（通信与信息系统专业论文）跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究.pdf

摘要 煤炭通信专网是国家通信网的重要组成部分也是煤炭工业重要的基础设施之 一。煤炭矿区具有地域跨度大、人员分布广的特点。对企业的要求更为全面和迫 切。矿区专用网络就其行业特点和管理模式而言，具有独立性和特殊性。随着科 技进步和市场经济的发展，煤炭行业也出现了跨省、跨地区经营的发展势头。如 何建设一个结构合理、避免重复投资的新型矿区通信网络模式、加强对煤炭专用 通信网建设模式的研究与实践是非常迫切并且有很大的应用价值。 本文以山东淄博矿业集团在陕西省长武县开发建设陕西长武亭南煤业有限责 任公司组建跨地区的通信网为模型。在陕西长武亭南煤业有限责任公司建设通信 网络，除满足亭南矿内部的语音、数据通信业务需求外，还需通过租用公网跨省 专线与山东省淄博矿业集团( 本部) 通信网络连接，以满足淄博本部与陕西亭南 矿的语音、数据通信业务需求；同时陕西亭南矿专用通信网络还应该能进入长武 县本地电话网和数据网。提出了在租用线路上利用语音数据复接设备通过一个e 1 传输通道，进行时隙的分拆和复用，提供以太网口、有反极性计费功能和来电显 示功能的电话和一个r s 2 3 2 的数据通道。当设备的r s 2 3 2 接口不用或者话路通道 有空余时，可以把空出来的时隙给以太网通道使用。达到在保证通信安全的情况 下数据语音融合通讯。 关键词：煤炭通信专网跨地区数据语音融合 a b s t r a c t c o a lc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ki s 锄i m p o r t a n tp a r to fn a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k a n da l s ot h eb a s i cc o a li n d u s t r yi n f r a s t r u c t u r e c o a lm i n i n ga r e aw i t hl a r g eg e o g r a p h i c a ls p a na n d w i d e l yd i s t r i b u t e df e a t u r e sr e q u i r e sac o a lc o m m u n i c a t i o nn e t w o r km o r ec o m p r e h e n s i v ea n d u r g e n t b e c a u s eo f t h e i ro w l ls p e c i a lf e a t u r e sa n dt h em a n a g e m e n tm o d e l ，m i n ep r i v a t en e t w o r ki s i n d e p e n d e n ta n du n i q b g t h es t u d ya n dt h ee s t a b l i s h m e n to far e a s o n a b l es t r u c t u r et oa v o i d d u p l i c a t i o no f i n v e s t m e n ti nn e wm i n i n ga n e t w o r km o d e lh a v eg r e a ta p p l i c a t i o nv a l u e t h i sp a p e rt a k e st h ec r o s s - r e g i o nc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ko f s h a a n x ic h a n g w uc o u n u y s 砸1 1 9 n a nc o a lm i n el i m i t e dc o r p o r a t i o na sam o d e l ，w h i c hw a ss e tu pb ys h u n d o n gz i b om i n eg r o u p s t h i sc o m m u n i c a t i o nn e t w o r kn o to n l yp r o v i d e st h ev o i c ea n dd a t ac o m m u n i c a t i o ns e r v i c e ，b u ta l s o c 咖e c bt op a r e l l tc o m p a n y sc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ko fs h a n d o n gz i b om i n eg r o u p st h o u g h r e n t i n gp r o v i n c i a lp u b l i cd e d i c a t e d l i n et om e e tw i t ht h er e q u i r e m e n to fv o i c ea n dd a t a c o m m u n i c a t