專用無線通信系統(tǒng)容災備份方案分析
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了專用無線通信系統(tǒng)容災備份方案分析范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要：隨著國內軌道交通的快速發(fā)展，安全高效的運營受到越來越多的關注，本方案進行了DXT交換設備異地容災備份、基站容災備份、調度服務器容災備份、調度臺容災備份、網(wǎng)管容災備份方案，并進行了不同場景上進行研究。
1系統(tǒng)設備組成
系統(tǒng)設備主要由DXT交換設備，基站設備，手持臺，調度服務器，調度臺，網(wǎng)管設備，車載臺，固定臺等。（1）DXT交換設備為整個網(wǎng)絡的核心，自身具備了全部冗余備份配置，同時也可以通過配置支持兩臺DXT交換設備間的冗余備份功能。（2）基站分別安裝在地鐵沿線的設備機房，車輛段，停車場，控制中心內，為全部區(qū)域提供無線覆蓋，基站鏈路為主備配置，任何一條鏈路終端不會影響基站的正常業(yè)務，基站設置主備兩臺DXT交換設備，災備時可以切換至備份DXT交換設備工作，但同一時間只需接入一臺DXT設備就可滿足系統(tǒng)的全部功能。（3）調度設備：采用IP鏈路連接到TETRA系統(tǒng)DXT交換設備，需要使用系統(tǒng)提供的調度服務，包括語音調度、數(shù)據(jù)調度服務。調度服務器、調度臺同一時間只需接入一臺DXT設備，即可使用系統(tǒng)全部的功能服務，無需同時連接兩臺DXT設備。（4）網(wǎng)管設備：采用IP鏈路連接到TETRA系統(tǒng)DXT設備，需要使用系統(tǒng)提供的網(wǎng)管服務，包括告警服務和計費服務。主備兩臺DXT上的告警、計費服務互為補充，二次開發(fā)設備需要同時接入到主備DXT設備才能獲取到完整系統(tǒng)的告警、計費信息。（5）終端設備：采用PEI（AT）、音頻、電源、天線等接口連接到TETRA終端電臺，支持終端語音、數(shù)據(jù)以及管理功能。
2容災備份方案
2.1DXT交換設備異地容災備份
如上圖示，既可以采用新增兩臺DXT交換設備為主備用方式，也可以采用新增一臺DXT交換設備為主用，設置既有DXT設備中的一臺為備用的方式實現(xiàn)DXT交換設備的異地容災備份配置。兩臺DXT交換設備間通過IP鏈路呈鏡像熱備連接，每臺核心交換設備均保持了自身的全部冗余備份配置，其承載能力完全可以滿足全線路業(yè)務的需求。從配置角度，兩臺交換設備采用相同的配置，對基站、調度服務器、調度臺等網(wǎng)元的支持能力完全相同，即使需要單交換中心工作，整個系統(tǒng)依然可以保持完整的工作狀態(tài)，不會影響用戶的語音、數(shù)據(jù)業(yè)務。（1）TETRA系統(tǒng)支持基站設備和調度設備雙歸屬交換機功能，可以為基站和調度臺等設備設置兩個歸屬交換機并且可以根據(jù)鏈路狀態(tài)自動切換。如當出現(xiàn)主用DXT核心交換設備故障或與主用DXT之間鏈路故障導致主用DXT無法正常提供服務的情景時，基站和調度臺可以自動監(jiān)測并切換至備用交換中心DXT核心交換設備側使用，同時自動恢復相應業(yè)務，從而大大提高網(wǎng)絡整體的容災能力保證系統(tǒng)服務不會中斷。（2）TETRA系統(tǒng)支持兩臺DXT交換設備采用HLR（用戶歸屬位置寄存器）鏡像冗余配置的方式，即兩臺DXT核心交換設備均存儲并支持某條線路的全部用戶終端數(shù)據(jù)，包括手持臺、車載臺與固定臺。
2.2基站容災備份
提供的基站具有雙歸屬容災備份功能，即基站可以建立與兩個不同DXT交換設備之間的連接，并選擇其中一個DXT為首選歸屬交換設備，獲取基站參數(shù)，提供無線覆蓋；當首選歸屬交換設備無法提供服務或連接至該交換設備的IP鏈路不可用時，基站會自動切換至備用歸屬交換設備側工作，根據(jù)配置，基站將獲取與首選歸屬交換設備完全相同的基站參數(shù)，包括小區(qū)ID標識，并繼續(xù)提供無線覆蓋服務。如上圖所示，TB3基站至兩個交換中心均有IP傳輸通路，DXT1為基站的首選歸屬核心交換設備，則基站至DXT1的通路被設置為首選通路；DXT2為基站的備選歸屬核心交換設備，則基站至DXT2的通路被設置為備選通路。