趙本峰　宋岳龍　劉國(guó)強(qiáng)　楊戈

摘要：文章針對(duì)煤礦現(xiàn)有6種井下無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)比較，比較后發(fā)現(xiàn)3G技術(shù)CDMA有明顯優(yōu)勢(shì)；探討了在煤礦中遇到呼叫故障的問(wèn)題，并且通過(guò)實(shí)際的檢查步驟給出了分析故障的過(guò)程，最終確定了故障原因，提出了解決的辦法；通過(guò)煤礦系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可以展望CDMA技術(shù)能為煤礦移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的更新發(fā)展和煤礦安全提供了非常有力的保證。

關(guān)鍵詞：煤礦；光傳輸通信；無(wú)線通信系統(tǒng)；CDMA2000技術(shù)；3G 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD822 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0282-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.142

隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的日益重視以及各煤礦企業(yè)提高生產(chǎn)效率增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的需求日益強(qiáng)烈，煤礦對(duì)通信的安全性、便捷性、可靠性、實(shí)用性的需求日益強(qiáng)烈。通過(guò)與中國(guó)電信合作，將CDMA2000移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用于井下，推出了系列化的煤礦移動(dòng)通信系統(tǒng)。這樣不但為礦山企業(yè)井下信息化通信提供高效的可行性方案，同時(shí)能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商增加3G用戶。由于增加了井上的無(wú)線覆蓋，也提高了該礦區(qū)井上辦公區(qū)域以及生活區(qū)域的3G服務(wù)質(zhì)量，為運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步增加用戶提供了可能性。

1 礦井無(wú)線通信介紹

1.1 礦井無(wú)線通信定位

無(wú)線通信是有線通信的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)監(jiān)控巡查、應(yīng)急調(diào)度等應(yīng)用。有線調(diào)度電話是礦井工作調(diào)度的標(biāo)配設(shè)備，在巷道和工作面都必須配置。礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信范圍一般限于礦井及井上礦區(qū)，無(wú)直接和運(yùn)營(yíng)商互通的需求，一般通過(guò)程控交換實(shí)現(xiàn)網(wǎng)外電話的互通。

1.2 礦井無(wú)線通信產(chǎn)品的比較

基于軍用的CDMA技術(shù)，其容量大、抗干擾強(qiáng)是其顯著特點(diǎn)，相對(duì)其他技術(shù)在安全性、數(shù)據(jù)帶寬有著天然的優(yōu)勢(shì)，提供業(yè)界第一的CDMA產(chǎn)品，不僅提供高質(zhì)量的語(yǔ)音數(shù)據(jù)服務(wù)，也提供極具特色的專業(yè)集群指揮調(diào)度服務(wù)。

2 CDMA2000礦用通信系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 整體概述

隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的日益重視以及各煤礦企業(yè)提高生產(chǎn)效率增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的需求日益強(qiáng)烈，煤礦對(duì)通信的安全性、便捷性、可靠性、實(shí)用性的需求日益強(qiáng)烈。通過(guò)與中國(guó)電信合作，CDMA2000移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用于井下，推出了系列化的煤礦移動(dòng)通信系統(tǒng)。這樣不但為礦山企業(yè)井下信息化通信提供高效的可行性方案，同時(shí)能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商增加3G用戶。由于增加了井上的無(wú)線覆蓋，也提高了該礦區(qū)井上辦公區(qū)域以及生活區(qū)域的3G服務(wù)質(zhì)量，為運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步增加用戶提供了可能性。

通過(guò)煤礦CDMA2000移動(dòng)通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)井上、井下移動(dòng)終端之間，移動(dòng)終端與調(diào)度，移動(dòng)終端與外線之間的相互通信。設(shè)計(jì)范圍內(nèi)能無(wú)縫覆蓋，系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)各種信號(hào)傳輸正常，語(yǔ)音清晰，無(wú)掉話、斷續(xù)現(xiàn)象。系統(tǒng)交換無(wú)阻塞。煤礦CDMA2000移動(dòng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用更便于各級(jí)煤礦生產(chǎn)管理人員、電機(jī)車司機(jī)、皮帶維護(hù)工以及其他流動(dòng)人員與指揮調(diào)度中心之間的相互聯(lián)系，便于井上和井下、井下人員之間實(shí)時(shí)便捷通信，從而提高安全管理水平，也為井下人員自救提供了條件。煤礦CDMA2000移動(dòng)通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用必將有力地推動(dòng)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.2 整體部署

2.2.1 系統(tǒng)整體組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)地面包括MSC（移動(dòng)交換核心）、BSC（基站控制器）、DSS（集群通信系統(tǒng)）、1588時(shí)鐘服務(wù)器、以太網(wǎng)交換機(jī)。BSC的網(wǎng)絡(luò)接口板ABES出千兆光口，接地面核心交換機(jī)，井下基站接入器通過(guò)光纖和地面的核心交換機(jī)直接連接，井下基站接入器和地面的核心交換機(jī)可以使用主備光纖做保護(hù)。在井下的基站使用光纖連接井下基站接入器。井下基站使用定向天線或泄漏電纜，覆蓋礦井的各區(qū)域。

