GSM-R網絡中GT號碼分析研究

■ 鄭偉 李雷 劉婧

當前，我國鐵路GSM-R網絡已實現以北京、武漢M SC/STP為雙核心平面、HLR/SCP為共用核心設備、地理冗余備份的網絡結構，并實現濟南、廣州等已有GSM-R網絡的鐵路局雙上行接入兩核心平面節點的互聯。我國鐵路GSM-R網絡結構見圖1。

1 GSM-R網絡中MSC設備的分類

1.1 信令節點（SP）類

從圖1可以看出，除北京、武漢兩地M SC外，其他所有MSC設備如濟南、廣州MSC等，均具備如下特點：

（1）均采用雙上行至北京、武漢兩地M SC的方式，與北京、武漢兩地M SC有電路直連，除此之外，不與其他任何節點有電路直連。

（2）通過北京、武漢M SC實現對共用類GSM-R網絡關鍵功能設備歸屬位置寄存器（HLR）、智能網業務控制點（SCP）的訪問，實現GSM-R的基本業務。訪問這些設備需要通過北京、武漢M SC轉接。

圖1 GSM-R網絡結構示意圖

（3）與北京、武漢M SC為信令直連關系，與共用設備和其他任何節點均為無直達電路，但能夠實現信令互通的準直連關系。

因此，符合此類業務的M SC節點、SGSN節點定義為SP類節點，一般包括除北京、武漢M SC以外的所有M SC節點和SGSN節點。

1.2 信令轉接點（STP）類

從圖1可以看出，北京、武漢兩地M SC相對特殊，具體體現為：

（1）兩M SC與任何其他M SC節點、SGSN節點均有電路連接，即全連接方式。

（2）兩M SC與全路共用設備HLR/SCP間有直連電路。

因此，北京、武漢兩地MSC設備定義為STP節點。

2 GT號碼分析

移動網絡中，由于涉及信令連接控制部分（SCCP）層的信令處理，因此涉及該層的全球碼（GT）數據分析成為移動網中與信令鏈路、被叫號碼分析同樣重要的路由分析內容。

2.1 GT號碼分析的作用

（1）網元間傳遞各種七號信令消息時，不同網元通過網元ID號碼的GT分析，將信令消息通過GT路由表找到下一跳路由，即GT尋址；

（2）通過判斷網元ID和GT標識位，確定該信令消息是否應由本網元進行進一步處理；

（3）在被叫號碼為網內移動用戶時，通過M SISDN手機號碼的GT分析數據，找到該用戶歸屬的HLR網元，向該HLR請求MSRN漫游號碼以便接續呼叫；

（4）位置更新或路由區更新時，M SC或SGSN根據終端上報的IM SI信息通過用戶IM SI的GT分析數據，確定用戶歸屬的HLR，以便進行位置更新操作等。

2.2 GT分析的類型

針對上述主要用途說明，GT路由分析主要包括三種類型：IM SI號碼GT分析、網元ID GT分析、M SISDN號碼GT分析。

（1）IMSI號碼（E.212/E.214碼）。根據移動網業務的特性，為實現用戶位置更新，需在M SC和SGSN中制作用戶的IMSI號段GT數據。

由于IM SI為E.212格式，且IM S I=M CC（移動國家碼）+M NC（移動網絡碼）+M S IN（移動用戶識別號），而一般的位置更新或S G S N附著時，更習慣于使用E.214格式的編碼方式（即H y b r id=CC國家代碼+NDC網絡目的碼+M S IN），因此需制作46020（M CC460+M NC20）（稱為E.212碼，如46020821xxxxxxx），以及86149（CC86+NDC149）＋M SIN兩個大字冠，指向該用戶的歸屬HLR。

（2）M SISDN手機號碼（E.164碼）。為實現移動用戶作被叫，一般需在M SC中制作用戶的M SISDN號段GT數據（稱為E.164碼，如86149821xxxxx），指向用戶的歸屬HLR局向，用于向對應的HLR請求漫游號碼數據流程。

（3）網元ID類號碼。為實現網內各網元間的消息傳遞和識別，需在各網元中制作網元ID類GT號碼分析數據，根據GSM-R網絡號碼規劃，所有網元的識別碼（網元ID）應為8614900xxx形式。

3 GT號碼分析在不同網元中的最優制作方案

通過以上網絡結構分析可以看出，SP類節點和STP類節點的情況完全不同：一是SP類節點除與STP互聯外，不與其他任何節點實現信令直連，即SP類節點與除STP節點外其他節點間實現信令互通只能通過STP節點轉接進行，SP節點與其他網元間的信令消息只能交由STP進行處理；二是STP節點與全網所有SP節點、全路共用設備節點實現全連接，則其GT號碼分析應該是最全、最細的，這樣才能做到首選直達鏈路。

根據上述分析，GT號碼分析在不同網元中的制作方案應為一下兩種。

3.1 SP類節點

3.1.1 SP需求分析

SP類節點的主要功能是提供網絡覆蓋能力和無線網絡匯接、實現對共用設備的訪問及與其他SP節點下用戶間的通信等。由于SP節點只與STP節點直連，因此其數據制作可以相對簡單，GT號碼分析選路的結果應該只有以STP節點為目的地，在網絡編號方案統一的情況下，SP節點的號碼分析可以相對較粗。

