GSM-R核心网移动业务交换机维护

■ 狄彩虹

我国高速铁路的发展，相应地推动着铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化、综合化的方向发展。铁路GSM-R技术正式应用于高速铁路行车指挥运营当中，为铁路行车调度系统提供高度可靠、高度安全、快速接入的综合移动通信系统。GSM-R技术的应用标志着通信技术在铁路行车中的作用发生质的飞跃，同时对铁路通信设备维护提出了新的要求。移动业务交换中心（M SC）作为GSM-R系统的核心设备，其维护在整个系统维护中处于重中之重的地位。M SC的运营维护目标是保证网络处于最佳运行状态，使其运行服务质量（QoS）能够满足铁路应用需求。北京核心网移动业务交换机随着京津城际铁路的开通而正式投入运营。移动交换技术在我国铁路应用时间短，几乎没有现成经验可以借鉴。通过这几年对交换机的维护，铁路第一代GSM-R通信技术人员对交换机的日常维护总结出一套行之有效的方法，保障了M SC交换机维护质量，使之能够满足铁路业务使用时的需求。

1 MSC在GSM-R网络中的主要应用

M SC是网络子系统（NSS）的核心，主要处理和协调GSM系统用户的通信连接，完成基本的交换功能，同时提供面向系统其他功能实体的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接，可为移动用户提供一系列服务。访问用户位置寄存器（VLR）存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，并从该移动用户的归属位置寄存器（HLR）处获取并存储必要的数据，为已经登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。VLR和M SC之间有大量的数据需要存取，为提高移动管理和呼叫建立速度，VLR总是和MSC实现功能综合，以M SC/ VLR形成一个物理实体。

北京核心网 M SC/ VLR移动交换中心除担负以上两个实体外，还担负着全路信令转接点（STP），智能业务系统中的业务交换点（SSP），组呼寄存器（GCR）等实体功能。与既有HLRi、业务控制点（SCP）、短消息中心（SM SC）设备直接相连，为京津城际铁路和石太、京九线及京沪高速铁路等无线网络和必要的固定网络（FAS）提供交换功能，为GSM-R网络与固定网络（PSTN/ISDN/PABX）、与其他局向的M SC互联互通时提供需要的功能。它能够处理复杂的数据库（包括用户数据和网络数据），用于建立、传送和清除连接的各种信令协议。

随着高速铁路的陆续建成投入运行，北京M SC陆续与其他铁路局各核心节点M SC实现互联，为各GSM-R核心节点及各条高速铁路GSM-R系统提供基本话音业务、电路域数据业务、与呼叫相关的业务和其他铁路特定业务，担负起全路GSM-R网核心职能。话音业务主要包括点对点话音呼叫、语音广播、语音组呼等业务；电路域数据业务主要提供透明传输通道。如与列控无线闭塞中心（RBC）节点之间进行互联，实现车-地之间数据信息传送；增强型多优先级与强拆、高级呼叫处理、号码识别业务等；与智能网共同为铁路提供特定业务包括功能寻址、基于位置寻址等。

2 MSC日常维护重点项目

2.1 故障及告警处理

发生告警及时处理，是维护工作的基本工作规范。在日常维护中，最常见的是传输引起的告警，其次是硬件设备故障引起的告警。M SC维护工作中常见的告警及处理方法如下。

（1）传输引起的告警。在M SC告警监测窗口中会有M AL或SAL告警。有时是多个PCM业务告警，有时是一两个2M告警。发现传输告警，首先要核实告警的PCM承载业务情况，确认告警影响范围，是否影响某个局向的所有业务。若影响业务则应按照应急倒代方案立即执行倒代措施；若不影响业务，需根据业务核实是否为共性问题，查询相关台账、联系本地传输网管从网管上确认本端传输设备告警，以逐段排查故障点。若仅为一两个PCM传输有问题，在M SC网管可以用指令查询（STATD IU），此时在状态栏（OST）可以看到DIS-M A或DIS-SA，分别对应告警对象的M AL或SAL，其中M AL是近端告警，SAL是远端告警。M AL告警是由于丢失帧同步或丢失复帧同步引起的，即接收质量信号太差或丢失引起。在保证传输通道良好的情况下尝试在网管将其对应D IU进行闭锁解锁。对D IU操作需按照“ACT-CBL-M BL-PLAM BL-ACT”的顺序去做。需注意的是，在D IU被置成MBL状态时，对应的传输告警会消失，而且在刚对DIU 进行激活时，其状态肯定是ACT，但这是虚假状态，要等1～2 m in，才能得到真实的状态。SAL告警非本端问题可能性较大。PCM 2 M传输故障，判断故障点应遵循“先室内、后室外”的原则，先从本室DDF架即交换机设备直接连接的DDF架查起，分段向交换机设备环回，通过在M SC交换机网管终端配合用指令查询该2 M（DIU）状态，从而确定故障点，尽快排除。

