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矿用4G无线通信系统与小灵通通信系统互通解决方案V1.2

发表时间: 2020-04-18 09:30:00

作者: 探真-融合创造价值

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        当前煤矿使用的无线通信技术主要有如下几种:小灵通PHS技术、WiFi技术、3G包括WCDMA和TD-SCDMA技术、以及4G LTE技术。小灵通PHS由于其技术成熟可靠,成本相对低廉,几年前占据了煤矿无线通信的大部分份额。Wi-Fi和3G属于过渡产品,实际使用效果差强人意。近期兴起的4G技术由于产业链的大力支持,已经成为了主流的无线通信技术。

        小灵通PHS除了对数据业务支持不好这个问题之外,近年来遇到的最大困难是频谱受限。按照工信部的规划,小灵通PHS所使用的1900MHz-1920MHz已经划给TD-LTE。中国移动直接使用这个频段部署了大量室外型宏基站。很多矿区地面装有小灵通PHS基站都受到了影响,表现为有信号不好打电话,或者通话经常中断等。虽然PHS采用了业务信道动态分配等技术可以规避干扰,但是中移动已经在大部分地区使用到了1915MHz,对小灵通地面基站形成了很强的邻频干扰。而且不排除将来用掉剩余5MHz频谱。

 

建设目标

 

        建设智慧矿山系统,系统融合有线调度通信系统、无线通信系统、人员定位系统、广播系统、矿灯信息化系统、录音采集存储系统、音视频联动系统、以及安全监控系统视频监控系统,为确保各系统之间能够有效运作,彼此协调,实现统一调度管理,建设一套融合通信系统,来进一步促进煤矿的安全生产发展与产业化升级改造。

 

 

设计原则

 

        本方案建设的基本思路:本着充分利旧节约成本、分步实施,急用优先,与企业发展相配合的设计原则多种接入模式、高度集成、统一消息网络传输模式,建设一套核心交换网(同时支持WiFi、PHS、4G),利用矿方已有的PHS小灵通系统,在新掘巷道和小灵通基站覆盖不好的区域采用4G+wifi融合基站作为补充,让小灵通系统采用自让淘汰的方式,一步一步逐渐的将小灵通业务切换到新的系统上来。最终形成最新的组网方式(4G+WiFi),在新老两个系统并存期间,终端也采用自然淘汰方式(小灵通号码和WiFii或4G 号码均可以更换终端不换号,业务不受任何影响,同时节约成本。并且可以利用小灵通的供电系统部署基站。

●  创造性的将4G LTE网络与PHS网络完美融合,统一号码管理,统一调度。

●  循序渐进的改造成本低、技术风险小。后续升级到全4G网络,投资不重复。

●  语音、数据、可视电话、集群对讲全业务模式的全新体验。

 

 

 

方案设计

        探真公司,是一家专注行业通信与调度产品的创新与研究,凭借在无线通信行业应用积累的成功经验及丰富的无线链路规划经验,通过与劳动安全监察部门专业技术人员以及煤矿企业工程人员的深入沟通,推出了基于4G Lte+Wi-Fi技术深度研发的拥有自主知识产权矿用无线通信系统解决方案,以满足和解决煤矿行业对安全生产的有效管理。本系统可应用煤矿、非煤矿山、施工隧道、高瓦斯隧道、城市管廓等区域的区域无线通信。

        经调研现网络功能、业务功能基本齐全,但是长期以来生产安全调度指挥手段陈旧,语音调度、无线语音覆盖、视频画面监控、音频广播等系统各自独立,未对各级指令、生产、井下监控画面形融合调度,管理人员与各作业现场无法实现音视频联动调度.

        人员通信一号呼通等问题,经常在生产调度和紧急事件发生时面对诸如,被调度人员有多个电话号码无法快速呼通;事件发生时通过语音描述,调度与被调度方产生信息不对称或误读误判;音视频无法联动,远程调度不直观;调度过程无法回溯等等问题,即耽误了事件处置时机,又可能造成误判,造成极大的损失。


        具体存在以下几个场景:

1、有线音频话机、无线音频终端、IP 广播系统未能实现统一语音调度;

2、音频与视频系统相互独立,未能实现有效联动;

3、一人多号,管理不便,不能高效建立沟通;

4、系统融合度低,多头管理,未能实现集中管控及时性;

5、受现场终端功能影响,指挥控制中心无法身临其境,掌握现场情况;

7、音频、视频视图不直观,未能实现音视频联动,影响事件处置效率;

8、前端作业区人员通信盲区多,无法对作业过程记录;

9、无法形成全网录音,无法建立完整的调度过程回溯手段。

 

系统架构

 

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1、矿用4G+Wi-Fi无线通信系统设计方案(请浏览矿用4G+WiFi无线通信系统设计方案V1.7)

2、小灵通通信核心交换技术都是基于语音的交换网络,只是在用户模块与用户终端的连接方式上,方式不一,固定电话是用用户线(以双绞线为主)实现的有线连接,小灵通和移动电话是从基站(CS)到手机终端间由无线空中接口实现的,是无线连接。(这里不展开说明)

 

4G无线通信系统与小灵通通信系统都属于无线通信,但是系统属采用的通信协议完全不相同,是独立的二套无线通信系统。在4G无线通信系统的物理网络层进行协议转换,把路由SIP协议转换成PDH数字链路(2M数字中继)与小灵通的物理层链路对接对接,数字中继一般是ITU 7号信令(30B+d);数字中继对接能实现信号传输、同步、码型变换、时钟提取,提取和插入信号,设备功能能实现4G无线通信与小灵通通信无缝融合,实时互联互通,相互等位拨号实时通话。

本方案架构包含两部分:矿用4G+Wi-Fi无线通信系统、数字网关系统(2M数字中继)。

 

 

WiFi增值应用

 

1、  WiFi VOIP

   在现有的无线AP覆盖下,可以实现无线VOIP业务,提高企业服务质量和生产效率,降低运营成本,从根本上改变传统的商务处理进程。需要增加无线语音客户端设备、后台IP-PBX设备,这里不做详细描述。

 

2、  WiFi定位

巡检机器人及巡检人员的定位;

定位服务器:提供室内Wi-Fi定位功能,收集无线云AP传送来的终端信号,计算终端位置,保存终端位置。

 

3、  WiFi监控

从通常的有线网络接入延伸到无线网络的接入,可以迅速方便的增加WiFi防爆摄像机到新的监控点,不需要新增传输网络设备,轻而易举地实现远程视频监控。


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