2020了，有人对高铁WiFi下手了
本文来源：物联传媒
本文作者：露西
2008年8月1日，随着一列名为C2275次的列车从北京南站缓缓驶出，我国首条高标准、设计时速达350公里的高速铁路——京津城际铁路正式通车，标志着交通出行开始走入高铁时代。
十年之后，截至2018年底全国铁路营业里程为13.1万公里，其中高铁营业里程达2.9万公里。最瞩目的成就是，中国高铁里程已经占到世界高铁里程的2/3，位居世界第一。
十年发展，中国高铁营业里程一路飞升
数据来源：数据统计局
“基建狂魔”在高铁上的建设速度，使这一两年来中国高铁在网络上涨了一大波“铁粉”，承载起强烈的民族自豪感。
但正是因为运行速度太快，高速列车和地面之间没有办法建立大容量稳定可靠的通信通道。高铁上手机网络信号不好，用户上网体验不佳，成为一项老大难的问题，民众对网络的呼声也就成为高铁服务上升的巨大压力。
图片来源：柴知道
科研界和产业界很早就对车地通信的难度总结出了四大要点，分别是：
1
多普勒频移问题
2
信号在车体中的穿透损耗问题
3
高速运动状态下信号越区切换频繁问题
4
隧道场景下的通信问题
受限于技术，受限于成本，这些问题解决起来并不容易。
但从宏观层面看，中国高铁已经成为可以进行输出的国家名片，被网友和媒体自发推举为新四大发明之一。高铁上面的信号质量，不仅普通民众有需求，众多品牌企业也在关注，并且是愿意为之投入研发和资金的。
比如去年12月，华为上市了一款移动路由产品5G随行WiFi Pro，宣传策略中就强调了产品的AI高铁模式，意为通过AI技术智能预测并提前切换高铁沿线更好信号，尤其保证商旅人士高铁出行中的信号稳定性。
基站建设与车载WiFi，双管齐下
在解决上网信号问题这件事上，基本有两个思路：
改善高铁沿线的基站覆盖信号，一般就是要建设更多的基站，提高基站数量和密度；
建设高铁WiFi，从手机直连基站信号变成通过车载WiFi进行连接，为乘客提供无车厢穿损信号，从另外一个角度改善上网体验。
若是光建基站，太费成本，并且仍然无法抵抗车体穿损、多普勒频移的问题；
若是光考虑高铁WiFi，这种简单来说可以理解为“通过部署车载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，提供外部互联网接入服务”的方式，之所以多年试点车内信号依然存在不稳定的情况，最终还是与高铁沿线的基站信号覆盖、几百人并发上网的通道拥挤有关。
据笔者了解，现在的策略是双管齐下，互相补充。
有数据表示，4G时代高铁沿线基站建设成本已达到千亿，到5G时代，高铁沿线5G基站的密度要比4G基站翻一倍，且5G基站的建设成本是4G基站的2-3倍，这对运营商来说成本是巨大的，压力也是巨大的。
为此，各大运营商、设备商、高校以及高铁营运单位正在合作探讨高铁WIFI与5G结合的合作方案。利用现有的高铁WiFi网络，一方面为乘客提供优质的5G信号，另一方面，尽量缩小运营商在高铁沿线的建站密度，节约更多成本。
高铁WiFi正在发展
2019年12月6日，首列WiFi全覆盖的和谐号动车组列车上线运营，这是高铁WiFi在覆盖全国715组复兴号动车组的基础上，首次扩围至和谐号动车组。
预计到2020年年底，搭载WiFi系统的动车组将达1500组，预计到2022-2023年将实现所有动车组WiFi系统覆盖。
在动车组上实现WiFi覆盖，无疑是铁总方改善乘客上网体验的重要工作内容。
在技术实现层面，目前主要的方式是4G转WiFi。当然系统结构上，从和谐号动车WiFi设备的大量改造工作中可以发现，这其中需要建立起一套由车顶天线、中心服务器、交换机、单车服务器、信号发射器AP、网线等组成的高铁WiFi系统。
只不过如上文所述，高铁WiFi的状态是受限于铁路沿线的基站信号覆盖情况的，有些地段仍然会出现信号不稳定的情况。
但一切并不是没有改善办法。
此前国铁吉讯（由中铁总公司、吉利控股、腾讯三方组建成立的智慧高铁服务商）CTO李世平向媒体表示，高铁WiFi在软硬件方面都有优化手段正在开展。包括强化动车组车顶的MIMO4x4天线信号接收、优化长链路信号衰减、智能选择最优链路、为高优先级的应用提供带宽汇聚和多通道冗余传输等方式。