i o ns e r v i c eb e t w e e nt i n g n a nc o a lm i n el i m i t e dc o r p o r a t i o na n ds h a n d o n gz i b om i n e g r o u p s i nt h em e a nt i m e ，s h a n n x it i n g n a np r i v a t ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r ks h o u l da c a ：e s s t h e c h a n g w ul o c a lt e l e p h o n en e t w o r ka n dd a t an e t w o r ks u c c e s s f u l l y t h i sp a p e rp u tf o r w a r da ni d e a t h a tu s eav o i c ed a t am u l t i p l e x i n ge q u i p m e n tp u l l st h r o u g ht h ee it r a n s m i s s i o nc h a n n e l so v e rt h e l e a s e dl i n e sf o rs p l i t t i n ga n dr e - u s e ds l o tt op r o v i d ee t h e m a ti n t e r f a c e a n t i p o l a ra c c o u n t i n g f u n c t i o n s ，c a l l i n gn u m b e rd i s p l a yf u n c t i o n sa n dr s 2 3 2d a t ac h a u n e l w h e n t h er s 2 3 2i n t e r f a c eo f e q u i p m e n to rt h ec h a n n e li ss p a r e ，t h es l o tc a l lb eu s e df o re t h e m e t ，t h i sa c h i e v et h ei n t e g r a t i o n c o m m u n i c a t i o n s o f v o i c e a n d d a t ai n t h es a f e d a t a c o m m u n i c a t i o n s c i t e u m s t a n c e s k e y w o r d ：c o a lc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k c r o s s - r e g i o n a l i n t e g r a t i o no f v o k ea n dd a t a 创新性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下迸行的研究工作及取得的研究成果。尽我 所知，除了文中加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了 谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 枞辞 日期：墨立：r y 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证离校后，发表论文或使用 论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许 查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容。可以允许采用影印、缩印或其它复 制手段保存论文。( 保密的论文在解密后遵守此规定) 本人签名 导师签名 日期a 而，矿 日期：趔：! ：三 日期：型丑：兰 第一章绪论 第一章绪论 1 1 引言 煤炭通信专网是国家通信网的重要组成部分也是煤炭工业重要的基础设施之 一。随着国家电信体制的改革，电信行业管制政策的出台和煤矿内部的分流重组， 使煤矿通信市场竞争更加激烈。按照煤矿的改革思路，通信要整体分流融入社会， 走向市场。煤炭矿区具有地域跨度大、人员分布广的特点，对企业的要求更为全 面和迫切。矿区专用网络就其行业特点和管理模式而言，具有独立性和特殊性， 另外矿区专用通信网内部通信信息量相对集中，形成了结构相对独立、分布相对 合理的网络 各矿区电话业务网通过“八五”、“九五”期间的建设，已形成一个拥有近多 则1 0 万容量，少则有1 万用户线的交换网络；交换设备也是种类繁多，从人工交 换、纵横制交换到现在的数字程控交换；有的还是一个独立的网络，而有的己实 现与公用通信网的全自动联网的矿区专用通信网。形成了各矿区各自为阵，发展 极不平衡的通信网现状。跟据产煤量的不同，煤矿一般分为特大、大、中、小型 矿井，产煤量越高，配套规模越大，生产系统越复杂，对通信的要求越高，本文 主要讨论大型以上矿井通信系统的建网模式的问题。 