孫登攀

(中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)北方工程有限公司，山西太原 030053)

0 引言

成灌線是連接成都市中心城區(qū)和都江堰市的一條以服務(wù)市域居民出行客流為主、兼顧兩地直達(dá)客流和旅游客流的快速雙線客運(yùn)專線，也是成都鐵路局第一條客運(yùn)專線，最高運(yùn)營(yíng)速度200 km/h，正線線路全長(zhǎng)66.224 km，成灌線是成都鐵路局第一條采用GSM-R通信技術(shù)的客運(yùn)專線，新建成都核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，沿線新建GSM-R基站19個(gè)。

成都GSM-R的核心網(wǎng)采用華為公司基于軟交換的GSM-R平臺(tái)，是國(guó)內(nèi)第一個(gè)使用軟交換的GSM-R核心網(wǎng)，同時(shí)也是軟交換核心網(wǎng)設(shè)備首次應(yīng)用在現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中。自2010年5月開(kāi)通以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

成都核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)作為全路GSM-R網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，首次在成灌客專中建立，它的建成將成都核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與北京、西安、武漢三地的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)，完成成都節(jié)點(diǎn)與北京、武漢、西安節(jié)點(diǎn)信令平面和業(yè)務(wù)平面的互聯(lián)(成都MSC/TMSC/SSP/SGSN/GGSN 與西安、武漢 MSC/TMSC/STP，SGSN，GGSN，HLR，SCP，SGSN，GGSN，DNS，Radius，GROS 的互聯(lián);成都 MSC/TMSC/SSP/SGSN/GGSN與北京STP，SCP，HLR的互聯(lián))，以便實(shí)現(xiàn)成都核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)所有的功能和業(yè)務(wù)。

以下分模塊進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 核心網(wǎng)

1.1 組網(wǎng)圖

1)成灌線組網(wǎng)—信令網(wǎng)目標(biāo)組網(wǎng)見(jiàn)圖1。

2)成灌線組網(wǎng)—話路網(wǎng)目標(biāo)組網(wǎng)見(jiàn)圖2。

1.2 信令路由與話務(wù)路由規(guī)劃

1)成灌線核心網(wǎng)信令路由組織。

成都MSC與北京STP、武漢STP直聯(lián):成都節(jié)點(diǎn)MSC設(shè)備作為信令點(diǎn)(SP)，通過(guò)E1通道連接到北京STP、武漢STP，采用負(fù)荷分擔(dān)工作方式;

成都MSC與北京、武漢HLR/AuC準(zhǔn)直聯(lián)互聯(lián):成都MSC作為交換網(wǎng)絡(luò)的核心，負(fù)責(zé)用戶的移動(dòng)性管理和呼叫控制，分別與北京HLR/AuC、武漢HLR/AuC開(kāi)設(shè)準(zhǔn)直聯(lián)信令鏈路，通過(guò)北京STP、武漢STP轉(zhuǎn)發(fā)信令，MTP層采用負(fù)荷分擔(dān)工作方式，SCCP層采用負(fù)荷分擔(dān)工作方式;

成都MSC/SSP與北京SCP、武漢SCP準(zhǔn)直聯(lián)互聯(lián)，通過(guò)北京STP、武漢STP轉(zhuǎn)發(fā)信令，MTP層采用負(fù)荷分擔(dān)工作方式，SCCP層采用主備方式(北京方向主用，武漢方向備用);

成都MSC與北京SMSC、武漢SMSC準(zhǔn)直聯(lián)互聯(lián)，通過(guò)北京STP、武漢STP轉(zhuǎn)發(fā)信令，MTP層采用負(fù)荷分擔(dān)工作方式，SCCP層采用主備方式(北京方向主用，武漢方向備用);

西安TMSC、武漢TMSC作為匯接移動(dòng)交換中心，可以轉(zhuǎn)接來(lái)自成都MSC的長(zhǎng)途話務(wù);但成都MSC到西安TMSC不開(kāi)設(shè)直聯(lián)信令，而是經(jīng)北京STP、武漢STP轉(zhuǎn)接;成都MSC到武漢TMSC開(kāi)設(shè)直聯(lián)信令(武漢TMSC與武漢STP合設(shè));

成都MSC與鐵通PSTN鐵路專網(wǎng)之間通過(guò)MGW轉(zhuǎn)接信令，采用24位信令點(diǎn)的M3UA代理方式;

成都MSC與成都BSC之間通過(guò)MGW轉(zhuǎn)接信令，采用14位信令點(diǎn)的M3UA代理方式;