2.2.2 核心交換設(shè)備建設(shè)。方案采用電信MSC、BSC、HLR等交換設(shè)備，礦方新建系統(tǒng)相當(dāng)于整個(gè)中國(guó)電信CDMA網(wǎng)絡(luò)的井下延伸。礦方只負(fù)責(zé)建設(shè)井下基站、接入器、礦用本安手機(jī)以及井上1588時(shí)鐘服務(wù)器，這樣大大節(jié)約了成本，并且可由電信對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)和管理，另外由于礦方與電信公網(wǎng)相當(dāng)于是同一個(gè)系統(tǒng)，所以不存在礦方電話出局的問(wèn)題。

2.2.3 頻點(diǎn)規(guī)劃。由于相當(dāng)于電信CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的延伸，頻點(diǎn)由中國(guó)電信進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，不需要向無(wú)線電管理委員會(huì)申請(qǐng)。

2.2.4 井上基站覆蓋。采用中國(guó)電信的公用基站，如覺(jué)得信號(hào)不好，可以采用基站作為信號(hào)源，做室內(nèi)分布。

2.2.5 井下基站覆蓋。井下基站通過(guò)光纖接入本安型接入器。接入器與各個(gè)基站采用星狀組網(wǎng)，每臺(tái)基站接入器最多可連接24臺(tái)井下基站。接入器通過(guò)光纖與井上核心交換機(jī)通信，井下各個(gè)基站通過(guò)基站接入器與井上BSC進(jìn)行通信，同時(shí)接收井上1588服務(wù)器下發(fā)的時(shí)鐘同步信息。

井下由于多為狹長(zhǎng)型通道，因此基本采用室內(nèi)分布天饋系統(tǒng)（耦合器，定向天線，全向天線）方式，結(jié)合泄漏電纜進(jìn)行覆蓋。根據(jù)巷道走勢(shì)、天饋系統(tǒng)的覆蓋能力，井下規(guī)劃若干臺(tái)基站。

井下基站設(shè)計(jì)布點(diǎn)原則：（1）直巷主要采用定向天線覆蓋，根據(jù)巷道寬度密度在300～400m；（2）彎曲巷道采用泄露電纜采用泄露電纜，每500m設(shè)立一個(gè)基站；（3）巷道交錯(cuò)區(qū)域，在交叉路口設(shè)立一個(gè)基站、并采用多個(gè)天線進(jìn)行分別覆蓋。

3 系統(tǒng)主體功能介紹

3.1 傳統(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)

基本業(yè)務(wù)：

3.1.1 移動(dòng)性電話業(yè)務(wù)。移動(dòng)性電話業(yè)務(wù)為CDMA2000礦用通信系統(tǒng)用戶提供了與系統(tǒng)中的其他用戶或另一電信網(wǎng)絡(luò)（例如GSM、PSPDN、PSTN、ISDN等）中的其他用戶進(jìn)行語(yǔ)音通信的能力。

3.1.2 緊急呼叫業(yè)務(wù)。緊急業(yè)務(wù)是指集群用戶發(fā)起呼叫到就近的緊急呼叫中心（如110報(bào)警），它是電信業(yè)務(wù)中的一種，類似于電話業(yè)務(wù)，但建立呼叫相對(duì)簡(jiǎn)單且快速。

這項(xiàng)業(yè)務(wù)向被叫用戶提供主叫用戶號(hào)碼。

3.2 無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

3.2.1 電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。CDMA2000礦用通信系統(tǒng)支持14.4kbps的電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，主要可以用于傳真、低速上網(wǎng)、低速數(shù)據(jù)傳輸。

3.2.2 分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。CDMA2000礦用通信系統(tǒng)采用了第三代移動(dòng)通信技術(shù)，可以提供較高的數(shù)據(jù)速率。目前CDMA20001x系統(tǒng)的全信道數(shù)據(jù)速率達(dá)153.6kbps，CDMA20001xReleaseA的數(shù)據(jù)速率達(dá)307.2kbps，EV-DORls0的數(shù)據(jù)速率達(dá)2.4M、EV-DORev.A的數(shù)據(jù)速率達(dá)3.1M，EV-DORev.B階段最大可提供高達(dá)14.7Mbps的數(shù)據(jù)速率。

4 結(jié)語(yǔ)

礦用3G無(wú)線通信系統(tǒng)是現(xiàn)代礦井必不可缺的手段，煤礦井下工作較為繁瑣，工作地點(diǎn)較為分散，因此一種通信系統(tǒng)很難達(dá)到全礦井覆蓋的目的，由于礦井井下條件較為惡劣，嚴(yán)重制約了全礦井移動(dòng)通信的發(fā)展，目前3G無(wú)線通信技術(shù)在礦井的高效運(yùn)用，給我國(guó)煤礦通信業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)和挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：趙本峰（1980-），江蘇豐縣人，華洋通信科技股份有限公司助理工程師，研究方向：礦井綜合自動(dòng)化、信息化的研究與應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）