城市轨道交通线网公务电话系统建设规划研究

２０１３年５月　第４９卷第５期　铁道通信信号　

ＲＡＩＬＷ＿ＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＵＮＧ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　Ｍａｖ　２０１３　Ｖｏ１．４９　Ｎｏ．５　

城市轨道交通线网公务电话系统建设规划研究　李海培　摘要：对城市轨道交通线网公务电话系统的实现方式及技术体制进行比选，推荐采用软交换来　实施轨道交通线网的公务电话系统，并对公务电话系统采用软交换组网的网络结构、网络拓扑、　用户编号及号码资源分配方案、计费方式、与相关系统的接口等进行讨论研究。　关键词：公务电话系统；线网建设规划；城市轨道交通　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｕｂｌｉｃ　ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｕｒｂａｎ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｉｔ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ．Ａｎｄ　ｉｔ　ｉｓ　ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ　ｔｈａｔ　ｓｏｆｔ—ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｆｏｒ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｕｂｌｉｃ　ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｆｏｒ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｉｔ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｉ　ｐａｐｅｒ　ｆｏｃｕｓｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅ－　ｓｅａｒｃｈｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｏｐｏｌｏｇｙ，ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒｓ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ，ａｎｄ　ｍａｎｎｅｒｓ　ｏｆ　ｂｉｌｌｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ—ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ　ｗｉｔｈ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｓｙｓｔｅｍｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｐｈｏｎｅ　ｓｙｓｔｅｍ；Ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｌａｎｎｉｎｇ；Ｕｒｂａｎ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｉｔ　

公务电话系统主要用于轨道交通内部各部门之　间的电话联系，为城市轨道交通的运营、管理、维　修等部门的工作人员提供服务。该系统需要与城市　公用电话网连接，实现轨道交通用户与公网用户间　的通信，可向轨道交通用户提供语音、数据、传真　等通信服务业务。在城市轨道交通专用电话系统出　现重大故障时，公务电话系统可以作为专用电话的　应急通信手段。公务电话系统包括电话业务和部分　非话业务，目前主要使用电话业务，在性质上属于　企业专用电话网。　１系统实现方式　轨道交通公务电话系统可以由公共电信运营商　提供，也可以独立建设，比较如下。　１．公网化方案。由电信运营商利用公用电话　交换网的虚拟网技术组建轨道交通公务电话系统，　电信运营商负责将自己的交换网络延伸到轨道交通　沿线，将轨道交通公务电话纳入到其交换网中。轨　道交通每条线的公务电话用户应所属同一个公用网　交换机并组成一个虚拟子网，虚拟子网内部通话的　李海培：中铁第一勘察设计院集团有限公司通号处　工程师　７１００４３西安　收稿日期：２０１３－０１－２４　６６一　拨号应满足轨道交通号码的编号原则，子网内通话　视为内部通话，交换机能根据需要设置轨道交通电　话用户的市话和长途业务。　２．独立建设交换网络方案。由轨道交通自行　建设公务电话交换网络，在轨道交通控制中心、车　站、车辆段、停车场分别设置公务电话交换设备，　为轨道交通用户提供公务电话服务。　对于公网化方案，具有建设时期投资低，减少　维护人员等优点；但需要与运营商就服务收费问题　进行大量磋商工作，在扩容、升级、改造和维护管　理方面亦不如自建网络灵活，且运营后相关费用不　易控制，中、长期考虑费用较高。而对于独立建设　交换网络方案，虽在建设时期需要一定投资，但具　有专用性、独立性较强，可靠性高，系统易于扩　容、升级、改造和便于维护管理等优点。综合以上　因素，公务电话系统推荐轨道交通独立建设交换网　络方案。　

