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高铁WiFi与5G“牵手?#20445;?#39640;铁上网的春天来了?

2019-06-10  来源:钛媒体  作者:王新喜

关于高铁上为何没有WiFi这个问题在近几年已经被热议过多次,呼声由来已久,每逢节假日这种呼声尤为迫切。但在如今,高铁WiFi或许迎来了破局的?#27809;?#20250;。

日前,据每日经济新闻等媒体消息指出,作为中国铁路动车组Wi-Fi系统唯一的建设和运营主体,国铁吉讯已组建专业技术团队,在高铁Wi-Fi系统技术储备、高铁Wi-Fi系统与5G融合、定制开发车载5G设备?#28909;?#20010;方面进行了战略部署。

据介绍,国铁吉讯与华为、中兴等5G设备商正联合开发车载5G设备,并计划于2019年底完成测试工作。在高铁WiFi系统与5G技术的融合方案中,利用了边缘计算、网络切片、虚拟化等关键技术解决高铁对5G信号的屏蔽问题。

4G时代,高铁WiFi迟迟无法等来春天

在4G时代,尽管高铁WiFi的呼声很高,但之所以迟迟无法等待春天,源于4G通信技术的短板问题存在。此前有高铁内部人士称,“4G信号转WiFi后速率不稳定。而当时国外最先进的做法是发射卫星WiFi。”并表示复兴号应该是通过4G与卫星WiFi相结合的方式建立的。但尽管如此,复兴号WiFi依然不完美。

此前,不少普快列车已经在提供免费WiFi上网,一般会采用LTE或者4G技术,为列车提供WiFi信号,而且运营的还不错,?#28909;?#24191;铁集团,沈阳铁路局、昆明铁路局也已开通部分车次的免费WiFi服务。但高铁的难题在于它的速度过快,达到每小时300公里,这样快的速度给基站切换、通信延时带来了极大的挑战。

去年6月,高铁WiFi引入了腾讯与吉利。两家去年曾发布消息,双方组成的联合体成功中标动车网络科技有限公司49%的股权转让项目,成交价为43亿。而动车网络是中铁总公司确定的?#29575;?#20225;业中唯一经营动车组WiFi的企业。这意味着,腾讯和吉利控股自去年正式?#23588;?#21040;高铁WiFi建设中。

互联网公司的?#23588;耄?#21487;以以提供内容和消费的合作形式,介入到这一产业中,继而嫁接一系列产品和服务,通过这种方式,他们从内容消费与娱乐、游戏、O2O服务等层面产业链层面可?#28304;?#36896;一个基于互联网的“高铁服务平台?#20445;?#20174;而最大限度的占有乘客在高铁上的时间,进行商业上的转化。

但互联网公司更多是带来多元化的商?#30340;?#24335;与盈利上的想象?#21344;洌?#21487;能依然无法化解其技术与烧钱难题。因此我们看到,过去在复兴号上已经提供了免费WiFi,但实际的体验效果却差强人意。有人说,复兴号提供的免费WiFi打开网页都很卡,更别说看视频了。

由于高铁的速度远大于普通火车,而速度太快会产生一种多普勒效应。目前火车上WiFi一般是通过车载WiFi设备,接收沿途三大运营商的网络信号,将其转化为列车上的热点,以供乘客使用。因为火车速度慢,确保信号稳定应该问题不大,网络之间频繁切换也不会有太大影响。但高铁的难点在于,速度达到每小时200公里以上,甚至超过300公里时候,网络切换导致信号衰减而且变得极不稳定。

加之三大运营商的信号频段不一样,信号穿透力与基站覆盖率、核心网资源不一样,不同的基站发出来的信号质量也不一样,因此在高速下网络频繁切换极易导致信号衰减,而且丢包率高、延迟大。

5G带来的新利好,能否破局?

而5G技术带来了更大的想象?#21344;洹?#25454;此前消息透露,中国移动数年来沿着铁道线建设了一个相对庞大的5G基站和塔台群,已经可?#36816;?#26102;轻松地传输大量数据。目前高铁车顶天线支持2.6GHz、3.5GHz和4.9GHz频段,已满足5G网络?#23588;?#38656;求,而终端设备网络通信模块与?#30340;?#23616;域网设备也支?#21046;交?#20999;换至5G并满足5G网络信号传输的要求。这将带来什么?

