廣州地鐵無線集群系統互聯互通解決方案

周承昊

廣州地鐵無線集群系統互聯互通解決方案

周承昊

針對廣州地鐵無線集群通信現狀及互聯需求，提出了無線集群系統互聯的幾個實施方案。考慮線網建設工期不同、線路投資的差異性，廣州地鐵要實現全網的互聯互通，應該按照需求的輕重緩急，分步驟實施。

集群;互聯互通;SIP協議

廣州地鐵無線集群通信系統是行車調度指揮的專網通信系統，目前采用800MHz Tetra制式組網。在以往系統建設中，由于運維組織部及線路工期的不同，一般只考慮單線無線通信業務需求，未考慮跨線路業務需求。目前，廣州地鐵1號線、2/8號線、4號線為EADS的Tetra系統，3號線、5號線、6號線、廣佛線、APM線、機場線為MOTO的Tetra系統，這些線路均是單獨設置無線交換機，系統之間未形成有效的互聯互通。隨著廣州地鐵線網格局的形成，跨線業務大規模增長，資源共享需求也提上日程，各線路系統之間的互聯互通十分必要和緊迫。

1 線網無線系統間互聯互通的業務需求

在線網運營模式下，跨線協調的工作量劇增，單站客流的變化可能影響整體線路的客流組織及行車組織方式，這些均增加了大量線網內的行車調度指揮通信及應急指揮通信業務，因此線網無線系統間的互聯互通業務將有較大需求。

1.列車車載臺漫游業務。依據不同線路客流高峰的不同壓力，全線網列車需要統一調度分配使用。一旦無線系統互聯互通形成，可以很方便地將列車從一條線調到另一條線去運營，而不需改裝車載臺。使列車的使用更加靈活，可以充分利用列車資源，提高運營效率。

2.換乘站互聯互通業務需求。線網運營情景下，換乘站的客流組織及應急處理比以往增加許多，需要在不同站臺、展廳及出入口，實現不同的通話組語音呼叫。

3.手持臺的漫游業務。為提升手持臺的應用點，在所有無線集群系統覆蓋的地方，均應實現手持臺漫游功能。一方面可以提升所有終端的應用能力，另一方面可以在線網出現緊急事件時，部分人員可以移動辦公，實現調度指揮的靈活與快捷。

4.系統可靠性與抗災性需求。一旦系統實現了互聯互通，那么單線交換機故障時，其他線的交換機可以承擔相應的交換功能，實現基本的無線集群調度通話功能，對整網無線系統的可靠性及抗災性有較大的好處。

盡管互聯互通的需求已經展現，但是由于目前Tetra廠家私有協議與接口的限制，真正實現完全意義上的互聯互通并不容易，下面重點探討實現專網無線集群系統互聯互通的實施方案。

2 同廠家內的系統互聯互通方案

同一廠家內的系統互聯在理論上似乎不存在太大的難題，但是由于廣州地鐵線網建設跨度近20年，真正實施互聯互通難度極大，需要解決以下幾個迫切的問題。

1.實現交換機軟硬件的一致性。為實現無線交換機軟硬件一致性，在后續線路建設過程中，要求廠家提供的設備應與以往線網設備進行兼容，包括軟件版本兼容與硬件板卡的可替換。

2.基站可替換及軟件兼容。部分基站可經軟件升級實現不同交換機間的連接，而部分基站需要更換某些模塊實現升級，還有的基站需要新建線路實現與不同交換機的連接。

3.全線網的網絡及終端需要進一步規劃與調整。需要在全線網范圍內規劃相同的國家碼、網絡碼、全線統一編制組呼號(GSSI)、個呼識別碼(ISSI)、小區碼，以及在全線網范圍內規劃好基站頻點。

目前，MOTO系統中3、5、6號線和廣佛線、APM線均實現了交換機互聯互通，但是部分基站由于版本較低，還無法接入其他交換機，實現完整的互聯互通，有待后期建設及運營中進行改善。EADS的系統中2/8號線、1號線、4號線3套交換機均已實現了互聯互通，下一步需要完善不同交換機連接下的基站互聯互通。

