系统构成
既有动车组车载Wi-Fi系统无线组网方案通过无线网桥实现车厢间局域网连接，车载Wi-Fi系统无线组网方案构成。通过在相邻车厢的连接处安装无线网桥，前车车厢尾端的无线网桥设备与后车车厢头端的无线网桥之间建立无线传输通道，将相邻车厢连接在一起。在车厢内部，车厢头、尾端的无线网桥均与本车厢内的交换机相连，从而在相邻车厢之间建立起无线传输通道。
六、高铁Wi-Fi运营服务系统功能分析
高铁Wi-Fi运营服务系统由总公司Wi-Fi服务子系统、车站Wi-Fi服务子系统、列车Wi-Fi服务子系统三个子系统及12个业务模块组成。系统面向旅客提供休闲娱乐、铁路商城、旅客上网、旅行服务以及购买火车票、铁路发货等特色服务。总公司Wi-Fi服务子系统为车站和列车Wi-Fi服务子系统提供管理和数据支撑服务，业务模块包括：用户中心、内容服务、客运信息服务、视频服务、游戏服务、广告管理、商旅交易、电子支付前置、网络服务管理、结账清算、运营管理以及系统监控。列车及车站Wi-Fi服务子系统主要为旅客提供了信息浏览服务、互联网接入服务、视频服务、交易服务、休闲娱乐服务，以及客运相关服务，同时还为移动终端应用提供信息服务。
1.服务系统主要架构
高铁Wi-Fi运营服务系统由运管中心、地面系统、车载局域网和服务系统四部分组成。
运管中心是高铁Wi-Fi运营服务系统的运行、维护、监控和经营管理中心，由用户鉴权服务、安全防护、网管服务、综合监控平台和路内外资源管理服务组成。地面网络是列车与公众互联网建立连接的通道，为车内用户终端提供互联网接入服务，主要由中国移动、中国电信和中国联通三大运营商组成。车载局域网由多个车厢的局域网通过有线或无线方式互联组成，是车内用户终端（手机、PAD、笔记本电脑）接入车载服务系统的载体平台，主要由单车服务器、中心服务器、AP、交换机等设备组成。服务系统是高铁Wi-Fi运营服务系统为旅客或商家直接提供服务的载体平台，主要提供互联网接入、休闲娱乐、车上商城、行程优选及广告投放等服务功能版块组成。
2.功能层次架构
（1）运管中心
运管中心是高铁Wi-Fi运营服务系统的后台管理服务中心，通过对Wi-Fi运营服务系统的全程管控，可实时协调及配置系统资源，包括路内资源（列车交路、车站大屏、正晚点查询等客运资源以及商店、旅行社等自主经营资源）和酒店、地方特产、影视等外部社会资源。运管中心的综合监控平台能全方位、实时性监控全系统的运行状态，并能及时对监控结果做出响应，进而保障系统稳定运行。
（2）地面网络与车载局域网
地面网络与车载局域网是高铁Wi-Fi运营服务系统功能实现的重要支撑，车载中心服务器通过车顶天线与铁路沿线运营商公网基站建立无线通道，通过运营商的光缆到达运营商核心路由器实现系统互联网的接入。车载局域网通过车载设备之间的有线或无线组网，实现列车内部网络的互联互通，同时可为旅客提供列车本地的内容服务，如高铁影院、车载音乐等。
（3）服务系统
服务系统是高铁Wi-Fi提供互联网接入、休闲娱乐、车上商城、行程优选和广告投放的服务平台。旅客通过使用终端设备，不需要支付任何费用，通过服务系统平台认证即可享受互联网接入服务；接入车载Wi-Fi旅客可享受列车本地高铁影院、新闻资讯、音乐、小说、游戏等休闲娱乐服务，以打发闲杂时间，增加旅途乐趣，提高用户乘车体验感；通过该系统平台，旅客可直接在线订餐，乘务员根据旅客座位信息进行配送到座，同时，还可以享受沿途车站特产或纪念品购买、酒店预订、目的地旅游景点门票预订、联程票预订、小说“阅”卡购买、积分兑换商品等增值服务；该服务系统基于旅客的行程及LBS地理位置信息进行服务匹配，为旅客提供旅服信息（车型、车厢布局、座位、时刻表、沿途站、实时位置等）查询，并为旅客推送沿途站旅游介绍、目的地酒店推荐、多式联运售票、到站提醒、到站拼车、到站小红帽、接送站等服务，方便旅客了解掌控自己的行程并做好规划。
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