公交WiFi早落后，小编带你玩免费的地铁WiFi！
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地铁WiFi，和一般家用WiFi完全不一样地铁WiFi，你应该了解的几个技术点！作为曾经被诟病会给地铁运营安全运营带来隐患的地铁WiFi，如今随着无线技术的升级，在保障地铁安全和信号覆盖能力方面已经得到了极大地改观，不同城市的地铁也在在使用着各自的方案。而且地铁WiFi基于运行和使用环境的特殊性，在网络架设和安全性方面也面临着更多的难点和挑战。为此工程师采访了重庆地铁WiFi运营商重庆尚渝网络的相关负责人，就上述两个问题进行了了解。技术点1：地铁WiFi建设的难点建设轨道WIFI是一个系统工程，由基础工程、IT基础架构建设、软件系统建设、运维系统建设等组成。当然真正困扰地铁WiFi的难点是，由于车辆处于高速运行中，需要克服WiFi信道冲突、多普勒效应等干扰，将网络接入车辆，该连接方案设计的科学性和合理性，将会直接制约用户在地铁中使用WiFi的最终效果，如连接和上网的速度、连接的持续性和稳定性、抗干扰能力等。根据我们的了解，重庆“车地一体”地铁WiFi是一个局域网系统，只是这个局域网比较大而已。它通过光纤环状网络将各车站连接起来，并且通过设置在列车轨道旁或列车车身上的众多AP热点，将网络汇聚到一个或多个（互备）中心机房，并通过多路运营商接入高速互联网。另外，众多AP通过中心机房的无线控制器集中进行管理，从而让大家在移动的地铁中上网时达到无缝漫游切换的目的，并能够保证行驶中的单列车辆最大600MB的带宽。技术点2：安全性问题如何解决& & &地铁WiFi使用人群和接入终端众多，而且众多无线AP如何避免虚假的SSID信号接入“钓鱼”……这些显而易见的安全性问题，如果没有很好的解决方案，用户可能会遭受网络攻击、网络欺骗、病毒、木马等，造成个人、数据和财产安全损失。因此地铁WiFi必须针对这种复杂的环境也给出了一系列的安全措施。&当然，无线网络安全是一个端到端的概念，单纯提高某一层面的安全性并不能提升整体网络的安全性，最终还是要从无线链路层安全、无线网络层安全等底层下手，保证无线网络具备足够出色的安全防范能力，而我们在这里给大家讲解的安全也只是浅显易懂和大家使用地铁WiFi时最容易想到的安全点。当然每个城市具体实施的安全方案可能有所差别，本文所说的安全措施源于此次评测体验的重庆地铁嘿快WiFi使用的技术。本次体验的重庆地铁WiFi具备了无线链路层加密、用户隔离、入网身份认证、上网认为认证、NAT网络地址转换日志记录、网络实时监控、流量监控、AC安全认证等一系列安全措施。因此，即便大家在一个车厢用手机链接同一个AP上网，设备彼此之间都还是被隔离的，不存在局域网中访问对方设备或数据的情况。另外针对地铁WiFi中众多的AP，安全控制系统也有一套自身的认证体系。同时，我们也注意到为了防止WiFi钓鱼，重庆地铁WiFi采用了专属APP验证机制，只有通过APP发起的联网请求才能通过。&重庆地铁WiFi测试环境本次体验，我们在重庆地铁一号线上进行，全程已开通23站，其中地下站15站，地上站8站。本次测试评测工程师兵分两路，其中一路评测小分队测试全程在地下站进行，共6站，所涉及的车站均为城市核心区，行程约12分钟，其中包括三个大型换乘车站，人流量非常大。而二路小分队测试线路共15个车站，包括7个地面站和8个地下站，全部行程约30分钟，包括3个人口流量较大的车站。本次测试的时间为周五上午，测试时间为8:0~11:20结束，包含了重庆地铁最繁忙的早高峰时段以及非繁忙时段，测试方式为来回双向测试。在测试方式上，我们除了用APP进行速度测试，包括地铁开行和运行时段，还会模拟用户实际操作，如访问网页、下载软件、用APP客户端下载HQ高清音乐、观看优酷视频、持续进行微信视频聊天查看连接稳定度。另外顺便提及一下，重庆地铁采用的时APP在线认证的方式上网，每次认证可以连接30分钟，第25分钟~30分钟内可以根据提示续时，无次数限制。模拟实际用户测试速度测试：在速度测试方面，我们使用了《WiFi测速》这款APP，这是一款可以记录平均网速的APP。从最终的测试结果来看，重庆地铁嘿快WiFi在速度的稳定度方面还是做得让人满意，两个测试小分队得到的结果一致。虽然实测过程中APP显示的实时网速存在明显波动，但是无论大型换乘车车站、郊区非人流密集车站，以及早高峰或闲时时段，最终测得得平均网速都能保持在300KB/s左右，这个速度对于地铁中的大部分应用来说都是绰绰有余的。