1、井下小灵通系统在矿山应用摘 要随着信息化技术和能源行业的高速发展，煤矿行业的信息化需求日益旺盛。为了实现煤矿行业安全、通讯管理、生产组织等方面的实际需求。南山煤矿采用了 KT101 井下无线通讯调度系统，以解决煤矿井下人员的移动通信及人员的准时定位问题。改变目前井下通信手段落后，生产调度指挥不及时的局面。 关键词基站 话务量 干扰 小灵通 手机 通讯终端 网络 中图分类号：V243.1；TN972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0243-01 前言 KT101 井下无线通讯调度系统采用微蜂窝结构组网，语音编码为32Kbps ADPCM 方式的数字无线信道编码和数
2、字传输体制使系统具有极强的抗干扰特性，提供了与有线接入相同话质和可靠性的无线业务。KT101井下无线通讯调度系统具有组网灵活、投资省、见效快等优势。提高了安全生产效率以及确保了突发事故的应急能力。 一、概述 1.1 系统概述 KT101 矿用无线通信系统采用微蜂窝结构组网，充分利用现有交换机和传输设备资源。语音编码为 32Kbps ADPCM 方式的数字无线信道编码和数字传输体制使系统具有极强的抗干扰特性，提供了与有线接入相同话质和可靠性的无线业务。 1.2 系统组成 KT101 矿用调度无线通信系统由 KT103 矿用隔爆型基站控制器、KTW106A 矿用隔爆型基站、KTW105、KTW10
3、5A 矿用本安手机、KLT101 矿用隔爆型中继器、KTG105 矿用隔爆型光端机、网管及定位跟踪服务器及定位跟踪操作终端等单元组成。该无线系统通过中心控制器采用 E1 数字中继与交换机或调度机组网。ECM2000 组网适用于企业中型企业、煤矿、矿区等的无线通讯系统组网。 ECM2000 核心价值在于 VoIP、PHS 业务的无缝融合，支持复杂网络环境下的多点平滑组网，支持不同制式下的漫游和切换，同时支持上行PRI、SS7、SIP 等多种接入方式。ECM2000 面向企业提供了一个灵活开放的平台，帮助他们即插即用地实时组建所需的网络。 1.2.1 矿用基站控制器 负责无线通信网络与矿井交换调度
4、主机的连接。KT101 系统通过局端接入设备，将调度交换机的信号传递到 KT101 系统覆盖的服务区。与调度交换机的连接采用 PRI 接口。 1.2.2 矿用基站 专为井下使用设计的基站，具有防爆防尘功能，可安装在室内、室外、井下，通过双绞线电缆与基站控制器，由基站控制器直接馈电，而无需本地供电。在井下使用时，应选用线径大于 0.5 毫米的阻燃通信电缆与基站控制器连接，其有效传输距离可以达到 3 公里。 基站的无线接口有四个时分接入信道。它具有时分多址/时分双工（四信道 TDMA-TDD） ，可提供一个控制信道和三个业务信道。RCRSTD-28空中接口并不特别要求控制信道时隙定位，因此，该系统
5、允许将四个时隙中的任一个定义为控制时隙。由于具有动态信道分配的功能，系统无论何时都可通过增加的数目来实现扩容，而无须涉及复杂的频率规划。 井下使用时，可选用产品为 KTW106A（约为 20 公斤） 井上使用时，可选用产品为 ECS-A3 的 40mW 室内、室外型基站或型号为 ECS-M7 的 500mW 室外基站。 1.2.3 矿用中继器 KLT101 矿用隔爆型中继器是专门针对 KT101 系统设计的线路延伸器，可将基站拉得更远，实现对部分特殊区域的覆盖，例如井下巷道、公路或隧道，使得 KT101 系统的无线覆盖更加灵活。 1.2.4 矿用光端机 KTG105 矿用隔爆型矿用光端机是一种