随着国家公用通信网的高速发展，带动了煤炭专用网的一系列的变化，由于煤 炭专用网有相对丰富的本地网资源，在依托公用通信网的长途资源的同时就有可 能成为具有较大网络、拥有综合传输能力，交换容量大、有良好运营基础的大型 专网 1 2 煤炭生产对通信的要求 ( 一) 煤炭生产的特点 由于煤炭生产主要在地下作业，存在工作环境恶劣( 工作区域狭小、照明差、 潮湿、有腐蚀性) ，不安全因素多( 主要有水、火、瓦斯、顶板等事故的威胁) ， 人员、设备流动性大等诸多特殊的因素。从生产作业流程上看，在井下还具有多 工种联合流水作业的特点，这种作业经常性的有很多重型设备参与其中，设备之 问的运输、安装、调试配合要求很高，信息传输必须及时、准确。同时，煤矿地 面的管理部门、生产辅助环节又具备地面工厂生产的一切特点。所以煤矿通信网 2 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 必须既满足井下的安全、生产的需要，又要满足地面生产、指挥、管理以及人们 生活等各方面的需求。 ( 二) 高可靠的生产调度通信系统作保障 由于煤矿生产存在诸多特殊因素，因此，煤矿生产必须把专业调度系统摆在 十分突出的位置。除必须建立行政通信系统外，还必须建立生产、洗煤专业调度 通信系统，并相互成网。 ( 三) 满足新形势下对通信信息量的需求 在计划经济时代，煤矿通信内部通信信息量大，外部通信、矿与矿之间的通 信量小。随着市场经济的到来，煤矿对外交往越来越多，局内的各煤矿之间交流 也不断增多，对外的信息量有了很大的提高。甚至大型煤炭企业跨地区跨省建矿 组建大型专用通信网。因此，通信系统的建设必须充分认识到这种信息量的变化， 使网络设计既能满足内部生产、经营的需要，又要满足对外联系的需要。 ( 四) 煤矿生产的现代化对通信要求越来越高 - 随着煤炭生产的现代化程度不断提高，对通信手段、系统功能的要求也在不 断增多。保证通信信息能够及时、准确、快速的传递对于煤炭生产、经营来说极 为重要。光缆、数字微波、数字程控交换机应该在矿井通信系统得到广泛的应用， 而且宽带上网、无线通信、图像传输等在矿井也要得到基本的普及。 ( 五) 煤矿的安全越来越受到各方的重视。 煤矿井下通信手段必须越来越完善，特别是对井下应急通信系统要求越来越 高。另外，煤矿井下本质安全型通信系统需大力推广应用，隔爆电话必须淘汰。 第二章煤矿专用通信网概述 第二章煤矿专用通信网概述 2 1 组网模式 一个现代化的矿井，其通信系统必须做到行政、调度通信相互补充，有线、 无线通信手段相配套，以应急通信作保证，这样才有较大的发展空间。只有这样， 通信网才既能保证煤炭生产、安全、经营及人们生活的需要，又能实现在紧急情 况下的通信保障，才能为向下一代网络的演进打下基础。所以，新的煤矿通信网 将是集安全性、管理性、扩展性、生存性于一身的网络。没有这样一个网络支撑， 通信很难保证煤矿安全生产的正常进行，很难适应煤矿发展的需要。 根据多年现场通信管理经验，一台行政交换机、一台生产调度交换机、一台 洗煤厂专用调度交换机( 有些矿井没有独立的洗煤厂，故不设此交换机) ，再配备 一些井下有线、无线通信系统即构成了理想的煤矿通信网。 ( 一) 行政通信系统 该系统主要为矿井生产、经营等管理和人们生活提供通信保障，行政通信系 统在煤矿通信网中占主导地位。特别是市场经济时代，煤矿通信要向可运营的方 向迈进，也就是说行政通信不仅满足电话能打的现状，而要站在大通信、可运营 的高度，重点考虑设备运行可靠性、增值业务开发能力、综合计费能力以及汇接 能力等，不断满足煤矿通信走向市场的需要。 行政交换机的选型一般在整个矿区通信发展规划的指导下进行，不提倡各个 矿井各行其是，以免造成矿区通信网上设备型号多、组网困难、开展增值业务受 限等问题。作为矿务局通信专网，其网络结构应该是“中心局带远端模块”的组 网模式最为合理，这属矿区通信专网的组网方式的问题，在此不再多涉及。 ( 二) 生产调度通信系统 该系统是煤矿安全生产管理中的重要手段之一，在煤炭生产中发挥着非常重 要的作用。在地面，它是行政通信系统不可缺少的重要补充部分，因为煤矿生产 规程中规定，在地面如绞车房、中央变电站等重点部位要安装行政、生产两套通 信设备，保证在一个系统出现故障，另一个系统能满足生产的需要。在井下，生 产调度通信系统则是主要的通信手段，井下各生产环节的信息主要通过该系统来 传递。对生产调度通信系统的要求主要是运行可靠。就1 7 1 前看，在系统中开展增 值业务、安装计费系统的必要性还不大。 ( 三) 洗煤调度通信系统 4 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 洗煤厂生产环节多、系统复杂，在煤矿的经营中处于非常重要的地位。由于 它与井下生产联系不十分紧密，所以在考虑组网模式时，洗煤厂应该独自建一套 调度通信系统，供厂内生产调度指挥用。该调度机必须与矿井行政、生产两通信 系统实现n o 1 信令组网。 ( 四) 计算机、安全监测、监控系统 矿井计算机、安全监测、监控系统等配套的系统种类较多，传输信号制式各 异。系统内的各种信息要及时地传递到矿井主调度室，同时部分信息要进入生产 调度通信系统供有关部门掌握，所以要求生产调度通信系统要有各种可扩展的接 口，能够与各系统联网。 ( 五) 井下有线、无线通信系统 1 井下无线通信系统 作为生产管理人员、电机车司机、皮带维护工和其它流动人员的主要通信手 段，井下无线通信系统保证了这些人员能够与生产调度室及时取得联系。