长途巴士WiFi网络解决方案.docx

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长途巴士WiFi网络解决方案

长途巴士Wi-Fi视频组播

解决方案建议书

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目录

1概述1

2项目整体需求分析3

2.14G与Wi-Fi设备关键需求分析3

2.2视频网关与管理后台需求分析4

3方案设计概述5

3.1系统设计原则5

3.2系统功能5

4系统方案设计7

4.1网络拓扑7

4.2系统组成7

1概述

省际长途大巴运行时间长，乘客几乎没有活动空间和娱乐，旅行枯燥，现有大巴上有VOD视频播放，但显示屏幕小，节目源重复单一，用户体验感不好。

现在乘客的智能手机很普及，但由于数据通讯费用教高，智能手机在大巴上除了基本的电话功能外，多用于QQ、微信等即时通讯或网页浏览，个别乘客会下载离线视频在车上观看。

随着近年4G网络的成熟，更高的带宽、更低的时延使得移动无线上网体验获得几十倍的提高，各种基于4G通信与移动互联网的应用也应运而生并且愈发，基于车载环境的移动转Wi-Fi应用就是其一。

车载4G-Wi-Fi车载信息服务设备，通过设备提供的4G转Wi-Fi的方式实现手机、平板等移动终端免费接入互联网服务，让乘客在乘坐长途客运车、旅游大巴等公共交通工具的时候尽情享受免费网上冲浪带来的乐趣。

基于快速的4G移动网络，在长途大巴、公交车等移动车载环境下延伸Wi-Fi覆盖；基于离线“云”存储影音内容，提供移动车载环境下提供海量音视频点播服务；依据快速发展的LBS等移动互联网技术，向移动车载环境下用户提供新颖、定制化的定位服务、周边商户广告推送、定制化内容更新等移动互联网服务。

利用Wi-Fi覆盖及视频组播技术，能够大大提高乘客服务体验，大大提升公共交通运营公司品牌形象与价值。

此外大巴车载Wi-Fi场景中的点播视频内容运营、LBS定位、广告推送等移动互联网服务有巨大的商业价值可供挖掘。

视频内容的付费使用，周边商户广告推送，路途政务信息与定制旅游信息推送等诸多盈利模式，基于流量的运营模式，可为大巴运营公司带来稳定持续的收益，并为其带来创新的运营方向，与用户之间建立黏性，从单纯提供交通服务转向交通运营与内容营销增值服务相结合的运营模式。

2项目整体需求分析

基于快速发展的4G移动网络，在长途大巴等车载移动场景提供稳定可靠Wi-Fi热点接入网络，并利用Wi-Fi视频组播技术与离线云方案，给乘客们提供海量丰富音视频点播服务。

在长途大巴等移动环境下延伸Wi-Fi覆盖、多媒体点播服务、上网服务、广告推送等其他LBS移动互联网增值服务，以及可拓展的车辆GPS定位管理服务与车辆内况远程视频监控服务。