（2）硬件设备告警。CP侧核心控制板多为双备份或N+1备份，故障率很低。某个硬件出现故障，在告警监测窗口有告警提示。通过查看告警窗口相关记录，能得到该告警的详细信息，并根据系统文档指示查找出故障点并加以排除。北京M SC比较典型的硬件故障为M B的0侧M BDC板件故障。该故障现象是在调整部分线路中继群（LTG）类型后，对这部分LTG激活操作时显示CH0状态异常。正常情况下将M B0侧重新激活应能恢复，但将M B0侧重新激活后，发现所有LTG的CH0侧均显示异常。经分析此问题为LTG共性问题，因为M SC所有LTG分布在不同的机柜中，查看机柜电源、配线包括架间电缆等没有任何异常，并且LTG本身状态及与CH1通信均正常。按照LTG与网络SN之间的连接方式，SN的0，1侧与LTG为交叉连接，若SN的某一侧出现故障，不应所有LTG均显示0侧异常，并且通过查询交换网络SN状态均正常。分析LTG与M B的连接方式，M B0侧与LTG0侧、M B1侧与LTG1侧对应连接相互通信，不交叉通信，说明M B0侧存在异常可能性较大。准备按照M BDC、M BDH、M BDA、M B机框顺序排查更换，先对M B0侧M BDC板进行更换并重新激活M B0侧后，LTG的CH0侧连接全部恢复，判断为M BDC板件故障。机房中硬件告警频率出现较多的是LTG板和IW E板。例如某个LTG端口的某个DIU故障，可通过指令STATDIU先查询该LTG及其所有D IU端口状态，若LTG状态仍为ACT，则将该DIU状态置为M BL，通过指令DIAGDIU对该DIU进行硬件诊断；若诊断无硬件故障，则将该端口激活，继续查其他原因。若诊断出有硬件故障，则需要将该LTG其他端口及该LTG本身都置成M BL状态，并且查询该交换机的硬件配置文档，找出对应LTG在交换机机架上的具体位置，准备更换此板件。由于目前北京核心网MSC交换机均配置的是LTGP类型，每个LTGP上配了4个LTG，因此还需要将该板上其他的几个LTG及端口置成M BL状态，准备好备件，戴好防静电手环，更换相应LTGP板件。换好后，将各个端口激活，查看各端口状态。

2.2 MSC日常监测维护

（1）信令链路状态的时时监测 。GSM-R移动交换，与固网交换机最大的不同是各个设备间信令信息非常多且复杂。核心网M SC与HLR传送移动应用协议（M AP）、与SCP（智能网设备）之间传送智能网协议（CAP）、与无线侧BSC之间传送BSSAP信令协议。所以M SC作为M SC/VLR/SSP/STP/GCR，每天处理着大量信令数据，检查信令状态就是非常必要的一项工作了。查询工作可以通过指令DISPSIGLINK来实现，同时，在告警监测窗口也能监测到不正常的信令的相关告警信息。引起信令链路状态异常告警的原因很多，如外部LTG或其D IU端口、PCM及其时隙发生障碍，内部LTG或其DIU端口、PCM及其时隙发生障碍，交换网络或其某个组件故障，处理信令协议的处理板故障，对端交换或传输设备故障等等。出现信令告警有时会同时出现其他告警，频次最多的是传输M AL，SAL等告警，需要根据具体情况及时甄别、快速处理。目前在京津城际、京沪高速铁路的Ab is接口、A接口上都采用接口信令监测，为网络优化及各种信令问题分析处理提供了强有力的监测手段。

（2）中继话路状态的监测。日常管理中，中继电路状态检查每日必须进行。当某个局向的中继话路发生问题不可用时，通过在M SC交换机网管终端输入中继话路查询指令（STATTRUNK），在输出界面的STATUS列，会显示中继话路的当前状态。维护人员必须关注中继话路显示状态，及时处置。

（3）监测交换机CP侧及M P侧板位状态。监测交换机CP侧及M P侧板位及硬盘状态应重点检查的项目：M P侧板位状态及硬盘信息、MP板的状态、M P侧硬盘信息包括硬盘总容量、空闲空间及硬盘的安装位置等。CP侧板位状态及硬盘信息：交换机CP侧板位状态、CP侧硬盘信息包括硬盘卷标、硬盘容量、当前空闲空间、可新创文件的数量、已有文件的数量等。注意CP侧硬盘允许创建文件数目有上限限制。日常维护人员应该密切监视CP及M P侧板位状态及硬盘状态信息。