上网和视频播放测试：因此我们在用手机浏览器访问网页、在线播放优酷会员高清视频体验都很不错，打开新浪、搜狐网页一般4~5秒即可显示全部网页内容，播放优酷视频时一般3秒左右即可开始播放视频，在等待时间方面完全在用户可以忍受的范围内。如从小什字到大坪车站，优酷客户端持续看超清视频都没有问题。即便是有短暂的下载速度大幅起伏，由于视频有缓冲，根本感觉不到。下载测试：在软件和音乐下载测试部分，换算出来的平均网速基本和APP纯速度测试数据基本一致，部分热门资源嘿快WiFi会提前进行缓存，因此在内网中下载可以实现很高的下载速度，当然此部分测试结果还和下载服务器存在很大的关系。最终结果表明，我们网页下载30.58MB的手机QQ客户端，大部分测试耗时都在1分55秒左右，下载6.8MB的QQ音乐，耗时约为25秒。连接稳定性：从2路评测小分队的测试结果来看，重庆地铁嘿快WiFi的稳定性还是不错，无论是优酷客户端持续观看超清视频，还是同一车厢两个手机微信视频聊天，15分钟时间内都没有出现断开的情况，但是当我们跨越8个车站机型微信视频聊天时，则有出现卡顿和断开连接的情况，当然这种应用对于地铁WiFi这种公共环境来说比较少见。另外当我们从站台到上一层的检票大厅时，WiFi信号可以顺利切换，没有出现断线的情况。另外列车启动、开门或关门以及两辆列车同时到站时，上网体验均没有受到明显的影响。总结：地铁WiFi速度够用、稳定成熟&作为一个新鲜事物，地铁WiFi逐渐成为很多人生活的一部分。此次体验车地一体机制的重庆地铁一号线“嘿快WiFi”，最终的体验结果超乎我们的预期，虽然平均网速表现与4G相比并无优势，但是我们模拟各种上网应用，体验都能让人满意，尤其是在连接稳定度、高峰时段的网速保证方面让人称道。同时忙时闲时以及高低人流量等动态调节总带宽和单用户网速的能力，可以让乘客获得更出色的上网体验。在我们看来，地铁WiF已具有4G网络所不具备的免费流量优势和信号覆盖优势，虽然用户峰值带宽无法与手机4G网络相比，但也能满足所有主流网络应用需求，是地铁乘客低成本和高稳定性的网络基础服务新选择，具备大规模普及的前提，更多的乘客也将受益于它。
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地铁专用通信无线系统车站级互联互通技术方案
全国许多轨道交通城市已建成地铁线网，地铁线路设备不一定完全采用同一家厂商设备，特别是通信信号系统是地铁的核心技术，如无线系统为地铁内部固定用户及关键岗位之间提供可靠的语音和数据通信手段，且要满足地铁日常运营、维护、事故抢修、防灾救灾的重要通信要求。宁波地铁一、二号线专用无线通信系统分别由EADS、摩托罗拉厂商提供，这就意味着我们必须要解决互联互通的技术，为地铁线网安全、稳定快捷的运行提供坚实的技术保障。
Abstract：
National network of many cities in metro rail transit line, subway lines do not necessarily use the same vendor equipment, in particular communication signal system is the core of Metro technology, such as wireless systems for Metro internal fixation between user and key posts to provide reliable voice and data communication method, and want to satisfy their daily operations, maintenance, accident repair, major disaster communication requirements. Ningbo used subway line a dedicated wireless communication system provided by EADS, Motorola's vendors, which means that we have to solve the interconnection technologies for safe, stable and efficient operation of Metro network provides a solid technical support.
