煤礦井下無(wú)線通信系統(tǒng)綜合解決方案

2009-03-04

隨著國(guó)家和政府對(duì)煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)的日益高度重視，企業(yè)的安全可靠的通信系統(tǒng)建設(shè)也被列為所有工作的重中之重。中興通訊作為通信設(shè)備提供廠商，依靠自身強(qiáng)大的通信產(chǎn)品研發(fā)能力專門為煤炭行業(yè)研制開(kāi)發(fā)出了性能質(zhì)量?jī)?yōu)越，功能應(yīng)用全面的井下無(wú)線通訊系統(tǒng)和終端設(shè)備，提出了一整套安全、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)、有效的綜合通信網(wǎng)絡(luò)解決方案。

一、 用戶需求
　  近幾年煤炭企業(yè)頻繁發(fā)生重特大安全生產(chǎn)事故，給國(guó)家和人民帶來(lái)巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，政府和企業(yè)因此共同將煤礦安全生產(chǎn)的信息化工作提上空前的高度。煤礦企業(yè)的調(diào)度通信和行政通信系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年建設(shè)和發(fā)展，雖取得了較大的成效，但是缺乏成熟的井下移動(dòng)通訊解決方案。礦井工人和工作人員的實(shí)時(shí)無(wú)線語(yǔ)音數(shù)據(jù)通信要求非常迫切，井下人員所處位置更新、井下生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)上報(bào)、地面通知的實(shí)時(shí)下達(dá)等都顯示出井下通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)的特殊性和重要性。根據(jù)這些業(yè)務(wù)要求，中興通訊開(kāi)發(fā)出了基于PHS（無(wú)線公話系統(tǒng)）技術(shù)的、專門用于井下安全生產(chǎn)的通信系統(tǒng)KT25型設(shè)備。該系統(tǒng)設(shè)備能夠解決礦井語(yǔ)音通信、人員監(jiān)測(cè)、定位、數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊木C合應(yīng)用問(wèn)題。

