煤礦行業(yè)無(wú)線通信傳播的思考范文

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本文作者：于長(zhǎng)波單位：河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院

我國(guó)煤礦領(lǐng)域無(wú)線通信市場(chǎng)近年來(lái)得到迅猛發(fā)展，專網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)得到極大發(fā)揮，涌現(xiàn)出各種新式通訊工具如：WiFi無(wú)線局域網(wǎng)、數(shù)宇無(wú)線對(duì)講、PHS小靈通、SCDMA大靈通，當(dāng)前最新技術(shù)產(chǎn)品為NGP技術(shù)。廣大煤礦企業(yè)如何選擇適合的通訊工具成為一項(xiàng)重要課題，文中對(duì)比分析了煤礦企業(yè)目前已應(yīng)用的通信技術(shù)的特點(diǎn)。

1應(yīng)用在煤炭企業(yè)的通信技術(shù)

1.1PHS技術(shù)

又稱礦井小靈通，是全球四大移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)（GSM/CDMA/3G/PHS）之一，有國(guó)家電信公網(wǎng)商用運(yùn)營(yíng)的經(jīng)歷，符合國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，是目前井下無(wú)線通訊的主要應(yīng)用產(chǎn)品之一。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用一體化，廣泛應(yīng)用了大量硬件技術(shù)像FPGA、DSP。該系統(tǒng)的軟件是基于模塊化開(kāi)發(fā)的，它的控制體系采用逐級(jí)分布。系統(tǒng)的配置非常靈活，用戶可根據(jù)需要靈活調(diào)整業(yè)務(wù)功能和系統(tǒng)容量，這都是歸功于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。該系統(tǒng)的另一特點(diǎn)是能夠統(tǒng)一指揮和調(diào)度礦區(qū)內(nèi)的固定和移動(dòng)用戶，實(shí)現(xiàn)公眾通信移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和礦區(qū)通信移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相連接。

1.2SCDMA技術(shù)

也就是所說(shuō)的礦區(qū)大靈通，這項(xiàng)技術(shù)在通信行業(yè)里屬于邊緣技術(shù)，因?yàn)樗环蠂?guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，所以沒(méi)有得到大規(guī)模的應(yīng)用。從技術(shù)層面來(lái)看，該技術(shù)在煤礦行業(yè)應(yīng)用存在以下局限：第一，該技術(shù)覆蓋礦井坑道的通信方式是泄露電纜，這樣做是為了大蜂窩基站不用在井下多點(diǎn)安裝分布網(wǎng)絡(luò)，盡管節(jié)約成本，但信號(hào)衰減很大，影響通訊質(zhì)量；第二，整個(gè)礦井僅設(shè)一個(gè)或幾個(gè)定點(diǎn)放置的大功率基站，限制了手機(jī)定位，無(wú)線通訊依賴性強(qiáng)。

1.3礦井無(wú)線數(shù)宇對(duì)講

此項(xiàng)產(chǎn)品成熟性較高，配套設(shè)備及產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈完善，在傳統(tǒng)企業(yè)專網(wǎng)無(wú)線通信市場(chǎng)中應(yīng)用廣泛，可靠、實(shí)用、價(jià)位適當(dāng)，礦井通信領(lǐng)域使用歷史較長(zhǎng)，但這種技術(shù)受到手持機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、一播通信方式限制，應(yīng)用范圍較窄，主要缺憾在于：（1）沒(méi)辦法實(shí)現(xiàn)一部手機(jī)全雙工的保密通信，企業(yè)大規(guī)模的組網(wǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)（;2）很難實(shí)現(xiàn)電信公網(wǎng)和企業(yè)原有的固話交換之間的相互通聯(lián)；（3）業(yè)務(wù)信道不足、覆蓋面積窄、通話安全性低、手持機(jī)功率大等。

1.4WIFI（礦井無(wú)線局域網(wǎng)）

WIFI(WirelessFidelity）技術(shù)，屬短距無(wú)線寬帶數(shù)據(jù)傳輸，屬于國(guó)際電信聯(lián)盟ITU，為非移動(dòng)無(wú)線寬帶數(shù)據(jù)通信，不支持無(wú)線語(yǔ)音業(yè)務(wù)和移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，主要應(yīng)用于無(wú)線網(wǎng)片和無(wú)線網(wǎng)橋。該技術(shù)存在如下技術(shù)劣勢(shì)：（1）缺乏語(yǔ)音壓縮算法，只能進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮傳輸計(jì)算，通話最失真；（2）手機(jī)跨基站移動(dòng)通話常掉線，通訊只能在本基站下進(jìn)行；（3）每部手機(jī)在不恒定的空口無(wú)線業(yè)務(wù)信道帶寬的環(huán)境下很難保證正常通話。WIFI技術(shù)在煤礦企業(yè)的光纖環(huán)網(wǎng)對(duì)接和綜合自動(dòng)化監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸以及多個(gè)網(wǎng)絡(luò)合并的網(wǎng)關(guān)等通信設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，這是因?yàn)樵摷夹g(shù)以太網(wǎng)傳輸和寬帶數(shù)據(jù)接入功能非常強(qiáng)大，所以適合在煤礦開(kāi)展寬帶數(shù)據(jù)通信。

