專用無線通信系統(tǒng)國產(chǎn)TETRA試驗網(wǎng)建設(shè)及分析

夏昕　穆瀟

【摘要】 本文對城市軌道交通專用無線通信系統(tǒng)國內(nèi)建設(shè)現(xiàn)狀進行了分析，探討了國產(chǎn)TETRA試驗網(wǎng)在軌道交通中的建設(shè)及共享方案，并對TETRA國產(chǎn)化后的寬帶化需求進行了初步分析。

【關(guān)鍵詞】 城市軌道交通 TETRA 國產(chǎn)化

一、引言

城市軌道交通專用無線通信系統(tǒng)是為了保證地鐵能夠安全、高密度、高效運營，它為行車安全、提高運輸效率和管理水平、改善服務質(zhì)量提供了重要保證。

二、國產(chǎn)TETRA試驗網(wǎng)的設(shè)計與建設(shè)

北京地鐵7號線原專用無線通信系統(tǒng)采用擴容14號線無線集群交換機的建設(shè)方案。由于7號線由北京地鐵運營公司運營，而14號線由港鐵運營，原方案將給7號線的運營維護帶來諸多不便。

為了支持國產(chǎn)化設(shè)備的推廣應用，北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司同意在7號線建設(shè)一套國產(chǎn)數(shù)字集群系統(tǒng)試驗網(wǎng)作為備用系統(tǒng)，以避免或緩解不同運營公司不同運營模式造成的不便與困擾。

2.1建設(shè)原則

為了確保7號線按時開通、穩(wěn)定運營，試驗網(wǎng)遵循以下建設(shè)原則：1）確保7號線原專用無線系統(tǒng)按照既定計劃實施；2）新建試驗網(wǎng)功能要滿足北京7號線專用無線通信招標要求的各項功能；3）新建試驗網(wǎng)功能要兼容北京7號線已采購無線終端；4）新建試驗網(wǎng)營與原系統(tǒng)共存，并提供雙系統(tǒng)切換方案；5）新建試驗網(wǎng)要能夠與原系統(tǒng)同時開通。

2.2組網(wǎng)方案

北京地鐵7號線線路全長23.65km，全部為地下線，全線共設(shè)車站21座，平均站間距1.14km，在原焦化廠內(nèi)設(shè)置車輛段一處，在小營第二中心設(shè)控制中心。AcroTetra系統(tǒng)試驗網(wǎng)采用全IP網(wǎng)絡(luò)，以TETRA交換管理中心為核心，TETRA基站和TETRA應用終端作為接入點，組成星形IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在控制中心通信機房設(shè)置TETRA無線交換控制中心設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)維護管理設(shè)備；在控制中心調(diào)度大廳設(shè)置行車、防災（環(huán)控）及維修調(diào)度臺；在車輛段設(shè)置備用行車調(diào)度臺、防災（環(huán)控）調(diào)度臺及維修調(diào)度臺；沿線各車站、車輛段設(shè)置TETRA基站設(shè)備，各基站通過光傳輸通道與控制中心的無線交換控制中心設(shè)備連接，同時利用原系統(tǒng)為移動人員配置便攜臺、列車上配置車載電臺，構(gòu)成一個以行車調(diào)度功能為主的包括環(huán)控、維修、車輛段多個用戶群并存的鏈狀專用無線通信網(wǎng)絡(luò)。

2.3共享分析

本次試驗網(wǎng)的一大特點是除主要的交換管理中心、基站、網(wǎng)管外，其余二次開發(fā)調(diào)度臺、調(diào)度服務器（不需要新增ATS、時鐘接口）、二次開發(fā)網(wǎng)管（增加對本系統(tǒng)的支持）、直放站及天饋系統(tǒng)、直放站網(wǎng)管、無線終端（含：手臺，固定臺，車載臺）等設(shè)備均共享使用，以節(jié)約投資。

1）調(diào)度臺共享

新增獨立的調(diào)度臺軟件，該軟件操作界面、使用習慣、調(diào)度功能與原調(diào)度臺完全一致。新增調(diào)度臺的軟件將運行在二次開發(fā)調(diào)度臺主機上，與原調(diào)度臺復用音頻附件及腳踏PTT。

2）雙系統(tǒng)并存及天饋系統(tǒng)共享

由于頻率規(guī)劃限制，AcroTetra數(shù)字集群系統(tǒng)與7號線原數(shù)字集群系統(tǒng)共用三組相同頻點?？紤]到頻率干擾因素，兩系統(tǒng)并存但不同時工作。在確保兩套系統(tǒng)各項功能都滿足要求的情況下，在任一時間只有一套系統(tǒng)工作，當正在運行系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以切換到另外一套系統(tǒng)進行工作。

雙系統(tǒng)的切換采取手工方式給相應的基站加電或斷電，使兩個基站中僅有一個基站處于工作狀態(tài)。該方案外加射頻無源器件（二功分）連接兩個基站并共用天饋系統(tǒng)。

三、TETRA系統(tǒng)發(fā)展分析

從國內(nèi)來看，最近幾年TETRA網(wǎng)絡(luò)的增長最快，在全國已建的數(shù)字集群通信網(wǎng)中，TETRA網(wǎng)的數(shù)量約占2/3強。

隨著無線高速數(shù)據(jù)業(yè)務的飛速發(fā)展，集群通信系統(tǒng)對寬帶多媒體業(yè)務的需求也日益顯著，行業(yè)人員在應用集群通信系統(tǒng)進行指揮調(diào)度的過程中，不僅要求“聽得到”，還要求“看得見”，促使集群通信系統(tǒng)向數(shù)據(jù)寬帶化、業(yè)務多樣化、終端多?；⑾到y(tǒng)IP化的發(fā)展方向邁進，其具體表現(xiàn)形式主要體現(xiàn)在高速數(shù)據(jù)和視頻的傳輸，以及構(gòu)建于此基礎(chǔ)之上的各種應用，包括多媒體集群調(diào)度、協(xié)同作業(yè)、移動視頻監(jiān)控、城市應急聯(lián)動等方面?！?】例如，能夠支持現(xiàn)場圖像和視頻采集、多媒體數(shù)據(jù)廣播、遠程視頻監(jiān)控及視頻指揮等?？梢哉f，數(shù)字集群通信系統(tǒng)將進入一個嶄新的寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)時代。寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)可以定義為基于寬帶無線通信技術(shù)，以多媒體集群業(yè)務形式，提供指揮調(diào)度功能的專用無線通信系統(tǒng)。它的特點是具備語音調(diào)度、數(shù)據(jù)調(diào)度、視頻調(diào)度等多種業(yè)務協(xié)同的融合調(diào)度能力。寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)還可以徹底解決目前軌道交通行業(yè)需要鋪設(shè)兩張無線通信網(wǎng)絡(luò)（TETRA+WiFi）才能滿足的業(yè)務需求，為交通行業(yè)帶來嶄新體驗。

四、結(jié)束語

TETRA系統(tǒng)的國產(chǎn)化及其在城市軌道交通中專用無線通信系統(tǒng)試驗網(wǎng)的建設(shè)標志著國內(nèi)城市軌道交通專用無線通信系統(tǒng)進入了新的發(fā)展軌道。與此同時，我們也意識到隨著信息技術(shù)的發(fā)展，專網(wǎng)通信已不滿足于最簡單的語音通信，而開始對圖像、數(shù)據(jù)等寬帶應用需求日益強烈，寬帶發(fā)展必不可少。