２技术分析　公务电话系统的核心技术就是电话交换技术，　目前使用的有电路交换和软交换２种。　１．电路交换技术。基本特点是采用面向连接　的方式，在双方进行通信之前，需要为通信双方分　配一条具有固定带宽的通信电路，通信双方在通信　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＬＩＮＧ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　Ｖｏ１．４９　Ｎｏ．５　２０１３　过程中将一直占用所分配的资源，直到通信结束，　并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的　信令协议。优点是在通信过程中可以保证为用户提　供足够的带宽，并且实时性强，时延小，交换设备　成本较低；但带来的缺点是网络的带宽利用率不　高，一旦电路被建立，不管通信双方是否处于通话　状态，分配的电路都一直被占用。　２．软交换技术。建立在ＩＰ网的基础上，将控　制、交换、业务、接入这４个功能平面完全分离，　并利用一些具有开放接口的网络部件区构建。这　样，软交换系统成为具有开放接口协议的网络部件　集合。这些网络部件可分布在ＩＰ网络中，利用标　准接口协议互联互通，构成了一个开放标准、分布　式的体系结构，其中最主要的网络部件为控制平面　内的软交换设备和业务平面中的应用服务器。　与程控交换技术相比，软交换技术具有组网灵　活、性价比高、扩展性好、业务提供能力强等优　点。不仅能满足本线公务电话用户对系统扩展性、　维护管理、业务提供等方面的需求，还能为将来系　统的扩容和其他线路接人预留充足的条件。根据城　市轨道交通公务电话系统的特点，用户主要分布在　控制中心、车辆段、停车场、车站等处。除控制中　心、车辆段、停车场用户相对集中外，各个车站用　户数量较少，而软交换系统集中智能的网络管理体　系、灵活接入的方式，能够很好的适应城市轨道交　通用户较为分散的特点。从系统投资角度，软交换　方案初期一次投资较大，但后续线路控制中心软交　换设备再无大的扩容，各车站、车辆段实施方式简　单，只需将接人网关通过传输网络接人中心软交换　设备；从使用功能角度，软交换系统能够提供更多　的新型业务，作为新一代的电话交换技术，软交换　技术符合通信技术的发展趋势，能够更好的服务于　城市轨道交通。　３线网设计规划　轨道交通公务电话系统是在一个统一平台基础　上进行建设，通过科学、经济的线网设计规划，可　以在建网初期满足既有线路的内部通信需要外，以　后还可以覆盖各轨道交通线内部、各线运营控制中　心、线路附近轨道交通设施的运营相关用户对公务　电话的需求。未来逐步过渡到采用三网（即话音、　数据和多媒体）合一的ＩＰ软交换全业务网，满足　全网多条线路范围及线路的话音、数据和多媒体业　务的统一平台建网、集中管理和全面运营的需要。　下面以ｘ市城市轨道交通规划为例（规划６条　线，１、２号线近期实施，３、４、５、６号线远期实　施），对公务电话系统线网网络规划、组网实施及　编号计划等进行讨论。　３．１规划网络结构　方案一，在控制中心设备机房设置线网单核心　软交换设备，负责整个线网的公务通信用户的电话　需求；在ＩＰ承载网侧采用ＶＰＮ技术划分各个线的　用户，同时采用ＭＰＬＳ技术来保障语音报文的　ＱｏＳ。　方案二，在控制中心设备机房设置线网冗余的　核心软交换设备，负责整个线网公务通信用户的电　话需求；依据建设的时序要求，为减少初期建设资　金投入较大的问题，建议在１号、２号线建设阶　段，只建设软交换的主核心设备，在３、４、５、６　号线建设阶段，建设软交换备用核心设备，完善线　网网络结构；在ＩＰ承载网侧采用ＶＰＮ技术划分各　个线的用户，同时采用ＭＰＬＳ技术来保障语音报文　的ＱｏＳ。　方案三，在控制中心设备机房设置线网单核心　软交换设备，负责近期１、２号线网的公务通信用　户电话需求；远期规划的新线控制中心设备机房，　设置另一台单核心软交换设备，负责３、４、５、６　号线网公务通信用户的电话需求；在建设第２套软　交换时，与第１套软交换互为冗余备份，使全线的　接入网关设备同时归属于主、从２套软交换；在ＩＰ　承载网侧采用ＶＰＮ技术划分各个线及ＴＣＣ的用　户，同时采用ＭｐＬＳ技术来保障语音报文的ＱｏＳ。　其网络结构如图１所示。　对于方案一，网络结构简单，投资成本低，但　是全网单核心的架构在后期承载多条线路时负荷较　高，业务集中于一点，无容灾，风险较大。对于方　案二，网络架构较简单，投资成本相对较高，相比　方案一在后期用户量增多时，增加了核心设备的　１＋１冗余备份，全网的安全性和可靠性得到了增　强。但是正常工作时仅主用软交换处于工作状态，　备用软交换长期处于空闲状态，资源得不到充分利　用，主用软交换负荷较高。对于方案三，网络架构　