6、新型的、高性能的多业务传输设备，可以同时提供数据、图像等多业务传输，可以进行远程管理，实现网管功能（故障监控及业务管理） 。设备具有完善的告警功能和环回测试功能，整机工作性能可靠、稳定，易于安装、维护方便。本设备适用于煤矿专网。本设备可以同时承载 2M、LAN、低速异步数据和各类语音等业务。 KTG105 矿用隔爆型光端机通过光纤承载 2M、LAN、各类语音等业务，增加覆盖范围。矿用隔爆光端机为落地式设备，有防爆箱，安装十分方便，可以直接摆放适当的位置上，但必须确保是平放。 1.2.5 终端设备 KTW105A 矿用本安手机 无线手机为用户提供一系列的移动服务功能，在服务区覆盖范围内，用户可以
7、在移动过程中持续呼叫。手机发射功率为 10mW，对人体及设备无辐射。 1.2.6 其他通信连接设备 1）矿用阻燃电缆、光缆 2）电缆接线盒、光缆接线盒、电缆挂钩 二.空中接口基本特性 空中接口也就是无线接口，而我国家相关规定无线市话系统工作 1.9频段，它指定的范围是 1.900-1.915GHz。其中每个信号载频的宽度是300KHz，可以提供 4 个用户完成双工通信。为了有效利用空中接口的信道资源，小灵通手机的话音采用了 32Kbps 的 ADPCM 编码方式。在无线市话系统中，小灵通手机的发射功率是 10mW，基站的发射功率在 10mW-500mW 之间。 三.同步的必要性 在 ECM20
8、00 系统中，每 20 个单帧构成一个复帧。在控制载频的100ms 的复帧周期里，下行链路共有 4？20=80 个时隙，每个基站只发送一次下行控制时隙。 理论上可分配给 80 个 CS 作为各自的控制时隙。对任一个基站（组）都要有一个控制信道用于控制手机接入基站，控制信道所占用的时隙对称为物理控制时隙 （其余为物理通信时隙） 。由于在一个系统中只有一个载频（即控制载频）用于控制信道，如果仍按照单帧为单位进行收发重复，则可用的控制信道资源只有四个，基站发送控制信道信号的间隔必需延长，以增加可用的资源数；在公网中，这个时间间隔是 100ms（即 20 个单帧） 。手机发送至基站的上行控制信号则可以
9、在任一个上行物理控制时隙中发送。 四.音质清晰 小灵通语音通信采用 32kbit/sADPCM 编码技术，该技术是传统64kbit/sPCM 编码技术的改进，数据量降低为传统 PCM 的 1/2，效果却不相上下。因此，小灵通的音质与固定电话没有多大区别，甚至还要比其他 2G 移动通信终端要好。 五.功能完备 除具备现有固定电话基本的通话功能外，还可以提供多种功能与服务，如来电显示、短信息、呼叫转移、中高速上网等。 六.井下小灵通系统与井下电话比较 第一、组网灵活简单可以重复使用，为企业降低生产成本，提高了安全生产效率以及确保了突发事故的应急能力。为此，降低突发事故率，为职工井下工作有了安全的保
10、证。 第二、在基站覆盖范围内可以随时通信，而井下电话只能在固定地点拨打电话，一旦突发事故不能与调度及时联系，浪费了宝贵的生命时间。以解决了矿山目前井下通讯手段落后，生产调度不及时，提高了安全生产效率以及确保了突发事故的应急能力。 结论 通过比较，该系统实现了矿井管理的信息化、综合化、智能化以及确保安全生产，也改变了目前井下通讯手段单一落后，生产调度指挥不及时的局面。为矿提高安全生产效率，大大降低事故率。是一项长远的效益工程。为我矿乃至其他各矿今后通讯系统树立了典范。 作者简介 吴杰鸣（1985） ，男，2008 年毕业于黑龙江信息技术职业学院，专科学历，助理工程师，现工作于龙煤鹤岗矿业公司南山煤矿。
