第二章 建設(shè)方案

　　2.1方案總體設(shè)計(jì)

　　2.1.1 WI-FI技術(shù)選型分析

　　無線通訊系統(tǒng)是新一代的礦井無線傳輸系統(tǒng)，不同與傳統(tǒng)窄帶語音通訊方式。該系統(tǒng)采用Wi-Fi與IP技術(shù)相結(jié)合，可在煤礦井下實(shí)現(xiàn)傳輸速率達(dá)到54M的無線數(shù)據(jù)傳輸，為煤礦搭建起一個(gè)寬帶無線傳輸平臺(tái)。該系統(tǒng)搭載在工業(yè)以太網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行傳輸，通過配套的系統(tǒng)管理軟件、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，形成一套完整的以礦井工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為傳輸主干，高速無線信號(hào)進(jìn)行空間覆蓋的寬帶礦井無線通訊系統(tǒng)，使我國的煤礦無線通訊技術(shù)躍上一個(gè)新的臺(tái)階。系統(tǒng)采用信號(hào)設(shè)備本安和本安供電的方式，使設(shè)備滿足在回風(fēng)巷道和工作面全天候工作的安全等級(jí)和技術(shù)要求。
　　1、無線WIFI技術(shù)探討
　　Wi-Fi是Wireless Fidelity(無線高保真)的縮寫，現(xiàn)被視為802.11無線局域網(wǎng)絡(luò)的代名詞。Wi-Fi技術(shù)規(guī)格為IEEE提出，經(jīng)Wi-Fi聯(lián)盟認(rèn)證后，可確保不同無線產(chǎn)品的互通。
　　1996年美國網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備大廠朗訊率先發(fā)起成立無線以太網(wǎng)兼容性聯(lián)盟(WECA)，開始著手創(chuàng)立無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(WLAN)。1999年，WECA更名為Wi-Fi聯(lián)盟，再度架構(gòu)一套認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，提出通行業(yè)界的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)----802.11一系列規(guī)格，包括802.11a、802.11b、802.11g等。
　　其中802.11b支持最大傳輸速率為11M，而802.11g支持最大傳輸速率54M，使用無線頻率2.4Ghz，規(guī)定設(shè)備最大發(fā)射功率不超過100mW。
KT154礦用無線通訊系統(tǒng)集Wi-Fi無線通訊技術(shù)、VOIP技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)排布及管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和安全電源管理技術(shù)為一體，系統(tǒng)有效利用了井下工業(yè)以太網(wǎng)的寬帶優(yōu)勢(shì)，將高速無線通訊技術(shù)引入了煤礦井下。與現(xiàn)階段同類煤礦無線通信系統(tǒng)比較有以下特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：
　?。?）更可靠的安全性
　　煤礦產(chǎn)品首先要具有可靠的安全性。KT154系統(tǒng)的基站和手機(jī)均采用本安設(shè)計(jì)?；九c交換機(jī)、基站與基站全部采用本安信號(hào)輸出。手機(jī)采用新型錳酸鋰電池，安全性更高。電源箱采用遠(yuǎn)距離本安供電方式，可在1Km外為基站提供本安電源。
　　（2）更先進(jìn)、更實(shí)用的技術(shù)
　　WIFI作為新一代的2.4G無線通訊技術(shù)，是與藍(lán)牙同時(shí)代的產(chǎn)物。與藍(lán)牙相比，它具有更快、更遠(yuǎn)、更便捷的特點(diǎn)。通過煤礦現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，2.4G在礦井下具有更好的抗干擾和反射、折射能力在巷道情況良好時(shí)覆蓋距離可達(dá)到500米。
　　系統(tǒng)全部信號(hào)設(shè)備采用IP管理方式，操作簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能，具備基本網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的人員都能熟練管理維護(hù)系統(tǒng)。
　　基站采用載波調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)了電纜遠(yuǎn)距離傳輸高速信號(hào)，擺脫了光纜的束縛，更適應(yīng)煤礦井下的實(shí)際需要。
　?。?）更低廉的系統(tǒng)成本
　　無論是地面還是井下無線系統(tǒng)，信號(hào)基站和線路都占到成本的很大部分。
KT154系統(tǒng)可以與其它系統(tǒng)復(fù)用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)作為傳輸主干。在原有工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)上只需增添基站和電源箱即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋。基站在系統(tǒng)中起到基站的作用，它的覆蓋距離遠(yuǎn)，可減少基站數(shù)量。基站之間采用電纜串連，可大大節(jié)約線路成本。