一６７—　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＵＮＧ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ　Ｖｏ１．４９　Ｎｏ．５　２０１３　用标准的２　Ｍｂ／ｓ数字中继连接，中继信令采用中　国１号信令、ＳＳ７、Ｑ—ＳＩＧ或ＤＳＳ１。　４．与市话网。与市话局交换机之间采用标准　的２　Ｍｂ／ｓ数字中继连接，全自动方式，局间中继　信令拟采用Ｎｏ．７信令（与市话局的信令方式及接　口配合，应符合市话局有关要求）。　５．不同厂家生产的设备之间互联互通。采用　标准的２　Ｍｂ／ｓ数字中继连接，中继信令采用中国　１号信令、ＳＳ７、Ｑ．ＳＩＧ或ＤＳＳ１。　４结束语　中国电信总公司在《中国电信软交换发展指　导意见》中指出：在经过数年细致、全面地技术、　现场试验后，中国电信认为软交换技术已到商用阶　段，其价格与ＰＳＴＮ基本相当。同时明确新建交换　局不再采用程控交换机，而以软交换设备代替。随　着软交换技术更加成熟，在轨道交通公务电话系统　中将有更为广泛的运用，特别是首次修建轨道交通　的城市，通过合理的规划，将大大增加公务电话系　统的可靠性，同时最大化地节省系统投资。　参考文献　［１］杨柏钟．城市轨道交通公务电话系统及其组网实施　［Ｊ］．都市快轨交通，２０１２，２５（２）：９５—９８．　［２］崔建乐．浅析地铁公务电话系统［Ｊ］．都市快轨交通，　２００５，１８（２）：７７—７９．　［３］李伟章，徐幼铭．城市轨道交通通信［Ｍ］．北京：中国　铁道出版社，２００８．　［４］ＧＢ　５０１５７－２００３．地铁设计规范［ｓ］．北京：中国计划出　版社，２００３．　［５］　中国电信．中国电信软交换发展指导意见［Ｇ］，２００６．　（责任编辑：诸红）　

（上接第６５页）　势，进一步适应新的、发展的外部通信环境需求，　研究是否需抬高物理层判断通道占用的门限值，以　提高车．地无线通信系统在资源紧张情况下的频道　占有率和抗干扰能力。　３．２采用５．８　ＧＩ－Ｉｚ频段　该自由频段的使用技术性能总体不如２．４　ＧＨｚ　频段，目前该频段的产品应用很少，电磁环境相对　干净，但是也要考虑部分城市ＰＩＳ系统已经采用　５．８　ＧＨｚ频段。由于５．８　ＧＨｚ的无线覆盖距离较　短，今后的工程投资和设备维护工作量也将大幅增　加，应根据各地实际情况，将５．８　ＧＨｚ作为一种　备选方案。　３．３　申请地铁信号车－地无线通信专用频段　申请新的频点（如１．７　ＧＨｚ、５．９　ＧＨｚ）替代　原２．４　ＧＨｚ频段，需对新频段作深入研究，同时　也要对目前ＣＢＴＣ使用和模拟测试情况进行分析、　比较和评估，需要思考如下问题。　１．相对于庞大的２．４　ＧＨｚ电信和移动运营商　市场，ＣＢＴＣ行业设备年需求量相对较小，所以愿　意为ＣＢＴＣ行业进行专有频段产品研发的无线通信　设备供应商很少，设备及相关附件在产业化和量产　方面将受局限，价格势必昂贵。　２．技术专业性较强，维护较困难，一旦设备　停产较难找到替代产品，整个无线系统将可能面Ｉ临