3 不同廠家換乘站終端層面互聯互通方案

在實現了相同廠家交換機互聯互通之后，廣州地鐵目前正在實施各線換乘站終端層面的互聯互通，以解決特定通話組漫游互聯的問題。此種互聯有以下幾種解決方案。

方案一，直接以電臺互聯互通的方式實現。如圖1所示，在A、B 2個Tetra廠家的覆蓋重疊區域設置2個互聯電臺(用4線語音線互聯)，將2個電臺均設為2個廠家的終端用戶，這樣通過空中接口協議可以實現特點通話組的呼叫。這種方案通話組數量有限，實現的功能也很少，且電臺一定需要安裝在覆蓋交叉區，因此只要有換乘站的地方就需要設置固定電臺，固定臺的用量較大且工程實施量大。

圖1 直接以電臺互聯互通的方式

方案二，采用互聯網管控制器實現互聯互通。此種方案采用空中接口與E1線實現2個系統少量通話組的互聯互通。如圖2所示，在有EADS基站覆蓋的地方，設置4套MOTO的固定電臺，固定電臺通過4線中繼與互聯網管控制器連接，互聯網關與MOTO的交換機中心連接。在這種方案中，4個MOTO電臺作為EADS系統的無線用戶注冊，作為

圖2 采用互聯網管控制器實現互聯互通

EADS網絡的無線用戶分別守候在一個漫游組，這個漫游組的組信息數據在EADS網絡和MOTO網絡系統中同時定義和配置。摩托羅拉TETRA系統將CCGW的一個4線音頻接口作為本系統一個通話組的“成員”，MOTO調度臺將該“成員”加入到MOTO系統“某個通話組”(實際上這個通話組就是定義的漫游組)，由于CCGW的4線音頻接口與MTM800E固定臺音頻口直接連通，系統就可以直接完成這個通話組與CCGW的一個4線音頻接口所控制的固定臺(對方EADS網絡無線用戶)所在漫游通話組之間的派接，實現漫游組通話，在此4個通話組任何一方發起的通話，均會及時傳遞到另一方，反之亦然。

該方案的特點是所需要的固定電臺數量較少。同時，互聯網管控制器設備安裝的位置較為隨意，減少了工程量。目前，在廣州地鐵3號北延線與2號線之間已經實現了這種換乘站的互聯方案。

4 不同廠家交換機層面互聯互通方案

在終端側實現特定通話組的互聯互通方案，雖然解決了換乘站的互聯需求，但是通話組數量較少，而且不是完整意義上的互聯互通，只是通過空中接口協議，讓固定電臺起到了無線中繼器的作用，并且可應用的功能也很少，用戶的數據(注冊、鑒權、呼叫類別等)均無法實現共享，無法實現真正全線性漫游功能。因此，只有交換機層面的互聯互通，才是真正意義上的互聯互通，才是整個無線網絡的整合。所以，采用電信級SIP網管解決交換機層面互聯互通是接下來需要考慮的一個重點。

如圖3所示，在EADS Tetra系統交換機與MOTO Tetra交換機之間，分別通過以太通道連接SIP網管實現互聯。這種SIP互聯網管采用的標準SIP協議，是基于Tetra語音(個呼、組呼)及數據(呼叫方識別、短數據互聯)的接口轉換協議。該協議是標準的工業接口協議，其控制信令(SIP信令)為RFC3261(語音呼叫信令)、RFC3428 (短數據信令);其組呼語音格式采用30ms PCMA，個呼語音格式采用20ms PCMA格式，短數據格式采用SDP/Plain Text格式，均為通用的標準協議。采用SIP網管實現Tetra系統互聯，這種方式的好處是不需要改變原有無線集群系統的任何結構，只需要2個不同廠家的無線Tetra系統配置相同的國家碼(MCC)，將需要漫游的通話組(GSSI)及個人用戶(ISSI)同時在2個系統中進行定義與配置即可。同時，需要在SIP互聯網關中配置所有互聯互通組的互聯關系表，即需要互聯、漫游的用戶映射表。

圖3 不同廠家交換機層面互聯互通方案

5 小結

考慮線網建設工期不同、線路投資的差異性，廣州地鐵要實現全網的互聯互通，應該按照需求的輕重緩急，分步驟實施。第一步實現同廠家交換機及數據互聯，做到相同廠家的設備及數據使用的一致性及共用性;第二步實現不同Tetra廠家換乘站終端設備的互聯互通;第三步實現不同Tetra廠家交換機側的互聯互通，并進一步實現全網統一的無線調度系統。無線系統互聯互通，不但能夠在很大程度上提升系統的可靠性與抗毀性，同時將進一步滿足跨線無線調度業務需求，提升運營的服務質量。

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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:廣州市地下鐵道總公司工程師510000廣州

2014-01-09

(責任編輯:諸紅)