探討礦井下無線通信技術的應用

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1.漏泄通信系統(tǒng)

當進行無線電波傳送的同時，周圍也會形成一片無線電波的漏場，并覆蓋了任何的切面，使得電臺設備能夠接受到，再通過繼電器的放大作用，將遠距離傳輸過程中損失的能量補償回來。在安放設備時，基地臺得設置在調(diào)度室中，方便傳輸過程對整個過程的控制，將井下的漏泄電纜與基地控制臺相聯(lián)系，在中間的相當距離安放一個雙向繼電器，如果遇到巷道德分叉處就設置一些功率分配器，這一過程主要用來減少傳輸過程中能量的損失。

現(xiàn)如今漏泄通信技術發(fā)展已經(jīng)成熟，并且在礦井下被廣泛使用，主要是用來改善調(diào)度通信系統(tǒng)，而其具有的高質(zhì)量清晰通話，低噪音，并對基地臺傳呼十分的便捷。但還是有一定的缺點的，在設置設備時花費的成本過高，而且工程量浩大，系統(tǒng)過于龐大，不僅是搬運時不方便，而且占用了礦井的空間，對巷道造成了一定的影響。

在實際的應用中雖然實現(xiàn)的語音通話，但具有的僅僅是對講機的功能，等位間的實時通話還并沒有實現(xiàn)，真正意義上的有線無線轉換還停留在研發(fā)中。總體上漏泄通信技術還是給礦井通信系統(tǒng)的發(fā)展帶來了便捷，而在此基礎上研發(fā)出的信息交換、文字通信技術已經(jīng)要投入使用中。

2.礦井下無線通信小靈通系統(tǒng)

這個系統(tǒng)只要是以商用技術為基礎，針對的是語音通信，最終能實現(xiàn)人員之間的相互通信，先如今已經(jīng)成功，網(wǎng)絡運營商提供應有的技術支持，并且為礦井下員工進行定位，提高井下作業(yè)的安全性，同時在管理監(jiān)督體系中也得以應用。而小靈通技術依靠的是中國聯(lián)通的CDMA技術，將現(xiàn)有的技術應用到礦井下。主要裝置：無線控制交換機、基地、移動網(wǎng)絡終端。礦井的辦公區(qū)，生活區(qū)，以及礦井下作業(yè)區(qū)都應該覆蓋。設計時應該充分考慮到礦井的實際情況，并對井下的環(huán)境考察后在作出決定，無線裝置的全面覆蓋。

2.1無線通信小靈通系統(tǒng)的鋪設

先是在地面搭建一個高度足夠的信號塔，并安裝具有一定功率的天線接收裝置，井下的布置盡可能的采用定向天線，這樣節(jié)約了成本，起到了經(jīng)濟效應。但遇到一些對天線信號干擾較大的煤礦應采用漏泄電纜。

2.2無線小靈通系統(tǒng)的特點

1)因為充分考慮了礦井的實際情況，設備可靠性強，而且高性能，較低的建設成本，十分適合大多數(shù)的煤礦設備。2)系統(tǒng)的支持容量大，在進行語音通話時，標準配置下的3個扇區(qū)就能105個手機用戶實時通話。3)因為聯(lián)通的CDMA新技術采用增強型無線頻段，具有很強的繞射能力，一般架設一座一定功率的天線，就能滿足整個礦井區(qū)域的信號需求，而且也有強的獨立性，與原先的地面無線網(wǎng)絡沒有干擾。4)抗干擾能力強，因為IP地址獨立開放，在有多座礦井的也同樣適用，所以方便了管理，而且節(jié)省了不必要的開支。