　　2、無線小靈通技術(shù)探討

　　“小靈通”無線系統(tǒng)因其低輻射、功耗小、與PSTN網(wǎng)絡(luò)兼容等一系列的優(yōu)點(diǎn)成為近年井下語音通訊的一大主流。但是小靈通系統(tǒng)的也有許多先天不足的劣勢(shì)：
　　小靈通系統(tǒng)的有線傳輸部分仍采用的是傳統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，傳輸帶寬窄（最大帶寬只有128k），在語音通訊的同時(shí)很難再保證其他數(shù)據(jù)的傳輸（如視頻數(shù)據(jù)等）；由于井下部分的基站輻射功率不能過大，因此小靈通系統(tǒng)單個(gè)基站的覆蓋范圍很有限。受信道數(shù)量限制，同時(shí)通話手機(jī)數(shù)量非常低（每臺(tái)基站僅支持三部手機(jī)）；
? 系統(tǒng)的造價(jià)成本高；
? 維護(hù)需要具備專業(yè)的電信知識(shí)；
? 與電信業(yè)務(wù)交叉，牽扯頻段使用授權(quán)、收費(fèi)等問題；
? 工作頻段與3G重疊，即將被取締，失去設(shè)備和技術(shù)支持。

　　3、無線“CDMA大靈通”技術(shù)探討

　　“CDMA大靈通”是工作在450MHz頻段的以CDMA2000技術(shù)為核心的一種無線通信系統(tǒng)，目前在歐洲主推。由于與目前國內(nèi)主推的CDMA的技術(shù)不同，該技術(shù)采用的設(shè)備大量依賴進(jìn)口，設(shè)備成本極高。而且CDMA大靈通基站的發(fā)射功率較大，工人長(zhǎng)時(shí)間暴漏在大功率輻射下會(huì)造成輻射傷害，不適合在煤礦狹小空間環(huán)境中使用。
　　在我國450MHz這一頻段內(nèi)，既安排了農(nóng)村無線通接入系統(tǒng)，也安排了中央黨政機(jī)關(guān)、軍隊(duì)、鐵路、公安等部門專用通信和一些企事業(yè)單位的指揮調(diào)度系統(tǒng)，還有一些應(yīng)急通信系統(tǒng)。因此該類系統(tǒng)在無線頻段的使用上也存在問題。

　　2.1.2需求分析

　　根據(jù)礦方目前發(fā)展需要增加一套無線通信系統(tǒng)，并能實(shí)現(xiàn)調(diào)度業(yè)務(wù)需求，且能與擴(kuò)播系統(tǒng)連接互相通話。
利用無線通訊手段，實(shí)現(xiàn)井下手機(jī)之間以及與地面各類終端，包括辦公電話、手機(jī)、小靈通等之間的通信需求，在實(shí)現(xiàn)基本語音業(yè)務(wù)的同時(shí)，為視頻、數(shù)據(jù)及其它可拓展業(yè)務(wù)提供可復(fù)用平臺(tái)，極大提高工作效率，改善生產(chǎn)安全環(huán)境，真正的實(shí)現(xiàn)一次性投資多種應(yīng)用同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

　　2.1.3方案設(shè)計(jì)

