線網時代軌道交通TETRA系統如何應對

楊瀚程

楊瀚程:中鐵第一勘察設計院集團有限公司 助理工程師 710043 西安

隨著近年來城市軌道交通建設的不斷發展，起步較早的北京、上海、廣州等城市軌道交通已從初期線路為主，向網絡化發展，剛起步的諸多城市，也在建設的初期，就立足于線網整體的高度，來規劃未來的城市軌道交通。而作為現代城市軌道交通無線通信的首選TETRA系統，如何在新發展需求中由線到網實現互聯互通，如何完成對整個城市軌道交通系統無線通信需求的保障，是一個需要研究的問題。

1 城市軌道交通TETRA現狀

由歐洲標準組織制定的無線數字集群通信系統TETRA，具有快速反應能力、多種指揮調度功能、安全加密方式多樣、抗毀性高、直通通話模式、組網靈活、抗干擾能力強等優勢，成為了數字集群通信系統領域的第一選擇，在我國已經擁有逾20萬用戶，幾乎成為我國城市軌道交通領域無線通信系統的必然選擇。目前，TETRA供應商已達17家，我國根據TETRA標準自主研發的TETRA品牌也已經投入商用。

為了實現軌道交通線網內信息資源和設備資源的共享，支持特殊情況下軌道交通不同線路列車的跨線套跑，實現管理和維修人員的全網自動漫游，尤其是為滿足移動終端的跨線組呼功能需求，必須實現同一線網內不同軌道交通線路的TETRA系統的互聯互通。然而，TETRA系統由于其自身的一些局限性，在線網時代，在解決無線集群網互聯互通方面，面臨著新的挑戰。

1．各線設備之間的互聯互通。TETRA系統內部接口不統一，各生產商的TETRA系統不能互聯互通。由于牽涉到各生產商的利益，各生產商不肯自發解決互聯問題，而外部又缺少統一的組織來解決該問題，所以該項目研究進展緩慢。

2．線網災備問題。在軌道交通規模達到線網級別后，為了保證軌道交通全網無線通信系統的正常運行，對城市軌道交通體系正常運行給予支持，要求線網必須具有很強的容災備份性能。因此，線網災備方案的制定，也成為非常重要的問題。

2 線網規劃方案

面對上述狀況，在調研全國主要城市TETRA組網技術的基礎上，歸納出以下5種TETRA組網方式，不同程度上解決了TETRA互聯組網問題。

1．交疊覆蓋模式。在換乘站點，A線TETRA信號覆蓋到B線站臺，B線TETRA信號覆蓋到A線站臺，這樣當A線用戶漫游到B線站臺，或者B線用戶漫游到A線站臺，均可繼續通話。該方案雖然可以保證系統用戶不掉話，但并未實現跨網漫游，用戶仍在原網絡中，且只能小范圍使用，不能實現真正意義上的互聯互通，而且建設及維護成本較高。

2．手動漫游模式。為解決A網用戶漫游到B網后與A網其他用戶的通話問題，A網授權漫游用戶的數據事先存入B網系統，當該用戶需漫游到B網時，可通過菜單選擇它在B網的號碼，手動切換網絡，從而變成B網用戶。這類似于有線電話的人工接續，需要使用A、B網交換機的4線音頻接口進行連接，但只適用于少量跨網漫游情況。

3．固定臺互聯方式。在所屬同一設備廠商不同集群網線路的換乘站，設置2個固定臺，分別接入A網的TETRA通信系統和B網的TETRA通信系統;2個固定臺通過PE接口連接到1臺TETRA互聯控制設備，從而建立TETRA系統A網與B網互聯互通的物理通信鏈路。該種方案要求線網設備必須是同一廠家，每條線需單獨設置控制中心交換設備，每2條線路的至少一個換乘站設立互聯控制設備。建設成本較高，線網結構復雜，重復較多。

4．主備交換中心組網模式，如圖1所示。在線網規劃之初，即確定線網規模，在此基礎上確定一個框架協議，招標足夠全網使用的同一套系統，全網建立A、B 2個TETRA交換中心，實行異地災備。每個交換中心設置一臺TETRA交換機，交換中心選址可在控制中心和線路車輛段。全網基站分別接入A、B 2個TETRA交換中心，交換中心存儲全線網的數據，實現全網絡化運營，用戶不需要漫游，即可在專用通信全線網范圍內使用。該種模式是完全意義上的互聯互通，效率最高，可以最大化的保證全網資源共享，災備冗余度高;但是建網之初要對全網進行系統的、整體的規劃，即要求制定全網規劃方案，一次招標，一套系統，全網一個互聯中心。組網成本較高，難度較大，要求較高，且設備一次招標存在一定的風險。

圖1 主、備交換中心組網方式

圖2 多交換中心組網方式

5．多交換中心互聯方式，如圖2所示。同一廠商不同線路，分幾組接入不同位置的交換中心，通過物理鏈路，將各交換中心互聯。各交換中心不存儲其他線路的數據庫。用戶在漫游時，需要在歸屬線路和需要漫游的線路數據庫里開放該用戶和組的漫游功能和區域。A、B交換中心互聯后，系統用戶可以在專用網絡覆蓋下的任何線路中進行漫游。

多交換中心組網方案，線路分組接入結構較簡單，組網成本較低，線網用戶可控性高，易于擴展，災備冗余度適中，線網分組隔離度高，單一交換中心故障不會導致全線網癱瘓。但是如果交換中心A與B的物理鏈路中斷，則網絡漫游功能消失，1，2，3線用戶與4，5，6線用戶之間不能實現通信。災備功能稍顯不足。

6．不同廠商網絡之間互聯互通。引入轉換器，內置2個無線固定電臺a和b，a固定臺注冊在A網絡，b固定臺注冊在B網絡，A網絡與B網絡屬于不同廠商。a，b 2個固定臺預先編入2個網絡所有的互通通話組，在需要互通時，通過A，B 2個網絡的重疊覆蓋處(一般是換乘站或共用車輛段)的基站設備，完成不同線路信息的交互。由于每個站點設置的轉換器數量受基站的業務信道數量限制，因此該方案通話組數量較少。該種方式只能實現語音域的互聯;而數字域的互聯，因廠商處于自身利益的考慮，目前無法實現。

3 結束語

以上6種方式，都能在不同程度上，完成系統組網。但是從在線網功能完整度，后期發展及容災備份性能來考慮，推薦主備交換中心組網方式及多交換中心組網方式。這2種方法，均可實現全網資源共享，實現真正意義的全網互聯互通，其統一的標準，更有利于完整、高效的構建系統與運營管理體系。具體選擇哪種方案，可根據線網規模及建設周期進行選擇，若線網規模較大且建設周期較長，可選擇多交換中心組網方案，該方案可分步投資建設，在確保能使用到最新設備技術的前提下，實現前后設備間較好的連續性。而若線網規模較小建設周期較短，可選擇主備交換中心組網方案一次完成組網，具有設備統一性高，后期維護便捷，且容災備份能力強的特點。

目前，TETRA廠家各自內部接口不同，外部相關機構亦無推進統一接口的行動，現有市場又缺少足夠推動力，導致無論是統一接口還是連接方式轉換器，研發都進展緩慢。因此，從技術角度出發，在現階段還是推薦全線網使用具有成熟技術的同一廠家設備完成組網。

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