广州地铁无线集群系统互联互通解决方案

周承昊

广州地铁无线集群系统互联互通解决方案

周承昊

针对广州地铁无线集群通信现状及互联需求，提出了无线集群系统互联的几个实施方案。考虑线网建设工期不同、线路投资的差异性，广州地铁要实现全网的互联互通，应该按照需求的轻重缓急，分步骤实施。

集群;互联互通;SIP协议

广州地铁无线集群通信系统是行车调度指挥的专网通信系统，目前采用800MHz Tetra制式组网。在以往系统建设中，由于运维组织部及线路工期的不同，一般只考虑单线无线通信业务需求，未考虑跨线路业务需求。目前，广州地铁1号线、2/8号线、4号线为EADS的Tetra系统，3号线、5号线、6号线、广佛线、APM线、机场线为MOTO的Tetra系统，这些线路均是单独设置无线交换机，系统之间未形成有效的互联互通。随着广州地铁线网格局的形成，跨线业务大规模增长，资源共享需求也提上日程，各线路系统之间的互联互通十分必要和紧迫。

1 线网无线系统间互联互通的业务需求

在线网运营模式下，跨线协调的工作量剧增，单站客流的变化可能影响整体线路的客流组织及行车组织方式，这些均增加了大量线网内的行车调度指挥通信及应急指挥通信业务，因此线网无线系统间的互联互通业务将有较大需求。

1.列车车载台漫游业务。依据不同线路客流高峰的不同压力，全线网列车需要统一调度分配使用。一旦无线系统互联互通形成，可以很方便地将列车从一条线调到另一条线去运营，而不需改装车载台。使列车的使用更加灵活，可以充分利用列车资源，提高运营效率。

2.换乘站互联互通业务需求。线网运营情景下，换乘站的客流组织及应急处理比以往增加许多，需要在不同站台、展厅及出入口，实现不同的通话组语音呼叫。

3.手持台的漫游业务。为提升手持台的应用点，在所有无线集群系统覆盖的地方，均应实现手持台漫游功能。一方面可以提升所有终端的应用能力，另一方面可以在线网出现紧急事件时，部分人员可以移动办公，实现调度指挥的灵活与快捷。

4.系统可靠性与抗灾性需求。一旦系统实现了互联互通，那么单线交换机故障时，其他线的交换机可以承担相应的交换功能，实现基本的无线集群调度通话功能，对整网无线系统的可靠性及抗灾性有较大的好处。

尽管互联互通的需求已经展现，但是由于目前Tetra厂家私有协议与接口的限制，真正实现完全意义上的互联互通并不容易，下面重点探讨实现专网无线集群系统互联互通的实施方案。

2 同厂家内的系统互联互通方案

同一厂家内的系统互联在理论上似乎不存在太大的难题，但是由于广州地铁线网建设跨度近20年，真正实施互联互通难度极大，需要解决以下几个迫切的问题。

1.实现交换机软硬件的一致性。为实现无线交换机软硬件一致性，在后续线路建设过程中，要求厂家提供的设备应与以往线网设备进行兼容，包括软件版本兼容与硬件板卡的可替换。

2.基站可替换及软件兼容。部分基站可经软件升级实现不同交换机间的连接，而部分基站需要更换某些模块实现升级，还有的基站需要新建线路实现与不同交换机的连接。

3.全线网的网络及终端需要进一步规划与调整。需要在全线网范围内规划相同的国家码、网络码、全线统一编制组呼号(GSSI)、个呼识别码(ISSI)、小区码，以及在全线网范围内规划好基站频点。

目前，MOTO系统中3、5、6号线和广佛线、APM线均实现了交换机互联互通，但是部分基站由于版本较低，还无法接入其他交换机，实现完整的互联互通，有待后期建设及运营中进行改善。EADS的系统中2/8号线、1号线、4号线3套交换机均已实现了互联互通，下一步需要完善不同交换机连接下的基站互联互通。

3 不同厂家换乘站终端层面互联互通方案

在实现了相同厂家交换机互联互通之后，广州地铁目前正在实施各线换乘站终端层面的互联互通，以解决特定通话组漫游互联的问题。此种互联有以下几种解决方案。

方案一，直接以电台互联互通的方式实现。如图1所示，在A、B 2个Tetra厂家的覆盖重叠区域设置2个互联电台(用4线语音线互联)，将2个电台均设为2个厂家的终端用户，这样通过空中接口协议可以实现特点通话组的呼叫。这种方案通话组数量有限，实现的功能也很少，且电台一定需要安装在覆盖交叉区，因此只要有换乘站的地方就需要设置固定电台，固定台的用量较大且工程实施量大。

