随着我国国民经济的飞速发展以及城市化不断加快，迅速增长的流动人口给城市地面公共交通带来沉重的压力，使得越来越多的城市建设者们把解决公共交通问题的目光投向地铁以及有轨电车等公共交通设施上，现代化的城市生活迫切要求人们时刻掌握信息动态，乘客在车厢内不仅知道乘车须知、列车时刻表等文本信息，还需要了解资讯、媒体时政新闻、赛事直播、广告等动态信息，车地无线高宽带数据承载能力使得PIS（Passenger Informaiton System）旅客信息服务系统和CCTV（Close Circuit Television）闭路电视系统建设成为可能，PIS+CCTV系统的应用使原有封闭的车厢空间变成一个“车地信息一体化的娱乐中心”，增加了乘客舒适感。

PIS+CCTV系统业务需求说明
PIS旅客信息服务系统是开放的地面信息和封闭的车厢之间最直观的信息交互平台，需要严格保证在列车以100KM/H运行时车地通信的可靠稳定性，实时将地面信息传递到车载终端播放。CCTV闭路电视系统需要将车厢内部监控数据实时上传到地面控制中心，协助列车调度员、安防中心紧急处理突发事故。早起的地铁建设缺乏车地无线通信技术，多媒体视频播放及监控只能局限于车站级别并以模拟技术为主，由于模拟监控大规模部署成本高且不支持远程调阅及历史图像查询等功能，可用效率往往不是很高，基于IP的数字监控系统成为新的发展趋势，以以太网IP技术为核心的PIS+CCTV系统一体化解决方案实现了对视频播控系统、监控系统、存储系统等多个系统资源的共享和集中管理，降低了工程实施成本，也提高运维管理效率。
从承载业务系统所需带宽角度分析，目前PIS系统和CCTV系统一般要求车地无线带宽稳定保持在15Mbit以上，其中包含地到车PIS系统8Mbit（MPEG2格式）视频带宽，地到车CCTV系统4Mbit带宽。

从系统组网实施技术角度分析，列车高速行驶过程中，车载AP与沿线部署的轨旁AP平均每隔12秒就会进行一次无线MESH链路切换（轨旁AP布点以200米间隔部署，列车时速以60KM/H计算分析），对于车载主机以及地面服务器而言是无法判断和及时感知无线MESH链路切换过程及MAC地址转发的变化，按照二层数据转发原理依然会从站台交换机原有的端口转发数据，最终导致视频数据流丢失或网络中断，因此，在方案设计中需要从产品配置、组网规划等技术角度出发，保障整个网络系统的安全可靠。

车地无线PIS+CCTV系统整体组网设计分析
地铁车地网络系统一般都以相对独立的站台区间为一个组网单元，维护其所所属范围内的网络结构，通过将每个站台区间网络合理串联起来最终组成一个庞大的整体PIS+CCTV网络系统。但是这样的轨道交通项目不仅投资巨大建设周期长，且系统结构复杂，任何子系统一旦建设完成后想做变动都非常困难，随着省市内地铁线路的增多，各条线路交错贯通，整个省市地铁网络融合为一个越来越庞大的整体结构系统共享各种资源，这使得地铁运营公司从系统运维管理的角度迫切要求进行长远的整体网络规划以提高系统维护的便利性以及后期线路交汇链接的易扩容性。因此，网络系统进行部署时应充分考虑上述问题，从整体设计上遵循以下原则。

高可用性和高可靠性
网络设备及系统须具备在线故障恢复能力，避免发生单点故障，关键设备、线路能做到实时备份备份和故障自动切换，网络系统具有强大的容错功能以确保各种应用正常运行，具有较高的可用性和可靠性。

可扩充性和可管理性
所有系统设备不但满足当前需要，并在扩充模块后满足可预见将来需求，如带宽和设备的扩展、应用的扩展地铁车站的扩展等等，建设完成后的系统在向新的技术升级时保证现有系统的稳定性。考虑到地铁将来运行维护，整个网络子系统应易于管理维护，操作简单安全、数据流量、性能等方面得到很好的监视和控制，并可以远程管理和故障诊断。

安全规范性和成熟性
系统设计所采用的技术和设备应符合业界标准规范，即是采用技术又是成熟、标准的技术，可提供网络层的安全手段，防止系统外部成员的非法侵入以及操作人员的越级操作，保护网络系统的安全可靠。