第一,前面说到,3G、4G网络在高铁上覆?#29301;?#20854;技术难题在于,高铁速度快,不同基站间信号切换不及时,许多时候,切换不及时而导致了掉线与网络延迟问题。而5G网络的低时延、高可靠性特征或能化解这个问题。

其次,5G高铁站项目用的是CPE(Customer Premise Equipment,5G?#27809;Ы尤?#32593;关),当前的CPE客户终端技术已经可将5G信号转为WiFi信号,而5G技术与WiFi的融合,更有利于两?#20013;?#21495;的互相转化。

此外,5G背后的技术包括波束成形与毫米波技术。而波束成型可以使信号的能量集中在接收端所在的方向,可以有效改?#30772;?#35889;利用效率,这将改善高速情况下的信号的接收能力。而相对4G,5G具有超高带宽、超低时延和海量连接、更快数据传输速率,更高频谱效应等特征,它接收网络信号的能力更强。

再次,5G技术对高铁的实时监测与?#25910;?#25490;查也带来了新的利好。据香港《亚洲时报》的观点称,这将使高铁驾驶室与控制中心之间通过超高清实时视频流和会议实?#25351;?#22909;的监测及?#25910;?#25490;查首次成为可能,即使是在高铁以350公里时速飞驰的时候。

5G基于波束成形和毫米波技术,这些优势特征是为司机?#32479;?#23458;提供可靠的WiFi等服务的关键能力。一方面,因为支持500KM/H高速移动状态的无线?#23588;耄?#22823;密集?#23588;?#30340;优势又能保证稳定带宽。这样一来,高铁不用担心WIFI热点的连接和网速问题,使用5G的毫米波技术,让网络速度比4G时代大幅提升。

此外,毫米波技术破除了WiFi调制解调器的短板。瑞士苏黎世联邦理工学院教授Leuthold曾经谈到,WiFi 调制解调器产生的无线电波或者微波,是均匀地朝着所有方向传播。而毫米波则不同,它能被强聚焦地传输至室外,并且只在屋顶天线与灯杆之间的直径为20厘米的波束中传输。这项技术很大程度上减少了传输所需的功率,也避免了 WiFi 调制解调器的信号在传输过程中相互妨碍所带来的问题。

回过头来看,4G技术下的高铁WiFi迟迟不能破局是源于,高铁部署的4G网络覆盖在高速行驶下的信号接收体验与能力仍然差强人意,高速出行卡顿,长时间缓冲等情况在所难免,信号状况颇为鸡肋,但5G网络因为使用全新的技术、基站和网络架构,能够让问题得以解决。

但它的难题同样存在,?#28909;?#35828;与4G通信设备相比,5G通信设备的耗电量大约是4G设备的的8到10倍以上。而高铁的场景尤其是矿山、隧道内的设备供电?#21830;?#20379;的电力资源有限,无法满足5G设备的电力需求,这需要对铁路既有箱变和电力电缆进行改造,成本与实现?#35759;?#39047;大,这是制约运营商实现高铁的5G覆盖的主要原因之一,当然,这需要看如何实现5G与WiFi的融合互补了。

?#30340;?#20063;谈到了这个难题,由于5G频段较高、单基站覆盖?#27573;?#36739;小等特点,对于大型楼宇、高铁、矿山等相对封闭场景,5G基站很难进行无缝覆?#29301;?#20294;Wi-Fi将会是5G的最好补充,两者的融合开启了一个更好的时代。

尽管它指向的是一个更好的未来,但是5G对高铁的全面覆盖与实现难题依然存在,要实现对高铁的全线覆?#29301;?#38656;要铁路公司,运营商等多方的利益协调与努力,进行提前规划。

结语:

早在多年前,一个19岁的男孩在火车上卖WiFi的事情曾经广为流传,据说他把火车车厢变成网吧,在半小时内就赚取了500元。什么是刚需?这就是。

高铁WiFi与5G技术的融合,瞄准的或许是一个更有想象力的大市场。高铁高频次、稳定、封闭的特点,?#23588;隬iFi,其运营场景与盈利模式的想象?#21344;?#24456;大,尽管当前已经在引入外界互联网?#26102;荊?#20294;在高铁WiFi与5G融合解决体验短板与技术上的难题之后,能不能赚钱、如何将复杂的利益分配格局厘清,能否打开消费市场的商业前景,才是高铁能否成为线下超级流量入口的关键。

关键词:高铁 波束成形 WiFi

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