它具有 安装快捷，能在较短时间内形成局部移动通信系统的特点。系统能与矿井行政、 生产通信系统实现组网，特别是当井下发生紧急情况时，可为井下提供能及时与 地面联系的工具，对抢险的组织非常有帮助。井下无线通信系统作为生产调度通 信系统的补充在矿井生产安全等方面起重要作用，但目前国内非常成熟的产品还 不是很多。 2 载波电话通信系统 主要用于井下电机车的通信。载波电话在矿井的应用时间较早，为电机车的 调度发挥着重要作用。但由于其音质、音量较差，难以大量使用。但对于井型规 模不大，经济等条件又有限的单位，载波电话仍不失为一种投资小、见效快、又 能解决问题的有效办法。 3 扩音电话系统 该系统主要应用在采煤工作面，斜井运输、长距离运输皮带等部位。扩音电 话系统为保证工作面的正常生产，皮带的正常运行起到了关键作用。扩音电话的 使用将大大提高采煤工作面工人的工作效率，减少事故发生。 4 个人应急通信系统 有代表的产品包括井下人员跟踪系统、紧急通信系统( 井下bp 机) 等，这 些产品主要用于生产管理人员、矿山救护队、井筒抢修、斜井人车等流动性大以 及工作性质较重要的个人使用，尤其适用于井下事故的抢险，是煤矿通信系统应 该必备的辅助通信手段。但目前由于系统造价较高，大量普及还有一定的困难 第二章煤矿专用通信网概述 2 2 煤矿通信网存在的问题 由于通信不是煤矿的主导产业，长期以来，无论经济效益好的煤矿还是经济 效益差的煤矿，对通信的投入都明显不足，综合分析存在以下几个主要问题。 ( 一) 很多煤矿从地面到井下，从主要生产环节到辅助环节安装有几台甚至 十几台小交换机( 程控、共电、磁石等制式并存) ，他们各自独立，成为信息孤岛， 系统间联系十分不畅，通信效率低，非常不利于生产和指挥，也不利于员工在生 产环节中的互相联系，给正常生产经营造成较大影响。 ( 二) 没有基础电信业务经营权，业务发展受到限制。国家在开放电信市场 上是有目的放开，因此，煤矿通信网只能以专用通信网的身份出现，很多经营性 业务不能向社会开展，且还要同中国网通、中国电信进行竞争，抢占宽带数据用 户市场，煤矿通信生存面临严峻的市场危机。同时，在网间结算方面，由于没有 经营权，专网与电信运营商处于不平等的地位，造成专网打进公网的电话要向公 网交费，而公网打进专网的电话是无偿使用专网的网络设施，直接影响了专网效 益的提高。 ( 三) 组网模式不合理 通信业务单一，发展前景不容乐观。长期以来，由于受经营权等因素的限制， 煤矿通信网仅仅是一个固定电话业务网，数据业务也只能是窄带的。但目前固定 电话业务市场正受到移动通信的冲击，大量的固定电话网的业务量被分流，造成 固定电话网增量难，增收更难，甚至部分业务收人大幅下降，以后的发展前景不 容乐观。 ( 四) 通信人员多、负担重、技术人才缺乏。 由于国有企业包袱重、人员多，从而也影响了企业通信部门，造成通信人员 多，包袱重，劳动生产率极低，而另一方面由于待遇相对较低，煤矿通信发展急 需的高素质技术人才又难以引进来，造成技术人才奇缺。 ( 五) 不适应抢险的需要 当遇到矿井突发事故，由于通信网络不畅、通信手段单一、网络承受能力差， 往往造成领导层信息不通、指挥不灵、数字不准，非常不利于事故的抢险，极易 造成事故损失的扩大。另外，煤炭通信系统还没有与主业( 煤炭生产) 实现真正 的分离，还没有实现市场化经营，不符合国企改革精神。 ( 六) 通信网、计算机网、有线电视网独立存在，政出多头，投资分散。 通信网、计算机网、有线电视网的融合，即“三网合一”已成为通信与信息 业的一个总的发履趋势。但是，由于历史的原因，煤矿的通信、计算机、电视仍 6 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 归3 个部门管理。随着各自业务的发展，都在申请投资、规划、建设自己的网络， 不同程度地造成重复建设、投资效益低下等问题。所以，在煤矿内部必须遵循信 息网络“统一规划、整合资源、统一建设、适度超前、促进应用”的原则，加快 煤矿信息化建设步伐，推动煤矿“三网融合”。 2 3 煤矿通信网建设的原则 ( 一) 统一规划，科学合理地构建满足矿井生产、安全、经营以及人们日常 生活的数字通信网络，形成手段多样，覆盖井上、下，达到纵向调度灵活可靠， 矿区内外通信畅通，移动通信( 无线通信) 及时，能够保证应急通信的业务范围 广泛的扩展性以及灵活性强的立体通信网络。 ( 二) 新建的矿井通信网要站在大通信的高度来设计，要保证通信系统实现 可运营、可管理，可平滑升级，不断满足市场经济条件下对通信提出的新要求。 ( 三) 与数据、图像等多种业务组网，构成宽带综合业务数字网。对现有通 信网的改造要综合利用好已有资源，做到近、远期相结合，既符合现实情况，又 适应未来发展。特别是对于局( 所) 的布局、网络结构、交换功能等对网络发展 和业务开发有较大影响的问题，要以超前的意识分析，避免在不远的将来再对网 络进行大规模的改造，为煤炭专网的发展打下良好的基础，更好地为生产和生活 服务。做到“一次规划，分步实施，一次投资，长期受益”。 ( 四) 不仅能适应平时的通信需要，而且能够保证在各种自然灾害、矿井事 故等情况下进行应急通信。 ( 五) 坚持与公网同步发展的原则。 与矿区专网或电信公网联网要采用n 0 7 信令，使煤矿通信由封闭型向开放 型发展。