二、 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

ZXPCS系統(tǒng)由核心控制設(shè)備CN、操作維護(hù)中心OMC、基站控制器CSC、基站CS和無(wú)線移動(dòng)終端PS組成。CN通過(guò)七號(hào)信令或者中國(guó)1號(hào)信令和原PBX相連。從結(jié)構(gòu)層次上分，中興防爆PCS系統(tǒng)由無(wú)線接入層、核心控制層和業(yè)務(wù)提供層構(gòu)成：
1）無(wú)線接入層：
　  由基站控制器子系統(tǒng)iCSC/CSC、基站CS和終端PS組成，為PHS用戶提供無(wú)線接入的通道。集成基站控制器iCSC提供內(nèi)部接口與交換單元相連，使用戶通過(guò)本地網(wǎng)進(jìn)行話音的呼入呼出控制，提供集線控制功能。從交換單元輸出的信號(hào)在集成基站控制器進(jìn)行數(shù)字復(fù)用和協(xié)議處理后，通過(guò)光纖、微波或銅纜傳輸鏈路傳送至基站控制器CSC。iCSC的交換網(wǎng)板是8K×8K的，允許接入基站控制器數(shù)為50，最大可到64，系統(tǒng)最大話務(wù)量為1350Erl，忙時(shí)呼叫次數(shù)BHCA達(dá)到135K。
　  基站控制器CSC的功能是對(duì)基站CS進(jìn)行控制，執(zhí)行信令轉(zhuǎn)換、分配話音和信令時(shí)隙，提供話音路徑的集線處理，實(shí)現(xiàn)本地各基站之間的漫游切換，同時(shí)對(duì)多個(gè)基站進(jìn)行動(dòng)態(tài)頻率分配和信道分配，并配合系統(tǒng)完成移動(dòng)用戶的鑒權(quán)結(jié)果比較。CSC向iCSC提供2M接口，向基站CS提供ISDN接口完成話音路徑的集線處理，實(shí)現(xiàn)本地CS之間的漫游切換，CSC從PCM中提取同步時(shí)鐘，同步所有的CS。
　  基站CS是無(wú)線收發(fā)單元，是用戶與CSC之間的通信傳輸中繼站，CS與手機(jī)之間的無(wú)線鏈路采用基于RCR STD-28 Ver.3標(biāo)準(zhǔn)的PHS技術(shù)。基站由基站控制器接口、自適應(yīng)陣列控制部分、自適應(yīng)陣列DSP處理調(diào)制解調(diào)部分、發(fā)射機(jī)陣列、接收機(jī)陣列、天線開(kāi)關(guān)和天線陣列組成。目前中興通訊ZXPCS系統(tǒng)提供20mW、200mW、500mW室內(nèi)、室外、增強(qiáng)型、智能型基站，可滿足不同特性化組網(wǎng)需求。
　  移動(dòng)終端PS包含基于PCMCIA接口的數(shù)據(jù)適配器和移動(dòng)手機(jī)。手機(jī)具有通話時(shí)間和待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、重量輕等特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)支持前提下，可支持語(yǔ)音信箱、短消息業(yè)務(wù)、手機(jī)上網(wǎng)業(yè)務(wù)和手機(jī)之間的直接對(duì)講功能，數(shù)據(jù)適配器配合筆記本電腦等數(shù)據(jù)終端設(shè)備可實(shí)現(xiàn)基于無(wú)線市話系統(tǒng)PHS的數(shù)據(jù)接入服務(wù)。
　  需要說(shuō)明的是，煤礦井下是高危場(chǎng)所，設(shè)備的使用需要進(jìn)行防爆處理。ZXPCS產(chǎn)品井下部分系統(tǒng)已經(jīng)完全通過(guò)國(guó)家防爆安全認(rèn)證MA(煤安)認(rèn)證，可以放心在井下使用。目前防爆PCS系統(tǒng)井下基站控制器KTW17和基站KTW15采用隔爆外殼的防爆形式。在這種防爆形式中，將能夠引起爆炸的電氣設(shè)備元件封閉在一個(gè)外殼內(nèi)，該外殼能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力而不受損壞，或阻止內(nèi)部火焰通過(guò)殼內(nèi)任何接合面及各結(jié)構(gòu)開(kāi)口向外部爆炸性環(huán)境傳播。中興防爆PCS系統(tǒng)終端KTW16產(chǎn)品采用本質(zhì)安全型防爆方式，在這種防護(hù)形式中，所有電路的設(shè)計(jì)均作到：符合設(shè)計(jì)規(guī)范而電氣地和機(jī)械地、或在規(guī)定的故障條件下所產(chǎn)生的任何火花或熱效應(yīng)均不能引起規(guī)定的爆炸混合物引燃。此外整個(gè)井下防爆系統(tǒng)還包含KDW56礦用基站控制器電源箱和KLT13礦用無(wú)線基站線路延伸器等。

2）核心控制層：
　  主要設(shè)備為互連互通網(wǎng)關(guān)IGW，為網(wǎng)絡(luò)提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)控制平臺(tái)，完成話路接續(xù)和呼叫控制，實(shí)現(xiàn)PS手機(jī)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無(wú)線切換控制、系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)的MAP信令協(xié)議處理、網(wǎng)絡(luò)的互連互通、以及與業(yè)務(wù)提供層之間的協(xié)議處理和連接。IGW采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有良好的可擴(kuò)展性，其呼叫處理能力為2700K，提供2400 路E1電路中繼、640條信令鏈路。同時(shí)大量應(yīng)用新技術(shù)，具有64K×64K中心交換網(wǎng)和16K×16K外圍交換網(wǎng)模塊，可提供SDH接口，節(jié)省綜合投資。核心控制層另外主要的設(shè)備是歸屬位置寄存器HLR/AUC，作為中央數(shù)據(jù)處理中心，主要完成用戶數(shù)據(jù)的處理，提供到交換中心、業(yè)務(wù)處理中心接口和協(xié)議處理功能，為系統(tǒng)提供用戶的相關(guān)信息，包括用戶基本業(yè)務(wù)簽約信息、補(bǔ)充業(yè)務(wù)簽約信息和用戶的位置信息等內(nèi)容，并且提供了用戶安全管理功能。HLR系統(tǒng)可以下聯(lián)多個(gè)IGW，以共用同一HLR數(shù)據(jù)庫(kù)。HLR的系統(tǒng)容量是120萬(wàn)用戶，對(duì)于擴(kuò)容也非常簡(jiǎn)便易行，七號(hào)鏈路處理能力為單模塊48條、多模塊192條，系統(tǒng)消息丟失概率P≤10-7，信息檢索時(shí)延≤1000ms（95%概率），登記時(shí)延≤2000ms（95%概率）。

