线网时代轨道交通TETRA系统如何应对

杨瀚程

杨瀚程:中铁第一勘察设计院集团有限公司 助理工程师 710043 西安

随着近年来城市轨道交通建设的不断发展，起步较早的北京、上海、广州等城市轨道交通已从初期线路为主，向网络化发展，刚起步的诸多城市，也在建设的初期，就立足于线网整体的高度，来规划未来的城市轨道交通。而作为现代城市轨道交通无线通信的首选TETRA系统，如何在新发展需求中由线到网实现互联互通，如何完成对整个城市轨道交通系统无线通信需求的保障，是一个需要研究的问题。

1 城市轨道交通TETRA现状

由欧洲标准组织制定的无线数字集群通信系统TETRA，具有快速反应能力、多种指挥调度功能、安全加密方式多样、抗毁性高、直通通话模式、组网灵活、抗干扰能力强等优势，成为了数字集群通信系统领域的第一选择，在我国已经拥有逾20万用户，几乎成为我国城市轨道交通领域无线通信系统的必然选择。目前，TETRA供应商已达17家，我国根据TETRA标准自主研发的TETRA品牌也已经投入商用。

为了实现轨道交通线网内信息资源和设备资源的共享，支持特殊情况下轨道交通不同线路列车的跨线套跑，实现管理和维修人员的全网自动漫游，尤其是为满足移动终端的跨线组呼功能需求，必须实现同一线网内不同轨道交通线路的TETRA系统的互联互通。然而，TETRA系统由于其自身的一些局限性，在线网时代，在解决无线集群网互联互通方面，面临着新的挑战。

1．各线设备之间的互联互通。TETRA系统内部接口不统一，各生产商的TETRA系统不能互联互通。由于牵涉到各生产商的利益，各生产商不肯自发解决互联问题，而外部又缺少统一的组织来解决该问题，所以该项目研究进展缓慢。

2．线网灾备问题。在轨道交通规模达到线网级别后，为了保证轨道交通全网无线通信系统的正常运行，对城市轨道交通体系正常运行给予支持，要求线网必须具有很强的容灾备份性能。因此，线网灾备方案的制定，也成为非常重要的问题。

2 线网规划方案

面对上述状况，在调研全国主要城市TETRA组网技术的基础上，归纳出以下5种TETRA组网方式，不同程度上解决了TETRA互联组网问题。

1．交叠覆盖模式。在换乘站点，A线TETRA信号覆盖到B线站台，B线TETRA信号覆盖到A线站台，这样当A线用户漫游到B线站台，或者B线用户漫游到A线站台，均可继续通话。该方案虽然可以保证系统用户不掉话，但并未实现跨网漫游，用户仍在原网络中，且只能小范围使用，不能实现真正意义上的互联互通，而且建设及维护成本较高。

2．手动漫游模式。为解决A网用户漫游到B网后与A网其他用户的通话问题，A网授权漫游用户的数据事先存入B网系统，当该用户需漫游到B网时，可通过菜单选择它在B网的号码，手动切换网络，从而变成B网用户。这类似于有线电话的人工接续，需要使用A、B网交换机的4线音频接口进行连接，但只适用于少量跨网漫游情况。

3．固定台互联方式。在所属同一设备厂商不同集群网线路的换乘站，设置2个固定台，分别接入A网的TETRA通信系统和B网的TETRA通信系统;2个固定台通过PE接口连接到1台TETRA互联控制设备，从而建立TETRA系统A网与B网互联互通的物理通信链路。该种方案要求线网设备必须是同一厂家，每条线需单独设置控制中心交换设备，每2条线路的至少一个换乘站设立互联控制设备。建设成本较高，线网结构复杂，重复较多。

4．主备交换中心组网模式，如图1所示。在线网规划之初，即确定线网规模，在此基础上确定一个框架协议，招标足够全网使用的同一套系统，全网建立A、B 2个TETRA交换中心，实行异地灾备。每个交换中心设置一台TETRA交换机，交换中心选址可在控制中心和线路车辆段。全网基站分别接入A、B 2个TETRA交换中心，交换中心存储全线网的数据，实现全网络化运营，用户不需要漫游，即可在专用通信全线网范围内使用。该种模式是完全意义上的互联互通，效率最高，可以最大化的保证全网资源共享，灾备冗余度高;但是建网之初要对全网进行系统的、整体的规划，即要求制定全网规划方案，一次招标，一套系统，全网一个互联中心。组网成本较高，难度较大，要求较高，且设备一次招标存在一定的风险。

图1 主、备交换中心组网方式

图2 多交换中心组网方式

5．多交换中心互联方式，如图2所示。同一厂商不同线路，分几组接入不同位置的交换中心，通过物理链路，将各交换中心互联。各交换中心不存储其他线路的数据库。用户在漫游时，需要在归属线路和需要漫游的线路数据库里开放该用户和组的漫游功能和区域。A、B交换中心互联后，系统用户可以在专用网络覆盖下的任何线路中进行漫游。

多交换中心组网方案，线路分组接入结构较简单，组网成本较低，线网用户可控性高，易于扩展，灾备冗余度适中，线网分组隔离度高，单一交换中心故障不会导致全线网瘫痪。但是如果交换中心A与B的物理链路中断，则网络漫游功能消失，1，2，3线用户与4，5，6线用户之间不能实现通信。灾备功能稍显不足。

6．不同厂商网络之间互联互通。引入转换器，内置2个无线固定电台a和b，a固定台注册在A网络，b固定台注册在B网络，A网络与B网络属于不同厂商。a，b 2个固定台预先编入2个网络所有的互通通话组，在需要互通时，通过A，B 2个网络的重叠覆盖处(一般是换乘站或共用车辆段)的基站设备，完成不同线路信息的交互。由于每个站点设置的转换器数量受基站的业务信道数量限制，因此该方案通话组数量较少。该种方式只能实现语音域的互联;而数字域的互联，因厂商处于自身利益的考虑，目前无法实现。

3 结束语

以上6种方式，都能在不同程度上，完成系统组网。但是从在线网功能完整度，后期发展及容灾备份性能来考虑，推荐主备交换中心组网方式及多交换中心组网方式。这2种方法，均可实现全网资源共享，实现真正意义的全网互联互通，其统一的标准，更有利于完整、高效的构建系统与运营管理体系。具体选择哪种方案，可根据线网规模及建设周期进行选择，若线网规模较大且建设周期较长，可选择多交换中心组网方案，该方案可分步投资建设，在确保能使用到最新设备技术的前提下，实现前后设备间较好的连续性。而若线网规模较小建设周期较短，可选择主备交换中心组网方案一次完成组网，具有设备统一性高，后期维护便捷，且容灾备份能力强的特点。

目前，TETRA厂家各自内部接口不同，外部相关机构亦无推进统一接口的行动，现有市场又缺少足够推动力，导致无论是统一接口还是连接方式转换器，研发都进展缓慢。因此，从技术角度出发，在现阶段还是推荐全线网使用具有成熟技术的同一厂家设备完成组网。

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