地鐵TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)應(yīng)用探討

李文彬

摘要：基于TETRA的專用無線調(diào)度系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著提高運(yùn)營(yíng)效率、確保行車安全及地鐵乘客生命安全的任務(wù)，系統(tǒng)還為臨時(shí)維修、夜間施工、防災(zāi)環(huán)控以及相關(guān)工作提供無線通信保障。針對(duì)成都地鐵線網(wǎng)化建設(shè)的大趨勢(shì)，各線路后期可能會(huì)存在兩個(gè)以上廠商設(shè)備共存運(yùn)行的情況，文章針對(duì)當(dāng)前地鐵行業(yè)數(shù)字集群系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀做了簡(jiǎn)單分析和探討。

關(guān)鍵詞：TETRA；數(shù)字；集群；系統(tǒng)

數(shù)字集群系統(tǒng)正逐步獲得了大規(guī)模推廣應(yīng)用，它能夠?yàn)橛脩籼峁└S富的業(yè)務(wù)種類、更高的業(yè)務(wù)質(zhì)量、更強(qiáng)的數(shù)據(jù)保密性、更穩(wěn)定的連接性和更高的頻帶利用率。目前國(guó)際上數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng)主要存在陸上集群無線電（TErrestrial TRunked Radio，TETRA）、集成數(shù)字增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)（Integrated Digital Enhanced Networks，iDEN）和跳頻多址（ Frequency Hopping Multiple Access，F(xiàn)HMA）3種技術(shù)體制。

（l）歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（European TelecommumcationsStandards Institute，ETSI）開發(fā)的TETRA系統(tǒng)，它是一個(gè)空中接口信令開放的系統(tǒng)。（2）以色列RAFAEL研發(fā)的跳頻多址FHMA系統(tǒng)采用了跳頻技術(shù)（用于提高容量）。（3）Motorola的iDEN系統(tǒng)較為成熟可靠。 根據(jù)當(dāng)前的使用情況來看，雖然3種技術(shù)體制在相關(guān)行業(yè)都有應(yīng)用，但總的情況來看ETSI的TETRA技術(shù)目前在地鐵行業(yè)占據(jù)了大部分的市場(chǎng)份額。我國(guó)地鐵的TETRA市場(chǎng)的大部分市場(chǎng)份額都被國(guó)外品牌占據(jù)，如Motorola和EADS兩大品牌，數(shù)字無線集群系統(tǒng)價(jià)格貴、技術(shù)保密，升級(jí)和定制工作比較不便，且一般系統(tǒng)行業(yè)內(nèi)都不能直接應(yīng)用，需進(jìn)行二次開發(fā)[1]。

1 TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)概述

1.1 TETRA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能

TETRA系統(tǒng)技術(shù)十分成熟，系統(tǒng)內(nèi)終端設(shè)備之間支持單呼、組呼、短信、分組數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，并且能夠在鏈路故障時(shí)單基站運(yùn)行，若基站故障時(shí)則可以實(shí)現(xiàn)終端脫網(wǎng)直通模式，鑒于其功能強(qiáng)大、接口標(biāo)準(zhǔn)、接入快速、成熟可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，該系統(tǒng)已經(jīng)在公安、石油、機(jī)場(chǎng)、港口以及軌道交通等領(lǐng)域獲得大規(guī)模應(yīng)用，為各類用戶提供低成本、高性能的數(shù)字集群和指揮調(diào)度功能。

1.2系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能和特點(diǎn)

（1）業(yè)務(wù)功能：PTT語(yǔ)音業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、短數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、固定通信業(yè)務(wù)、保密通信功能、虛擬專網(wǎng)、系統(tǒng)故障弱化。（2）系統(tǒng)特點(diǎn)：基于TETRA技術(shù)，提供專業(yè)的數(shù)字集群通信業(yè)務(wù)；基于全I(xiàn)P扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，構(gòu)建簡(jiǎn)單高效并具有持續(xù)發(fā)展能力的通信網(wǎng)絡(luò)，降低了設(shè)備的成本；基于分布式軟交換體系架構(gòu)，系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單、業(yè)務(wù)定制靈活；高效嵌入式IP協(xié)議棧，提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力和承載效率，保障了QoS；體積小、重量輕、功耗低，適合車載；支持堆疊式擴(kuò)容，可以組建大型網(wǎng)絡(luò)；集成固定通信平臺(tái)，支持固定電話業(yè)務(wù)；支持雙向鑒權(quán)、空中加密以及端到端加密功能，強(qiáng)大的信息安全性保證；強(qiáng)大的互連互通能力，方便與外網(wǎng)的互連互通；系統(tǒng)的持續(xù)演進(jìn)能力[2]。

