額哈線GSM-R系統(tǒng)局間互聯(lián)電路的設(shè)計(jì)方案

梁保康

(中土集團(tuán)福州勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，福州 350013)

1 概述

新建額濟(jì)納至哈密鐵路位于內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟(jì)納旗、甘肅省肅北縣、新疆維吾爾自治區(qū)哈密地區(qū)境內(nèi)。線路自既有臨策線上預(yù)留的川地托車站西端引出，向西北跨越既有嘉策線后西行，經(jīng)過(guò)黑鷹山、馬鬃山、明水、駱駝圈子，與哈密貨車南環(huán)線上的哈密東站接軌，并利用蘭新線引入哈密車站。

因本條鐵路的建設(shè)，呼和浩特鐵路局與烏魯木齊鐵路局GSM-R 核心網(wǎng)MSC、傳輸系統(tǒng)成為鄰局關(guān)系，根據(jù)《鐵路GSM-R 數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)劃》，結(jié)合烏魯木齊鐵路局、呼和浩特鐵路局既有GSM-R 核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備、傳輸系統(tǒng)設(shè)備現(xiàn)狀，提出烏魯木齊鐵路局GSM-R 核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與呼和浩特鐵路局GSM-R 核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)及其他局間電路互聯(lián)實(shí)施方案。

2 GSM-R核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電路互聯(lián)互通

2.1 互聯(lián)范圍

烏魯木齊GSM-R 系統(tǒng)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（MSC）與呼和浩特GSM-R 系統(tǒng)MSC 互聯(lián)。

2.2 實(shí)施目標(biāo)

本次互聯(lián)工程完成呼和浩特MSC 與烏魯木齊MSC 電路域互聯(lián)，滿足相關(guān)線路運(yùn)營(yíng)的需求。

2.3 節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀

2.3.1 烏魯木齊節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀

烏魯木齊節(jié)點(diǎn)核心網(wǎng)設(shè)備在蘭州至烏魯木齊第二雙線（新疆段）工程中建設(shè)。蘭新第二雙線工程中設(shè)置2 套移動(dòng)交換機(jī)設(shè)備（MSC/VLR/SSP），采用軟交換制式（2 個(gè)MSC Server，2 個(gè)MGW），設(shè)備的容量配置完全相同， 2 個(gè)MSC Server 采用1+1熱備用的方式工作，2 個(gè)MGW 采用負(fù)荷分擔(dān)的方式工作。此交換機(jī)集成智能網(wǎng)業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）功能，物理上與MSC Server 使用1 套設(shè)備。烏魯木齊軟交換MSC 冗余備份機(jī)制如圖1 所示。

圖1 中LAN Switch 為MSC Server 與MGW、MSC Server 與MSC Server 之間通信用交換機(jī)，用于轉(zhuǎn)發(fā)IP 信令、傳遞心跳信息。當(dāng)備用Server 檢測(cè)到主用Server 心跳丟失時(shí)，或者網(wǎng)關(guān)檢測(cè)到主用Server 連接斷開時(shí)，則備用Server 激活，由備用Server 接管業(yè)務(wù)。

2.3.2 呼和浩特節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀

呼和浩特節(jié)點(diǎn)核心網(wǎng)設(shè)備在張家口至唐山鐵路工程中建設(shè)。張?zhí)乒こ讨性O(shè)置2 套移動(dòng)交換機(jī)設(shè)備（MSC/VLR/SSP），采用軟交換制式（2 個(gè)MSC Server，2 個(gè)MGW），設(shè)備的容量配置完全相同， 2 個(gè)MSC Server 采用1+1 熱備用方式工作，2 個(gè)MGW 采用負(fù)荷分擔(dān)的方式工作。該交換機(jī)集成智能網(wǎng)業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）功能，物理上與MSC Server 使用1 套設(shè)備。MSC 用戶容量為17 000 用戶。呼和浩特軟交換MSC 冗余備份機(jī)制與烏魯木齊節(jié)點(diǎn)相同，如圖1 所示。

主備兩套軟交換MSC 與FAS 系統(tǒng)連接，調(diào)度終端、車站終端等固定終端通過(guò)FAS 系統(tǒng)接入GSM-R 網(wǎng)絡(luò)。主備兩套軟交換MSC 兼關(guān)口局GMSC 與鐵路專用電話交換機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)與呼和浩特鐵路專用PSTN 相連，并通過(guò)呼和浩特鐵路專用PSTN 與本地網(wǎng)互聯(lián)互通。呼和浩特節(jié)點(diǎn)利用北京、武漢既有HLR 設(shè)備。

2.4 互聯(lián)方案

2.4.1 互聯(lián)通道數(shù)量

根據(jù)《鐵路GSM-R 數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)劃》，烏魯木齊鐵路局、呼和浩特鐵路局MSC 近期容量均為17 000 用戶，烏魯木齊鐵路局MSC 至呼和浩特鐵路局MSC 的話務(wù)比例按總話務(wù)量的10%考慮，各車站基站的用戶平均忙時(shí)話務(wù)量為0.058 Erl，各區(qū)間基站的用戶平均忙時(shí)話務(wù)量定為0.023 Erl，按車站用戶占比25%，區(qū)間基站用戶占比75%計(jì)算，鐵路用戶平均忙時(shí)每用戶話務(wù)量為0.035 Erl，業(yè)務(wù)負(fù)荷利用率按照70%考慮。

