基于TETRA數字集群系統的異地容災設計方案

張成斌

摘要：基于交換中心異地容災備份的設計思想，提出了一種基于TETRA數字集群異地容災系統的設計實現方案。描述了異地容災系統的設計架構，詳細闡述異地容災系統的關鍵技術，包括系統多級冗余方案設計和系統倒切方案設計。解決在極端情況下，避免由于單個交換中心故障造成整個無線系統不可用，增強了無線系統的可靠性。

關鍵詞：數字集群系統；異地容災；冗余；倒切

中圖分類號：TN929文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2020）04-60-4

0引言

TETRA數字集群移動通信是一種專業的數字集群指揮調度通信系統，廣泛應用于政府、應急、地鐵等公共安全領域，隨著TETRA數字集群系統的大量部署，提高系統可靠性與可用性越來越受到重視，并且也已經成為業界關注的重要課題[1-2]。

TETRA數字集群系統中大部分設備廠商采用具有主備冗余能力的交換管理控制中心來提高系統的可靠性[3]，該方法有一定的局限性。當交換管理控制中心整體故障時，整個無線通信系統將無法對外提供服務。還有部分廠商采用雙交換管理控制中心容災機制，但雙交換管理控制中心之間大多采用冷備工作模式，大大降低了因單個交換管理控制中心故障時業務的恢復效率。

本文設計了一種TETRA數字集群異地容災的方案，通過對核心設備中心控制器的異地容災冗余部署，提高了核心設備容災能力。在實現異地容災功能的基礎上，考慮到控制中心整體切換的影響面和操作便利性，方案能有效防止因控制中心單點故障導致無線通信系統無法提供服務。

1總體設計

TETRA數字集群異地容災系統的2個交換管理控制中心以主備用方式工作。全線基站、業務設備作為系統下的外圍接入設備，分別通過傳輸網絡與中心控制器互聯互通。

TETRA數字集群異地容災系統架構如圖1所示。主用控制中心和備用控制中心互為鏡像容災備份的2套中心控制器設備，2套控制中心之間通過3條傳輸鏈路相互連接，其中一條傳輸鏈路負責中心控制器之間的數據冗余，另2條傳輸鏈路分別負責外圍接入設備、業務設備和全線基站的傳輸鏈路冗余。

通過系統的多級冗余，確保主備用控制中心的中心控制器中的配置數據和動態數據冗余同步，通過倒切方案設計，提高了基站設備、業務設備在不同應用場景的可用性。

2系統多級冗余方案設計

設計了一種多級冗余方案，通過該方案設計，保證系統內核心設備中心控制器的異地容災、基站設備的雙歸屬和調度業務能夠具備接入2個交換中心的能力。

2.1中心控制器冗余

中心控制器作為TETRA數字集群系統的核心管理設備，負責整個系統的業務控制管理、呼叫控制管理、數據傳輸管理、基站設備接入管理和業務設備接入管理等功能。中心控制器的異地容災冗余，能夠提高整個TETRA數字集群系統的可靠性和可用性[4-5]。方案中需要部署2套獨立的中心控制器設備，保證中心控制器的冗余備份。中心控制器的容災冗余主要借助HA高可用多節點群集中間件來實現，中心控制器冗余架構如圖2所示。

TETRA數字集群異地容災業務應用軟件通過HA中間件進行通信，HA中間件可實現功能如下：

①中心控制器下用戶配置數據、業務設備配置數據和基站配置數據的雙向冗余自動同步。

②呼叫數據、用戶注冊信息、基站注冊信息和業務設備的接入信息的雙向冗余自動同步。

③中心控制器之間的工作角色切換控制。

主備用控制中心的中心控制器通過主備中心數據冗余鏈路實現兩兩相互容災冗余備份，容災備份的2個中心控制器之間的配置數據相同，動態業務數據雙向實時同步。

當主用控制中心的中心控制器故障后，HA中間件可立即感知到主用控制中心的異常狀態，這時，在另外一個備用控制中心的中心控制器會根據同步過來的動態業務數據和靜態配置數據建立資源索引，恢復原主用控制中心的業務，包括注冊信息、呼叫信息等，并且自動切換為主用工作角色。系統內的各個基站和業務設備將根據中心控制器的工作角色，將業務自動倒切到另外一個備用控制中心的中心控制器上。

2.2基站雙歸屬設計

TETRA數字集群異地容災系統基站設備和業務設備是2個交換管理控制器共用的設備，各個基站同時與主備用控制中心的中心控制器建立連接，如圖3所示。

2.3業務設備冗余設計

業務設備主要有調度臺、錄音和網管等設備，主要是提供統一指揮調度功能、錄音功能和網管告警監測功能；業務設備通過業務交換機接入到TETRA系統網絡中的中心控制器，如圖4所示。當主用控制中心的中心控制器故障后，主用控制中心的業務設備通過業務交換機可以連接到備用控制中心，繼續提供服務。