2 TETRA系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀和組網(wǎng)方式

2.1線網(wǎng)化形勢(shì)下的TETRA系統(tǒng)設(shè)備現(xiàn)狀

當(dāng)前，成都地鐵1-4號(hào)線均采用了Moto的TETRA系統(tǒng)，采用了主備MSO分別與各基站互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)形式。在地鐵行業(yè)，未來也可能存在不同線路使用不同廠商無線專網(wǎng)設(shè)備的情況，另外，政務(wù)網(wǎng)與地鐵無線專網(wǎng)同樣存在此種互聯(lián)的情況，這些都是TETRA組網(wǎng)和互聯(lián)互通時(shí)將會(huì)遇到的重要情況。

2.2網(wǎng)間互聯(lián)方式

交換中心與基站互聯(lián)主備結(jié)構(gòu)圖l所示，交換中心與基站負(fù)載分擔(dān)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2.1相同廠商設(shè)備互聯(lián)

（1）交疊覆蓋方式。在兩條線的換乘站，甲線路的無線專網(wǎng)信號(hào)覆蓋到乙線站臺(tái)，乙線站臺(tái)的無線專網(wǎng)信號(hào)覆蓋到甲線站臺(tái)，甲、乙兩線路的用戶在換乘站漫游到對(duì)方站臺(tái)后，仍然可以繼續(xù)通話。（2）手動(dòng)漫游方式。甲、乙兩線分別將授權(quán)漫游的用戶數(shù)據(jù)存入到對(duì)方的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，例如，當(dāng)甲網(wǎng)用戶漫游到乙網(wǎng)時(shí)，可以通過手臺(tái)的菜單選項(xiàng)選擇它在乙網(wǎng)中的號(hào)碼，完成手動(dòng)切換網(wǎng)絡(luò)操作。（3）固定臺(tái)互聯(lián)方式。在采用相同廠商無線專網(wǎng)設(shè)備的換乘站內(nèi)，設(shè)置2個(gè)無線固定臺(tái)，分別接入到甲、乙網(wǎng)的TETRA系統(tǒng)。兩個(gè)固定臺(tái)之間通過PE接口連接到一臺(tái)TETRA互聯(lián)控制設(shè)備，從而建立甲、乙兩線路的互聯(lián)物理通信鏈路。（4）主備交換中心組網(wǎng)模式。在線網(wǎng)化規(guī)劃最初開始就規(guī)劃線網(wǎng)規(guī)模，一次性招標(biāo)足夠后期全網(wǎng)的同一廠商TETRA設(shè)備，同時(shí)建立甲、乙兩個(gè)TETRA交換中心，解決異地容災(zāi)備份。該方式能夠?qū)崿F(xiàn)完全意義上的互聯(lián)互通模式，效率高，能夠最大化實(shí)現(xiàn)資源共享，安全可靠。（5）多交換中心互聯(lián)方式。統(tǒng)一廠商不同線路，分組接入不同位置的無線交換中心，不同中心通過物理鏈路實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。各交換中心不用存儲(chǔ)其他中心的線路數(shù)據(jù)，無線臺(tái)漫游時(shí)，交換中心之間可以交互數(shù)據(jù)。

2.2.2不同廠商設(shè)備互聯(lián)

當(dāng)不同線路采用不同廠商的TETRA系統(tǒng)時(shí)，可以使用轉(zhuǎn)換器，其中內(nèi)置了2個(gè)無線固定臺(tái)以，6，將a注冊(cè)在甲線網(wǎng)絡(luò)，6注冊(cè)在乙線網(wǎng)絡(luò)，甲、乙網(wǎng)絡(luò)采用不同廠商設(shè)備。在a，6固定臺(tái)內(nèi)預(yù)先編入了甲、乙網(wǎng)絡(luò)所有的互通通話組。在需要漫游互通時(shí)，在甲、乙兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋區(qū)（一般在換乘站或車輛段）的基站設(shè)備，完成不同線路信息的相互交流，且一般只能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音域的互聯(lián)。因?yàn)閺S商之間基于自身利益的考慮，各廠商只在終端接口做了開放，數(shù)字域的互聯(lián)目前還無法徹底實(shí)現(xiàn)[3]。

3結(jié)語(yǔ)

TETRA系統(tǒng)設(shè)備之間互聯(lián)互通的方式有很多種，主要涉及相同廠商設(shè)備之間的互聯(lián)，實(shí)施方案較為簡(jiǎn)單成熟，但不同廠商設(shè)備的互聯(lián)目前仍然面對(duì)著很大的困難。從系統(tǒng)功能的完整性和穩(wěn)定性，以及后期的容災(zāi)備份角度來考慮，建議TETRA無線專用網(wǎng)絡(luò)采購(gòu)統(tǒng)一廠商設(shè)備，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義的全網(wǎng)互聯(lián)互通，對(duì)漫游終端的配置能夠進(jìn)行有效管理。從運(yùn)營(yíng)維保工作的角度來講，同一廠商的無線設(shè)備具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)工藝，有利于完整、高效地構(gòu)建系統(tǒng)與運(yùn)營(yíng)管理體系，更便于后期維保工作展開。

[參考文獻(xiàn)]

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