兩個核心交換設備內均集成了該基站的配置數(shù)據(jù)與各類無線參數(shù)，并設置該基站服務小區(qū)以相同的小區(qū)ID標識號碼，因此無論基站工作在哪個交換設備的控制下，從終端角度來講，都注冊于同一無線小區(qū)內。觸發(fā)基站從常態(tài)首選鏈路方向切換至備選鏈路方向的因素包括：（1）鏈路斷開，無法連接至DXT1交換設備；（2）DXT1對應單元工作異常，無法提供基站連接；（3）維護人員人工控制基站使用備用歸屬交設備DXT2。當基站失去至主用DXT設備的鏈路時，它將同時激活歸屬切換計時器與單站集群模式計時器，通常后者時間設置應大于前者。在歸屬切換計時器到時前，基站仍試圖恢復與原首選歸屬交換設備之間的IP連接，如在該計時器超時后，基站仍無法恢復原先的連接，則開始輪流嘗試使用至備用DXT設備的鏈路和至主用DXT設備鏈路，如至備用DXT的鏈路之前一直保持激活有效，則此時基站會接入至備用DXT交換設備內，獲取設置的參數(shù)，盡快恢復服務。如此時兩條鏈路均不可用，當單站集群模式計時器超時后，基站進入單站集群（故障弱化）模式下工作，為覆蓋區(qū)內的用戶提供基礎的集群業(yè)務；與此同時，基站仍會持續(xù)輪流嘗試建立與首選DXT交換設備和備選DXT交換設備之間的IP鏈路，恢復至網(wǎng)絡工作模式。上述計時器參數(shù)可以由運維人員根據(jù)鏈路狀況進行設定，建議采用15s（歸屬切換計時器），30s（單站集群模式計時器）的缺省值。
2.3調度服務器容災備份
調度服務器將采用1+2冗余熱備工作方式，同一時間只有1臺調度服務器為主用工作狀態(tài)，其他2臺調度服務器為備用工作狀態(tài)。3臺調度服務器可以同時接入到空客TETRA系統(tǒng)，并可以同時與網(wǎng)管、調度臺建立網(wǎng)絡通信，只有主用調度服務器為調度臺提供業(yè)務支持。主用控制中心的2臺調度服務器優(yōu)先級高于備用控制中心的調度服務器，僅當主用控制中心的2臺調度服務器均故障時，備用控制中心的調度服務器才會切換為主用工作狀態(tài)。備用控制中心的調度服務器切換為主用工作狀態(tài)后，可以為主用控制中心調度臺提供業(yè)務支持，主用控制中心調度臺設備可以正常工作，調度服務器切換過程應不影響調度臺的正常通信業(yè)務。
2.4調度臺容災備份
在主備控制中心各部署多臺調度臺，主備控制中心的調度臺可同時處于工作。單個控制中心，同一類型的調度臺（如行車調度臺）可部署多臺，用于冗余備份。另外，當某一類型調度臺（如行車調度臺）故障后，可在本控制中心其他調度臺（如維修調度臺）上，使用故障調度臺用戶進行登錄，執(zhí)行故障調度臺調度功能。調度臺可以同時與3臺調度服務器通信，從主用調度服務器獲取列車位置、電臺狀態(tài)、對時信息、車載臺應用消息等業(yè)務支持，并與備用調度服務器保持會話連接、數(shù)據(jù)同步。調度服務器切換過程應不影響調度臺的正常通信業(yè)務。
2.5網(wǎng)管設備容災備份
在主備控制中心各部署1套網(wǎng)管終端，2套網(wǎng)管之間無需建立通信，獨立工作。每套網(wǎng)管終端都需要同時連接主備控制中心的DXT交換設備，以便實現(xiàn)整條線路的TETRA設備告警管理。另外，每套網(wǎng)管都能夠實現(xiàn)本項目中全部二開設備、直放站設備的告警管理。
3結束語
隨著國內軌道交通的快速發(fā)展，安全高效的運營受到越來越多的關注，本方案進行了DXT交換設備異地容災備份、基站容災備份、調度服務器容災備份、調度臺容災備份、網(wǎng)管容災備份方案，通過不同場景進行描述，為專用無線通信系統(tǒng)在城市軌道交通專網(wǎng)領域探索出一條新的應用之路。
參考文獻
[1]鄭祖輝，陸錦華，鄭嵐.數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)（第二版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.
[2]由振鵬.地鐵無線通信系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].大連：大連理工大學，2014.
作者：高應欽 單位：天津泰達城市軌道投資發(fā)展有限公司