基于以上对该特殊场景的需求分析，总结如下：

1）应用场地：

应用场景是长途大巴或公交，是一个高速移动环境。

2）人数需求：

单车接入用户50～100人左右。

3）环境情况：

汽车内部；所处环境温差较大，基本与室外一致；移动同时带颠簸。

4）应用管理：

设备远程监测与管理；离线云内容更新，广告增值服务内容定制更新等。

5）用户管理：

用户数据统计，精准定制化内容推送；上网行为分析与管理，流量控制，站点访问策略等。

2.14G与Wi-Fi设备关键需求分析

网络连接的稳定性：

移动环境下，4G无线连接的稳定性存在较多的不可预知因素，例如环境遮挡，临时性网络制式切换，基站切换，基站负载过高等。

需要尽可能的提供良好的信号接收方式与网络切换能力。

设备的可靠性：

设备放置于长途大巴等车辆上，其供电、抗震、耐热、运行稳定性及其他物理防护能力都需要较高的水平和较好的适应能力。

例如功率要求不能太高，防静电、防物理破坏能力需要达到一定的水准，在颠簸的环境下能正常工作，能够耐受偏高或偏低的环境温度，提供较好的运行稳定性。

网络可管理性：

由于所部属的热点位置随时在发生变化，无法通过普通的网络拓扑方式进行管理，一旦出现故障，人员去现场维护的难度也非常高，因此必须有相配套的云Wi-Fi管理系统配合。

设备取电：

（1）车辆运行直接采用车辆电源，支持24V供电电压；

（2）车辆熄火时采用设备蓄电池供电，设备蓄电池设计独立工作时间为12小时。

2.2视频网关与管理后台需求分析

1、视频网关平台

视频网关平台采用工业级、高可靠的硬件设备，防震设计，主要实现以下四个主要功能：

●视频服务器

●行为管理平台

●广告增值业务网关

●GPS定位（选配）

2、后台管理平台

若要提供多样丰富的移动互联网服务，实现广告等增值内容灵活的定制推送，需设计配置相应强大的后台管理平台。

●视频内容管理

与爱奇艺、优酷、搜狐或视频版权代理商协商合作，实现视频的授权播放。

视频内容管理主要包括获取视频授权与视频源、车辆离线云下载与更新视频内容、设定视频内容收费策略等功能。

●广告增值服务管理

对商户广告进行更新，根据用户统计数据，定制内容，实现精准营销。

●Wi-Fi云管理

云端实现对Wi-Fi设备远程集中管理，设备状态监控、配置、维护等功能。

3方案设计概述

3.1系统设计原则

1.高性能

系统能够适应今后高带宽的要求，满足日益增长的业务量需求，这些需求不仅包括高并发高带宽音视频组播服务需求，还包括提供稳定高速的Wi-Fi接入体验。

2.高可用性

系统具有较高的可靠性和可用性，具有强大的容错功能，以保证各种应用的正常运行。

3.安全性。

系统提供多种有效的安全控制机制，以保证用户数据安全，包括防止外部钓鱼Wi-Fi以及内部用户不安全行为管控。

4.可扩展性。

应用的不断发展要求网络在性能、协议、网络拓扑及各种业务等方面具备很好的可扩展性。

5.经济性和实用性。

从目前的应用需求出发，设计既能够满足目前的应用需求又能面向未来的应用需求升级的网络系统方案，同时又要保证提供服务时的经济性。

在满足系统功能要求的前提下，尽量降低建设成本，考虑今后升级时设备的可持续使用，保护用户投资。

3.2系统功能

1）稳定可靠高速的无线网络覆盖接入

系统支持Wi-Fi接入，支持智能手机、PAD、笔记本等移动终端通过Wi-Fi热点接入车载设备，免流量上网。

依据不同规格长途大巴特性，合理设计规划Wi-FiAP分布，确保大巴在移动满员环境下车辆内部每个位置接收无线信号强度均高于-70dBm。

考虑到大巴车载环境特性，4G模组与Wi-FiAP设备的供电、抗震、耐热、运行稳定性及其他物理防护能力都需要具备较高水平。

考虑到大巴场景特殊性，用户短时间高并发情况较多、用户较多且相对集中，Wi-Fi设备需具备高并发接入能力与负载均衡能力。

2）离线云本地存储与高清视频点播

离线云存储高清视频等多媒体内容，为乘客提供了车载局域网内海量高清视频点播功能。

视频网关平台存储设备在车辆停泊站点时候手动或自动更新视频内容，多媒体内容更新策略由后台制定。

高并发视频点播功能由AP设备的高并发高带宽接入特性支持。

移动终端设备接入车载Wi-Fi多媒体终端享受设备存储的视频、音乐、资讯、游戏等资讯服务。

3）增值业务定制与推送

广告内容推送，实现流量变现。

广告内容本地存储，根据LBS位置信息由Wi-Fi实现定制推送，节约流量，支持网页、音视频、动画、图片、流媒体等广告文件，丰富生动。

4）乘客上网行为统计与分析

其中用户接入认证子系统是一个用户注册、用户认证及用户计费/计时系统，提供多种接入认证方式，包括注册帐号、手机号短信验证码方式、微信认证等多种方式。

接入认证系统使运营者实现对用户接入车载Internet的控制。

用户上网行为管理可对用户访问Internet内容进行管理/限制，制定访问限制策略，例如禁止访问非法网站、禁止访问流媒体视频网站等，同时也可记录用户访问的Internet记录，后台可对用户上网行为记录进行统计分析，通过分析可为用户推送定制化广告内容，如指定周边旅游路线、景区推荐、爱好品类的商家商品推荐等，提高大巴Wi-Fi覆盖系统的附加商业价值。

5）离线云手动/自动更新

车载离线云存储模组，在车辆进入指定站点时，可设置手动/自动更新视频源、新闻资讯、广告推送、游戏等多媒体内容，何时何地如何更新的策略由后台内容管理服务器进行设置和指定，确保内容的时效性、趣味性、针对性。

