煤矿井下无线通信系统.doc

煤矿井下无线通信系统论述煤矿井下各种无线通信系统的应用及发展趋势作者：胡 涛单位：山东华腾自动化科技有限公司网站：日期：2014年3月4日星期二目 录 一， 概述 - 3二， 煤矿井下无线通信系统的分类 - 4三， 煤矿井下无线通信系统发展历史 - 41， 井下泄漏通讯 - 42， 煤矿井下小灵通 - 53， 煤矿井下WIFI -54， 煤矿井下3G无线通信系统 - 5四， 煤矿井下3G无线通讯系统 - 71， 井下WCDMA - 82， 井下TDCDMA -93， 井下TD + wifi - 11五， 结论 - 15一，概述：煤矿井下环境属于危险的瓦斯富集的环境，井下无线通讯系统也必须做防爆处理。煤矿井下的无线通信系统设备经过防爆处理，到国家指定的检测中心检测合格后，由国家相关部门下发该产品的煤矿安全标志。产品具备了煤矿安全标志和防爆证书，才具备了下井应用的基本条件。说明达到了防爆要求和基本功能达到要求。井下无线通讯系统达到下井要求，还远远不够。达到商品化销售的煤矿井下无线通讯系统，还必须具备工业品生产许可证。这是国家质量监督局根据国家要求，对高危行业产品实行的专项管理。 具备了煤矿安标和防爆证书的产品还要到国家规定的质量技术监督局的相关部门进行质量检验，合格后，国家下发工业品生产许可证书。 这样，具备了上面条件的产品才能进行销售、安装施工和煤矿井下应用。二，煤矿井下无线通信系统的分类 根据我们山东华腾自动化公司科技工作者的资料搜集，归纳总结整理分为：煤矿漏泄通讯，煤矿井下小灵通，煤矿WIFI无线通讯系统，煤矿井下3G无线通讯系统。 煤矿3G无线通讯系统又分为：矿用TD-CDMA系统、矿用TD+WIFI系统和矿用W-CDMA系统。三，煤矿井下无线通讯系统的历史 煤矿井下通讯最早是使用有线电话系统。也就是，把地面的电话系统经过防爆处理后，安装到井下。这样井下的电话就是防爆电话机，连接线是防爆通讯电缆。 这种电话虽然起到通讯的作用，但是很不方便。固定电话，固定使用，起不到随时调度的灵活性。这种情况下产生了无线通信系统的要求。 随着地面无线通讯系统的应用，井下防爆无线通信系统的应用也逐渐有了市场。1， 煤矿井下泄漏通讯：煤矿井下漏泄移动通信系统是利用漏泄电缆径向辆射特性和双向中继放大技术，实现无线电波在屏蔽空间和井下巷道的双向远距离传输。其通信距离单支总长可达20KM.同时利用功率分配技术，解决了无线电波在巷道内的分岔传输，从而可建成地下巷道的树形无线通信网。泄漏通信的缺点大家也是有目共睹的：传输距离短有限制，施工铺设电缆难度大（泄漏电缆比较粗老笨重），后期维护复杂。泄漏通信最终要的缺点是通话声音质量不好。 就像是我们地面使用一样杂音太多，听不清楚。 这是一个大难题。2， 煤矿井下小灵通系统： 后来随着小灵通的防爆认证的完成，一些煤矿在井下安装了该系统。 但是，随着小灵通的退市，很多煤矿已经无法购买到新的配件，给该系统的维护带来了极大的麻烦。基本情况是，很多煤矿由于小灵通的售后服务不能保障基本不适用该系统了，把该系统当成了摆设。 因此，煤矿无线通信系统的应用又摆到了煤矿通讯系统厂家的议事日程上来了。3， 煤矿WIFI通信系统： 由于我国没有开放WIFI的通讯市场，知识用来传输数据。因此，WIFI的配件采购和售后服务也是极不健康。最终也要遇到小灵通的境地。关键是随着3G技术的发展，现在的3G通讯很多具备了WIFI的功能，就像地面一样，我们用3G通话，使用WIFI传输数据。必然的结果是，在我国发展煤矿井下WIFI通信是极大的不聪明。4， 煤矿3G无线通信系统：（1）第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，目前3G存在四种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX。在我国主要是移动公司的TDCDMA、联通的WCDMA。 （2）煤矿3G无线通信系统的优点：模拟移动通信具有很多不足之处，比如容量有限；制式太多、互不兼容、不能提供自动漫游；很难实现保密；通话质量一般；不能提供数据业务等。第二代数字移动通信克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性得到了很大提高，并可进行省内、省际自动漫游。