作者单位：
宁波轨道交通集团运营分公司 浙江宁波 315100
年，卷(期)：
在线出版日期：
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万方数据电子出版社部分地铁采用的无线移动闭塞方式，是否安全？能否有效应对人为攻击？
部分地铁采用的无线移动闭塞方式，是否安全？能否有效应对人为攻击？
【悦涵的回答(20票)】:
目前基于WLAN的无线移动闭塞存在着几个问题，例如：
开放信道，无法阻止被窃听修改并转发，甚至伪造、干扰信息。用户不必与内部网络进行连接，攻击者容易隐藏和伪装。无线信号的衰减和丢失。 针对这个问题，国外对此是有研究的。例如：
通过建模计算AP的最佳密度，减少信号覆盖范围的同时留有相对冗余，防止数据丢失。
使用信息序列号（Message Sequence Number）、时间戳（Time Stamp）。[1]信息过时处理（Time-out）、源地址和目的地址鉴别（Source and Destination Indentifiers）、反馈信息（Feedback Message）、安全编码（Safety Code）。[2]使用动态密钥、随机密钥、数据加密算法。 参考内容：
1. 蔡铭军，《列车自动防护和自动驾驶技术》，电子工程师，2000（8）。
2. 陈国峰、宋清。《基于 IEEE802.11 无线局域网安全机制分析》，广东通信技术，2007（5）
3. 杨艳成，张润彤，《基于CBTC的列车自动防护系统（ATP）建模与仿真》
PS：国内的情况，不太清楚。无可奉告。
【知乎用户的回答(31票)】:
前面几位都已经从技术上分析很多了，不过美中不足总是感觉隔靴搔痒没有到位。碰巧打酱油路过，顺便说说我所知道的关键点吧。
先说回答：无线系统不论多可靠，一定会被干扰的。所有的无线闭塞系统都有备份方案，就是最坏情况下退回原有的固定区段闭塞方案，所以即使遭到干扰，也没有关系，系统只是降速运行。
要看清这个问题，首先要明确一点，无线电波在空中传播是谁也挡不住的。且不说网络入侵密码破解之类的精细化攻击手段，即使是非常暴力的方式，携带强力的无线发射装置有预谋地进入（最好是户外的轻轨），无线闭塞系统也是一定会被干扰的。特别是现在大功率2.4GHz收发机非常廉价，某宝几百元就可以买到发射功率几十瓦的（通常WLAN只有100毫瓦），再配上一个高增益天线，无线闭塞系统一定会停止在该频段工作——这是无线通信方式固有的弊端。
那么既然无线闭塞系统这么不可靠，为什么大家还争先恐后地把地铁改造成无线闭塞的方式呢？最根本的原因还是移动闭塞能够显著缩短列车发车间隔。这就要稍微科普一下移动闭塞的基本原理。下图中下方的(b)表示固定闭塞系统，在这个系统中，铁路用信号灯分隔成很多固定的区间。系统会规定，每辆列车至少和前一辆要间隔一个区间，比如Train2只有进入Block3以后，Signal 1才变绿灯，允许Train1进入Block1。而在移动闭塞系统图(a)中，每辆车根据自己时速会有一个距离前车的安全距离dn，这个距离包括该列车时速降为零的刹车距离，加上一个额外的安全距离SM。很明显移动闭塞可以在不铺设额外铁轨的情况下缩短列车间隔增加旅客吞吐量，这是各地旧地铁改造时候增加吞吐量的最省钱和有效的方法。北京的2、4、8、10号线和上海的6、7、8、9、11都采用的是这样的技术。
好了，基础知识讲完了，那么回到问题本身，如果真有人搞破坏怎么办呢？前面几个知友已经提到了一些比较可行的解决方案，比如增加节点密度等等。其实更可靠的方式是让系统采用备份频道。除了2.4GHz之外，也可以在802.11a所运行的5GHz频段传输同样的信号。当前者被干扰时，自动采用后者的信号。除此以外还可以让系统以跳频方式运行，避免某个信道被长期干扰。