　　1、在中心機(jī)房安裝網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)調(diào)度機(jī)KTJ115。山源公司推出的KTJ115礦井調(diào)度通訊系統(tǒng)，其核心是網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)調(diào)度機(jī)，通過調(diào)度臺(tái)可以對(duì)整個(gè)礦井調(diào)度通訊系統(tǒng)進(jìn)行配置、管理和調(diào)度操作。
　　KTJ115為模塊化配置架構(gòu)，可以根據(jù)用戶需要增加或減少各功能模塊，可主要實(shí)現(xiàn)以下功能：
　　a）網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)調(diào)度機(jī)語音調(diào)度模塊，采取熱備機(jī)制，用于實(shí)現(xiàn)基于IP技術(shù)的生產(chǎn)調(diào)度指揮功能，具體包括以下內(nèi)容：
? 有線調(diào)度電話和井下無線WiFi手機(jī)在同一個(gè)調(diào)度臺(tái)上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度
? 支持廣播喊話系統(tǒng)平臺(tái)接入
? 調(diào)度直呼內(nèi)線、外線
? 調(diào)度緊急呼叫分機(jī)
? 調(diào)度強(qiáng)插、強(qiáng)拆、監(jiān)聽，一鍵到位
? 調(diào)度組呼、選呼
? 電話會(huì)議
? 調(diào)度轉(zhuǎn)接所有來電
? 調(diào)度狀態(tài)、分機(jī)狀態(tài)、中繼狀態(tài)多態(tài)顯示
? 中繼呼入來電顯示
? 分機(jī)間無阻塞自動(dòng)交換
? 分機(jī)緊急呼叫調(diào)度
? 分機(jī)熱線功能
? 一個(gè)分機(jī)可擁有多個(gè)號(hào)碼
? 縮位拔號(hào)
? 用戶號(hào)碼實(shí)現(xiàn)彈性編碼
? 用戶設(shè)置錄音
? 調(diào)度分群分組功能
? 超時(shí)自動(dòng)催掛
? 來話分機(jī)號(hào)碼顯示（FSK）、入中繼線號(hào)顯示（FSK/DTMF），閑時(shí)時(shí)間顯示
? 鍵盤通訊中斷告警
? 分機(jī)號(hào)碼查詢（語音報(bào)號(hào)）
? 語音報(bào)時(shí)
? 自振鈴檢測(cè)
? 調(diào)度彩鈴鈴聲
　　b）網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)調(diào)度機(jī)配有在線錄音模塊，采用在線式嵌入式錄音方式，利用先進(jìn)的DSP技術(shù)對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶所需的全部功能，并且可以同時(shí)對(duì)全部用戶進(jìn)行全程監(jiān)聽錄音，沒有線路數(shù)量的限制，優(yōu)于用戶對(duì)錄音系統(tǒng)的技術(shù)要求。
　　c）網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)調(diào)度機(jī)配置網(wǎng)管功能模塊，其維護(hù)終端采用中文管理界面，可方便地對(duì)各種用戶數(shù)據(jù)、局?jǐn)?shù)據(jù)、調(diào)度臺(tái)數(shù)據(jù)、鍵位數(shù)據(jù)等進(jìn)行設(shè)定與修改。網(wǎng)管系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，故障自動(dòng)告警，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)功能。
　　2、配置模擬中繼或者數(shù)字中繼和原有的調(diào)度系統(tǒng)，行政電話，礦務(wù)局電話互聯(lián)互通。
　　3、在調(diào)度中心配置22寸觸摸式調(diào)度臺(tái)和調(diào)度專用話機(jī)。
　　4、井上部署2臺(tái)WI-FI基站，覆蓋礦區(qū)大部分區(qū)域，井下部署WI-FI基站，實(shí)現(xiàn)WI-FI手機(jī)在礦區(qū)的任何地方都能通話。
　　5、井下部署
　　a）設(shè)計(jì)大巷與皮帶巷網(wǎng)絡(luò)都無線覆蓋，部署大約18個(gè)無線wifi基站?；痉植荚跓o線覆蓋距離設(shè)計(jì)為7Km。
　　b）每個(gè)基站都配置一臺(tái)電源為其供電，且提供備用電源，不小于2小時(shí)
　　本系統(tǒng)是專門針對(duì)煤炭行業(yè)礦區(qū)通信現(xiàn)狀及固有特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的一套完整的集成有線調(diào)度通信，無線調(diào)度通信、擴(kuò)播系統(tǒng)為一體化的系統(tǒng)。該系統(tǒng)建設(shè)采用了當(dāng)前國際流行的最先進(jìn)的IP技術(shù)實(shí)現(xiàn)?；A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用了先進(jìn)的WiFi技術(shù)并利用無線網(wǎng)狀網(wǎng)架構(gòu)增強(qiáng)其實(shí)用性。該系統(tǒng)通信部分采用了先進(jìn)的國際通信標(biāo)準(zhǔn)VoIP技術(shù)建設(shè)，代表了未來主流技術(shù)的發(fā)展方向；其使用的通信協(xié)議（SIP）具有很強(qiáng)的擴(kuò)展能力，可適應(yīng)系統(tǒng)未來擴(kuò)展更多音頻、數(shù)據(jù)、視頻等的融合應(yīng)用，比如在此技術(shù)體系下可以方便地實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、手機(jī)或者筆記本無線上網(wǎng)之需要。