但由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，也无法实现移动的多媒体业务。同时，由于各国第二代数字移动通信系统标准不统一，因而无法进行全球漫游。比如，采用日本的PHS系统的手机用户，只有在日本国内使用，而中国GSM手机用户到美国旅行时，手机就无法使用了。 而且2G的GSM的信号覆盖也盲区较多，一般高楼、偏远地方都会信号较差，都是通过加装蜂信通手机信号放大器来解决的。第三代移动通信和第一代模拟移动通信和第二代数字移动通信相比，第三代移动通信是覆盖全球的多媒体移动通信。它的主要的特点之一是可实现全球漫游，使任意时间、任意地点、任意人之间的交流成为可能。也就是说，每个用户都有一个个人通信号码，带着手机，走到世界任何一个国家，人们都可以找到你，而反过来，你走到世界任何一个地方，都可以很方便地与国内用户或他国用户通信，与在国内通信时毫无分别。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另一个主要特点。这就是说，用第三代手机除了可以进行普通的寻呼和通话外，还可以上网读报纸，查信息、下载文件和图片；由于带宽的提高，第三代移动通信系统还可以传输图象，提供可视电话业务。 由于3G无线通讯系统具有高质量的寻呼通话功能、高速数据传输和宽带多媒体的众多 服务功能， 矿用3G在煤矿得到了极大应用，也得到了众多厂家的亲赖。 煤矿3G无线通信系统是主流的井下无线通讯方式和手段，代表了未来10年的的煤矿井下无线通信系统的发展趋势。 由于4G只是我们经常说的IP电话或者互联网电话，我们基本是利用4G的技术来进行数据传输，通话我们还是使用3G功能。 并且TD + WIFI的技术优势已经远远超过4G技术。 因此，我们认为3G尤其是TD+WIFI在煤矿井下的应用 是当前最成熟和先进的技术。我们山东华腾自动化的KT256系统就是有效的结合了3G和WIFI的优点而开发的 TD + WIFI的系统。 KT256在很多煤矿的应用，已经说明了这点。 四，煤矿井下无线3G通信系统的详细介绍：1， 煤矿井下无线通信系统之一： WCDMA系统 KT172矿用3G无线通讯系统（WCDMA） (1)简介：华腾自动化科技有限公司精心为煤炭行业用户量身打造的KT172矿用无线通信系统，是基于WCDMA技术，结合煤炭行业特点，以低成本、高质量满足煤炭行业用户生产管理、调度通信的小型化无线通信系统，既能很好的满足井下特殊环境的应用要求，也适合大型矿业集团多矿井组网的需求。 2,安全标志编号：MHC120187 标准和要求：GB 3836-2010,MT/T 1115-2011,Q/3700 HTT018-2011 4,KT172系统组成 该系统由地面管理计算机、打印机、UPS 电源、KDW127/12B矿用隔爆型直流稳压电源（MAA120040）、KJJ127矿用隔爆型环网交换机（MHC120074）、KT172-F矿用隔爆兼本安型无线通信基站（MHC120183）、KT172-S矿用本安型手机（MHA120140）、KT172-T矿用本安型天线（MHA120144）、MGTSV煤矿用阻燃通信光缆、MGXTSV煤矿用阻燃通信光缆、MKVVP煤矿用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套编制屏蔽控制电缆组成，除地面管理计算机、打印机、UPS 电源外，均应有安全标。 2， 煤矿井下无线通信系统之二： TDCDMA系统 KT198矿用3G无线通讯系统（TD-SCDMA） 山东华腾自动化具有：信息系统集成资质、安防二级资质、软件企业资质、建筑智能化资质和高新技术企业资质等，从事煤矿自动化、通信、视频监控等方面的防爆设备的研发制造和系统建设。在煤矿皮带运输自动化、矿井供电自动化、矿井排水自动化、煤矿无线通讯系统和煤矿信息化综合平台系统等方面技术领先，质量可靠，服务有保障。公司成立以来，承接了数百个煤矿井下自动化项目的施工，煤矿客户和售后服务网络遍布全国。 （1）系统概述： 华腾自动化科技有限公司精心为煤炭行业用户量身打造的KT198矿用无线通信系统，是基于TD-SCDMA技术，结合煤炭行业特点，以低成本、高质量满足煤炭行业用户生产管理、调度通信的小型化无线通信系统，既能很好的满足井下特殊环境的应用要求，也适合大型矿业集团多矿井组网的需求。 （2）系统功能: 功能大类 功能小类 基本通信功能 12.2K语音 64K可视电话 PS数据业务 短信 彩信 基站间切换 移动增值业务 短信(含点到点和点到多点) 彩信(含点到点和点到多点) 调度功能 语音调度 短信调度 有线无线一体化调度 调度呼叫 调度录音 调度强拆 调度强插 调度监听 调度代答 调度转接 调度群呼 调度组呼 （3）主要参数： 工作频段：18801920MHz 最大支持用户数： 5000个 中继数量：支持24E1 VoIP端口：最大支持768通道 核心网供电：AC: 90 V 260V，DC: 36 V 72V 综合网络控制器光接口数量：12个千兆光口 综合网络控制器连接基站数：72个 最大用户并发数：16个 室外基站天线通路数：8个 室外基站支持的最大载波数：9个 井下基站供电：12V DC / 1A， 10W 井下基站单载波工作信道：23个 井下基站接口：千兆光口2个 井下基站供电：12V DC / 1A， 10W （4）KT198系统组成 该系统由地面管理计算机、地面以太网交换机、核心交换机、地面基站控制器、KT198-F矿用本安型无线基站（MHC120075）、KT198-S矿用本安型手机（MHA120054）、KT198-T矿用本安型天线（MHA120053）、KDW127/12B矿用隔爆兼本安型直流稳压电源（MAA110004）、煤矿用光缆、煤矿用电缆组成，除地面管理计算机、地面以太网交换机、核心交换机、地面基站控制器外，均应有安全标志。 3， 煤矿井下无线通信系统之三： TD+WIFI系统 KT256矿用3G无线通讯系统（TD+WIFI）（1）KT256的煤安标志证书和防爆证书 （2）,系统概述： 华腾自动化科技有限公司精心为煤炭行业用户量身打造的KT256矿用无线通信系统，是基于TD+WIFI技术，结合煤炭行业特点，以低成本、高质量满足煤炭行业用户生产管理、调度通信的小型化无线通信系统，既能很好的满足井下特殊环境的应用要求，也适合大型矿业集团多矿井组网的需求。 （3）,系统功能: 功能大类 功能小类 基本通信功能 12.2K语音 64K可视电话 PS数据业务 短信 彩信 基站间切换 移动增值业务 短信(含点到点和点到多点) 彩信(含点到点和点到多点) WIFI功能 无线WIFI数据的接入和传输 调度功能 语音调度 短信调度 有线无线一体化调度 调度呼叫 调度录音 调度强拆 调度强插 调度监听 调度代答 调度转接 调度群呼 调度组呼 分级调度 PSTN 调度电话对接 行政电话对接 市话对接 原无线通信系统对接 组网特性 有线级联（光纤） 无线级联（中继） （4）,主要参数： 工作频段：2010-2025 MHZ / 1880-1920MHZ 最大支持用户数：5000个 编解码路数：512路 数据吞吐量：500Mbps 会议资源容量：4 x 32路 核心网逻辑接口：Iu口、Ai口、SIP中继方式接口、Gi口、Nb/Nc口、Gn 接 口以及C/D/E接口 核心网物理接口：GE接口最多16个，E1接口最多16个，FE接口4个 核心网供电：220VAC/50Hz（或48VDC），1+1备份, 150W 基站最大用户并发数：8个 3G最大输出功率：20dBm WIFI最打输出功率：20dBm 基站接口：3个FE电口，2个FE光口，2个GE光口（选配） 基站供电：12V DC / 1A， 10W （5）,KT256系统组成 该系统由地面管理计算机、地面以太网交换机、核心交换机、地面基站控制器、KT256-F矿用本安型无线基站、KT198-S矿用本安型手机（MHA120054）、KT256-T矿用本安型天线、KDW127/12B矿用隔爆兼本安型直流稳压电源（MAA110004）、煤矿用光缆、煤矿用电缆组成，除地面管理计算机、地面以太网交换机、核心交换机、地面基站控制器外，均应有安全标志。 （6）, KT256 系统的工业品生产许可证 五， 结论当前，各种系统良莠不齐，都存在于我们的各个煤矿。有些落后的系统由于无法保障售后服务和配件难于购买，成为了