在高鐵WiFi系統(tǒng)與5G技術(shù)的融合方案中，利用了邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)切片、虛擬化等關(guān)鍵技術(shù)解決高鐵對5G信號的屏蔽問題。

圖片來自“東方IC”

關(guān)于高鐵上為何沒有WiFi這個問題在近幾年已經(jīng)被熱議過多次，呼聲由來已久，每逢節(jié)假日這種呼聲尤為迫切。但在如今，高鐵WiFi或許迎來了破局的好機會。

日前，據(jù)每日經(jīng)濟新聞等媒體消息指出，作為中國鐵路動車組Wi-Fi系統(tǒng)唯一的建設(shè)和運營主體，國鐵吉訊已組建專業(yè)技術(shù)團隊，在高鐵Wi-Fi系統(tǒng)技術(shù)儲備、高鐵Wi-Fi系統(tǒng)與5G融合、定制開發(fā)車載5G設(shè)備等三個方面進行了戰(zhàn)略部署。

據(jù)介紹，國鐵吉訊與華為、中興等5G設(shè)備商正聯(lián)合開發(fā)車載5G設(shè)備，并計劃于2019年底完成測試工作。在高鐵WiFi系統(tǒng)與5G技術(shù)的融合方案中，利用了邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)切片、虛擬化等關(guān)鍵技術(shù)解決高鐵對5G信號的屏蔽問題。

4G時代，高鐵WiFi遲遲無法等來春天

在4G時代，盡管高鐵WiFi的呼聲很高，但之所以遲遲無法等待春天，源于4G通信技術(shù)的短板問題存在。此前有高鐵內(nèi)部人士稱，“4G信號轉(zhuǎn)WiFi后速率不穩(wěn)定。而當時國外最先進的做法是發(fā)射衛(wèi)星WiFi?！辈⒈硎緩?fù)興號應(yīng)該是通過4G與衛(wèi)星WiFi相結(jié)合的方式建立的。但盡管如此，復(fù)興號WiFi依然不完美。

此前，不少普快列車已經(jīng)在提供免費WiFi上網(wǎng)，一般會采用LTE或者4G技術(shù)，為列車提供WiFi信號，而且運營的還不錯，比如廣鐵集團，沈陽鐵路局、昆明鐵路局也已開通部分車次的免費WiFi服務(wù)。但高鐵的難題在于它的速度過快，達到每小時300公里，這樣快的速度給基站切換、通信延時帶來了極大的挑戰(zhàn)。

去年6月，高鐵WiFi引入了騰訊與吉利。兩家去年曾發(fā)布消息，雙方組成的聯(lián)合體成功中標動車網(wǎng)絡(luò)科技有限公司49%的股權(quán)轉(zhuǎn)讓項目，成交價為43億。而動車網(wǎng)絡(luò)是中鐵總公司確定的下屬企業(yè)中唯一經(jīng)營動車組WiFi的企業(yè)。這意味著，騰訊和吉利控股自去年正式加入到高鐵WiFi建設(shè)中。

而互聯(lián)網(wǎng)公司的介入，它的想象空間在于，可以以提供內(nèi)容和消費的合作形式，介入到這一產(chǎn)業(yè)中，繼而嫁接一系列產(chǎn)品和服務(wù)，通過這種方式，他們從內(nèi)容消費與娛樂、游戲、O2O服務(wù)等層面產(chǎn)業(yè)鏈層面可以打造一個基于互聯(lián)網(wǎng)的“高鐵服務(wù)平臺”，從而最大限度的占有乘客在高鐵上的時間，進行商業(yè)上的轉(zhuǎn)化。但互聯(lián)網(wǎng)公司的介入，更多是帶來多元化的商業(yè)模式與盈利上的想象空間，可能依然不能化解其技術(shù)與燒錢難題。

因此我們看到，過去在復(fù)興號上已經(jīng)提供了免費WiFi，但實際的體驗效果卻差強人意。有人說，復(fù)興號提供的免費WiFi打開網(wǎng)頁都很卡，更別說看視頻了。

因為從技術(shù)原理上來看，目前火車上WiFi一般是通過車載WiFi設(shè)備，把沿線的3G或4G信號轉(zhuǎn)換為WiFi。通俗的說就是，通過設(shè)備接收沿途三大運營商的網(wǎng)絡(luò)信號，將其轉(zhuǎn)化為列車上的熱點，以供乘客使用。

由于高鐵的速度遠大于普通火車，而速度太快會產(chǎn)生一種多普勒效應(yīng)。也就是說，目前火車上WiFi一般是通過車載WiFi設(shè)備，把沿線的3G或4G信號轉(zhuǎn)換為WiFi。通俗的說就是，通過設(shè)備接收沿途三大運營商的網(wǎng)絡(luò)信號，將其轉(zhuǎn)化為列車上的熱點，以供乘客使用。因為火車速度慢，確保信號穩(wěn)定應(yīng)該問題不大，網(wǎng)絡(luò)之間頻繁切換也不會有太大影響。但高鐵的難點就在于速度達到每小時200公里以上，甚至超過300公里時候，網(wǎng)絡(luò)切換導(dǎo)致信號衰減而且變得極不穩(wěn)定。

加之高鐵由于速度非?？?，快速駛向一個又一個不同運營商的基站，高鐵內(nèi)車載設(shè)備在接收這些信號時會頻繁的切換不同的網(wǎng)絡(luò)，涉及不同的運營商。三大運營商的信號頻段不一樣，信號穿透力與基站覆蓋率、核心網(wǎng)資源不一樣，不同的基站發(fā)出來的信號質(zhì)量不一樣，在高速下網(wǎng)絡(luò)頻繁切換極易導(dǎo)致信號衰減，而且丟包率高、延遲大。