總話務(wù)量為：17 000×10%×0.035=59.5 Erl。

通 過(guò) 查 愛 爾 蘭B 表， 可 得： ErlangB_N(0.005，59.5)=77

得出：E1=77/30/70%=3.667

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，烏魯木齊鐵路局MSC 與呼和浩特鐵路局MSC 間建立4 個(gè)2 M 中繼電路。wlmqMGW1、wlmqMGW2 至呼和浩特鐵路局MSC 間各 2 個(gè)2 M 中繼電路。

通過(guò)以上計(jì)算，得到烏魯木齊核心節(jié)點(diǎn)與呼和浩特核心節(jié)點(diǎn)互聯(lián)長(zhǎng)途傳輸通道需求，如表1所示。

傳輸需求：呼和浩特至烏魯木齊需要4 個(gè)2 Mbit/s 鏈路開設(shè)在骨干環(huán)中。

2.4.2 信令設(shè)置

增加到呼和浩特的信令路由，路由指向北京STP和武漢STP。北京STP 和武漢STP 為負(fù)荷分擔(dān)方式。

表1 GSM-R核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)中繼通道需求表Tab.1 Relay channel demand table of GSM-R core network nodes interconnect

2.4.3 電路域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

烏魯木齊核心節(jié)點(diǎn)與呼和浩特核心節(jié)點(diǎn)之間的電路域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)如圖2 所示。

2.5 互聯(lián)實(shí)施中涉及的范圍及相關(guān)工作

圖2 電路域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Circuit domain interconnection network structure diagram

烏魯木齊鐵路局、呼和浩特鐵路局目前均已完成核心網(wǎng)的建設(shè)，并完成了與北京、西安、武漢匯聚核心的互聯(lián)，通過(guò)與北京鐵路通信中心設(shè)計(jì)結(jié)合，本線互聯(lián)影響范圍只涉及烏局及呼局（E1 電路聯(lián)通、核心網(wǎng)擴(kuò)容），并不會(huì)影響到北京、西安、武漢匯聚核心的擴(kuò)容改造，按照《加強(qiáng)跨局通信停機(jī)要點(diǎn)管理工作的通知》（運(yùn)電信號(hào)函[2013]254 號(hào)）的要求，互聯(lián)技術(shù)方案須由各局業(yè)務(wù)處審查后報(bào)總公司運(yùn)輸局電務(wù)部審核后實(shí)施，考慮到既有線互聯(lián)工作可能由各局運(yùn)維單位（電務(wù)處、通信段）實(shí)施，因此，設(shè)計(jì)中考慮增加了E1 電路聯(lián)通、核心網(wǎng)擴(kuò)容、互聯(lián)互通調(diào)測(cè)等工程費(fèi)用。

2.6 核心網(wǎng)互聯(lián)工程內(nèi)容

為完成烏魯木齊鐵路局、呼和浩特鐵路局核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)，需對(duì)兩處核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)容。

擴(kuò)容工程的主要內(nèi)容包括：對(duì)既有MGW 設(shè)備增加E1 接口板、對(duì)SGSN 設(shè)備增加接口處理單元和幀中繼增強(qiáng)單元。

3 其他局間電路的互聯(lián)互通的實(shí)現(xiàn)

3.1 數(shù)調(diào)（FAS）系統(tǒng)

梧桐水至哈密東段新開車站設(shè)置車站調(diào)度交換機(jī)各1 套，組建1 個(gè)2 M 數(shù)字環(huán)接入烏鐵局調(diào)度所既有調(diào)度交換主系統(tǒng)。調(diào)度交換主系統(tǒng)需新開一路30B+D 通道與呼鐵局調(diào)度所調(diào)度交換機(jī)連接，通過(guò)本線新設(shè)的SDH-10G 系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。

駱駝圈子車站FAS 分系統(tǒng)與哈密東車站既有數(shù)調(diào)分系統(tǒng)之間的調(diào)度通信通過(guò)烏鐵局調(diào)度所的主系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)接。

3.2 信號(hào)CTC

因額哈鐵路的建設(shè)，烏魯木齊鐵路局CTC 中心與呼和浩特鐵路局CTC 中心需2×E1 進(jìn)行互聯(lián)。2×E1 通道從CTC 中心通過(guò)既有傳輸設(shè)備轉(zhuǎn)接至本線設(shè)置的SDH-10G 系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。

駱駝圈子車站信號(hào)CTC 設(shè)備與哈密東車站CTC 設(shè)備之間的2×E1 通道通過(guò)本線設(shè)置的傳輸設(shè)備進(jìn)行連接。

3.3 紅外軸溫監(jiān)測(cè)

因額哈鐵路的建設(shè)，烏魯木齊鐵路局紅外線監(jiān)測(cè)中心與呼和浩特鐵路局紅外線監(jiān)測(cè)中心需1×E1通道進(jìn)行互聯(lián)。1×E1 通道從紅外監(jiān)測(cè)中心通過(guò)既有傳輸設(shè)備轉(zhuǎn)接至本線設(shè)置的SDH-10G 系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。

4 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)成功地應(yīng)用于新建額哈鐵路GSM-R 系統(tǒng)局間互聯(lián)電路的設(shè)計(jì)中，目前系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定，證明GSM-R 系統(tǒng)局間互聯(lián)電路的設(shè)計(jì)方案合理、可行。