让煤矿电话用户使用本矿电话对外通信与使用公网电话的感觉一样。 ( 六) 尽量采取双路由、两出口，提高传输网的可靠性和安全性。 第三章公用电话通信网 第三章公用电话通信网 3 1 传统电话通信系统的组成 电话通信系统的基本任务是提供一个终端到另一个终端传送话音信息的路 由，这一系统必须包括终端设备、传输设备、交换设备三个部分。 在电话通信系统中，终端设备就是电话机。传输设备指终端设备与交换中心 及交换中心到交换中心之间的传输线和相关的设备。传输设备根据传输媒介的不 同分为有线传输设备和无线传输设备。传输的电信号可以为模拟信号，也可为数 字信号。利用传输设备可将电信号或光信号传到远方。 交换设备根据主叫用户终端所发出的选择信号来选择被叫终端，使这两个终 端设备建立连接。连接主被叫之间电路的交换工作有时需要经过多级才能完成。 交换设备有各种不同的制式，相互之间要通过接口技术才能协调工作。 3 2 电话交换系统的分类 电话交换机有许多不同的分类方法。按服务范围，可分为局用交换机和专用 交换机。 1 ) 局用交换机，大容量的交换机一般都可用于公众电话网，所以称为局用交 换机。局用交换机可分为市话交换机和长话交换机。 ( 1 ) 市话交换机 在本地电话网中用于市内电话通信的交换机，称为市话交换机。市话交换机 的特点能纳入的用户线容量大，便于扩充。用于大、中城市的市话交换机应具备 汇接功能。 ( 2 ) 长话交换机 用于长途电话网中的交换机，称为长话交换机。长话交换机实际上是一种汇 接机，因为它不直接与用户相连，所以它没有用户电路和用户级。 2 ) 用户交换机 用户交换机也称专用交换机，即用于用户专用电话通信的交换机。一般企业、 学校机关等部门内部使用的交换机均称为专用交换机。现代程控用户交换机可分 为以下几种类型：普通型，旅馆型，医院型，办公自动化型，银行型和专网型。 专网型程控用户交换机应具备较强的组网能力，具有多位号码存储和转发、 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 直达路由选择、自动迂回、呼叫等级限制、远端集中维护管理及话务台集中设置 等功能。尽管专用交换机有多种类型，其电话接续的基本原理是一样的。 按接续的方式，可分为人工交换机和自动交换机。 自动电话交换机中最重要的是程控交换机。程控交换机分为模拟和数字两大 类。模拟程控交换机的交换网络所交换的信息是模拟信号，它对话音信号并不进 行模数转换，用户电路简单，成本较低。目前，小容量用户交换机仍有模拟控制 方式，而局用交换机均为数字程控交换机。 数字程控交换机的交换网络所交换的信息是数字信号，通常是脉冲编码调制 信号。它以大规模集成电路构成交换网，采用四线交换。 数字程控交换机比模拟交换机有更大的优越性，它与数字传输设备配合，可 直接交换传输信道中的信息，并构成数字交换网。 3 3 电话网的发展方向 电话网是电信网最主要的组成部分。随着通信技术的迅速发展，电信网将向 数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化的方向发展。 数字化 数字化的进程是从采用2 4 路p c m 设备开始的。 综合化 综合化包含技术综合和业务综合。技术综合把传输、交换和信号处理功能进 行全网考虑；实现业务的综合，把各种通信业务综合在一个网内进行传输、交换 和处理，并在不同业务终端实现互通。电信网数字化的过程，就是实现技术综合 的过程，也为业务综合打下了基础，两者相结合就形成了综合业务数字网。 宽带化 1 4 4 k b s ( 2 b + d ) 速率的接口，它主要可以向用户提供电话、数据、用户传真、 智能用户电报、可视图文、可视电话、和图像业务。基群速率2 0 4 8 m b i t s ( 3 0 b + d ) 的接口，主要连接大信息量用户。随着电信业务的发展，高清晰度电视及高速数 据等宽带业务的要求越来越来迫切，电信网必须实现高速化和宽带化。 智能化 智能化是通信网内引入更多的智能，提高电信网的业务应变能力，提供满足 各类用户需要的业务。 个人化 个人化是电信网进一步发展的目标，它是要求能在任何时候、任何地点与任 第三章公用电话通信网 9 何人进行各种业务通信的通信网。 3 4 电话网的基本结构 1 ) 网状网 网状网也称全互连网，是电话局间的直接中继法。网中的每个电话局均有直 达路由与所有其他电话局连接。整个电话网所需的中继线较多，线路利用率较低， 投资和维护费用大。这种全互连网只适用于电话局间话务量大的情况或分局数量 较少的城市。 2 ) 星型网 它有一个中心局，其他各局到汇接局设有直达中继线，各电话局间的通信都 需经过汇接局转接，整个电话网构成一辐射的形状。星形网的优点是减少了电路 群数和中继线的长度。由于各局问的通信只能通过一个电路群，其局间话务量较 集中，电路利用率较高。它的缺点是：各局间都要通过汇接局，一旦汇接局不能 转接，将使全网的通信中断。星形网可以作为局部地区网，当一个地区比较分散， 其较中心的位置有一个较大的局，它的周围是一些较小的局时，可采用星形网结 构。 3 5 我国自动电话网中常用的几种路由 路由及路由选择，在电话自动交换网的路由选择计划中，因其特征和使用场 合的不同有不同的分类，并随之有不同的名称。 按呼损分，有高效路由和低呼损路由； 按路由选择分，有直达路由、迂回路由、多次迂回路由、常规和非常规、终 端路由等； 按连接两个交换中心在网中的地位分，有基干路由、跨级路由和跨区路由。 