3）業(yè)務(wù)提供層：
　  業(yè)務(wù)提供層是網(wǎng)絡(luò)中最復(fù)雜的組網(wǎng)部分，包括短消息中心、智能網(wǎng)系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、HLR后臺(tái)系統(tǒng)、無(wú)線側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)后臺(tái)網(wǎng)管中心（OMC-R和OMC-S）和現(xiàn)有應(yīng)用服務(wù)器（外部SME）等。該層是多業(yè)務(wù)實(shí)體的集合，是用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)源。短消息中心SMC通過(guò)No.7號(hào)信令方式與IGW互聯(lián)，通過(guò)SMPP代理與所有內(nèi)部外部短消息實(shí)體SME互聯(lián)，SMC也包含其操作維護(hù)中心。智能網(wǎng)協(xié)議是基于CAMEL II的，系統(tǒng)平臺(tái)包括SIU、SCP、SCEP、SMP（帶SMAP）和VC等網(wǎng)元，具有良好的拓展性，提供目標(biāo)網(wǎng)方式和疊加式方式，提供對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行智能網(wǎng)建設(shè)的解決方案。定位系統(tǒng)平臺(tái)和短信中心以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議SMPP通信，通過(guò)No.7方式與iCSC或者CSC相連。HLR后臺(tái)系統(tǒng)由HLR數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、MAP處理機(jī)及其后臺(tái)維護(hù)服務(wù)器組成，邏輯上的構(gòu)成情況如圖所示，物理上常常把HLR前臺(tái)部分與IGW合在同一機(jī)架。網(wǎng)管中心OMC-S主要負(fù)責(zé)管理IGW的操作維護(hù)和話單轉(zhuǎn)換傳送分揀任務(wù)，OMC-R負(fù)責(zé)iCSC和CSC的操作維護(hù)。SME一般在煤炭行業(yè)中主要包括語(yǔ)音信箱VM、工單管理Server、定位業(yè)務(wù)平臺(tái)等。HLR、SMC、SCP、OMC-S、OMC-R對(duì)應(yīng)五個(gè)以太網(wǎng)子網(wǎng)，分別由五臺(tái)ZXR10路由器劃分隔離，并上聯(lián)到ZXR10交換機(jī)，與IGW、iCSC和CSC進(jìn)行TCP/IP連接。計(jì)費(fèi)中心Billing Center通過(guò)防火墻與ZXR10交換機(jī)互聯(lián)，對(duì)SMC、OMC-S中的短信、語(yǔ)音話單進(jìn)行提取處理，對(duì)SCP中的用戶智能業(yè)務(wù)話單進(jìn)行提取處理?！?/span>

三、 行業(yè)應(yīng)用
　  中興通訊防爆PCS系統(tǒng)是建立在中興通訊電信級(jí)ZXPCS系統(tǒng)上的專網(wǎng)通訊產(chǎn)品。目前中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通在全國(guó)300余個(gè)地市都已建設(shè)了PHS通信網(wǎng)絡(luò)，整體網(wǎng)絡(luò)容量突破9000萬(wàn)線，用戶數(shù)量達(dá)到7000萬(wàn)線。中興通訊、UT斯達(dá)康、青島朗訊是主要的三家設(shè)備提供商。而且在短短幾年時(shí)間，ZXPCS系統(tǒng)就獲得了國(guó)內(nèi)大量的市場(chǎng)份額，網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)24個(gè)省133個(gè)地市，容量達(dá)到4500萬(wàn)線，并相繼在廣州、上海、南京、天津等大城市開(kāi)通建設(shè)，為各地的電信公司提供了優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)性能，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。由此可見(jiàn)ZXPCS系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟穩(wěn)定了，決心進(jìn)一步滿足專網(wǎng)市場(chǎng)的需求。設(shè)備系統(tǒng)小型化之后，ZXPCS系統(tǒng)可以為企事業(yè)單位、會(huì)展中心、金融中心、石化、冶金和醫(yī)療等集團(tuán)用戶提供無(wú)線用戶小交換機(jī)功能。系統(tǒng)可提供所覆蓋工作區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)服務(wù)，工作人員不必?fù)?dān)心離開(kāi)辦公桌而無(wú)法接聽(tīng)電話。無(wú)線用戶小交換機(jī)安裝方便，免除了布線工程的投資，工作地點(diǎn)改變無(wú)需更改分機(jī)號(hào)碼，因而也無(wú)需重新布線。

