彭盼盼 張松軼

摘要：介紹軌道交通領(lǐng)域?qū)Ｓ脽o(wú)線通信系統(tǒng)的異地容災(zāi)技術(shù)，描述異地容災(zāi)系統(tǒng)的總體技術(shù)方案，并在此基礎(chǔ)上著重介紹異地容災(zāi)的冗余設(shè)計(jì)、單點(diǎn)故障的處理方法和系統(tǒng)倒切方法，主要包括中心控制器冗余、基站雙歸屬、核心設(shè)備故障冗余、傳輸鏈路故障冗余、容災(zāi)鏈路冗余、中心控制器設(shè)備故障倒切、中心控制核心設(shè)備鏈路故障倒切及控制中心主動(dòng)倒切等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：異地容災(zāi)；冗余設(shè)計(jì)；基站雙歸屬；故障倒切

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2018）09-63-2

Research on Off-site Disaster Recovery of Special Wireless Communication System

PENG Panpan， ZHANG Songyi（Hebei Far-east Communications System Engineering Co.， Ltd， Shijiazhuang Hebei 050002， China）

0引言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，作為城市的重要交通工具，地鐵的建設(shè)也在快速發(fā)展。地鐵專用無(wú)線通信系統(tǒng)是為車地之間無(wú)線通信提供技術(shù)支撐，是現(xiàn)代軌道交通通信系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)推動(dòng)整個(gè)地鐵系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著積極作用。在此背景下，通過(guò)在不同地方部署專用無(wú)線通信系統(tǒng)交換管理中心，實(shí)現(xiàn)異地容災(zāi)功能，來(lái)提高專用無(wú)線通信系統(tǒng)的可靠性[1]，為運(yùn)營(yíng)和行車安全提供強(qiáng)有力的保障。

1總體技術(shù)方案

專用無(wú)線通信系統(tǒng)部署2套交換管理中心，并以主備方式工作。2個(gè)交換管理中心與全線基站通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。當(dāng)主用交換管理中心故障退出服務(wù)時(shí)，全線基站可以倒切到另一個(gè)交換管理中心，實(shí)現(xiàn)異地容災(zāi)。

專用無(wú)線通信系統(tǒng)異地容災(zāi)方案組網(wǎng)如圖1所示。在主用控制中心和備用控制中心設(shè)置互為鏡像的2套交換管理中心設(shè)備。2套交換管理中心之間有3條傳輸鏈路，其中一條鏈路負(fù)責(zé)主備交換管理中心之間的數(shù)據(jù)冗余，另外2條鏈路負(fù)責(zé)主備交換管理中心與全線基站的傳輸冗余。系統(tǒng)中的基站通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)分別連接到主備交換管理中心。

2系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)

2.1中心控制器冗余

異地容災(zāi)主要借助中心控制器中的高可用（HA）多節(jié)點(diǎn)群集中間件來(lái)實(shí)現(xiàn)，專用無(wú)線通信系統(tǒng)集群業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件通過(guò)HA中間件進(jìn)行通信，HA中間件可實(shí)現(xiàn)的功能有：①靜態(tài)配置數(shù)據(jù)的雙向同步；②動(dòng)態(tài)呼叫數(shù)據(jù)的雙向同步；③節(jié)點(diǎn)間狀態(tài)裁決及切換控制；④主用交換管理中心的中心控制器與備用交換管理中心的中心控制器兩兩冗余。

正常情況下，主用控制中心與備用控制中心的2套設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，互為備份。當(dāng)主用控制中心的中心控制器出現(xiàn)故障時(shí)，HA中間件可立即感知到[2]，這時(shí)，備用中心的中心控制器會(huì)接管業(yè)務(wù)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)基站根據(jù)鏈路狀態(tài)探測(cè)，將業(yè)務(wù)倒切到備用中心的中心控制器上。

2.2基站雙歸屬

專用無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)基站同時(shí)與主用、備用控制中心的中心控制器建立連接，如圖2所示。

各個(gè)基站會(huì)同時(shí)與主備控制中心設(shè)備建立連接[3]，但是只會(huì)向主用控制中心建立業(yè)務(wù)連接，進(jìn)行業(yè)務(wù)通信。

3單點(diǎn)故障處理

主用控制中心和備用控制中心的核心設(shè)備及傳輸鏈路均采用冗余配置，能夠有效防止單點(diǎn)故障導(dǎo)致控制中心無(wú)法使用的情況，避免由于單點(diǎn)故障觸發(fā)整個(gè)控制中心切換。

3.1核心設(shè)備故障冗余

主備用控制中心內(nèi)部的核心設(shè)備都是冗余配置的，當(dāng)其中某一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，冗余設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)接替它的工作，保證業(yè)務(wù)正常進(jìn)行。

