第二章 建设方案

　　2.1方案总体设计

　　2.1.1 WI-FI技术选型分析

　　无线通讯系统是新一代的矿井无线传输系统，不同与传统窄带语音通讯方式。该系统采用Wi-Fi与IP技术相结合，可在煤矿井下实现传输速率达到54M的无线数据传输，为煤矿搭建起一个宽带无线传输平台。该系统搭载在工业以太网平台进行传输，通过配套的系统管理软件、网关等设备，形成一套完整的以矿井工业以太环网为传输主干，高速无线信号进行空间覆盖的宽带矿井无线通讯系统，使我国的煤矿无线通讯技术跃上一个新的台阶。系统采用信号设备本安和本安供电的方式，使设备满足在回风巷道和工作面全天候工作的安全等级和技术要求。
　　1、无线WIFI技术探讨
　　Wi-Fi是Wireless Fidelity(无线高保真)的缩写，现被视为802.11无线局域网络的代名词。Wi-Fi技术规格为IEEE提出，经Wi-Fi联盟认证后，可确保不同无线产品的互通。
　　1996年美国网络通讯设备大厂朗讯率先发起成立无线以太网兼容性联盟(WECA)，开始着手创立无线网络协议(WLAN)。1999年，WECA更名为Wi-Fi联盟，再度架构一套认证标准，提出通行业界的无线网络技术----802.11一系列规格，包括802.11a、802.11b、802.11g等。
　　其中802.11b支持最大传输速率为11M，而802.11g支持最大传输速率54M，使用无线频率2.4Ghz，规定设备最大发射功率不超过100mW。
KT154矿用无线通讯系统集Wi-Fi无线通讯技术、VOIP技术、网络排布及管理技术、计算机技术和安全电源管理技术为一体，系统有效利用了井下工业以太网的宽带优势，将高速无线通讯技术引入了煤矿井下。与现阶段同类煤矿无线通信系统比较有以下特点优势：
　　（1）更可靠的安全性
　　煤矿产品首先要具有可靠的安全性。KT154系统的基站和手机均采用本安设计。基站与交换机、基站与基站全部采用本安信号输出。手机采用新型锰酸锂电池，安全性更高。电源箱采用远距离本安供电方式，可在1Km外为基站提供本安电源。
　　（2）更先进、更实用的技术
　　WIFI作为新一代的2.4G无线通讯技术，是与蓝牙同时代的产物。与蓝牙相比，它具有更快、更远、更便捷的特点。通过煤矿现场试验，2.4G在矿井下具有更好的抗干扰和反射、折射能力在巷道情况良好时覆盖距离可达到500米。
　　系统全部信号设备采用IP管理方式，操作简单，具有很强的网络管理功能，具备基本网络知识的人员都能熟练管理维护系统。
　　基站采用载波调制方式，实现了电缆远距离传输高速信号，摆脱了光缆的束缚，更适应煤矿井下的实际需要。
　　（3）更低廉的系统成本
　　无论是地面还是井下无线系统，信号基站和线路都占到成本的很大部分。
KT154系统可以与其它系统复用工业以太环网作为传输主干。在原有工业以太环网上只需增添基站和电源箱即可实现信号覆盖。基站在系统中起到基站的作用，它的覆盖距离远，可减少基站数量。基站之间采用电缆串连，可大大节约线路成本。

　　2、无线小灵通技术探讨

　　“小灵通”无线系统因其低辐射、功耗小、与PSTN网络兼容等一系列的优点成为近年井下语音通讯的一大主流。但是小灵通系统的也有许多先天不足的劣势：
　　小灵通系统的有线传输部分仍采用的是传统的调制解调技术，传输带宽窄（最大带宽只有128k），在语音通讯的同时很难再保证其他数据的传输（如视频数据等）；由于井下部分的基站辐射功率不能过大，因此小灵通系统单个基站的覆盖范围很有限。受信道数量限制，同时通话手机数量非常低（每台基站仅支持三部手机）；
 系统的造价成本高；
 维护需要具备专业的电信知识；
 与电信业务交叉，牵扯频段使用授权、收费等问题；
 工作频段与3G重叠，即将被取缔，失去设备和技术支持。