假如上述方式都不灵怎么办？地铁系统可容不得半点风险存在，但是可以容忍吞吐量低一点儿——没错，你也想到了！——所有的移动闭塞系统都有备份解决方案，不是强行停止所有地铁运行，而是切换回旧的固定闭塞系统。这时当然吞吐量会有所损失，但是地铁系统会优雅地降低性能正常运行——这是所有做系统设计的人都应该学习的：不要在系统无法全功能运行时关闭系统，如果可能，损失一些性能让系统仍然正常运行。
花絮：有时候我们遇到新闻说地铁信号故障，发车间隔延长，其实就是这个道理！下面是世界各地已经采用了移动闭塞系统的地铁，图片来自于Wikipedia ：
唔，请不要利用这里学到的知识搞破坏，请相信警察蜀黍会很快抓到你的。
【郭磊的回答(4票)】:
看到知乎和微薄上很多朋友提出了这个疑问，我觉得自己先前的答案需要补充，甚至有必要在问题之外进行扩展，所以这里自问自答一下，因为本人不是搞技术的，这里只能分享一些我理解且确切的信息，权当抛砖引玉吧。
目前无线移动闭塞方式传输系统主要有两种，一种是利用移动通信的GSM-R（专门为地铁设计的）作为传输媒介，另一种就是用WLAN，也就是无线局域网。后一种成本低，维护少，基本原理（我的理解）是：每列车的无线移动闭塞设备都有自己的固定IP地址，地面控制设备将信号发往通讯子系统，然后由该子系统将信息转送给地铁上的终端。
至于可靠和安全性，我个人觉得是有较大疑问的，因为地铁使用的是免费的ISM频段（用于工业和科学领域的开放频段），特别熟练的掌握相关技术，是可以入侵，并从这些信道中截获传输信息的。另外，该系统需要每隔一段距离，安装有接入点设备（AP），AP的覆盖范围有限，在地铁转弯、换轨时，信号就有可能受到干扰。
无线网络的开放性，使它容易受到攻击。看上去，地铁的无线移动闭塞系统也是可能受到干扰，尤其是恶意干扰的。我查询了一下，全球尚未出现利用无线网络，攻击、干扰地铁的无线移动闭塞系统的案例，地铁的安全运行，也并非只依赖该系统，目前主要的安全防范办法多为MAC地址过滤以及隐藏自身的SSID，只有地铁的设备和AP之间的SSID才能匹配，但这些办法似乎并不那么牢不可破。另外，还会采取一些电子技术，比如扩展频谱，这个我不大了解，就不表了。
【知乎用户的回答(9票)】:
受邀回答本题，非本人专业，为此翻阅了无线移动闭塞技术的文献和资料，分享下学习心得：
CBTC（Communications-Based Train Control）信号系统：基于通信的列车控制系统（CBTC）有两种制式：采用轨间电缆作为传输通道的CBTC（称为IL CBTC）及采用无线数据传输通信的CBTC（称为RF CBTC）。
基于无线通信的移动闭塞系统：与传统固定闭塞、准移动闭塞相比，基于无线通信的移动闭 塞系统通过部署在列车上以及轨道旁的无线设备，实现了车、地间不中断的双向通信，控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态计算和调整列车的最大制动距离，两个相邻列车能以很小的间隔同时前进，从而提高运营效率。
二、国内外应用现状
近年新建的移动闭塞项目绝大多数采用基于无线通信的技术。据资料统计（2008年9月的数据 ）, 全世界目前有近10 个城市约220km线路正在进行无线移动闭塞的设计或安装。目前所有国内新建地铁线均采用CBTC（Communications-Based Train Control）信号系统。下面列举几个查到的案例：
1、美国拉斯维加斯Las Vegas Monorail线；
