额哈线GSM-R系统局间互联电路的设计方案

梁保康

(中土集团福州勘察设计研究院有限公司，福州 350013)

1 概述

新建额济纳至哈密铁路位于内蒙古自治区额济纳旗、甘肃省肃北县、新疆维吾尔自治区哈密地区境内。线路自既有临策线上预留的川地托车站西端引出，向西北跨越既有嘉策线后西行，经过黑鹰山、马鬃山、明水、骆驼圈子，与哈密货车南环线上的哈密东站接轨，并利用兰新线引入哈密车站。

因本条铁路的建设，呼和浩特铁路局与乌鲁木齐铁路局GSM-R 核心网MSC、传输系统成为邻局关系，根据《铁路GSM-R 数字移动通信系统网络技术规划》，结合乌鲁木齐铁路局、呼和浩特铁路局既有GSM-R 核心网节点设备、传输系统设备现状，提出乌鲁木齐铁路局GSM-R 核心网节点与呼和浩特铁路局GSM-R 核心网节点及其他局间电路互联实施方案。

2 GSM-R核心网节点电路互联互通

2.1 互联范围

乌鲁木齐GSM-R 系统核心网节点（MSC）与呼和浩特GSM-R 系统MSC 互联。

2.2 实施目标

本次互联工程完成呼和浩特MSC 与乌鲁木齐MSC 电路域互联，满足相关线路运营的需求。

2.3 节点现状

2.3.1 乌鲁木齐节点现状

乌鲁木齐节点核心网设备在兰州至乌鲁木齐第二双线（新疆段）工程中建设。兰新第二双线工程中设置2 套移动交换机设备（MSC/VLR/SSP），采用软交换制式（2 个MSC Server，2 个MGW），设备的容量配置完全相同， 2 个MSC Server 采用1+1热备用的方式工作，2 个MGW 采用负荷分担的方式工作。此交换机集成智能网业务交换点（SSP）功能，物理上与MSC Server 使用1 套设备。乌鲁木齐软交换MSC 冗余备份机制如图1 所示。

图1 中LAN Switch 为MSC Server 与MGW、MSC Server 与MSC Server 之间通信用交换机，用于转发IP 信令、传递心跳信息。当备用Server 检测到主用Server 心跳丢失时，或者网关检测到主用Server 连接断开时，则备用Server 激活，由备用Server 接管业务。

2.3.2 呼和浩特节点现状

呼和浩特节点核心网设备在张家口至唐山铁路工程中建设。张唐工程中设置2 套移动交换机设备（MSC/VLR/SSP），采用软交换制式（2 个MSC Server，2 个MGW），设备的容量配置完全相同， 2 个MSC Server 采用1+1 热备用方式工作，2 个MGW 采用负荷分担的方式工作。该交换机集成智能网业务交换点（SSP）功能，物理上与MSC Server 使用1 套设备。MSC 用户容量为17 000 用户。呼和浩特软交换MSC 冗余备份机制与乌鲁木齐节点相同，如图1 所示。

主备两套软交换MSC 与FAS 系统连接，调度终端、车站终端等固定终端通过FAS 系统接入GSM-R 网络。主备两套软交换MSC 兼关口局GMSC 与铁路专用电话交换机相连，实现与呼和浩特铁路专用PSTN 相连，并通过呼和浩特铁路专用PSTN 与本地网互联互通。呼和浩特节点利用北京、武汉既有HLR 设备。

2.4 互联方案

2.4.1 互联通道数量

根据《铁路GSM-R 数字移动通信系统网络技术规划》，乌鲁木齐铁路局、呼和浩特铁路局MSC 近期容量均为17 000 用户，乌鲁木齐铁路局MSC 至呼和浩特铁路局MSC 的话务比例按总话务量的10%考虑，各车站基站的用户平均忙时话务量为0.058 Erl，各区间基站的用户平均忙时话务量定为0.023 Erl，按车站用户占比25%，区间基站用户占比75%计算，铁路用户平均忙时每用户话务量为0.035 Erl，业务负荷利用率按照70%考虑。