1.5第四代移動(dòng)通信技術(shù)（NGP）

NGP技術(shù)具備礦井小靈通通話音質(zhì)好的特性，同時(shí)也能發(fā)揮WIFI技術(shù)中的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢(shì)，通過(guò)國(guó)際電信聯(lián)盟ITU的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。該技術(shù)能夠提供質(zhì)量好、速率高的多媒體服務(wù)。在煤礦系統(tǒng)，這項(xiàng)技術(shù)的作用得到了極大發(fā)揮，能夠滿足礦井監(jiān)控、工作人員的位置定位、提供高質(zhì)量的通訊等要求，尤其是它的并網(wǎng)傳輸能力，降低了礦井工作中網(wǎng)絡(luò)通信的成本。將5種技術(shù)具體指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表1。

2當(dāng)前煤礦各種無(wú)線通訊技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1PHS技術(shù)

礦井小靈通是當(dāng)前煤礦通信領(lǐng)域應(yīng)用最廣的無(wú)線通信系統(tǒng)，近500家企業(yè)采用，具備強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，如語(yǔ)音通話質(zhì)最好、移動(dòng)切換呼通率高、組網(wǎng)通信規(guī)范嚴(yán)格等。2011年，小靈通的原有頻段將讓給3G組網(wǎng)。

分析如下：（1）PHS基站和手機(jī)功率小，屬于無(wú)線微蜂窩通信體制，基站對(duì)3G的網(wǎng)絡(luò)通信影響不大。（2）該技術(shù)基站通過(guò)自動(dòng)調(diào)整可以確保完成在線通話手機(jī)的信道頻點(diǎn)無(wú)縫實(shí)時(shí)切換，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)選擇質(zhì)量最好的頻點(diǎn)重新進(jìn)行業(yè)務(wù)信道分配。（3）一些商用3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)較成熟的國(guó)家，當(dāng)?shù)豍HS和與DECT系統(tǒng)均能實(shí)現(xiàn)與3G網(wǎng)絡(luò)兼容并網(wǎng)，因此可借鑒其先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。（4）礦井小靈通通信主要集中在礦井下，對(duì)地面3G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不產(chǎn)生干擾；且國(guó)家無(wú)線電管理委員不限制20mW以下的無(wú)線微蜂窩通信，因此當(dāng)前礦井普遍采用小靈通在礦井通信中是比較可行的。

2.2WiFi無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)

WiFi技術(shù)系統(tǒng)因其部署和調(diào)度的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，正在逐步取代PHS技術(shù)。在該技術(shù)支持下，礦井工作人員在同一個(gè)平臺(tái)上，可以同時(shí)完成無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)通信，網(wǎng)絡(luò)接入十分便利，井上、下網(wǎng)絡(luò)通訊可輕松完成。

2.3NGP移動(dòng)通信技術(shù)

NGP技術(shù)系統(tǒng)較其他通信技術(shù)節(jié)約電纜，更具備其他技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的人員定位功能，還能進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控井下作業(yè)，它獨(dú)特的多媒體技術(shù)支持奠定了礦井多網(wǎng)合一無(wú)線通訊的技術(shù)基礎(chǔ)；該技術(shù)的新通信協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)精確的定位和上傳定位信息，是真正的移動(dòng)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，基站接收靈敏度和井下直線通信距離比傳統(tǒng)礦井小靈通更遠(yuǎn)，具有寬帶視頻接入和窄帶串口數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)分控功能；使用NGP技術(shù)的同時(shí)，PHS與3G頻段不發(fā)生沖突，因此小靈通業(yè)務(wù)可以在該技術(shù)系統(tǒng)下繼續(xù)使用。

3結(jié)語(yǔ)

新的通信技術(shù)和協(xié)議在不斷更新和升級(jí)，但傳統(tǒng)的PHS由于有悠久的運(yùn)營(yíng)歷史，尤其在中國(guó)，該技術(shù)特點(diǎn)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)非常明顯。隨著煤礦礦井通信要求的提高，新的通信技術(shù)如新一代PHS通信技術(shù)如NGP和WiFi技術(shù)等，將逐步改進(jìn)和升級(jí)原有的通信技術(shù)系統(tǒng)，為煤礦通信領(lǐng)域提供更加精準(zhǔn)和高質(zhì)量的通信服務(wù)。