2、法国巴黎RATP Line13 ；
3、韩国汉城Bundang Commuter Line 2 ；
4、香港Penny's Bay 线；
5、北京地铁10号线和奥运支线；
6、广州地铁4号线；
7、美国旧金山BART 线，SF-BART线。
三、基于无线闭塞技术的安全风险分析和采取的措施
1、硬件故障和系统资源错误：采用3取2或者2×2取2模式来保障，在交叉比较中当出现任何偏差、程序溢出、存储和时钟校核不正确时都会导向安全，并同时切换至备用单元。
2、系统内部通讯错误：采用3取2或者2×2取2模式来保障。
3、系统外部通讯错误：信道干扰以及外部攻击等原因，采用CTCS-3级列控系统安全通信协议，能够有效地防范该类风险。
4、系统外部通信故障：增加冗余通道来降低通信故障发生的概率，制定和实施故障情况下应采取的预定措施。
四、安全认证和加密技术
在CTCS-3级列控系统中,车载设备与地面无线闭塞中心(RBC)之间通过覆盖铁路沿线的GSM-R无线通信系统进行列控数据的双向通信。在这种开放的传输系统环境下,难以预知的信号干扰、无授权的非法访问甚至攻击等都给安全相关数据传输带来风险。针对这种情况, CTCS-3级列控系统车载设备与RBC设备在车-地无线通信接口中,应用加密技术建立了安全相关通信的消息认证机制。
安全相关通信系统在非置信传输系统之上加入了具备安全通信功能的安全层,在安全设备内部设置的安全层将应用层和通信系统隔开,也将数据传输风险挡在应用层之外。应用数据被安全层处理之后以安全数据单元(SaPDU)的形式在安全设备(安全层之上)之间传递。CTCS-3级列控系统采用在安全层中应用加密技术来实现基于GSM-R的无线传输的“访问保护”，其中用户数据仍然以明文传输,消息中附加加密安全码来实现访问保护等安全通信功能。通过加密安全码安全层实现了“访问保护”,同时保证了数据的真实性和完整性;时效性及顺序性防护中由应用层协议来保证。
1、应用安全码技术保证消息完整性
安全码就是安全层为被传递的应用层数据增加的冗余检错码,发送端的安全功能负责对安全数据进行安全码计算,再将生成的安全码、与安全数据一起组成安全协议数据单元SaPDU进行传输;接收端收到带有安全码的消息后,依照消息结构从中截取安全数据,再次经编码计算并将得到的码字与消息中的安全码进行比对,根据安全码的特性,比对结果是否一致可以鉴别数据是否完整。
2、应用加密技术保证报文真实性
1）身份鉴别技术。保护报文真实性对接收端而言就是确认所收到的报文来自特定的发送端不仅要防止通信系统发生的错误造成的报文错投,对于无法控制非授权用户访问的开放传输系统还要防止发送端“伪装”等攻击行为。为了识别发送端与接收端,最基本的措施是为每个通信节点设置唯一的身份鉴别标识ID,所传输的消息中携带身份标识供接收端进行身份鉴别。为应对“窃取”防止“伪装”,需要将身份标识信息隐含在消息附加信息中,接收端则可通过特殊的算法和参数还原身份信息完成身份鉴别。
2）利用加密安全码鉴别身份。加密分组码就是应用加密技术的安全码,与一般安全码的区别在于在安全码的计算过程中有加密算法及密钥参与其中,对于一般的安全码,编码算法及参数是固定和公开的,通过安全码的验证无法确认报文是否被伪造。但对于有私有密钥参与计算的加密安全码,只有共享密钥的通信对象之间才能进行加密安全码的编码与验证,所以加密安全码不仅可以进行信息完整性的鉴别,同时可以完成消息源的鉴别,其中密钥就充当了身份鉴别标识,必须严格管理和分配使用密钥。