而5G可以支持终端最高移动速度为500km/h的这一特性，正在为5G转WiFi方案带来极大的想象空间。根据此前新闻，预计在2020年春节前后，5G转WiFi方案首先将在广深港高铁进行测试。
到此我们其实是有疑问的，为什么飞机可以实现WiFi，高铁却有难度？
笔者认为，这里涉及到两种不同的技术形态。
空中WiFi通常有两种上网方式：一种是通过卫星实现地空通信，另一种是基于ATG（地面基站方式）实现地空宽带通信。前者尽管通讯带宽有限，用户仅能进行简单上网应用服务，但通讯范围广泛，可实现国际漫游；后者虽然需要部署地面基站，难以实现跨国部署，但带宽足够，上网体验更优。
而高铁WiFi基于车-地通信的方式，高速运动下的局限性难以突破。此前也有方案提议采用卫星通信，但这种方案成本高昂且并不成熟，比如容易受隧道桥梁、树枝遮挡、列车运行产生的电磁等干扰，实际难以大规模推广。
如此一来，高铁WiFi目前只能在提升基站覆盖和提升技术水平上坚持寻找出路。当有一天车载WiFi对高速场景做出有效优化，能以比较稳定的方式和地面实现连接，那这一直以来的付出就没有白费。
高铁WiFi服务的“钱景”
我国大部分路线的高铁运营都长年处于亏损状态，一直以来都有很多这样的新闻见诸报端。虽然作为国家的重大基础设施，向来不能单以营利、亏损、投入产出比这些指标衡量高铁，但高铁本身，确实是正在有变化发生的。
在此不妨先对上文提到的国铁吉讯进行一些背景介绍：
2018年6月6日，腾讯和吉利控股联合宣布，双方组成的联合体成功中标动车网络（中铁总确定的下属企业中唯一经营动车组Wi-Fi的企业）49%股权转让项目，转让底价30.49亿元，三方未来将共同经营铁路增值服务。
同年7月，三方正式组建成立定位为智慧高铁服务商的国铁吉讯，其中中铁总公司占股51%，吉利控股占股39%，腾讯占股10%。
各方对此也有不同的分工：
腾讯方面，一方面保证WiFi连接的安全性，另一方面将投入大数据、云计算、AI等技术和内容资源，推动智能高铁建设。
吉利控股方面，发挥自身在交通出行、智能生态和用户体验的优势经验，为乘客提供线上线下高度融合的移动出行服务。
联想到此前中国高铁第一股“京沪高铁”的挂牌上市，我们能够感受到的是：中国铁路正在实行一种市场化运营机制，希望铁路资本与社会资本融合发展，创造更大的价值收益。
以WiFi为接口进行商业运作，提供增值服务便是首选。
尤其是交通WiFi具有高频次、高密度、刚需、封闭等特点，流量价值突出，一直以来都被称为WiFi理想的杀手级运营场景。
腾讯主席马化腾曾经说过相关的一段话：“当过去的绿皮车换成了今天的高铁，为什么坐在时速三百公里的列车上，我们却仍觉得自己在接受传统行业的服务？我觉得这里的关键是信息流拖了后腿，没有跟上人流、物流的发展速度。”
对比起此前公布的一项数据：截至2019年一季度末，我国高铁已累计运输旅客超过100亿人次。从商业的角度来说，这背后蕴藏了多么巨大的流量想象空间，多么巨大的用户潜在需求呢，并且他们依然是尚未被发掘的。
而这其实和空中WiFi为航空公司、内容提供商、酒店出行服务商、广告商等带来全新机遇是同样道理，所以我们也能看到2019年国内各大航空公司都在筹备空中WiFi的事。
“互联网+铁路”的未来
虽然在高铁WiFi出现前就有普快列车提供上了WiFi服务，但因为商业模式不清晰、缺乏内容生态、用户体验不佳，未被乘客买单。
国铁吉讯成立后，迅速推出了首款产品“掌上高铁”APP，从用户体验上说效果还不错。我们也可以就此感受到，如今具有不同优势的各方组合形成的实力更强，增加了我们对其未来成功打造出优质铁路互联网服务开放平台的信心。
虽然仅看现在，一切都还没定论。
最终，“啤酒饮料矿泉水，花生瓜子八宝粥，来，腿让一让啊”会不会也成为时代印记呢？
参考资料：
高铁WIFI技术之探讨
澎湃新闻，《国铁吉讯CTO：预计4年内将实现动车组WiFi全覆盖》
鲜枣课堂，《坐高铁手机没信号？原因远比你想的要复杂！》
同花顺财经，《动车组WiFi全覆盖什么时候实现？动车组WiFi全覆盖的原理是什么》