1 ) 基干路由 基干路由是构成长途电话网基干结构的路由，它是特定的交换中心之间所构 成的路由。基干路由上的呼损应小于或等于1 。 2 ) 高效直达路由 高效直达路由的主要特点是高效与直达。直达就是两个交换中心之间所建立 的路由不经过第三个交换局。高效是电路群上的呼损会超过规定的标准，使得该 路由上的话务必然溢出到其他路由。一般，两个交换局间高效直达电路群既可疏 l o 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 通两个交换局间的终端话务，也可疏通经过两个交换局转接的话务。 3 ) 迂回与多级迂回路由 迂回路由的选择，是指某一交换中心呼叫另一交换中心时，在第一次选择遇 忙时可以再进行选择。如果进行多次更换选择，则称为多级迂回。 4 ) 低呼损直达路由 当一个交换中心呼叫另一个交换中心时，不经过其他交换中心，只经过两个 交换中心之间设置的电路群，而且电路群的呼损不大于规定的标准时，该电路群 组成的路由称为低呼损直达路由。 5 ) 最终路由 当一个交换中心呼叫另一个交换中心时，在选择无溢出的低呼损电路群建立 呼叫连接时，由这些无溢出的低呼损电路群所组成的路由，称为最终路由。 3 6 长途干线网 专用网的长途网络结构都是以设于北京的国务院各部委通信中心向全国辐射 的三级汇接网。 路。 图3 1 专用通信网的等级结构 专用网的路由计划与公用网相似 在传输电路方面，长途干线上多采用数字微波系统、光缆系统和卫星通信电 逸甲卜区pl 第二章公用电话通信网 各类专用网的地区网的服务范围和规模有很大差异，但就其网络结构而言基 本相同：专用网的地区网络结构基本形式为汇接制网，分为单汇接局和多汇接局； 端局以下可设远端模块、支局或用户交换机。 设立单汇接局或多汇接局是根据地区网的服务范围、地理条件、进入公网的 方式而定。服务范围大的汇接网应考虑在相邻端局设低呼损直达或高效直达电路 和迂回路由。 地区网的交换设备、传输设备可由模拟、数字并存，形式多样，在条件允许 时，应尽量以数字设备代替模拟设备，逐步实现数字化。 3 7 电话网的传输标准 电话通信质量表示在一个完整电话连接中受话人对听到话音信号的满意程 度。目前，评定电话传输质量是采用比较方法：将被测实际传输系统与标准参考 系统进行比较。比较中有两种评定标准：一种是评定响度，另一种是评定清晰度。 我国现行采用的电话传输质量标准，参考当量及分配。 全程参考当量为电话极长连接系中各部分参考当量的总和。 本地网连接全程参考当量为3 0 d b 。长途接续时的全程参考当量为3 3 d b 。 数字电话网的全程参考当量。 在数字电话网中采用的数字交换机为四线交换，全国在确定四线环路最小传 输衰减时有两种方案：固定衰减值分析和可变衰减值分析。对于固定衰减值方式， 本地网接续和长途接续的全程参考当量都是2 2d b ；对于可变衰减值方式，本地 网接续为1 8 5 d b ，长途接续为2 2d b 。 数字电话网的全程参考当量与模拟电话网的全程参考当量加以比较，本地电 话网接续可减少1 0 5d b ，长途接续可减少1 1d b 。 3 8 编号计划 电话网中的交换设备进行有效的工作与各交换中心科学的编号计划密切相 关。电话网中的编号计划就是完成对网中各个用户、终端局及长途局的号码分配。 此外，还需向用户提供呼叫各种特殊业务所需要的号码及使用各种新服务项目的 操作号码。为了使电话网能够与其他一些网路互通，还需要提纲相应的接入码。 电话网编号应体现的原则包括：唯一性、规律性、稳定性、预见性、规范性、 经济性。 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 1 ) 本地网内电话编号的原则 在同一本地网中，为了用户使用方便，尽可能的使用等位编号。对于拥护小 交换机的分机，在内部呼叫和对外呼叫时，可以使用不等位长的号码；对6 位或 6 位以下号码的本地网，在特殊情况下，可以不强求采用等位编号；要珍惜号码 资源，编号要合理安排，节约使用，如果安排不当，可能造成网内容量不大的局 空占许多号码，号码利用率低，另外一些容量很大的局，没有号码资源。 2 ) 国内长途网的编号原则 编号方案的适宜性强，长途编号一经使用要改动是十分困难的；编号尽可能 缩短号长，使长途交换机接收、存储、转发的位数较少，换算、识别容易，以节 约投资。 3 9 话务基本理论 在设计通信网中的电话局交换设备及局间中继线配备数量时，这些设备所要 承受的电话业务量及规定的服务质量指标是我们的主要依据。电话业务量简称话 务量；服务质量指标是交换机未能完成接续的电话呼叫业务量与用户发出的电话 呼叫业务量之比，叫做呼损。话务量、呼损、交换机数量之间存在着固有的关系。 1 ) 话务量的基本概念 话务量是表示电话网内机线设备负荷数量的量值，也叫话务负载或电话负荷。 因为用户的电话呼叫是随机的所以话务量是一种随机量。产生话务量的电话用户 或其他入线设备叫做话源。 话务量的定义：在时间t 内发生的呼叫次数与平均占用时长t 的乘积，用公 式表达为： a _ c fx t ( 3 一1 ) f t 为平均占用时间； c ，为t 时间内一群话源产生的呼叫次数。 话源发生的呼叫次数越多，每次呼叫占用公用设备的时间越长，形成的话务 量就越大。话源群越大，所产生的呼叫次数就越多，在讲话务量时一定要指明话 源群的范围。 