主備用控制中心內(nèi)部的核心設(shè)備是2個(gè)控制器，它們之間采用交叉連接，并同步主備狀態(tài)。當(dāng)一條連接斷開(kāi)時(shí)，能夠切換到另外一條連接上。當(dāng)一架中心控制器設(shè)備故障時(shí)，另一架中心控制器可以實(shí)時(shí)接替工作，如圖3所示。

3.2傳輸鏈路故障冗余

專用無(wú)線通信系統(tǒng)中，各個(gè)基站到主備控制中心的傳輸鏈路采用雙環(huán)網(wǎng)方式，每個(gè)站點(diǎn)的基站設(shè)備和控制中心的接入設(shè)備分別連接到2條傳輸鏈路上。當(dāng)一個(gè)傳輸環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，業(yè)務(wù)能夠切換到另外一個(gè)傳輸環(huán)網(wǎng)上。當(dāng)控制中心與某個(gè)傳輸環(huán)網(wǎng)的鏈路故障時(shí)，此時(shí)控制中心能夠切換到另一個(gè)傳輸環(huán)網(wǎng)的傳輸接入點(diǎn)上，通過(guò)另一個(gè)傳輸接入點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)通信，如圖4所示。

當(dāng)基站與某個(gè)傳輸環(huán)網(wǎng)的鏈路故障時(shí)，此時(shí)基站能夠切換到另外一個(gè)環(huán)網(wǎng)的傳輸接入點(diǎn)上，通過(guò)另一個(gè)傳輸接入點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)通信[4]，如圖5所示。

3.3容災(zāi)冗余鏈路故障

當(dāng)主備控制中心之間鏈路中斷時(shí)，只會(huì)影響主備控制中心之間的業(yè)務(wù)通信，并不會(huì)影響主用控制中心的調(diào)度業(yè)務(wù)，由于主備用控制中心的調(diào)度臺(tái)、服務(wù)器等業(yè)務(wù)終端設(shè)備是冗余配置的，因此不會(huì)導(dǎo)致調(diào)度業(yè)務(wù)無(wú)法使用。上述故障情況只會(huì)影響備用控制中心的業(yè)務(wù)終端設(shè)備，當(dāng)容災(zāi)冗余鏈路恢復(fù)后，這些設(shè)備的業(yè)務(wù)能夠自動(dòng)恢復(fù)。

4系統(tǒng)倒切過(guò)程

4.1控制中心核心設(shè)備故障倒切

當(dāng)主用控制中心設(shè)備故障導(dǎo)致系統(tǒng)不可用時(shí)，備用控制中心檢測(cè)到該事件后，將會(huì)進(jìn)行主備切換，切換為主用工作狀態(tài)[5]。各基站在檢測(cè)到與先前的主用控制中心鏈路故障后，會(huì)嘗試連接另一個(gè)控制中心，當(dāng)發(fā)現(xiàn)備用控制中心的狀態(tài)已經(jīng)切換為主用狀態(tài)時(shí)，將會(huì)把所有業(yè)務(wù)切換到新的控制中心。當(dāng)備用控制中心控制器設(shè)備故障時(shí)，不會(huì)中斷系統(tǒng)業(yè)務(wù)，不會(huì)影響系統(tǒng)整體功能。

4.2中心控制核心設(shè)備鏈路故障倒切

當(dāng)主用控制中心與2個(gè)傳輸系統(tǒng)鏈路均發(fā)生故障時(shí)，備用控制中心會(huì)檢測(cè)到該事件，并會(huì)進(jìn)行主備切換操作，將自己切換為主用工作狀態(tài)。各基站在檢測(cè)到與先前的主用控制中心鏈路故障后，會(huì)嘗試連接另一個(gè)控制中心，當(dāng)發(fā)現(xiàn)備用控制中心的狀態(tài)已經(jīng)切換為主用狀態(tài)時(shí)，將會(huì)把所有業(yè)務(wù)切換到新的控制中心[6]。當(dāng)備用控制中心與2個(gè)傳輸系統(tǒng)鏈路均發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)主用控制中心還在正常工作，故備用控制中心鏈路故障時(shí)不會(huì)中斷系統(tǒng)業(yè)務(wù)，也不會(huì)影響系統(tǒng)的整體功能。

4.3控制中心主動(dòng)倒切

專用無(wú)線通信系統(tǒng)可以在網(wǎng)管的控制下通過(guò)人工操作完成主備控制中心切換，如當(dāng)主用控制中心需要升級(jí)或者維護(hù)時(shí)，可以通過(guò)網(wǎng)管將該中心的所有業(yè)務(wù)倒切到備用控制中心。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)軌道交通的快速發(fā)展，安全高效的運(yùn)營(yíng)受到越來(lái)越多的關(guān)注，如何提升專用無(wú)線通信系統(tǒng)的可靠性是很多城市都在積極思考的一個(gè)問(wèn)題。專用無(wú)線通信系統(tǒng)異地容災(zāi)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，為專用無(wú)線通信系統(tǒng)在城市軌道交通專網(wǎng)領(lǐng)域探索出一條新的應(yīng)用之路。

參考文獻(xiàn)

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