6）设备远程监测与升级

后台配置云Wi-Fi管理平台，无需技术人员亲临现场，即可对遍布各区域大巴上的Wi-Fi设备进行远程配置、升级，节省人工成本，提升管理效率。

7）可拓展的车辆位置监控与车辆内况视频监控功能

运行过程中定位监控：

系统可增设GPS定位选件，可以将定位信号输送至后台车辆监控调度后台。

监控后台通过GIS等技术将位置信号显示在地图上，最终可通过该后台实现车辆的运行路线监督、路线定位导航、服务救援轨迹记录等功能。

运行过程中视频监控：

系统可增设远程IP视频监控摄像头选件，可实现远程对车辆行驶状况、车辆内况、紧急事件的实时监控。

上述两功能能为车辆运营方提供实时远程的车辆情况监控，提高了运营效率和服务质量。

4系统方案设计

4.1网络拓扑

图1网络拓扑结构

4.2系统组成

长途巴士Wi-Fi视频组播系统通过强大的平台支持，大巴运营单位可轻松实现海量离线云点播服务、广告推送、视频更新、广告更新、受众行为统计等媒介管理；提供乘客轻松便捷的Internet服务；乘客上网行为统计与分析；设备远程监测与升级；可拓展的车辆位置信息监控与视频监控等，为Wi-Fi大巴的商业价值挖掘提供强大技术支撑、管理支持与系统保障。

该产品业务内容包括：

●为乘客提供在线的高清视频点播；

●为乘客提供上网服务，网上购票，网上支付等便利；

●为大巴公司提供车辆的实时监控；

●广告推送业务；

●信息服务，如旅游信息、道路交通状况、天气信息等。

该方案主要面向一个覆盖场景：

长途大巴常规大小的高速、颠簸、类似室外的车载环境。

如图1所示，系统由安装在大巴汽车内部的多个组播AP、视频网关平台、4GLTE接入设备，可选的监控摄像机，以及强大的后台管理平台组成。

1.组播AP

采用我们研制的专用AP设备，单个AP可以同时支持50个用户在线高清视频流推送。

根据车辆的大小和乘客人数，可以安装1~3个AP。

AP均匀分布在车内，采用2.4G和5G双频段，各个频段的频点分开设置（2.4G频段可分别使用chan1,Chan6,Chan11信道,5G频段可分别使用Chan149，Chan157，Chan165信道），避免同频干扰。

同时AP采用负载均衡技术，保证车内乘客均匀的分布在不同的AP上，并可得到基本相同的带宽占用。

考虑车载场景的特殊性，AP设备满足网络稳定性高、高可靠性、高并发性高带宽接入，设备充分满足移动、颠簸等运行环境，具备高可靠性水平，设备支持软件负载均衡。

2.视频网关平台

1）视频网关平台功能

采用工业级、高可靠的硬件设备，防震设计，主要实现以下四个主要功能：

●视频服务器

实现本地视频服务器的功能，保证100条视频流的本地分发能力，为乘客提供本地的视频点播功能，车辆在站点进行节目源的自动下载更新。

●互联网网关

通过LTE模块接入移动互联网，实现乘客的上网应用需求。

●行为管理

可以实现乘客上网行为的管理，限制接入乘客的外网速度、限制访问不健康的网站、限制访问视频等大数据量的网站。

●广告增值业务网关

可以实现在用户接入时，推送广告，推送相关优惠信息，道路交通状态信息、目的地或景区的天气等信息。

●GPS定位（选配）

选配GPS组件功能，可以实时远程查看车辆的位置信息。

2）网关硬件构架

根据大巴车载环境与应用目的，视频网关的硬件构架和方案设计如下：

设备通过LTE上网卡接入互联网，考虑到三大运营商的网络部署，为保证网络覆盖，避免出现盲区，保障联通、电信、移动多个运营商的LTE网卡均实现接入，通过后台软件，实时监控网络的信号质量的数据带宽，保证使用最优链接质量的LTE网络给客户提供上网服务。

扩展以太网卡，采用IntelI350的4PortGE接口卡，为AP提供有线接入功能。

扩展Wi-Fi网卡，专门用于巴士到达驻地后，实时更新视频节目、广告内容等使用。

3.监控摄像机（选配）

通过与远端视频云平台的互通，可以远程在线访问长途大巴上的实时视频，为营运公司提供实时监控，可为公安等安全部门提供必要的应急视频浏览服务。

摄像视频本地存储，到站点后自动上传到云服务器。

4.后台管理平台

云管理平台包含多个模组，包括内容管理服务器、云Wi-Fi管理平台、（视频等多媒体）内容管理平台、数据库、存储服务器等模块组成，以Web图形化界面形式提供设备集中管理、策略设置、参数配置的平台，对车载视频离线云的多媒体内容进行更新，同时可对获取到的乘客上网行为进行分析，精准定制化推送广告、优惠、商品、旅游等信息，显著提升大巴Wi-Fi所带来的商业价值。