無線通信技術(shù)在煤礦的發(fā)展

1、無線通信技術(shù)在煤礦的開展 無線通信技術(shù)在煤礦的開展 煤礦井下通信系統(tǒng)是礦井平安防護(hù)及生產(chǎn)調(diào)度必不可少的設(shè)施，是礦井信息化和平安生產(chǎn)管理的重要組成局部。將無線通信系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于煤礦企業(yè)，提高井下無線通信水平，加快井下通信開展步伐，為煤礦平安生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、提高企業(yè)的管理水平搭建起有效的信息平臺，成為煤礦無線通信開展的重要任務(wù)。 由于井下環(huán)境差，巷道分布多，干擾信號源多，對無線的開展障礙比擬大，早期我國井下通信主要為有線方式。隨著無線通信技術(shù)的日新月異，煤礦井下無線通信技術(shù)也得到了迅速開展。煤礦無線通信主要有以下方式： 1 超低頻透地通信 超低頻透地通信系統(tǒng)是以大地為電磁波傳播媒介、無線電波穿

2、透大地的無線電通信方式。主要產(chǎn)品是澳大利亞開發(fā)的PED 井下無線通信與急救系統(tǒng)，90年代進(jìn)入我國煤炭領(lǐng)域。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于井下急救，即在緊急情況發(fā)生、其它通信方式完全中斷時，通過PED系統(tǒng)發(fā)射系統(tǒng)，使其超低頻信號穿透巖層到達(dá)井下任何位置，迅速有效地與井下人員通信。該系統(tǒng)可靠性高，但缺點是信道容量小，不能用于語音等需要較大信道容量的通信，只能用于傳呼、簡單遙控等，而且電磁干擾大，特別是50 Hz工頻干擾對特低頻透地通信干擾嚴(yán)重。另外，透地通信系統(tǒng)需要在地面架設(shè)長達(dá)數(shù)千米的天線，限制了該方法的應(yīng)用。 2 中頻感應(yīng)通信 中頻感應(yīng)通信系統(tǒng)借助專用感應(yīng)線，利用無線電波感應(yīng)場引導(dǎo)電磁波傳輸，頻率選擇在中低

3、頻。主要產(chǎn)品是南非的RB2000，90年代末進(jìn)入我國煤炭領(lǐng)域。該系統(tǒng)投資費(fèi)用低，小范圍內(nèi)信道穩(wěn)定，設(shè)備攜帶方便，采用中低頻感應(yīng)操作，可在井下惡劣環(huán)境中鎖定最正確的通信波段，輸出高強(qiáng)度信號；系統(tǒng)采用導(dǎo)頻抑噪技術(shù)，在噪音較高的電磁環(huán)境中使用且通話效果十分清晰。但缺點是靠近感應(yīng)體通信效果好，稍遠(yuǎn)離感應(yīng)體信道不穩(wěn)定，感應(yīng)通信受受巷道內(nèi)導(dǎo)體影響較大，信道性能不穩(wěn)定，通信距離一般不大于2m，信道容量小，電磁干擾強(qiáng)。 3 漏泄通信 漏泄通信系統(tǒng)利用漏泄電纜的漏泄原理實現(xiàn)礦井無線電通信，系統(tǒng)采用超高頻進(jìn)行無線通信。漏泄通信主要應(yīng)用于90年代，主要產(chǎn)品為加拿大的FLEXCOM。該系統(tǒng)具有信道較穩(wěn)定、電磁干擾較小

4、等優(yōu)點。但缺點是漏泄電纜上每隔350 m需加1個中繼器，使系統(tǒng)的可靠性變差，任一中繼器和電纜故障將會造成該中繼器以下的局部系統(tǒng)癱瘓。并且隨著中繼器的增加，噪音易累加，信號容易失真。系統(tǒng)的各個通道指定用于固定的設(shè)備，信道利用率不高。 4 PHS通信 PHS又名無線市話PAS，它基于成熟的城市無線PHS小靈通技術(shù)之上，采用微蜂窩技術(shù)，利用定向天線及全向天線，以無線方式接入固定 網(wǎng)，依托固定 網(wǎng)提供通信效勞。礦井PHS通信系統(tǒng)由基站控制器、基站、局端設(shè)備、本安型 、網(wǎng)管計算機(jī)等組成。PHS通信系統(tǒng)從2003年進(jìn)入煤炭領(lǐng)域，主要用于煤礦井上、井下語音通信及人員定位，具有安裝簡單，維護(hù)本錢低，通話質(zhì)量好