5G帶來的新利好，能否破局？

而5G技術(shù)帶來了更大的想象空間。據(jù)此前消息透露，中國移動數(shù)年來沿著鐵道線建設(shè)了一個相對龐大的5G基站和塔臺群，已經(jīng)可以隨時輕松地傳輸大量數(shù)據(jù)。目前高鐵車頂天線支持2.6GHz、3.5GHz和4.9GHz頻段，已滿足5G網(wǎng)絡(luò)接入需求，無論是終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信模塊與車內(nèi)局域網(wǎng)設(shè)備也支持平滑切換至5G并滿足5G網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)囊?。這將帶來什么？

其一，前面說到，3G、4G網(wǎng)絡(luò)在高鐵上覆蓋，其技術(shù)難題在于，高鐵速度快，不同基站間信號切換不及時，許多時候，切換不及時而導(dǎo)致了掉線與網(wǎng)絡(luò)延遲問題。而5G網(wǎng)絡(luò)的低時延、高可靠性特征或能化解這個問題。

其次，5G高鐵站項目用的是CPE（Customer Premise Equipment，5G用戶接入網(wǎng)關(guān)），當前的CPE客戶終端技術(shù)已經(jīng)可將5G信號轉(zhuǎn)為WiFi信號，而5G技術(shù)與WiFi的融合，更有利于兩種信號的互相轉(zhuǎn)化。

此外，5G背后的技術(shù)包括波束成形與毫米波技術(shù)。而波束成型可以使信號的能量集中在接收端所在的方向，可以有效改善頻譜利用效率，這將改善高速情況下的信號的接收能力。而相對4G，5G具有超高帶寬、超低時延和海量連接、更快數(shù)據(jù)傳輸速率，更高頻譜效應(yīng)等特征，它接收網(wǎng)絡(luò)信號的能力更強。

再次，5G技術(shù)對高鐵的實時監(jiān)測與故障排查也帶來了新的利好。據(jù)香港《亞洲時報》的觀點稱，這將使高鐵駕駛室與控制中心之間通過超高清實時視頻流和會議實現(xiàn)更好的監(jiān)測及故障排查首次成為可能，即使是在高鐵以350公里時速飛馳的時候。

5G基于波束成形和毫米波技術(shù)，這些優(yōu)勢特征是為司機和乘客提供可靠的WiFi等服務(wù)的關(guān)鍵能力。一方面，因為支持500KM/H高速移動狀態(tài)的無線接入，大密集接入的優(yōu)勢又能保證穩(wěn)定帶寬。這樣一來，高鐵不用擔(dān)心WIFI熱點的連接和網(wǎng)速問題，使用5G的毫米波技術(shù)，讓網(wǎng)絡(luò)速度比4G時代大幅提升。

此外，毫米波技術(shù)破除了WiFi調(diào)制解調(diào)器的短板。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院教授Leuthold曾經(jīng)談到，WiFi 調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)生的無線電波或者微波，是均勻地朝著所有方向傳播。而毫米波則不同，它能被強聚焦地傳輸至室外，并且只在屋頂天線與燈桿之間的直徑為20厘米的波束中傳輸。這項技術(shù)很大程度上減少了傳輸所需的功率，也避免了 WiFi 調(diào)制解調(diào)器的信號在傳輸過程中相互妨礙所帶來的問題。

回過頭來看，4G技術(shù)下的高鐵WiFi遲遲不能破局是源于，高鐵部署的4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋在高速行駛下的信號接收體驗與能力仍然差強人意，高速出行卡頓，長時間緩沖等情況在所難免，信號狀況頗為雞肋，但5G網(wǎng)絡(luò)因為使用全新的技術(shù)、基站和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠讓問題得以解決。

但它的難題同樣存在，比如說與4G通信設(shè)備相比，5G通信設(shè)備的耗電量大約是4G設(shè)備的的8到10倍以上。而高鐵的場景尤其是礦山、隧道內(nèi)的設(shè)備供電可提供的電力資源有限，無法滿足5G設(shè)備的電力需求，這需要對鐵路既有箱變和電力電纜進行改造，成本與實現(xiàn)難度頗大，這是制約運營商實現(xiàn)高鐵的5G覆蓋的主要原因之一，當然，這需要看如何實現(xiàn)5G與WiFi的融合互補了。

業(yè)內(nèi)也談到了這個難題，由于5G頻段較高、單基站覆蓋范圍較小等特點，對于大型樓宇、高鐵、礦山等相對封閉場景，5G基站很難進行無縫覆蓋，但Wi-Fi將會是5G的最好補充，兩者的融合開啟了一個更好的時代。

盡管它指向的是一個更好的未來，但是5G對高鐵的全面覆蓋與實現(xiàn)難題依然存在，要實現(xiàn)對高鐵的全線覆蓋，需要鐵路公司，運營商等多方的利益協(xié)調(diào)與努力，進行提前規(guī)劃。

早在多年前，一個19歲的男孩在火車上賣WiFi的事情曾經(jīng)廣為流傳，據(jù)說他把火車車廂變成網(wǎng)吧，在半小時內(nèi)就賺取了500元。什么是剛需？這就是。

高鐵WiFi與5G技術(shù)的融合，瞄準的或許是一個更有想象力的大市場。高鐵高頻次、穩(wěn)定、封閉的特點，接入WiFi，其運營場景與盈利模式的想象空間很大，盡管當前已經(jīng)在引入外界互聯(lián)網(wǎng)資本，但在高鐵WiFi與5G融合解決體驗短板與技術(shù)上的難題之后，能不能賺錢、如何將復(fù)雜的利益分配格局厘清，能否打開消費市場的商業(yè)前景，才是高鐵能否成為線下超級流量入口的關(guān)鍵。