经济使用性
在满足系统各项要求和现行需求前提下，充分发挥设备性能，在节省投资的同时充分考虑发展的需求来确定系统规模。

PIS系统应用层：
在服务区段分别部署业务应用软件支持视频播控、设备运营维护管理功能，无线控制器管理所有站台接入层交换机下挂的轨旁AP，两台无线控制器之间采用1+1快速热备份，在线路故障时实现业务系统的平滑切换，OCC控制中心部署一套网络管理系统，实现对网络系统内所有设备、业务配置、性能、告警的统一监控管理。

PIS系统核心网络层：
在OCC控制中心配置两台高可靠性工业以太网交换机MISCOM8600S系列设备，通过光缆实现与区间及车辆段的以太网交换机互联，两台8600S核心交换机在快速环网冗余中作为相交节点同时连接到两个接入层环网中，双核心节点采用VRRP技术接入网络避免一台核心交换机出现故障时导致全网业务中断，提高网络整体解决方案的可靠性。

PIS系统网络接入层
接入层组网采用两个环网，同一区间内的轨旁AP与其相邻两个站台交换机之间采用交叉接入方式，从工程实施角度避免单个站台接入交换机故障导致整个区间瘫痪问题。

PIS系统车地无线接入层
车地无线接入层作为地面网络的延伸提供地面和列车之间的双向传输通道，通过实际定点勘测分析隧道和高架轨旁环境合理进行AP点位部署。

车载局域网络
车载AP车载视频控制器在司机室接入车载网络，列车内PIS系统和CCTV系统通过车厢内部交换机实现互联；车载AP主动向轨旁AP发送无线链路信号扫描，在列车移动过程中实时计算相邻轨旁AP间无缝切换，实现车载网络和地面网络连接通信。

地面传输网络系统-环网设计
地铁项目的特殊工业使用环境要求组网设计及业务系统具备高可靠的冗余保护功能，早期地面网络设计一般采用星型网络结构或者环网+STP保护协议，但是星型网络冗余功能较差，而STP的收敛时间一般为秒级且网络直径越大收敛时间越长，采用RSTP/MSTP或者南天专用快速环网冗余协议可以减少收敛时间，对于使用条件苛刻的轨道交通PIS系统和CCTV系统解决了网络延迟问题，防止数据环路引起的广播风暴。具备收敛数度快，收敛时间和环网上节点数无关的特点。

地面OCC控制中心核心交换机和各个车站交换机组成两个相交环网，车站交换机按照站台间隔部署分别连接到两个环网中，OCC核心交换机同时都接入两个环网中。
车站交换机交错连接到两个环网中，当一个环网存在故障时，不影响另一个环网的政策工作，工程实施时有线交错接入双环网部署方案与轨旁无线AP交错部署密切配合可以实现一个环网瘫痪后，另一个环网仍然工作。

地面网络系统-控制中心网络设计
地面网络系统OCC控制中心实现向各站台终端及车载终端下发乘客导乘信息及公共多媒体嘻嘻功能，通过传输网络下发传送到各个车站中继控制器、PIS数据传输网或车辆段设备，控制中心系统接入如图

结合网络系统设计要求从可靠性、产品性能、业务特性、安全特性以及可扩展性等多个方面进行综合考虑，地面OCC控制中心交换机选用两台MISCOM8600S交换机并允许VRRP协议保障核心层网络，通过双环网与各车站及车辆段交换机互联实现与控制中心互联通信功能。

地面网络系统-车站及车辆段网络设计
按照车站与车辆段相对独立组网要求，每个车站各配置1台以太网交换机MISCOM8020M，通过光缆连接到OCC控制中心核心交换机，同时接入车站内各系统的中继控制器、车站管理工作站、PDP显示控制器等，并通过光端机实现与移动传输网的轨道无线AP互联，工程实施时每个区间内的轨旁AP与其相邻两个站台交换机之间采用交叉接入方式，从工程实施角度保证每个单个站台接入交换机故障导致轨旁无线信号仍然可以实现全线覆盖，极大提高整个PIS数据传输系统的可靠性。

车地无线网络系统-无线双向数据传输网络设计
车地无线双向数据传输网时整个传输网络系统最重要的组成部分也是网络设计风险点部分，无线双向控制器、光端机、铺设在轨旁及车辆段运用库的无线AP和天线、车载无线AP、天线及车载交换机等部分，无线设计组网方案符合WLAN 802.11a/b/g标准，无线控制器和轨旁AP之间透过接入层以太网网络实现互通。