目前，我國煤礦行業(yè)事故頻發(fā)，煤礦的安全生產(chǎn)已得到國家高度重視。國家安監(jiān)局已安排數(shù)十億資金專門用于坑道通信及信息化，國有各大煤礦的坑道通信和信息 化建設(shè)正在大力推進(jìn)。
應(yīng)用背景
目前，我國煤礦行業(yè)事故頻發(fā)，煤礦的安全生產(chǎn)已得到國家高度重視。國家安監(jiān)局已安排數(shù)十億資金專門用于坑道通信及信息化，國有各大煤礦的坑道通信和信息化建設(shè)正在大力推進(jìn)。煤礦安全事故不斷發(fā)生，主要原因是煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)信息手段落后，礦井的安全監(jiān)測、監(jiān)控體系不健全，采集數(shù)據(jù)困難。只有采用先進(jìn)的信息化技術(shù)和手段才是解決問題的有效途徑，信息 化是提高企業(yè)核心競爭力的有力手段。 SCDMA系統(tǒng)作為我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的無線通信系統(tǒng)，采用了智能 天線等世界領(lǐng)先的無線通信技術(shù)，是一套成熟商用化的無線通信系統(tǒng)，可同時提供語音，數(shù)據(jù)，多媒體一體的綜合接入業(yè)務(wù)，具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，建網(wǎng)速度快，容量大，覆蓋距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。基于上述原因，依托SCDMA的先進(jìn)技術(shù)，信威公司以DBS，ComSAG為設(shè)計平臺，根據(jù)坑道的特殊地理環(huán)境和電波傳播特性，專門為礦山等單位量身打造了坑道通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了井上，井下縱向調(diào)度，礦區(qū)內(nèi)、外通信等功能。
解決方案
1、 移動 語音業(yè)務(wù)
具有PBX的全部功能，集成移動 語音、VoIP等多種業(yè)務(wù)
具體功能：基本語音業(yè)務(wù);即時短消息業(yè)務(wù)，支持點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)短消息發(fā)送。
2、 指揮調(diào)度
地面監(jiān)控中心可隨時與所有攜帶終端的井下工作人員進(jìn)行通信。調(diào)度業(yè)務(wù)由ComServer外接調(diào)度模塊，或連接獨(dú)立的調(diào)度設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。
支持通信及管理兩大類功能。
通信功能：負(fù)責(zé)調(diào)度人員與被調(diào)度人員的通信聯(lián)系，傳送話音和數(shù)據(jù)指揮命令。主要包括單呼、組呼、動態(tài)重組、強(qiáng)插強(qiáng)拆、用戶多級優(yōu)先級設(shè)置、狀態(tài)顯示、調(diào)度監(jiān)聽、調(diào)度錄音功能、調(diào)度轉(zhuǎn)接、三方通話、呼叫等待、支持多個調(diào)度終端等功能。
管理功能：對系統(tǒng)管轄內(nèi)所有用戶分類，并對其所具有的權(quán)限和基本屬性進(jìn)行設(shè)置和管理。
3、 井下人員定位
由SCDMA系統(tǒng)的定位業(yè)務(wù)服務(wù)器和終端共同實(shí)現(xiàn)，提供較精確的終端定位業(yè)務(wù)。原理：終端周期性掃頻，將掃頻后形成的定位信息參數(shù)通過擴(kuò)展信令(或以短信方式)周期上報。定位業(yè)務(wù)服務(wù)器對上報的位置信息參數(shù)進(jìn)行計算，最終得到各終端的實(shí)時位置信息 。此外，通過SCDMA終端號碼判斷使用者的身份。
4、 井下安全監(jiān)控
井下監(jiān)控分站通過RS232/485接口與SCDMA無線數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，將監(jiān)控數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心。此外，緊急情況下系統(tǒng)可自動報警。
5、 視頻會議
寬帶SCDMA系統(tǒng)提供高帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用，終端總吞吐量達(dá)到3Mbps。提供視頻會議，VOD，視頻監(jiān)控等高帶寬的應(yīng)用。
煤炭通信SCDMA無線接入部分分為井下組網(wǎng)和地面組網(wǎng)系統(tǒng)組成，井下主要提供語音，數(shù)據(jù)采集，定位等業(yè)務(wù)。地面主要提供語音，寬帶數(shù)據(jù)(視頻會議，視頻監(jiān)控等)等業(yè)務(wù)。
無線接入部分通過專網(wǎng) 業(yè)務(wù)匯聚網(wǎng)關(guān)ComSAG與核心網(wǎng)系統(tǒng)相連，井下無線接入系統(tǒng)由終端、RFM和井下分布式基站DBT組網(wǎng)，地面采用終端、EBTS或地面分布式基站DBT、直放站等組網(wǎng)。
煤炭通信SCDMA核心網(wǎng)通過ComSAG與無線接入網(wǎng)相連，采用基于IP承載網(wǎng)絡(luò)的SIP協(xié)議，核心網(wǎng)由專網(wǎng) 交換機(jī)ComServer、各種業(yè)務(wù)服務(wù)器、網(wǎng)管系統(tǒng)等組成;ComServer提供基本的語音業(yè)務(wù)、PBX類補(bǔ)充業(yè)務(wù)、調(diào)度業(yè)務(wù)等。ComManager、GWF和SMC等網(wǎng)絡(luò)支撐模塊連接實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管功能、承載業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)及定位業(yè)務(wù)。地面上的寬帶SCDMA系統(tǒng)提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)如視頻監(jiān)控，視頻會議等。