总话务量为：17 000×10%×0.035=59.5 Erl。

通 过 查 爱 尔 兰B 表， 可 得： ErlangB_N(0.005，59.5)=77

得出：E1=77/30/70%=3.667

根据计算结果，乌鲁木齐铁路局MSC 与呼和浩特铁路局MSC 间建立4 个2 M 中继电路。wlmqMGW1、wlmqMGW2 至呼和浩特铁路局MSC 间各 2 个2 M 中继电路。

通过以上计算，得到乌鲁木齐核心节点与呼和浩特核心节点互联长途传输通道需求，如表1所示。

传输需求：呼和浩特至乌鲁木齐需要4 个2 Mbit/s 链路开设在骨干环中。

2.4.2 信令设置

增加到呼和浩特的信令路由，路由指向北京STP和武汉STP。北京STP 和武汉STP 为负荷分担方式。

表1 GSM-R核心网节点互联中继通道需求表Tab.1 Relay channel demand table of GSM-R core network nodes interconnect

2.4.3 电路域互联网络结构

乌鲁木齐核心节点与呼和浩特核心节点之间的电路域互联网络如图2 所示。

2.5 互联实施中涉及的范围及相关工作

图2 电路域互联网络结构图Fig.2 Circuit domain interconnection network structure diagram

乌鲁木齐铁路局、呼和浩特铁路局目前均已完成核心网的建设，并完成了与北京、西安、武汉汇聚核心的互联，通过与北京铁路通信中心设计结合，本线互联影响范围只涉及乌局及呼局（E1 电路联通、核心网扩容），并不会影响到北京、西安、武汉汇聚核心的扩容改造，按照《加强跨局通信停机要点管理工作的通知》（运电信号函[2013]254 号）的要求，互联技术方案须由各局业务处审查后报总公司运输局电务部审核后实施，考虑到既有线互联工作可能由各局运维单位（电务处、通信段）实施，因此，设计中考虑增加了E1 电路联通、核心网扩容、互联互通调测等工程费用。

2.6 核心网互联工程内容

为完成乌鲁木齐铁路局、呼和浩特铁路局核心网节点的互联，需对两处核心网节点设备进行适当的扩容。

扩容工程的主要内容包括：对既有MGW 设备增加E1 接口板、对SGSN 设备增加接口处理单元和帧中继增强单元。

3 其他局间电路的互联互通的实现

3.1 数调（FAS）系统

梧桐水至哈密东段新开车站设置车站调度交换机各1 套，组建1 个2 M 数字环接入乌铁局调度所既有调度交换主系统。调度交换主系统需新开一路30B+D 通道与呼铁局调度所调度交换机连接，通过本线新设的SDH-10G 系统进行传输。

骆驼圈子车站FAS 分系统与哈密东车站既有数调分系统之间的调度通信通过乌铁局调度所的主系统进行转接。

3.2 信号CTC

因额哈铁路的建设，乌鲁木齐铁路局CTC 中心与呼和浩特铁路局CTC 中心需2×E1 进行互联。2×E1 通道从CTC 中心通过既有传输设备转接至本线设置的SDH-10G 系统进行传输。

骆驼圈子车站信号CTC 设备与哈密东车站CTC 设备之间的2×E1 通道通过本线设置的传输设备进行连接。

3.3 红外轴温监测

因额哈铁路的建设，乌鲁木齐铁路局红外线监测中心与呼和浩特铁路局红外线监测中心需1×E1通道进行互联。1×E1 通道从红外监测中心通过既有传输设备转接至本线设置的SDH-10G 系统进行传输。

4 结束语

本设计成功地应用于新建额哈铁路GSM-R 系统局间互联电路的设计中，目前系统运行安全、稳定，证明GSM-R 系统局间互联电路的设计方案合理、可行。