成都MSC與成都FAS之間通過(guò)MGW轉(zhuǎn)接信令，信令類型為DSS1信令。

2)成灌線核心網(wǎng)話務(wù)路由組織。

GSM-R移動(dòng)用戶呼叫GSM-R移動(dòng)用戶:

本地用戶呼叫本地用戶:通過(guò)成都核心網(wǎng)設(shè)備內(nèi)部疏通話務(wù);

本地用戶呼叫長(zhǎng)途用戶:話務(wù)路由指向西安TMSC第一路由，武漢TMSC作第二備份路由;

GSM-R移動(dòng)用戶呼叫鐵路專網(wǎng)PSTN用戶:

本地用戶呼叫本地PSTN用戶:撥號(hào)方式為901061+本地PSTN號(hào)碼;或者901+本地PSTN號(hào)碼;話務(wù)路由指向CDPSTN。

本地用戶呼叫長(zhǎng)途PSTN用戶:撥號(hào)方式為901+0+鐵路專網(wǎng)區(qū)號(hào)+長(zhǎng)途PSTN號(hào)碼;話務(wù)路由指向CDPSTN。

GSM-R移動(dòng)用戶呼叫列車調(diào)度FAS用戶:

本地用戶呼叫本地FAS用戶:話務(wù)路由指向CDFAS1;

本地用戶呼叫長(zhǎng)途FAS用戶:話務(wù)路由指向西安TMSC第一路由，武漢TMSC作第二備份路由。

2 PS業(yè)務(wù)分組域

成灌線GPRS核心網(wǎng)組網(wǎng)有1套SGSN，1套GGSN。其中SGSN以雙主方式分別從兩塊UPIU板各出1個(gè)FE口接入到核心機(jī)房NE40-1和NE40-2上，承載Gn接口信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);對(duì)于O＆M數(shù)據(jù)，SGSN以主備方式分別從UMOU的后插板各出1個(gè)GE口接入網(wǎng)管交換機(jī);SGSN有2個(gè)2 M接入到BSC，承載Gb接口信令數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，SGSN另有4個(gè)2 M通過(guò)北京STP和武漢STP轉(zhuǎn)接到HLR，承載Gr接口信令業(yè)務(wù);

對(duì)于GGSN而言，邏輯上分為Gn接口和Gi接口:對(duì)于Gn接口，GGSN基于雙主方式分別從前插LPU接口板各出1個(gè)GE接口接入到核心機(jī)房NE40-1和NE40-2上，承載Gn口業(yè)務(wù)信令數(shù)據(jù);對(duì)于Gi接口，GGSN基于雙主方式分別從前插LPU接口板各出1個(gè)GE接口接入到核心機(jī)房NE40-1和NE40-2上，承載Gi口業(yè)務(wù)信令數(shù)據(jù);對(duì)于O＆M數(shù)據(jù)，GGSN以主備方式分別從SRU各出1個(gè)GE口接入網(wǎng)管交換機(jī);

對(duì)于域名解析DNS服務(wù)器，成灌線本地核心網(wǎng)未建設(shè)，成都SGSN的域名解析需求是基于Gn/Gp口，由NE40-1和NE40-2與北京武漢主備DNS服務(wù)器實(shí)現(xiàn)互通來(lái)實(shí)現(xiàn)的;

對(duì)于Radius認(rèn)證服務(wù)器，成灌線本地核心網(wǎng)未建設(shè)，成都GGSN對(duì)機(jī)車認(rèn)證的需求是基于Gi口，由NE40-1和NE40-2與北京武漢主備Radius服務(wù)器實(shí)現(xiàn)互通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

3 無(wú)線部分

1)成灌線GSM-R網(wǎng)絡(luò)無(wú)線系統(tǒng)采用了單層覆蓋的方式?；究刂破鰾SC和速率適配單元TRAU所有板件均采用了主備份的方式，所有單個(gè)單板故障損壞對(duì)整個(gè)無(wú)線系統(tǒng)沒(méi)有影響，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性。

2)基站成環(huán)型結(jié)構(gòu):BTS與BSC之間的連接采用環(huán)型結(jié)構(gòu)，以減少傳輸鏈路的費(fèi)用，同時(shí)具有良好的自愈能力，具體的環(huán)構(gòu)成如下:

成灌線GSM-R分別成環(huán)基站分布:{(ChengDu，CD-AJ01，An-Jing，XiPuDong)(XiPu，HongGuang，PiXianDong，PiXian)(PiXianXi，PXX-AD01，AnDe，AD-JY01，AD-JY02)(JuYuan，DuJiangYan，QingChengShan)(YingBinLu，LBGuangChang，LiDuiGongYuan)}。