话务量的单位是e r l ，如果一条中继线( 或一个机键) 连续使用1 小时，该中 继线( 或机键) 的话务量就为1 e r l ( 爱尔兰) 。 2 ) 交换系统处理话务的两种方法 第三章公用电话通信网 呼损：如果在用户的一次呼叫时，由于在交换网络中找不到空闲出线而未能 完成通话，把它叫做“呼叫损失”，简称“呼损”。 按时间计算的呼损e ，y ) ： y ” e ，r ) = 害告 ( 3 2 3 ) 善鲁台f ! m ：为出线数。】，：为流入的话务量。 e ，y ) 为同时有肘个呼叫的概率。当m 条话路全被占用时，到来的呼叫将 被系统拒绝而损失掉。 从网络的观点看，呼损可分为交换机呼损、两局间的电路呼损、全程呼损和 全网平均呼损四类。全程呼损，是从发端局交换机到收端局交换机的呼损，也叫 端到端呼损。规定全程呼损指标不能太大，否则会造成接续质量低劣。目前国内 专家建议数字电话网的全程呼损指标为： 数字长途电话网全程呼损0 0 9 8 ； 数字本地电话网全程呼损0 0 4 3 ； 数字市内电话网全程呼损0 0 2 7 ； 工程设计中将全程呼损合理的分配到全程接续和传输各项设备上，即呼损的 分配。根据均匀分配法，对电话局和传输线的呼损指标规定为： 端局交换机呼损0 0 0 5 ； 汇接局或长途交换机呼损0 0 0 1 ； 市内中继和长市中继线呼损0 0 0 5 ； 两长途局间电路呼损0 0 1 。 第四章煤炭专用通信网组织结构 第四章煤炭专用通信网组织结构 4 1 专用通信网的网络组成 政府各专业部门、工矿企业、林区、牧区及为指挥、调度和生产安全、交换 传递信息等专门用途而建立的行业内部通信网，叫专用通信网。各类专用网主要 开放电话业务、数据通信业务及传真业务，也有内部调度控制、遥测及移动通信 业务、电视图象传送业务。专用网内部实际上是以电话、数据为主的综合业务网。 4 2 专用网接入公网 根据国家规定，专用网只能从地区网的某一交换等级进入所在地区的公用网 市话网，并按本地电话网组织原则统一规划、组网和编号，以保证专用网用户和 公用网用户能互通业务。专用网进入公用网有以下几种： 1 ) 由汇接局接入公网 卜一钥同_ 硼网1 幽4 1 专用网由汇接局接入公网 当专用网为汇接网时，可由汇接局作为本地电话网的一个汇接局接入公网。 专用网汇接局与公用网汇接局之间设低呼损直达中继线，根据话务量与公用网其 他端局设其他中继线。专用网用户呼叫公用网用户需经汇接局。 1 6 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 2 ) 由端局接入公用网 公用同一 图4 2 专用网由端局接入公网 专用网由端局接入公用网时，根据公用网络结构，应与公用汇接局间设直达 中继电路。与公用网长途局的连接可设直达路由。 3 ) 由支局接入公用网 l 一专用同 公用网 _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 图4 3 专用网由支局接入公网 当专用网的交换机作为公用网的一个支局时，该支局一般只设一个直达中继 局至最近的公用网端局，专用网支局的用户至公用网的呼叫、长市呼叫均经此局 与公用网连接。 4 ) 由用户交换机接入公用网 第四章煤炭专用通信网组织结构 1 7 t - - 专用网： 公用同一 图4 4 专用网由用户交换机接入公网 专用网由用户交换机接入公网时，该交换机与就近的公用网端局直接相连， 以疏通本交换机的用户与公用网用户之间的电话业务。 目前，国家公用电信网已实现交换数字化、传输数字化，大多数本地电话网 已升为七位或八位，号码资源丰富，为专用网以程控用户交换机方式入网创造了 条件。 专用网由用户交换机接入公网的两种方式：全自动直拨方式，此时专用网用 户交换机的出入中继线均接至公用网端局的选组级，出局呼叫只听专用交换机的 一次拨号音，入局呼叫可直拨到用户交换机的分机用户；以半自动直拨方式，此 时专用网用户交换机的出入中继线均接至公用网端局的选组级，出局呼叫先听专 用交换机的拨号音，再听公用网端局的拨号音，入局呼叫拨中继号码到话务台， 由话务员代为转接到分机用户。 4 3 专用网接入公网的基本技术要求 ( 1 ) 接入公用网的编号要求 在本地网中，专用网用户呼叫公用网用户，如需要用字冠来区分两网的编号 时，一般应采用字冠“9 ”或0 ，特殊情况下也可采用其他一位或二位号码作为 字冠；由汇接局、端局、支局接入公网时，用户编号应与公用网用户编号长短一 致： 采用全自动方式入网的用户交换机的用户编号应与接口端局的用户编号一 1 8 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 致；专用网用户呼叫公用网的特种业务、国内国际长途业务均应拨全国统一的号 码。 ( 2 ) 专用网与公用网的信令配合应遵守“国际”要求，以保证两网之间的信 令传递畅通，接续正常。 ( 3 ) 专用网数字程控交换机进入公用网与数字程控局接口时应采用主从同步 方式，专用交换机的网同步系统应符合接口局对其时钟准确度的要求。 ( 4 ) 专用网用户呼叫公用网用户应该按照国家电信主管部门的规定分别实行 复式计费、c a 姒计费、p a r a 计费等方式。 专用网除专用电话网及数据通信网，还根据各类专用网的要求使用了许多特 定的通信系统，如煤炭网还包括调度电话系统。 