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地铁TETRA数字集群系统应用探讨

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李文彬

摘要：基于TETRA的专用无线调度系统担负着提高运营效率、确保行车安全及地铁乘客生命安全的任务，系统还为临时维修、夜间施工、防灾环控以及相关工作提供无线通信保障。针对成都地铁线网化建设的大趋势，各线路后期可能会存在两个以上厂商设备共存运行的情况，文章针对当前地铁行业数字集群系统的应用现状做了简单分析和探讨。

关键词：TETRA；数字；集群；系统

数字集群系统正逐步获得了大规模推广应用，它能够为用户提供更丰富的业务种类、更高的业务质量、更强的数据保密性、更稳定的连接性和更高的频带利用率。目前国际上数字集群调度系统主要存在陆上集群无线电（TErrestrial TRunked Radio，TETRA）、集成数字增强型网络（Integrated Digital Enhanced Networks，iDEN）和跳频多址（ Frequency Hopping Multiple Access，FHMA）3种技术体制。

（l）欧洲电信标准协会（European TelecommumcationsStandards Institute，ETSI）开发的TETRA系统，它是一个空中接口信令开放的系统。（2）以色列RAFAEL研发的跳频多址FHMA系统采用了跳频技术（用于提高容量）。（3）Motorola的iDEN系统较为成熟可靠。根据当前的使用情况来看，虽然3种技术体制在相关行业都有应用，但总的情况来看ETSI的TETRA技术目前在地铁行业占据了大部分的市场份额。我国地铁的TETRA市场的大部分市场份额都被国外品牌占据，如Motorola和EADS两大品牌，数字无线集群系统价格贵、技术保密，升级和定制工作比较不便，且一般系统行业内都不能直接应用，需进行二次开发[1]。

1 TETRA数字集群系统概述

1.1 TETRA系统结构功能

TETRA系统技术十分成熟，系统内终端设备之间支持单呼、组呼、短信、分组数据等业务，并且能够在链路故障时单基站运行，若基站故障时则可以实现终端脱网直通模式，鉴于其功能强大、接口标准、接入快速、成熟可靠等诸多优点，该系统已经在公安、石油、机场、港口以及轨道交通等领域获得大规模应用，为各类用户提供低成本、高性能的数字集群和指挥调度功能。

1.2系统业务功能和特点

（1）业务功能：PTT语音业务、补充业务、短数据业务、分组数据业务、固定通信业务、保密通信功能、虚拟专网、系统故障弱化。（2）系统特点：基于TETRA技术，提供专业的数字集群通信业务；基于全IP扁平化网络架构，构建简单高效并具有持续发展能力的通信网络，降低了设备的成本；基于分布式软交换体系架构，系统维护简单、业务定制灵活；高效嵌入式IP协议栈，提高了网络的吞吐能力和承载效率，保障了QoS；体积小、重量轻、功耗低，适合车载；支持堆叠式扩容，可以组建大型网络；集成固定通信平台，支持固定电话业务；支持双向鉴权、空中加密以及端到端加密功能，强大的信息安全性保证；强大的互连互通能力，方便与外网的互连互通；系统的持续演进能力[2]。

2 TETRA系统的使用现状和组网方式

2.1线网化形势下的TETRA系统设备现状

当前，成都地铁1-4号线均采用了Moto的TETRA系统，采用了主备MSO分别与各基站互联的网络架构形式。在地铁行业，未来也可能存在不同线路使用不同厂商无线专网设备的情况，另外，政务网与地铁无线专网同样存在此种互联的情况，这些都是TETRA组网和互联互通时将会遇到的重要情况。

2.2网间互联方式

交换中心与基站互联主备结构图l所示，交换中心与基站负载分担结构如图2所示。

2.2.1相同厂商设备互联

（1）交叠覆盖方式。在两条线的换乘站，甲线路的无线专网信号覆盖到乙线站台，乙线站台的無线专网信号覆盖到甲线站台，甲、乙两线路的用户在换乘站漫游到对方站台后，仍然可以继续通话。（2）手动漫游方式。甲、乙两线分别将授权漫游的用户数据存入到对方的网络系统中，例如，当甲网用户漫游到乙网时，可以通过手台的菜单选项选择它在乙网中的号码，完成手动切换网络操作。（3）固定台互联方式。在采用相同厂商无线专网设备的换乘站内，设置2个无线固定台，分别接入到甲、乙网的TETRA系统。两个固定台之间通过PE接口连接到一台TETRA互联控制设备，从而建立甲、乙两线路的互联物理通信链路。（4）主备交换中心组网模式。在线网化规划最初开始就规划线网规模，一次性招标足够后期全网的同一厂商TETRA设备，同时建立甲、乙两个TETRA交换中心，解决异地容灾备份。该方式能够实现完全意义上的互联互通模式，效率高，能够最大化实现资源共享，安全可靠。（5）多交换中心互联方式。统一厂商不同线路，分组接入不同位置的无线交换中心，不同中心通过物理链路实现互联。各交换中心不用存储其他中心的线路数据，无线台漫游时，交换中心之间可以交互数据。

2.2.2不同厂商设备互联

当不同线路采用不同厂商的TETRA系统时，可以使用转换器，其中内置了2个无线固定台以，6，将a注册在甲线网络，6注册在乙线网络，甲、乙网络采用不同厂商设备。在a，6固定台内预先编入了甲、乙网络所有的互通通话组。在需要漫游互通时，在甲、乙两个网络重叠覆盖区（一般在换乘站或车辆段）的基站设备，完成不同线路信息的相互交流，且一般只能实现语音域的互联。因为厂商之间基于自身利益的考虑，各厂商只在终端接口做了开放，数字域的互联目前还无法彻底实现[3]。

3结语

TETRA系统设备之间互联互通的方式有很多种，主要涉及相同厂商设备之间的互联，实施方案较为简单成熟，但不同厂商设备的互联目前仍然面对着很大的困难。从系统功能的完整性和稳定性，以及后期的容灾备份角度来考虑，建议TETRA无线专用网络采购统一厂商设备，这样就能够实现真正意义的全网互联互通，对漫游终端的配置能够进行有效管理。从运营维保工作的角度来讲，同一厂商的无线设备具有统一的标准和技术工艺，有利于完整、高效地构建系统与运营管理体系，更便于后期维保工作展开。

[参考文献]

[1]黄格宁.广州地铁TETRA无线集群网互联互通技术探讨[J]现代城市轨道交通，2012 （2）：14-16.

[2]杨秀.城市轨道交通TETRA系统互联互通日[J]城市轨道交通，2012 （3）：86-88

[3]陈光宇，吴良，丁瞻远.基于TETRA终端的互联互通在城市轨道交通中的应用[J]铁道通信信号，2010 （3）：41-43

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