华为GSM-R 系统在成都核心网中的应用

孙登攀

(中国铁建电气化局集团北方工程有限公司，山西太原 030053)

0 引言

成灌线是连接成都市中心城区和都江堰市的一条以服务市域居民出行客流为主、兼顾两地直达客流和旅游客流的快速双线客运专线，也是成都铁路局第一条客运专线，最高运营速度200 km/h，正线线路全长66.224 km，成灌线是成都铁路局第一条采用GSM-R通信技术的客运专线，新建成都核心网节点，沿线新建GSM-R基站19个。

成都GSM-R的核心网采用华为公司基于软交换的GSM-R平台，是国内第一个使用软交换的GSM-R核心网，同时也是软交换核心网设备首次应用在现网运营中。自2010年5月开通以来，系统运行稳定可靠。

成都核心网节点作为全路GSM-R网络中一个重要节点，首次在成灌客专中建立，它的建成将成都核心网节点与北京、西安、武汉三地的核心网节点互联，完成成都节点与北京、武汉、西安节点信令平面和业务平面的互联(成都MSC/TMSC/SSP/SGSN/GGSN 与西安、武汉 MSC/TMSC/STP，SGSN，GGSN，HLR，SCP，SGSN，GGSN，DNS，Radius，GROS 的互联;成都 MSC/TMSC/SSP/SGSN/GGSN与北京STP，SCP，HLR的互联)，以便实现成都核心网节点所有的功能和业务。

以下分模块进行详细介绍。

1 核心网

1.1 组网图

1)成灌线组网—信令网目标组网见图1。

2)成灌线组网—话路网目标组网见图2。

1.2 信令路由与话务路由规划

1)成灌线核心网信令路由组织。

成都MSC与北京STP、武汉STP直联:成都节点MSC设备作为信令点(SP)，通过E1通道连接到北京STP、武汉STP，采用负荷分担工作方式;

成都MSC与北京、武汉HLR/AuC准直联互联:成都MSC作为交换网络的核心，负责用户的移动性管理和呼叫控制，分别与北京HLR/AuC、武汉HLR/AuC开设准直联信令链路，通过北京STP、武汉STP转发信令，MTP层采用负荷分担工作方式，SCCP层采用负荷分担工作方式;

成都MSC/SSP与北京SCP、武汉SCP准直联互联，通过北京STP、武汉STP转发信令，MTP层采用负荷分担工作方式，SCCP层采用主备方式(北京方向主用，武汉方向备用);

成都MSC与北京SMSC、武汉SMSC准直联互联，通过北京STP、武汉STP转发信令，MTP层采用负荷分担工作方式，SCCP层采用主备方式(北京方向主用，武汉方向备用);

西安TMSC、武汉TMSC作为汇接移动交换中心，可以转接来自成都MSC的长途话务;但成都MSC到西安TMSC不开设直联信令，而是经北京STP、武汉STP转接;成都MSC到武汉TMSC开设直联信令(武汉TMSC与武汉STP合设);

成都MSC与铁通PSTN铁路专网之间通过MGW转接信令，采用24位信令点的M3UA代理方式;

成都MSC与成都BSC之间通过MGW转接信令，采用14位信令点的M3UA代理方式;

成都MSC与成都FAS之间通过MGW转接信令，信令类型为DSS1信令。

2)成灌线核心网话务路由组织。

GSM-R移动用户呼叫GSM-R移动用户:

本地用户呼叫本地用户:通过成都核心网设备内部疏通话务;

本地用户呼叫长途用户:话务路由指向西安TMSC第一路由，武汉TMSC作第二备份路由;

GSM-R移动用户呼叫铁路专网PSTN用户:

本地用户呼叫本地PSTN用户:拨号方式为901061+本地PSTN号码;或者901+本地PSTN号码;话务路由指向CDPSTN。

本地用户呼叫长途PSTN用户:拨号方式为901+0+铁路专网区号+长途PSTN号码;话务路由指向CDPSTN。

GSM-R移动用户呼叫列车调度FAS用户:

本地用户呼叫本地FAS用户:话务路由指向CDFAS1;

本地用户呼叫长途FAS用户:话务路由指向西安TMSC第一路由，武汉TMSC作第二备份路由。

2 PS业务分组域

成灌线GPRS核心网组网有1套SGSN，1套GGSN。其中SGSN以双主方式分别从两块UPIU板各出1个FE口接入到核心机房NE40-1和NE40-2上，承载Gn接口信令业务数据;对于O＆M数据，SGSN以主备方式分别从UMOU的后插板各出1个GE口接入网管交换机;SGSN有2个2 M接入到BSC，承载Gb接口信令数据业务，SGSN另有4个2 M通过北京STP和武汉STP转接到HLR，承载Gr接口信令业务;