4 4 目前煤炭专用通信网的等级结构 煤炭通信网由省局级通信网，矿区通信网以及井下通信网等组成。省局网多 采用卫星或微波通信方式。井下通信网均采用用户线路形式，光纤通信仅限于监 控监视系统：地面矿区通信网适合于采用s d h 通信网。 图4 5 煤炭专用电话网网络结构 煤炭专用通信网络的整体结构分为3 层：第一层由具备i s d n 业务功能的局用 交换机以及光纤自愈环构成骨干网；第二层以主接点为中心，分别与各矿、厂级 远端交换模块或远端用户单元构成星型结构；第三层为用户接入层，以光纤接入 网取代过去的铜缆用户接入网，将服务节点分散延伸到用户集中区，并使光纤尽 量靠近用户，以利于综合业务的开展及向宽带通信网过渡。 经过优化的网络结构模式，采用单局制、多模块、大容量、少局所的公用电 第四章煤炭专用通信网组织结构 1 9 话网组网模式，确保网络结构的完整性、统一性和先进性，结合矿区专用网特点， 实现集中管理、集中维护、集中记费；与公用电话网开通数字中继和n o 7 信令， 由原来的封闭网转向开放网，实现互联互通，以提高网络资源的利用率和对市场 经济的适应性。 4 5 煤炭专用电话网网络结构 目前，煤炭专用电话网是星型网络结构。它设有一个中心t ，该中心局也称 汇接局。其他各局到汇接局设有直达中继线，各电话局之间的通信都需经过汇接 局转接，整个电话网构成已辐射的形状，也称辐射式电话网。 图4 6 星型网络结构 在这种结构中，s m 为辐射点，s m 与b m 间均用电缆线路直连，同时b m 为辐射 点，与它下面的r m 或a n 也采用直连。它的优点是除了辐射点，任何一个子模块 或传输通道发生故障都不会影响其它模块的正常运行，模块的扩充也相对容易， 增加和删除子模块与其它子模块无关。 它的缺点是每增加一个子模块，都必须铺设大量的电缆或光缆，网络成本比 较高。另外，到子模块的传输发生故障就会引起子模块的中断。 4 6 煤炭通信网语音业务 目前煤炭专用电话网，由i s d n 交换网和s d h 光传输网构成。煤炭专用电话网 的话音业务包括办公、住宅及安全生产调度等电话业务。语音业务分为基本话音 业务、调度话音业务和网络话音业务，基本话音业务有线用户在i s d n 平台上通过 虚拟用户线路开展业务、无线用户通过移动网接入到固定网开展业务；调度话音 业务在调度网络平台上开展业务，并提高接入到i s d n 平台上为行政电话网内有权 限的管理人员提供调度话音业务。数据业务是指通过m o d e m 、2 b + d 和a d s l 接入 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 i n t e r n e t 的数据业务；图像业务包括通过n - i s d n 、a d s l 开展的会议电视和通过 a d s l 接入的v o d 图像业务。 第五章跨地区煤炭专用电话网组网模式 2 l 第五章跨地区煤炭专用电话网组网模式 5 1 传统的煤炭企业的电话通信网 传统的煤炭企业的电话通信网基本由如下部分组成：一台行政交换机、一台 生产调度交换机、一台洗煤厂专用调度交换机( 有些矿井没有独立的洗煤厂，故 不设此交换机) ，再配备一些井下有线、无线通信系统即构成了理想的煤矿通信网。 ( 一) 行政通信系统 该系统主要为矿井生产、经营等管理和人们生活提供通信保障，行政通信系 统在煤矿通信网中占主导地位。 ( 二) 生产调度通信系统 该系统是煤矿安全生产管理中的重要手段之一，在煤炭生产中发挥着非常重 要的作用。在地面，它是行政通信系统不可缺少的重要补充部分。在井下，生产 调度通信系统则是主要的通信手段，井下各生产环节的信息主要通过该系统来传 递。对生产调度通信系统的要求主要是运行可靠。 ( 三) 洗煤调度通信系统 洗煤厂生产环节多、系统复杂，在煤矿的经营中处于非常重要的地位。 ( 四) 安全监测监控系统 矿井计算机、安全监测、监控系统等配套的系统种类较多，传输信号制式各 异。系统内的各种信息要及时地传递到矿井主调度室，同时部分信息要进入生产 调度通信系统供有关部门掌握。 ( 五) 井下有线、无线通信系统 1 井下无线通信系统 作为生产管理人员、电机车司机、皮带维护工和其它流动人员的主要通信手 段，井下无线通信系统保证了这些人员能够与生产调度室及时取得联系。 2 载波电话通信系统 主要用于井下电机车的通信。载波电话在矿井的应用时间较早，为电机车的 调度发挥着重要作用。 3 扩音电话系统 该系统主要应用在采煤工作面、斜井运输、长距离运输皮带等部位。 跨地区煤炭专用电话交换网组网模式的研究 4 个人应急通信系统 有代表的产品包括井下人员跟踪系统、紧急通信系统( 泄漏通信系统) 等， 这些产品主要用于生产管理人员、矿山救护队、井筒抢修、斜井人车等流动性大 以及工作性质较重要的个人使用，尤其适用于井下事故的抢险，是煤矿通信系统 应该必备的辅助通信手段。 i 一至公网。 l 矿务局中心局 一- l 各矿行政交换机 图5 1 煤炭企业的通信网组成 5 2 跨地区煤炭专用网的产生 随着科技进步和市场经济的发展，煤炭行业也出现了跨省、跨区经营的发展 势头。例如，山东淄博矿业集团于2 0 0 3 年1 0 月3 0 日开始在陕西长武县投资3 4 亿元开发建设亭南煤矿；成立“陕西长武亭南煤业有限责任公司”，矿井田面积约 2 4 平方公里，见煤深度3 8 0 米，可采储量达到1 0 4 亿吨；