　  ZXPCS系統(tǒng)可提供豐富的業(yè)務(wù)，包括：
1、支持定位業(yè)務(wù)：位置服務(wù)（LBS--Location Based Service）又稱定位服務(wù)，是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)獲取移動(dòng)終端用戶的位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)），在電子地圖平臺(tái)的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)。在煤礦井下的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)的功能包含：
（1）通過(guò)基于GIS技術(shù)的地理信息實(shí)時(shí)顯示、查詢井下情況：確定任一時(shí)間井下或某個(gè)地點(diǎn)的人數(shù)，井下人員定位以及人員的名單，方便調(diào)度中心可快速正確的電話聯(lián)系該人員，這實(shí)質(zhì)上也實(shí)現(xiàn)了利用定位業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)考勤管理的功能；確定每個(gè)人在井下任一時(shí)間的活動(dòng)軌跡；查詢有關(guān)人員在任一地點(diǎn)的到/離時(shí)間和總工作時(shí)間等等一系列信息，可以督促和落實(shí)重要巡查人員（如瓦斯檢測(cè)人員、溫度檢測(cè)人員、排風(fēng)人員等）是否按時(shí)、到點(diǎn)的進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測(cè)試和處理，從根本上盡量杜絕因人為因素而造成的相關(guān)事故；可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)共享，供多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)同時(shí)在不同地點(diǎn)查看；
（2）一旦發(fā)生各類事故，能立即查出有多少人遇險(xiǎn)，遇險(xiǎn)人員的所處位置和名單。
2、支持短消息業(yè)務(wù)：包括盲區(qū)呼業(yè)務(wù)、工單管理業(yè)務(wù)和井下設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和自動(dòng)控制業(yè)務(wù)：
（1）當(dāng)用戶關(guān)機(jī)或不在服務(wù)區(qū)時(shí)，未接來(lái)電號(hào)碼存儲(chǔ)在短消息中心。用戶重新位置更新時(shí)，未接來(lái)電號(hào)碼以短消息或語(yǔ)音的方式通知用戶；
（2）中興防爆PCS短信平臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)SMPP協(xié)議接口，可以和后臺(tái)的工單管理服務(wù)器通過(guò)SMPP協(xié)議連接，實(shí)現(xiàn)利用短信方式如群發(fā)功能實(shí)現(xiàn)工單發(fā)送、接收和確認(rèn)；
（3）利用短信實(shí)現(xiàn)部分井下設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)控和設(shè)備自動(dòng)控制。井下需要監(jiān)控和自動(dòng)控制的設(shè)備增加PHS無(wú)線接口，通過(guò)短信方式和短信中心連接，短信中心通過(guò)SMPP接口和后臺(tái)的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器以及控制臺(tái)連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時(shí)采集以及人工遠(yuǎn)程控制。
3、支持和固定電話捆綁：實(shí)現(xiàn)一號(hào)雙機(jī)，即廣域雙振鈴業(yè)務(wù)。
4、支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)：目前支持基于PIAFS協(xié)議的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可支持32kbps、64kbps的數(shù)據(jù)接入服務(wù)。
5、主叫號(hào)碼顯示
6、可視電話業(yè)務(wù)
7、特殊補(bǔ)充業(yè)務(wù)：遇忙呼叫轉(zhuǎn)移、無(wú)應(yīng)答呼叫轉(zhuǎn)移、無(wú)條件呼叫轉(zhuǎn)移、呼出限制、呼叫等待、呼叫保持等。
8、惡意呼叫
9、無(wú)線CENTRX（虛擬用戶交換機(jī)業(yè)務(wù)）
10、區(qū)域漫游限制：可以對(duì)地區(qū)級(jí)和PA級(jí)進(jìn)行限制漫游。
11、緊急呼叫業(yè)務(wù)
12、智能業(yè)務(wù)（預(yù)付費(fèi)、一號(hào)通、親情號(hào)碼、分時(shí)分區(qū)等）
13、有線無(wú)線一體化解決方案。
　  目前系統(tǒng)應(yīng)用的行業(yè)案例已有天津大港油田企業(yè)網(wǎng)、長(zhǎng)春一汽企業(yè)網(wǎng)、湖北十堰生產(chǎn)基地企業(yè)網(wǎng)等。