3.WiFi無線寬帶技術

3.1WiFi無線寬帶技術基本概述

根據(jù)當今信息通信的發(fā)展，工信部要求PHs小靈通退出信息網(wǎng)絡系統(tǒng)。于是引起了很多煤礦業(yè)內(nèi)人士的擔心，因為曾經(jīng)的PHs礦井無線小靈通系統(tǒng)一舉占據(jù)大部分的礦井無線調(diào)度系統(tǒng)，一旦退出市場勢必會對煤礦通信造成巨大的影響。但是隨之出現(xiàn)的wifi無線寬帶技術的打消了人們的顧慮。Wifi技術使用的標準有兩個：IEEE802.11a和IEEE802.11b。憑借著2.4GHz的頻段，同樣適宜煤礦安全應用特點，而且本身技術等級更高，漸漸的受到了大多數(shù)礦井供應商的青瞇。Wifi的系統(tǒng)有著遠遠優(yōu)于小靈通的性能，應用的是無限高保真技術。在部署了基站后，設置好了數(shù)據(jù)，接入IP地址就不受區(qū)域的限制，實現(xiàn)高質(zhì)量的信息通話。接入方式的選擇中，目前普遍應用的是16d的標準，支持固定的寬帶無線接入系統(tǒng)接口。而還沒有投入到實際應用中的16e移動性的寬帶接口標準還正在實驗定制的過程。為了實現(xiàn)wifi無線寬帶的戰(zhàn)略價值，正在考慮的是將移動通信進入1000M的工業(yè)以太網(wǎng)。在運行中為達到一定的穩(wěn)定性，可以采用VLAN的技術對現(xiàn)有的移動通信進行劃分，使得新出現(xiàn)一個虛擬的專網(wǎng)，并實現(xiàn)其的獨立運行。保證與原先的監(jiān)測管理系統(tǒng)不產(chǎn)生影響，形成一個嶄新的新一代系統(tǒng)。

3.2Wifi無線技術的功能介紹

1)基于系統(tǒng)的功能所能支持：1-1000部，而光纜的傳輸距離也有了很大程度的提高10KM以內(nèi)都能接收到信號。2)基站手機的單向傳輸距離從原先的260m-820m。3)一座基站在運行時也支持16部手機同時通話，無縫的實時通話在網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域是完全能實現(xiàn)的。4)處于對通話安全的考慮，無線網(wǎng)絡系統(tǒng)支持64位的wep加密通話服務。5)語音功能也有了全方位的改進，不僅僅支持wifi手機之間的實時通話，還支持固定電話之間以及固話和手機間的互通。6)另外還實施了便捷的服務功能，簡潔的一號通服務、免打擾優(yōu)先呼出控制，在整個礦井區(qū)實行了集團內(nèi)互通互免得短信計費功能，方便了員工之間的聯(lián)系，也提高了生產(chǎn)效率。因為接入了工業(yè)的以太網(wǎng)，技術上已經(jīng)不需要在整個礦井覆蓋有線通信漏泄光纜系統(tǒng)，價格上的優(yōu)勢加上可觀的效率，一旦接入到礦井下的網(wǎng)絡交換機，所有的工作就能有次序的進行。憑借著龐大的網(wǎng)絡多媒體業(yè)務順利運行，也為下一代的3g移動網(wǎng)絡通信奠定了基礎。礦井上下都部署一定的無線調(diào)度終端，便可將無線wifi終端接入網(wǎng)絡，用統(tǒng)一的管理平臺，對所有的無線有線進行調(diào)度，最終實現(xiàn)了對整座礦井無線通信系統(tǒng)的控制。而目前，wifi無線通信系統(tǒng)已經(jīng)一些煤礦企業(yè)成功應用了。

4.小結

在現(xiàn)如今的技術條件下，礦井管理調(diào)度系統(tǒng)、行政通信系統(tǒng)的合理應用已經(jīng)相當成熟，尤其是礦井通信系統(tǒng)的不斷的改進，采用新技術向著高新型、高穩(wěn)定性的方向發(fā)展，給社會帶來了巨大的回報和便利，漸漸的引起了人們對于礦井通信系統(tǒng)廣泛關注，從而吸收到更多的研發(fā)資金，使得很多的復雜的功能更全面的新型的礦井無線通信系統(tǒng)得以研發(fā)出來?？墒请S著出現(xiàn)礦井無線通信系統(tǒng)的逐漸增多，也需要具備一定的特點，以適應國家隊煤礦企業(yè)的管理監(jiān)控，從而實現(xiàn)真正的一體化管理，將生產(chǎn)、通信、監(jiān)督、控制、管理相結合。在部署裝置時應該分批次、分次序的安放，以便遇到特殊的緊急情況方便疏散人員，同時還得具備一定的移動性，可以相應給一些較大的裝備裝上輪子，這樣不僅方便了開始的部署工作實施還未后期的功能變動，以及換上新型系統(tǒng)時更換的便捷。因為多媒體的發(fā)現(xiàn)應用，便積極研發(fā)視頻、語音、數(shù)據(jù)三項結合的通信新形勢。總的來看，礦井無線通信技術獎不斷的改進提高新技術的研發(fā)的速度，以滿足煤礦企業(yè)對于通信需求。

作者：張鵬 單位：中煤科工集團常州自動化研究院