盧山

【摘要】 專(zhuān)用無(wú)線通信是地鐵內(nèi)部固定用戶(hù)（如控制中心調(diào)度員、車(chē)站值班員）與移動(dòng)用戶(hù)（如司機(jī)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員），移動(dòng)用戶(hù)與移動(dòng)用戶(hù)之間進(jìn)行高效通信聯(lián)絡(luò)的可靠手段，對(duì)于行車(chē)安全、提高運(yùn)營(yíng)效率和管理水平、改善服務(wù)質(zhì)量、應(yīng)對(duì)突發(fā)事件提供了重要保證。因此如何保證設(shè)備系統(tǒng)的安全性、可靠性，成為運(yùn)營(yíng)維護(hù)的重點(diǎn)工作。本文筆者以沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線為例，對(duì)比星型和環(huán)型組網(wǎng)方式，以備選型。

【關(guān)鍵詞】 基站 交換機(jī) 單站集群 環(huán)路保護(hù)設(shè)備 2M

作為地鐵通信系統(tǒng)的重要組成元素，無(wú)線通信技術(shù)因其特殊的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的應(yīng)用與重視。數(shù)字集群通信為用戶(hù)提供了資源共享的可能性同時(shí)又為用戶(hù)帶來(lái)了更多高效、自動(dòng)化的服務(wù)，方便用戶(hù)進(jìn)行室內(nèi)操作指揮工作、為系統(tǒng)調(diào)度工作的有效進(jìn)行提供可能性。筆者在本文，以沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線為例，對(duì)比星型和環(huán)型組網(wǎng)方式，以備選型。

一、工程概況

沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線總長(zhǎng)度數(shù)值是 27.9公里，共有車(chē)站22座，全部為地下車(chē)站。該條線路進(jìn)行調(diào)控的管理中心有1個(gè)，車(chē)輛段1 處。沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線無(wú)線系統(tǒng)覆蓋范圍為全部地下車(chē)站、隧道區(qū)間，以及車(chē)輛段區(qū)域。地下車(chē)站的設(shè)備區(qū)、站廳、出入口采用室內(nèi)天線進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)覆蓋，地下車(chē)站的站臺(tái)及隧道區(qū)間采用漏泄同軸電纜進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)覆蓋，停車(chē)場(chǎng)采用室外定向天線進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)覆蓋。

二、系統(tǒng)組網(wǎng)

沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)使用的是 800 M 頻段的TETRA數(shù)字集群設(shè)備作為主要的調(diào)度通信系統(tǒng)。專(zhuān)用無(wú)線通信系統(tǒng)采用多基站小區(qū)制方式，交換機(jī)設(shè)置在控制中心，在全線的22個(gè)地下車(chē)站設(shè)置22套無(wú)線集群基站，車(chē)輛段設(shè)置1套地面無(wú)線集群基站，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全線車(chē)站、車(chē)輛段和區(qū)間的無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋。

一號(hào)線組網(wǎng)采用星型組網(wǎng)，基站通過(guò)傳輸系統(tǒng)與交換機(jī)連接，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障易排查。但如果某一個(gè)基站與交換機(jī)的傳輸通道故障，該基站就會(huì)進(jìn)入單站集群的故障弱化模式工作，控制中心和該基站覆蓋范圍下的車(chē)站和列車(chē)之間專(zhuān)用無(wú)線終端設(shè)備無(wú)法正常通信，該站內(nèi)無(wú)線用戶(hù)與調(diào)度員失去通信，調(diào)度員也無(wú)法對(duì)這些無(wú)線用戶(hù)進(jìn)行正常的指揮調(diào)度，特別是對(duì)在正線上行駛的列車(chē)司機(jī)，由于不能與行車(chē)調(diào)度員正常通話，會(huì)給客運(yùn)行車(chē)組織帶來(lái)安全隱患。

如果采用環(huán)型組網(wǎng)，當(dāng)環(huán)狀網(wǎng)中一個(gè)傳輸通道發(fā)生故障時(shí)，環(huán)狀網(wǎng)的自愈功能可以保證與其相連的基站仍能保持和交換機(jī)的正常通信，避免進(jìn)入單站集群故障弱化模式，從而大大的提高了系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)一號(hào)線設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成，可以通過(guò)兩種方式進(jìn)行環(huán)型組網(wǎng)。方式一：在控制中心交換機(jī)側(cè)配置一環(huán)路保護(hù)設(shè)備，將23個(gè)基站組3個(gè)環(huán)，接入環(huán)路保護(hù)設(shè)備；方式二：設(shè)置3個(gè)環(huán)路，每個(gè)環(huán)路以其中一個(gè)基站為主基站，其他基站設(shè)置為從基站，從基站與主基站相連，通過(guò)主基站連接交換機(jī)。具體組網(wǎng)分析如下。