3.1.2 SP節點的GT分析數據制作方案

根據上述分析結果，SP節點應具備如下3種GT分析數據。

（1）E.212/E.214碼分析數據。在SP節點中，E.212/E.214碼主要用于用戶位置更新使用，SP節點根據分析結果找到相應HLR。GSM-R網絡編號計劃中，IM SI（E.212格式）為“M CC460＋M NC20+M SIN”形式，對應E.214格式的編碼為“CC86＋NDC149＋M SIN”形式。由于SP節點只能通過STP節點訪問HLR，因此其分析結果只能為兩STP節點之一；并且由于全路只有一個共用HLR設備，不存在多個HLR的情況，SP節點的此類數據相對簡單。因此在SP節點中，只需添加“46020”和“86149”兩個GT分析數據，指向STP轉接即可。

（2）M SISDN（E.164）碼分析數據。根據GSM-R網絡的編號方案，M SISDN號碼應符合861498xxxxxxx的形式。由于SP節點必須通過SP節點訪問HLR，因此其分析結果也只能是通過兩STP節點訪問HLR。因此在SP節點中，只需添加“861498”的GT號碼分析數據，指向STP進行轉接即可。

（3）網元ID類GT碼分析數據。根據GSM-R編號方案，網內任意網元ID應為8614900xxx的形式。因此在SP節點中，只需添加“8614900”的GT號碼分析數據，指向STP進行轉接即可。

3.1.3 SP類節點GT號碼分析的優化

根據上述號碼數據制作內容的分析可以看出，SP節點中實際上有“46020”、“86149”、“861498”、“8614900”共4條GT數據。根據交換機通用的“最長匹配”原則，“861498”和“8614900”實際上均被“86149”覆蓋。

因此，在部分具備條件的交換機中，可只制作“86149”大號段，指向兩STP，這樣可以實現GT數據分析的最大簡化，GT數據一般不超過2條。所謂具備條件的交換機，指在GT尋址中共享分析樹的情形，對于只區分尋址方式進行路由組織的交換機尤其適合。

3.2 STP類節點

3.2.1 STP類節點需求分析

STP類節點實際上只有北京、武漢MSC兩個節點，其主要功能除了提供網絡覆蓋能力和無線網絡匯接、實現對共用設備的直連訪問、與其他SP節點下用戶間實現通信等功能外，還擔負共用設備與其它任意SP節點間信令轉接的重要功能。通過圖1可以看出，STP節點實際上實現了與網內所有網元間的全直聯。因此其號碼分析遠比SP類節點復雜。根據路由組織規范，STP類節點對其他網元的GT號碼分析選路的組織原則是，優選直達路由、次選自另一STP迂回路由。

3.2.2 STP類節點的GT分析數據制作方案

根據上述分析結果，STP節點應具備如下3種GT分析數據。

（1）E.212/E.214碼分析數據。在STP節點中，E.212/E.214碼主要用于本網下和其他網元發送過來的用戶位置更新轉接信令請求，STP節點根據分析結果應直接尋址到相應HLR。在STP節點中，應制作“46020”和“86149”兩個GT分析數據，直接指向HLR接口。從這個角度看，STP節點和SP節點并無不同，也同時能夠說明STP節點實際上也具備SP類節點的功能。

（2）M SISDN（E.164）碼分析數據。根據GSM-R網絡的編號方案，M SISDN號碼應符合861498xxxxxxx的形式。根據對上一分析，S T P節點的制作方法與E.212/E.214碼分析結果相同，直接指向HLR節點，需添加“861498”的GT號碼分析數據，指向STP進行轉接即可。應該說明的是，之所以STP類節點在E.212/E.214/E.164碼的號碼分析完全與SP節點一樣，是由網絡結構決定的。因為網內只有唯一一個HLR設備局向，因此STP節點在制作上述分析時與SP相同。但如果網內有其他HLR存在，例如太原在互聯時仍保留了自己的HLR（保留了149829號段用戶），那么對于SP類節點，其GT分析數據不變，但對于STP類節點，則必須制作更細的號碼分析數據指向對應網元，其原因就在于STP節點與其它HLR有直連，而SP節點只與STP有直連，其對HLR的訪問完全受STP控制，而STP的分析結果必須與實際用戶號段在不同HLR的的分布一致。

（3）網元ID類GT碼分析數據。根據GSM-R編號方案，網內任意網元ID應為8614900xxx的形式。由于STP與所有網元的全連接關系，STP節點中必須制作與其直連的所有網元ID的精確GT號碼分析結果，而不能只簡單添加“8614900”的GT號碼分析數據，交由其他網元非STP類網元轉接，否則將引起路由上的死循環。從數量上看，除STP節點本身外，如果有N個網元節點，那么就需要至少N條對應于網元ID的精確GT號碼分析數據，才能保證STP類節點本身和其他任意SP節點間的互通性。

[1] 鐘章隊，李旭，蔣文怡，等. 鐵路綜合數字移動通信系統（GSM-R）[M]. 北京：中國鐵道出版社，2003[2] 諾基亞西門子公司. 西門子D900交換機指導手冊

[3] 華為技術有限公司. GSM-R鐵路行業用戶指導手冊