对于GGSN而言，逻辑上分为Gn接口和Gi接口:对于Gn接口，GGSN基于双主方式分别从前插LPU接口板各出1个GE接口接入到核心机房NE40-1和NE40-2上，承载Gn口业务信令数据;对于Gi接口，GGSN基于双主方式分别从前插LPU接口板各出1个GE接口接入到核心机房NE40-1和NE40-2上，承载Gi口业务信令数据;对于O＆M数据，GGSN以主备方式分别从SRU各出1个GE口接入网管交换机;

对于域名解析DNS服务器，成灌线本地核心网未建设，成都SGSN的域名解析需求是基于Gn/Gp口，由NE40-1和NE40-2与北京武汉主备DNS服务器实现互通来实现的;

对于Radius认证服务器，成灌线本地核心网未建设，成都GGSN对机车认证的需求是基于Gi口，由NE40-1和NE40-2与北京武汉主备Radius服务器实现互通来实现的。

3 无线部分

1)成灌线GSM-R网络无线系统采用了单层覆盖的方式。基站控制器BSC和速率适配单元TRAU所有板件均采用了主备份的方式，所有单个单板故障损坏对整个无线系统没有影响，提高了网络的稳定性和安全性。

2)基站成环型结构:BTS与BSC之间的连接采用环型结构，以减少传输链路的费用，同时具有良好的自愈能力，具体的环构成如下:

成灌线GSM-R分别成环基站分布:{(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)成灌线GSM-R无线系统所有设备(包括BSC与TRAU和所有沿线BTS)单板备份情况如下:BSC与TRAU中采用主备的单板包括 GGCU，GOMU，GXPUM，GXPUT，GTNU，GSCU，GEIUT，GEIUA，GEIUB，GEPUG;其中单个板件损坏对整个无线系统没有影响。BTS单板备用情况:DTMU采用冷备份方式。

4)无线采用单层覆盖:考虑平均时间、切换执行时间和附加安全裕度。自由空间传播条件下，覆盖重叠长度应满足最高速度200 km/h系统的安全越区切换。这样，允许第一次切换失败后(很少发生)，有足够的时间尝试再次切换。

4 数通部分

成灌线数据网络含GSM-R与全国互联实现GPRS业务互通的铁路专网以及成灌线本地通信专网。其中成灌线本地通信专网为不涉及安全生产、资金往来的应用系统如OA等提供网络层的广域网互联服务。

GSM-R以及成灌线本地通信专网为业务专网，不与其他公网(如Internet)互联。其中GSM-R网络主要承载GPRS数据业务，成灌线本地通信专网主要承载OA应用、视频监控系统、运力资源系统以及客服系统。

应用业务虽不涉及行车安全，但为保证各应用系统的实时功能，提供高可靠性的数据承载网络仍然是日常维护中的一项重要工作。

在GSM-R网络中，成都铁路局核心网机房的路由设备为NE40E-X3。

在成灌线本地通信专网中，成都通信段(核心)设备为2台NE40E-8。调度所、安德、安靖、都江堰、红光、聚源、郫县、郫县东、郫县西、青城山、犀浦、犀浦东和支线站点(迎宾路、李冰广场、漓堆公园)的路由设备为NE40E-X3。

GSM-R数据网含2台NE40E-X3，作为CE设备接入武汉、北京AR设备。

成灌线数据专网含15台NE40E-X3，2台NE40E-8设备。

其中通信段A/B共2台NE40E-8作为核心节点，接入成都所有汇聚设备。

调度所、安靖、犀浦、郫县西、青城山、漓堆公园共6台NE40EX3作为汇聚中心节点与核心节点以155 M POS电路互联。

犀浦东、红光、郫县东、郫县、安德、聚源、都江堰、迎宾路、李冰广场共9台NE40E-X3作为汇聚接入节点以100 M以太电路与汇聚中心节点互联。

GSM-R网络、成灌线本地通信专网采用链路级冗余，关键设备模块冗余，包括:路由引擎、核心设备接口模块、核心设备电源。

5 网络优化

成灌线GSM-R项目站点总计:BTS3012基站19处，直放站9处。前期正线开通的站点:BTS3012基站16处(O2型站4处，O3型站12处)，直放站3处。

网优的具体数据见表1～表3。

表1 网络优化数据

表2 成都—青城山网络优化数据 %

表3 青城山—成都网络优化数据 %

由表1～表3数据对比表明，优化期间各项指标有明显提升，目前整网趋于稳定。

该网络从正式运营至今，除了出现过几次外部干扰，网络质量基本上呈稳定状态，因此定时清频是本条高铁网络覆盖的主要工作。