基站與交換機(jī)組成的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)2M環(huán)上最多可以容納30個(gè)載波，按照目前每個(gè)基站配置2個(gè)載波計(jì)算，每個(gè)環(huán)上最多可容納15個(gè)基站，同時(shí)考慮到基站將來(lái)有可能會(huì)有載波擴(kuò)容的可能，可擴(kuò)容至4載波，因此每個(gè)2M環(huán)上的基站數(shù)量最多不能超過(guò)8個(gè)。如果按照每個(gè)2M環(huán)最大8個(gè)基站來(lái)考慮，8個(gè)2載波基站共計(jì)16個(gè)載波，每個(gè)2M環(huán)還預(yù)留有14個(gè)載波的擴(kuò)容空間，方便單個(gè)基站將來(lái)載波擴(kuò)容至3個(gè)或4個(gè)。這樣，23個(gè)基站組成3個(gè)環(huán)，其中有2個(gè)環(huán)上分別有8個(gè)基站，另外一個(gè)環(huán)上有7個(gè)基站。

基站需要對(duì)載頻進(jìn)行擴(kuò)容時(shí)，不需要對(duì)現(xiàn)有的基站物理鏈接做出任何調(diào)整，已經(jīng)預(yù)留出了足夠的載頻容量。此外，如果將來(lái)有可能需要增加基站時(shí)，在不需要增加基站與交換機(jī)之間的傳輸鏈路、不需要增加交換機(jī)側(cè)的端口單元和端口數(shù)量，只要將新增的基站與基站環(huán)上就近任何一個(gè)基站連接，即可以實(shí)現(xiàn)新增基站入網(wǎng)。每個(gè)基站環(huán)的容量配置和余量如下表所示：

下圖是8個(gè)基站按照方式一組成的一個(gè)環(huán)網(wǎng)，相鄰基站連成一個(gè)2M開(kāi)環(huán)，開(kāi)環(huán)兩端的兩個(gè)基站通過(guò)設(shè)置在控制中心的環(huán)路保護(hù)設(shè)備與交換機(jī)構(gòu)成一個(gè)完整的2M閉環(huán)。

采用星型組網(wǎng)方案，基站到交換機(jī)總共需要23個(gè)2M傳輸路由；而采用環(huán)型的組網(wǎng)方案，基站到交換機(jī)總共只需要6個(gè)2M傳輸路由，極大地節(jié)省了2M鏈路的數(shù)量，節(jié)省了交換機(jī)側(cè)2M端口的數(shù)量。因此，從可靠性和節(jié)省傳輸路由方面考慮，建議采用環(huán)型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

當(dāng)然，在不使用環(huán)路保護(hù)設(shè)備也可以進(jìn)行環(huán)型組網(wǎng)，即方式二，以線路上某一個(gè)基站作為主基站，其他基站作為從基站，組成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，按照每個(gè)2M環(huán)網(wǎng)最多可以容納30個(gè)載波計(jì)算，每個(gè)環(huán)網(wǎng)最多不超過(guò)8個(gè)基站。按此種方式組網(wǎng)，不需要采購(gòu)環(huán)路保護(hù)設(shè)備，節(jié)省了設(shè)備投資，但當(dāng)主基站與交換機(jī)的傳輸鏈路故障時(shí)，該鏈路上的從基站都會(huì)受到影響，因此，存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地鐵專(zhuān)用無(wú)線系統(tǒng)作為行車(chē)調(diào)度員重要的通信手段，在組網(wǎng)選擇上應(yīng)優(yōu)先考慮安全性、可靠性，推薦環(huán)型組網(wǎng)方式一，在保證環(huán)路保護(hù)設(shè)備正常工作的前提下，可靠性最高；當(dāng)然，星型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)也是值得推薦的組網(wǎng)方式，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障點(diǎn)易排查，且單站故障的情況下，對(duì)調(diào)度影響不大；不推薦方式二環(huán)型組網(wǎng)，雖然在保證主基站正常工作的前提下，可靠性較高，但存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]鄭祖輝. 數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)（第3版）.電子工業(yè)出版社

[2]王永明. 簡(jiǎn)述數(shù)字集群通信系統(tǒng)在地鐵通信中的應(yīng)用[J]. 鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2013，05：67-68+93.

[3]盧 山，竇海波. 數(shù)字集群通信系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用