3）身份鉴别密钥与会话密钥的关系。由密钥管理系统配置给每个通信对象的密钥也称为“身份鉴别密钥”。安全层协议通常设计安全连接建立过程,在通信双方握手交互中动态生成一个临时的用于此次安全连接的会话密钥来保护当前安全连接中的通信。会话密钥是利用身份鉴别密钥与一定的随机信息经加密运算导出的密文。通信双方只需要将随机生成的信息进行传输共享,会话密钥就可以在通信双方分别计算产生,会话密钥诞生之后被用来生成加密安全码进行身份鉴别,身份鉴别密钥只有在需要重新建立安全连接时才被使用,应用MAC技术的车-地无线通信安全层采用类似的安全连接建立程序。
无线移动闭塞技术设计是安全可靠的，不可靠性在于设备是否经过了充分的测试和调试环节，整个系统是否满足无线移动闭塞技术设计规范，在故障情况下制定和采取的预定措施是否完备。
六、参考文献
1. 杨霓霏，刘晓斌等.《CTCS-3级列控系统车-地无线通信消息认证和加密技术的研究》.铁道通信信号，2010(10)
2. 张苑，刘朝英等.《无线闭塞中心系统安全风险分析及对策》.中国铁道科学，2010(7)
【陈澈的回答(1票)】:
这么说吧，移动闭塞最主要两个系统：
一个在地面上的，叫区域控制器、闭塞处理器、移动授权单元的都有；
一个在车上，叫ATP、VOBC的都有。
这两个东东都是SIL4安全等级的，完全考虑了各种通信丢失、车辆故障、突发异常等。
很多可能发生的安全问题，往往在区域控制器会做一道防护，在车载ATP上做一道防护，无线干扰多数情况是导致列车运行等级下降或者紧急停车，况且很多线路无线上用了跳频扩频技术，干扰不容易。
【知乎用户的回答(0票)】:
具体啊懂，但是速度6倍于地铁的高铁，也是移动闭塞。。
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馆藏&53496
TA的推荐TA的最新馆藏深圳公共无线局域网wlan免费上网全市统一认证 怎么认证安全性如何?
10月9日，全市公共无线局域网统一认证平台正式启动，深圳各区（新区）认证平台将与全市公共无线局域网统一认证平台衔接，将形成全市统一的公共场所wlan免费接入服务。
　　据南方日报报道，10月9日，全市公共无线局域网统一认证平台启动暨深圳市公共wlan及智慧点（智慧路灯）产业联盟揭牌仪式在深圳市民中心举行。据报道，目前深圳全市公益性公共场所免费无线局域网（wlan）已基本实现全覆盖，免费wlanap数量超过2万个。
　　wlan免费上网
　　手机搜索到WLAN信号后，无线状态显示连接，直接打开浏览器，随意输入网站，会弹出一个登录认证页面。 输入你的手机号和密码就可以上网了。若果不知道密码，可以用手机找回密码，密码通过短信发到你手机上。
　　&深圳wlan免费上网全市统一认证
　　目前深圳公益性公共场所已基本实现免费wlan全覆盖，但人们在使用不同区的无线网络时经常需要分别认证，不够便捷。
　　10月9日，全市公共无线局域网统一认证平台正式启动，深圳各区（新区）认证平台将与全市公共无线局域网统一认证平台衔接，将形成全市统一的公共场所wlan免费接入服务。
　　也就是说，只要你的手机号认证过一次，下次再不同场所链接上WLAN信号后，都可以直接上网，不用再需要认证。
　　安全性如何？
　　深圳公共场所无线局域网统一认证平台是采取统一融合的网络管理，能够把租用运营商和政府自建的网络有效地统一起来，对用户上网行为实现可审计、可追溯、可取证的安全要求，对一些钓鱼网站、网络病毒实现有效隔离，确保市民个人信息安全，并且市民可以在深圳各区能体验到统一的公共wlan服务，实现跨区各公共场所无线上网的良好用户体验。
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