四、 方案優(yōu)勢(shì)
1、公司整體實(shí)力支撐：
　  中興通訊作為中國(guó)通信設(shè)備制造業(yè)的開(kāi)拓者、中國(guó)綜合性的電信設(shè)備及服務(wù)提供商和中國(guó)最大通信設(shè)備上市公司，擁有無(wú)線產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、終端產(chǎn)品三大產(chǎn)品系列，向全球用戶提供多種通信網(wǎng)綜合解決方案。另外，中興通訊在北京、上海、南京、深圳、西安、韓國(guó)、歐洲、美國(guó)設(shè)立的研發(fā)機(jī)構(gòu)，投入了大量高素質(zhì)的人才從事新產(chǎn)品的研發(fā)和新技術(shù)的研究，以強(qiáng)大的研發(fā)能力定制最符合客戶要求的產(chǎn)品，并能迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的商用化。

2、PCS產(chǎn)品廣泛商用，成熟可靠：
　  截至2006年2月，中興通訊的無(wú)線設(shè)備在全球的應(yīng)用已經(jīng)超過(guò)了1.5億線，PHS應(yīng)用超過(guò)4500萬(wàn)線，廣泛應(yīng)用于中國(guó)電信、網(wǎng)通等大運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，這足以說(shuō)明其商用的穩(wěn)定性。

3、綜合方案提供能力：
　  對(duì)于煤炭行業(yè)通信需求，中興通訊不僅可以提供成熟、穩(wěn)定的系統(tǒng)側(cè)設(shè)備，還可以提供豐富、靈活的各種終端手機(jī)產(chǎn)品，供用戶自由選擇；同時(shí)，中興通訊豐富、成熟的業(yè)務(wù)產(chǎn)品，也為煤炭企業(yè)的特殊業(yè)務(wù)定制了更多的可選擇性，更貼近用戶的需求。
　  可以說(shuō)，中興通訊是業(yè)界唯一一家完全以自主開(kāi)發(fā)的全系列產(chǎn)品組網(wǎng)的設(shè)備商，可以為煤炭企業(yè)提供一攬子的綜合解決方案。

4、為煤礦定制的專用安全產(chǎn)品：
　  中興PCS產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)國(guó)家煤炭安全MA認(rèn)證，中興通訊的防暴PCS系統(tǒng)滿足特殊行業(yè)中使用的安全要求，可以安全地服務(wù)于全國(guó)的煤炭企業(yè)井下無(wú)線通信系統(tǒng)建設(shè)。

5、強(qiáng)大售后保障體系：
　  中興通訊全球客戶支持中心采用7X24小時(shí)工作制全天候?yàn)榭蛻籼峁┲信d通訊設(shè)備售后技術(shù)支持和服務(wù)工作。中興通訊客戶支持中心擁有9個(gè)子中心、多個(gè)設(shè)立于研發(fā)基地的實(shí)驗(yàn)室，和一支訓(xùn)練有素的技術(shù)支持工程師團(tuán)隊(duì)遍布全國(guó)各地辦事處和研究所；擁有完善的技術(shù)問(wèn)題解決方案庫(kù)和先進(jìn)的模擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，能夠在全球范圍內(nèi)快速有效地調(diào)度和使用技術(shù)資源。針對(duì)PHS設(shè)備，中興通訊上海研究所有超過(guò)50人的售后服務(wù)專家團(tuán)隊(duì)，以及遍布全國(guó)25個(gè)省市辦事處的300多人現(xiàn)場(chǎng)支持工程師，能夠及時(shí)地為客戶提供技術(shù)支持和服務(wù)，保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。