　　3、无线“CDMA大灵通”技术探讨

　　“CDMA大灵通”是工作在450MHz频段的以CDMA2000技术为核心的一种无线通信系统，目前在欧洲主推。由于与目前国内主推的CDMA的技术不同，该技术采用的设备大量依赖进口，设备成本极高。而且CDMA大灵通基站的发射功率较大，工人长时间暴漏在大功率辐射下会造成辐射伤害，不适合在煤矿狭小空间环境中使用。
　　在我国450MHz这一频段内，既安排了农村无线通接入系统，也安排了中央党政机关、军队、铁路、公安等部门专用通信和一些企事业单位的指挥调度系统，还有一些应急通信系统。因此该类系统在无线频段的使用上也存在问题。

　　2.1.2需求分析

　　根据矿方目前发展需要增加一套无线通信系统，并能实现调度业务需求，且能与扩播系统连接互相通话。
利用无线通讯手段，实现井下手机之间以及与地面各类终端，包括办公电话、手机、小灵通等之间的通信需求，在实现基本语音业务的同时，为视频、数据及其它可拓展业务提供可复用平台，极大提高工作效率，改善生产安全环境，真正的实现一次性投资多种应用同时实现。

　　2.1.3方案设计

　　1、在中心机房安装网络综合业务调度机KTJ115。山源公司推出的KTJ115矿井调度通讯系统，其核心是网络综合业务调度机，通过调度台可以对整个矿井调度通讯系统进行配置、管理和调度操作。
　　KTJ115为模块化配置架构，可以根据用户需要增加或减少各功能模块，可主要实现以下功能：
　　a）网络综合业务调度机语音调度模块，采取热备机制，用于实现基于IP技术的生产调度指挥功能，具体包括以下内容：
 有线调度电话和井下无线WiFi手机在同一个调度台上实现统一调度
 支持广播喊话系统平台接入
 调度直呼内线、外线
 调度紧急呼叫分机
 调度强插、强拆、监听，一键到位
 调度组呼、选呼
 电话会议
 调度转接所有来电
 调度状态、分机状态、中继状态多态显示
 中继呼入来电显示
 分机间无阻塞自动交换
 分机紧急呼叫调度
 分机热线功能
 一个分机可拥有多个号码
 缩位拔号
 用户号码实现弹性编码
 用户设置录音
 调度分群分组功能
 超时自动催挂
 来话分机号码显示（FSK）、入中继线号显示（FSK/DTMF），闲时时间显示
 键盘通讯中断告警
 分机号码查询（语音报号）
 语音报时
 自振铃检测
 调度彩铃铃声
　　b）网络综合业务调度机配有在线录音模块，采用在线式嵌入式录音方式，利用先进的DSP技术对语音信号进行处理，能够实现用户所需的全部功能，并且可以同时对全部用户进行全程监听录音，没有线路数量的限制，优于用户对录音系统的技术要求。
　　c）网络综合业务调度机配置网管功能模块，其维护终端采用中文管理界面，可方便地对各种用户数据、局数据、调度台数据、键位数据等进行设定与修改。网管系统随时对系统自动检测，故障自动告警，同时能够实现远程维护功能。
　　2、配置模拟中继或者数字中继和原有的调度系统，行政电话，矿务局电话互联互通。
　　3、在调度中心配置22寸触摸式调度台和调度专用话机。
　　4、井上部署2台WI-FI基站，覆盖矿区大部分区域，井下部署WI-FI基站，实现WI-FI手机在矿区的任何地方都能通话。
　　5、井下部署
　　a）设计大巷与皮带巷网络都无线覆盖，部署大约18个无线wifi基站。基站分布在无线覆盖距离设计为7Km。
　　b）每个基站都配置一台电源为其供电，且提供备用电源，不小于2小时
　　本系统是专门针对煤炭行业矿区通信现状及固有特点而设计的一套完整的集成有线调度通信，无线调度通信、扩播系统为一体化的系统。该系统建设采用了当前国际流行的最先进的IP技术实现。基础网络架构采用了先进的WiFi技术并利用无线网状网架构增强其实用性。该系统通信部分采用了先进的国际通信标准VoIP技术建设，代表了未来主流技术的发展方向；其使用的通信协议（SIP）具有很强的扩展能力，可适应系统未来扩展更多音频、数据、视频等的融合应用，比如在此技术体系下可以方便地实现视频监控、手机或者笔记本无线上网之需要。