5、的優(yōu)點。但其無線信號的發(fā)射和接收受基站無線信號的傳輸距離及井下巷道狀況的限制。隨著公網(wǎng)小靈通的退市，PHS通信系統(tǒng)的開展已停滯。 5 CDMA通信 礦用CDMA大靈通通信系統(tǒng)是基于地面成熟的CDMA技術(shù)的產(chǎn)品，它屬于大蜂窩通信體制，采用定向天線、全向天線及泄漏電纜3種井下覆蓋方式，主要由地面機(jī)柜、基站控制器、基站、無線耦合器、無線功分器、漏泄電纜、本安 等組成。礦用CDMA大靈通通信系統(tǒng)從2021年進(jìn)入煤炭領(lǐng)域，系統(tǒng)單基站業(yè)務(wù)信道多、語音通話質(zhì)量好、組網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格、移動切換呼通率高，具有信號穩(wěn)定，移動性好，抗干擾能力強(qiáng)，支持無線高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，對巷道狀況要求低等優(yōu)點。但缺點是系統(tǒng)占用設(shè)備較

6、多，安裝、維護(hù)繁瑣，造假較高，但是它存在著功能單一、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化差、抗災(zāi)變能力差的缺點。 6 WIFI通信 礦用WIFI無線通信系統(tǒng)采用無線微蜂窩覆蓋技術(shù)和WIFI移動通信技術(shù)，實現(xiàn)了基于千兆環(huán)網(wǎng)的定位、語音通信及監(jiān)測信息的無線綜合傳輸。該系統(tǒng)由IP PBX軟交換設(shè)備、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、礦用無線通信基站、WIFI 、直流穩(wěn)壓電源組成。WIFI無線通信系統(tǒng)采用集中式管理，分布式組網(wǎng)架構(gòu)，造價低，具有強(qiáng)大的移動性，能夠適應(yīng)各類調(diào)度終端，語音系統(tǒng)容量大，可以實現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。但其缺點是WIFI 跨基站斷話和大規(guī)模組網(wǎng)能力差，多用戶同時通話時語音嚴(yán)重滯后，甚至影響呼叫，語音傳輸技術(shù)采用有損壓縮算法，通話質(zhì)

7、量失真，快速移動通信時會嚴(yán)重影響通信距離。所以，該技術(shù)作為礦井無線通信與生產(chǎn)調(diào)度應(yīng)用，其市場狹窄。但由于WIFI具有寬帶數(shù)據(jù)接入和以太網(wǎng)傳輸?shù)膹?qiáng)大功能，因此，把它作為煤礦綜合自動化監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸、光纖環(huán)網(wǎng)對接和多網(wǎng)合一的網(wǎng)關(guān)設(shè)備應(yīng)用，是較好的寬帶數(shù)據(jù)通訊解決方案，是當(dāng)前煤礦無線通信的主流技術(shù)。 7 XGP新一代PHS XGP是全球第四代移動通信的技術(shù)平臺之一，XGP技術(shù)綜合了傳統(tǒng)礦井小靈通移動語音組網(wǎng)通信質(zhì)量好和WIFI寬帶數(shù)據(jù)接入傳輸能力強(qiáng)的優(yōu)勢，實現(xiàn)了語音視頻數(shù)據(jù)的并網(wǎng)傳輸。XGP系統(tǒng)中的基站、基站控制器和移動交換機(jī)全部依賴以太網(wǎng)平臺傳輸，可直接與井下光纖環(huán)網(wǎng)無縫對接，實現(xiàn)了全網(wǎng)一體化統(tǒng)一通

8、信，組網(wǎng)能力強(qiáng)，語音通話質(zhì)量好，支持 主動精確定位，定位精度可達(dá)20米。XGP技術(shù)最大的亮點是國內(nèi)首創(chuàng)支持基于 平臺操作的移動指揮調(diào)度，是真正意義上的移動生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。從礦井無線通訊技術(shù)與市場長期開展演變的角度看，XGP無論從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)性、開放性、繼承性，產(chǎn)品成熟性、可靠性、實用性等方面綜合分析，應(yīng)成為時下煤礦無線通信領(lǐng)域的最主流解決方案選擇。 總之，當(dāng)前煤礦無線通信系統(tǒng)根本能滿足礦井無線通信的要求，但是，隨著煤礦生產(chǎn)自動化和信息化程度的提高，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)和語音通信，必將不能滿足煤礦平安生產(chǎn)和無線可視多媒體效勞的需要。這就需要采用全新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及全新的無線傳輸理論與技術(shù)，構(gòu)建礦井寬帶化綜合通信系統(tǒng)，實現(xiàn)井下各種有線和無線監(jiān)視、監(jiān)測、語音信息的傳輸。 參考文獻(xiàn)： 【1】程德強(qiáng)，劉偉，錢建生.礦井無線通信