（4）做好交换机系统数据备份。交换机系统数据按照计表维护周期按时备份，备份包括CP侧和M P侧数据备份，要把CP侧和M P侧数据均分别备份到硬盘和光盘两种不同介质上。另外，在局数据进行大量变更或进行施工前也应做好系统备份工作。需要注意的是，交换机硬盘最多只能存储5组系统备份。

2.3 日常辅助管理注意事项

（1）设备标签、图例明示。在北京核心网M SC机柜的前机柜门和后机柜门内侧，都贴有各类标示。在设备的前机柜门内侧张贴着本机柜中各子框电路板示意图，后机柜门内侧张贴着本机柜中本子框间及与其他子框连接线的示意图，其他线路走向等等都有明显的指示标志。每项机柜都有明显的标示，设备自然状况明了，便于运营维护工作有序开展。

（2）完善技术资料，图纸与实物相符。随着铁路运营线路的发展，已相继与多个核心网移动交换机实现了互联。在互联期间，各互联电路完成立即修改相关台账，保证台账处于最新状态。互联完成后及时更新各相关网图，每个互联方向电路都单独成账。

3 核心网MSC与其他核心网节点MSC交换机互联

作为全路GSM-R的中枢，北京铁路局核心网M SC担负着全路STP功能，在与其他核心网节点M SC交换机互联时，需要考虑以下几个方面的问题：

（1）传输通道需考虑的问题。充分利用铁路目前覆盖全路的传输网资源，要考虑通道采用不同径路、不同设备。互联电路通道按照承载业务分成两部分，即每一种GSM-R业务分别承载在两条不同的传输径路上，并且避免不同径路进入同一传输设备，切实保证双径路的独立性，保证传输通道稳定、可靠。

（2）MSC中继端口分配需考虑的问题。MSC交换机选取2M 中继电路端口时要将DIU 尽量分配在不同平面不同TSG 所带的LTG 上。这样保证在该中继电路、该LTG发生故障或相关的TSG 交换网络发生故障时，该局向业务仍然可用，不会导致对该局向业务全部中断。

（3）信令链路配置需考虑的问题。在配置信令链路时，根据所需业务量预测出所需链路数量，要将不同链路分别配置在不同径路的传输通道上，而且要保证在两条以上的中继电路时隙上。另外，M SC交换机在配置信令选取处理信令的模块时，要将同一局向的多条信令分配给不同的信令模块来处理，同时需考虑信令模块的信令负荷平衡。这样，保证在部分传输通道故障或M SC交换机信令处理单元发生障碍时，不影响对该局向的所有信令链路，确保业务不会因此而中断。

（4）信令路由设置需考虑的问题。GSM-R业务主要是移动用户与移动用户、移动用户与固定用户之间的语音及数据业务，所以需要配置七号信令SCCP层数据。GT数据在该层配置，即创建对方M SC相关网元及业务的GT数据。其中配置数据时，M SC交换机首先尽量在GT层实现主备或负荷分担方式配置的，其次在M TP层实现信令路由的第二路由设置，以提高可靠性。

（5）中继源设置需考虑的问题。在完成互联新创中继电路时，为了区分不同局向的话务方向，可能会向中继组电路分配不同的中继源（每个M SC交换机的某个中继源可以多个中继组共同使用，也可以单独分配给某个中继组电路）。注意分配好中继源后要全面考虑该话务呼叫方向，不能漏做相关源的呼叫字冠，否则可能会造成相关呼叫出现不通等问题。

要特别注意在实行节点互联时，协调配置传输径路及M SC信令资源、中继资源，确保冗余配置，以实现部分设备单元有障碍时保证GSM-R业务畅通。

4 结束语

GSM-R既不同于中国移动的维护体系，相对与传统的铁路通信设备维护难度也较高，维护人员应在坚持传统通信系统维护工作规范的基础上，从以上几个方面予以关注，随时查看信令链路、中继电路、以及硬盘工作状态，以便能够及时发现问题，及时处理。今后，随着高速铁路的开通，GSM-R网络即将步入网络优化阶段。搞好M SC运营维护，做好网络优化，是保证和提高整个GSM-R移动通信系统网络质量的关键。

[1] 钟章队，李旭，蒋文怡，等．铁路GSM-R数字移动通信系统[M]．北京：中国铁道出版社，2007

[2] 杨惠新．GSM-R在现代铁路通信中的应用[J]. 科技资讯，2006(28)：1-2

[3] 蒋笑冰，卢燕飞，吴昊. 现代铁路通信新技术[M]. 北京：中国铁道出版社，2006