GSM-R移動交換中心電路域鏈路配置的設計

趙 旭

（鐵道第三勘察設計院集團有限公司 電化電信工程設計研究處，天津 300251）

鐵路全球移動通信系統(tǒng)（GSM-R）是專為鐵路無線行車組織服務的移動通信系統(tǒng)，主要包括網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、運行和業(yè)務子系統(tǒng)（OSS/BSS）以及終端設備4個部分。其中NSS包括移動交換子系統(tǒng)（SSS）、移動智能網(wǎng)（IN）子系統(tǒng)和通用分組無線業(yè)務（GPRS）子系統(tǒng)。移動交換中心屬于SSS，主要完成用戶的業(yè)務交換以及用戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。

GSM-R移動交換中心（MSC）是專為GSMR交換處理服務的中心設備，其電路域業(yè)務之間通過2 Mbit/s數(shù)字接口進行互聯(lián)，2Mbit/s數(shù)字接口的物理表現(xiàn)形式為E1鏈路。由于MSC電路域涉及的系統(tǒng)和內容眾多，每個業(yè)務需要多少個E1鏈路是設計的難點和重點。尤其MSC作為GSM-R的中心處理設備，不能對其配置隨意改動或擴容，故移動交換中心電路域配置要有一定的預測性，要滿足近期乃至遠期的使用功能。

1 MSC電路域鏈路配置原則

電路域對各局向接口和信令主要有：（1）A接口：連接基站控制中心（BSC）與MSC的接口，其信令方式采用No.7（7號信令系統(tǒng)）信令直連方式。（2）PRI（基群速率接口）：主要連接MSC，通過該接口以及2 Mbit/s數(shù)字接口、DSS1（數(shù)字用戶1號信令系統(tǒng)）信令與其他電路域數(shù)據(jù)應用節(jié)點（機車同步操控接入節(jié)點（AN）、無線閉塞中心（RBC）等）進行互聯(lián)，實現(xiàn)業(yè)務互聯(lián)互通。（3）Abis口，連接BSC與各基站BTS間的接口，此接口不公開，但要求MSC為基站預留部分接口。其他業(yè)務接口大多為廠家內部接口，由其負責配置。表1為MSC對各局向接口和信令。

表1 MSC與各局向接口類型方式：

根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡話務量統(tǒng)計，各局間話務比例按照表2分配。每用戶通話量按0.035 erl/用戶選取。該用戶通話量根據(jù)鐵路內通話頻率及密度統(tǒng)計得到。

表2 MSC與各局向話務比例

2 電路域鏈路配置的計算方法

按照上述電路域鏈路配置原則，方法計算如下。

2.1 局向電路域鏈路計算

假設A移動交換中心規(guī)劃用戶M個，每用戶話務量為0.035 erl/用戶，則總話務量為0.035M erl；按照上述局向分配比例，若A移動交換中心與其相鄰的B、C、D移動交換中心互聯(lián)，且B、C為TMSC，則在A—B，A—C，A—D局向上的話務量分別為： A-B=0.035M×10%，A-C=0.035M×10%，A-D=0.035M×10%；通過愛爾蘭-B公式表，查表可以得到各局向信道數(shù)，按照每30個信道共用1條E1鏈路，即可得到各局向E1鏈路數(shù)。

同理，在用戶快速接入交換機（FAS）網(wǎng)絡、鐵路固定電話網(wǎng)局向鏈路中，也按照此法配置：0.035M×40%，0.035M×5%—查愛爾蘭B公式表得到相關信道數(shù)，從而得到2 Mbit/s信道數(shù)量。

2.2 列控電路域鏈路計算

列控業(yè)務是GSM-R首先要保證的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，故列控數(shù)據(jù)鏈路要保留足夠的鏈路數(shù)，而且要滿足近遠期使用條件。

按照目前信號專業(yè)使用的RBC類型，主要有控制60列車與30列車的RBC產品，RBC與GSMR移動交換機MSC之間的預留鏈路主要采用N+N+1主備方式配置。由此可見，預留列控鏈路主要取決于RBC的數(shù)量和配置。

假設A局所有的CTCS-3列控線路總長度為L（km），按照最大車流密度3 min追蹤間隔計算，350 km/h在3 min走行17.5 km，故在線上走行（上下行）的列車總數(shù)為N1=2L/17.5；在高速鐵路線上，每條線按照4座20線以上的大型站場計算，則到發(fā)線上已連接RBC，但為上線運行的列車數(shù)量估算，設線路數(shù)量為K，N2=K×4×20=80 K；在CTCS-2線路接入CTCS-3的區(qū)段，在CTCS-2線路上安置有CTCS-3線路RBC連接應答器，這部分車輛數(shù)也應計入列控列車數(shù)中。按照每100 km出現(xiàn)1處CTCS-2接CTCS-3線路的話，總計入列車數(shù)N3=L/100 km。

總列控車輛數(shù)為N=N1+N2+N3=2L/17.5+80K+L/100=87L/700+80K，其中K為大型車站數(shù)目，L為局內CTCS-3列控線路總長度km。

MSC到RBC的鏈路數(shù)目應該按照多數(shù)取整的原則，首先計算控制60列車RBC的配置，每列車長期占用1個64 kbit/s信道，1個2 Mbit/s信道，支持30個64 kbit/s信道。設RBC數(shù)目為R，則R=N/60，按照N+N+1配置原則，每個RBC配置5條E1，則E1總數(shù)為E1=5R=N/12；若按照RBC可控制30列車配置，每個RBC配置3條E1，則E1總數(shù)為E2=3R=N/20。對比可見，E1≥E2，為不使MSC設置對RBC選型產生影響，應按照E1來配置MSC至列控/同步操控的鏈路總數(shù)。若為后續(xù)線路預留條件，適當預留鏈路容量，建議配置E1/0.7條E1鏈路。

2.3 與無線互聯(lián)的A接口數(shù)目

與無線互聯(lián)的A接口數(shù)目為：總用戶數(shù)×話務量0.035 M，查表得到的鏈路數(shù)目，按照1個E1可用30個64 kbit/s信道計算，得出總A的接口的2 Mbis/s信道數(shù)量。

2.4 電路域信令網(wǎng)設計

MSC與相鄰MSC、TMSC、無線A接口信令鏈路均按照每10 000個用戶共用1條64 kbit/s信道的方式配置。GSM-R中STP設備因要與匯接局TMSC的歸屬位置寄存器（HLR）、業(yè)務控制點（SCP）互聯(lián)，每條鏈路配置2個64 kbit/s信道做主備，故共需配置8條64 kbit/s信道。E1作為信令網(wǎng)部分承載No.7及DSS1信令時，按照每個E1承載2個64 kbit/s信道鏈路，故需要4個E1鏈路。

3 結束語

MSC電路域鏈路配置設計對管內線路容量的預留非常重要，要做到短期內不擴容、不改動配置。對于GSM-R主要業(yè)務，需要按照上限預留；在可能的前提下，滿足多系統(tǒng)要求，均按照上限配置電路域鏈路。GSM-R移動交換中心整體的電路域冗余鏈路可按照20%預留，為后續(xù)線路的接入預留條件。