图1 直接以电台互联互通的方式

方案二，采用互联网管控制器实现互联互通。此种方案采用空中接口与E1线实现2个系统少量通话组的互联互通。如图2所示，在有EADS基站覆盖的地方，设置4套MOTO的固定电台，固定电台通过4线中继与互联网管控制器连接，互联网关与MOTO的交换机中心连接。在这种方案中，4个MOTO电台作为EADS系统的无线用户注册，作为

图2 采用互联网管控制器实现互联互通

EADS网络的无线用户分别守候在一个漫游组，这个漫游组的组信息数据在EADS网络和MOTO网络系统中同时定义和配置。摩托罗拉TETRA系统将CCGW的一个4线音频接口作为本系统一个通话组的“成员”，MOTO调度台将该“成员”加入到MOTO系统“某个通话组”(实际上这个通话组就是定义的漫游组)，由于CCGW的4线音频接口与MTM800E固定台音频口直接连通，系统就可以直接完成这个通话组与CCGW的一个4线音频接口所控制的固定台(对方EADS网络无线用户)所在漫游通话组之间的派接，实现漫游组通话，在此4个通话组任何一方发起的通话，均会及时传递到另一方，反之亦然。

该方案的特点是所需要的固定电台数量较少。同时，互联网管控制器设备安装的位置较为随意，减少了工程量。目前，在广州地铁3号北延线与2号线之间已经实现了这种换乘站的互联方案。

4 不同厂家交换机层面互联互通方案

在终端侧实现特定通话组的互联互通方案，虽然解决了换乘站的互联需求，但是通话组数量较少，而且不是完整意义上的互联互通，只是通过空中接口协议，让固定电台起到了无线中继器的作用，并且可应用的功能也很少，用户的数据(注册、鉴权、呼叫类别等)均无法实现共享，无法实现真正全线性漫游功能。因此，只有交换机层面的互联互通，才是真正意义上的互联互通，才是整个无线网络的整合。所以，采用电信级SIP网管解决交换机层面互联互通是接下来需要考虑的一个重点。

如图3所示，在EADS Tetra系统交换机与MOTO Tetra交换机之间，分别通过以太通道连接SIP网管实现互联。这种SIP互联网管采用的标准SIP协议，是基于Tetra语音(个呼、组呼)及数据(呼叫方识别、短数据互联)的接口转换协议。该协议是标准的工业接口协议，其控制信令(SIP信令)为RFC3261(语音呼叫信令)、RFC3428 (短数据信令);其组呼语音格式采用30ms PCMA，个呼语音格式采用20ms PCMA格式，短数据格式采用SDP/Plain Text格式，均为通用的标准协议。采用SIP网管实现Tetra系统互联，这种方式的好处是不需要改变原有无线集群系统的任何结构，只需要2个不同厂家的无线Tetra系统配置相同的国家码(MCC)，将需要漫游的通话组(GSSI)及个人用户(ISSI)同时在2个系统中进行定义与配置即可。同时，需要在SIP互联网关中配置所有互联互通组的互联关系表，即需要互联、漫游的用户映射表。

图3 不同厂家交换机层面互联互通方案

5 小结

考虑线网建设工期不同、线路投资的差异性，广州地铁要实现全网的互联互通，应该按照需求的轻重缓急，分步骤实施。第一步实现同厂家交换机及数据互联，做到相同厂家的设备及数据使用的一致性及共用性;第二步实现不同Tetra厂家换乘站终端设备的互联互通;第三步实现不同Tetra厂家交换机侧的互联互通，并进一步实现全网统一的无线调度系统。无线系统互联互通，不但能够在很大程度上提升系统的可靠性与抗毁性，同时将进一步满足跨线无线调度业务需求，提升运营的服务质量。

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［2］郑祖辉，陆锦华，郑岚．数字集群移动通信系统［M］.第二版．北京:电子工业出版社，2005.

［3］宋雅，曾沂粲.TETRA数字集群系统的容灾备份方案探讨［J］.移动通信，2011(01):85－86.

［4］周承昊.广州地铁专用无线系统全网容灾备份方案［J］.铁道通信信号，2013(12).

Based on the status and interconnection requirements of Guangzhou metro wireless trunking communication，several implementation schemes of the interconnection of wireless trunking system are presented．Taking differences in network investmentand construction period of different lines into consideration，a step-by-step implementation strategy should be adopted to achieve desired interoperability throughout the network of Guangzhou metro according to the priorities of specific requirements，．

Trunking;Interconnection;SIP protocol

周承昊:广州市地下铁道总公司工程师510000广州

2014-01-09

(责任编辑:诸红)