井下分布式基站DBT增加中頻延伸技術(shù)解決無線信號的覆蓋問題。DBT和RFM間采用樹形結(jié)構(gòu)連接，一個DBT最多可支持30個RFM，兩個RFM間距300米左右，串聯(lián)的最遠(yuǎn)距離為3Km。
Ø ComSAG
ComSAG(專網(wǎng) 基站控制器)：企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部無線應(yīng)用部分與核心交換設(shè)備之間的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，下面可連接8個窄帶基站。
Ø SCDMA窄帶基站
支持700用戶容量(0.03Erl)，市區(qū)覆蓋半徑1~3公里，開闊地可達(dá)30公里。
Ø SCDMA寬帶基站
最大發(fā)射功率2W，采用8陣元智能 天線技術(shù);99.999%電信 級可靠性;板卡熱插拔設(shè)計;最大凈吞吐率：15Mbps@5MHz;支持固定和移動 寬帶數(shù)據(jù)接入;
通過以太網(wǎng)口接入IP網(wǎng);靈活的電源 選擇：支持DC-48V、DC24V、AC220V，適應(yīng)于不同的機(jī)房條件。
Ø 數(shù)據(jù)采集服務(wù)器
APP server是應(yīng)用服務(wù)器，提供各種承載業(yè)務(wù)應(yīng)用。其硬件實(shí)體是服務(wù)器，加載應(yīng)用軟件。在油田數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，APP server對應(yīng)油田后臺的采集監(jiān)控系統(tǒng)。
Ø GWF
GWF相當(dāng)于一個網(wǎng)關(guān)，其功能是處理呼叫請求，管理數(shù)據(jù)路由和傳輸?shù)�。其硬件�?shí)體是一個IBM 服務(wù)器，軟件是GWF軟件。其技術(shù)指標(biāo)隨著硬件指標(biāo)不同也不同。
Ø OSS系統(tǒng)
OSS系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的運(yùn)營支撐系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)管理，HLR，燒錄中心等功能模塊。
Ø 軟交換
信威公司可提供軟交換設(shè)備，也可延用原來的軟交換設(shè)備。
Ø SCDMA終端
Ø 地上地下通信一體化
地面調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)與井下各環(huán)節(jié)通信
井下各環(huán)節(jié)之間通信
地上各部門之間通信
Ø 寬帶窄帶通信一體化
超大容量的語音
穩(wěn)定可靠的窄帶數(shù)據(jù)
低成本的寬帶數(shù)據(jù)
Ø 計算機(jī)網(wǎng)和通信網(wǎng)一體化
全I(xiàn)P架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的IP接口即可與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連
Ø 通信、監(jiān)控、定位、辦公一體化
一張統(tǒng)一的SCDMA綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)煤礦通信指揮調(diào)度、井上/井下安全監(jiān)控、井下人員定位、以及移動 辦公等各種業(yè)務(wù)
煤炭生產(chǎn)主要在地下作業(yè)，存在工作環(huán)境惡劣(工作區(qū)域狹小，地形不確定，照明差，潮濕，有腐蝕性)，不安全因素多(主要有水，火，瓦斯，頂板等事故的威脅)，人員、設(shè)備流動性大等諸多特殊的因素。從生產(chǎn)作業(yè)流程上看，在井下還具有多工種聯(lián)合流水作業(yè)的特點(diǎn)，這種作業(yè)經(jīng)常性的有很多重型設(shè)備參與其中，設(shè)備之間的運(yùn)輸、安裝、調(diào)試配合要求很高，信息 傳輸必須及時、準(zhǔn)確。同時，煤礦地面的管理部門、生產(chǎn)輔助環(huán)節(jié)又具備地面工廠生產(chǎn)的一切特點(diǎn)。所以井下通信網(wǎng)必須既滿足井下的安全、生產(chǎn)的需求，又要滿足地面生產(chǎn)、指揮、管理以及人們生活等各方面的需求。
某煤炭需求如下：
1、對煤礦地面工作區(qū)進(jìn)行無線覆蓋，
2、覆蓋面積為半徑1.5公里左右的區(qū)域，
3、已初步確定基站位置，天饋系統(tǒng)距離基站機(jī)房約70米，
4、需100部移動 終端。
本期工程擬用一套增強(qiáng)型基站BTS2000對半徑為1.5公里左右的區(qū)域進(jìn)行覆蓋，網(wǎng)絡(luò)中提供100部移動 終端供客戶使用。此外，需要建設(shè)專網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)ComSAG，專網(wǎng)交換平臺ComServer，專網(wǎng) 管理支撐系統(tǒng)ComManager各一套。
增強(qiáng)型基站BTS2000用E1通過Sabis協(xié)議與專網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)ComSAG連接，專網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)ComSAG向上提供100M以太網(wǎng)口，通過TCP/IP協(xié)議與管理支撐系統(tǒng)ComManager連接，通過SIP協(xié)議與專網(wǎng) 交換平臺ComServer連接。
與公網(wǎng)互通時，專網(wǎng) 交換平臺ComServer通過標(biāo)準(zhǔn)的SS7與PSTN網(wǎng)連接，通過標(biāo)準(zhǔn)的SIP協(xié)議與NGN連接。
而井下用兩套分布式基站DBT、若干RFM組網(wǎng)。
DBT和RFM間采用樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，兩個RFM間距500~1000m左右。
技術(shù)構(gòu)架