3)成灌線GSM-R無(wú)線系統(tǒng)所有設(shè)備(包括BSC與TRAU和所有沿線BTS)單板備份情況如下:BSC與TRAU中采用主備的單板包括 GGCU，GOMU，GXPUM，GXPUT，GTNU，GSCU，GEIUT，GEIUA，GEIUB，GEPUG;其中單個(gè)板件損壞對(duì)整個(gè)無(wú)線系統(tǒng)沒(méi)有影響。BTS單板備用情況:DTMU采用冷備份方式。

4)無(wú)線采用單層覆蓋:考慮平均時(shí)間、切換執(zhí)行時(shí)間和附加安全裕度。自由空間傳播條件下，覆蓋重疊長(zhǎng)度應(yīng)滿足最高速度200 km/h系統(tǒng)的安全越區(qū)切換。這樣，允許第一次切換失敗后(很少發(fā)生)，有足夠的時(shí)間嘗試再次切換。

4 數(shù)通部分

成灌線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)含GSM-R與全國(guó)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)GPRS業(yè)務(wù)互通的鐵路專網(wǎng)以及成灌線本地通信專網(wǎng)。其中成灌線本地通信專網(wǎng)為不涉及安全生產(chǎn)、資金往來(lái)的應(yīng)用系統(tǒng)如OA等提供網(wǎng)絡(luò)層的廣域網(wǎng)互聯(lián)服務(wù)。

GSM-R以及成灌線本地通信專網(wǎng)為業(yè)務(wù)專網(wǎng)，不與其他公網(wǎng)(如Internet)互聯(lián)。其中GSM-R網(wǎng)絡(luò)主要承載GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，成灌線本地通信專網(wǎng)主要承載OA應(yīng)用、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、運(yùn)力資源系統(tǒng)以及客服系統(tǒng)。

應(yīng)用業(yè)務(wù)雖不涉及行車安全，但為保證各應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功能，提供高可靠性的數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)仍然是日常維護(hù)中的一項(xiàng)重要工作。

在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中，成都鐵路局核心網(wǎng)機(jī)房的路由設(shè)備為NE40E-X3。

在成灌線本地通信專網(wǎng)中，成都通信段(核心)設(shè)備為2臺(tái)NE40E-8。調(diào)度所、安德、安靖、都江堰、紅光、聚源、郫縣、郫縣東、郫縣西、青城山、犀浦、犀浦東和支線站點(diǎn)(迎賓路、李冰廣場(chǎng)、漓堆公園)的路由設(shè)備為NE40E-X3。

GSM-R數(shù)據(jù)網(wǎng)含2臺(tái)NE40E-X3，作為CE設(shè)備接入武漢、北京AR設(shè)備。

成灌線數(shù)據(jù)專網(wǎng)含15臺(tái)NE40E-X3，2臺(tái)NE40E-8設(shè)備。

其中通信段A/B共2臺(tái)NE40E-8作為核心節(jié)點(diǎn)，接入成都所有匯聚設(shè)備。

調(diào)度所、安靖、犀浦、郫縣西、青城山、漓堆公園共6臺(tái)NE40EX3作為匯聚中心節(jié)點(diǎn)與核心節(jié)點(diǎn)以155 M POS電路互聯(lián)。

犀浦東、紅光、郫縣東、郫縣、安德、聚源、都江堰、迎賓路、李冰廣場(chǎng)共9臺(tái)NE40E-X3作為匯聚接入節(jié)點(diǎn)以100 M以太電路與匯聚中心節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。

GSM-R網(wǎng)絡(luò)、成灌線本地通信專網(wǎng)采用鏈路級(jí)冗余，關(guān)鍵設(shè)備模塊冗余，包括:路由引擎、核心設(shè)備接口模塊、核心設(shè)備電源。

5 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

成灌線GSM-R項(xiàng)目站點(diǎn)總計(jì):BTS3012基站19處，直放站9處。前期正線開(kāi)通的站點(diǎn):BTS3012基站16處(O2型站4處，O3型站12處)，直放站3處。

網(wǎng)優(yōu)的具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1～表3。

表1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化數(shù)據(jù)

表2 成都—青城山網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化數(shù)據(jù) %

表3 青城山—成都網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化數(shù)據(jù) %

由表1～表3數(shù)據(jù)對(duì)比表明，優(yōu)化期間各項(xiàng)指標(biāo)有明顯提升，目前整網(wǎng)趨于穩(wěn)定。

該網(wǎng)絡(luò)從正式運(yùn)營(yíng)至今，除了出現(xiàn)過(guò)幾次外部干擾，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量基本上呈穩(wěn)定狀態(tài)，因此定時(shí)清頻是本條高鐵網(wǎng)絡(luò)覆蓋的主要工作。