煤炭行業運用McWiLL寬帶無線通信論文
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1主要功能
1．1基于無線的工業化調度和應急通訊
通過礦用mcwill無線通信系統不僅可實現工業生產的調度管理、無線語音通話和集群調度管理業務，還可以進一步提高礦井應急指揮通訊的靈活性和時效性。
1．2視頻監控
基于礦用McWiLL無線通信系統，不僅可以脫離物理連接的束縛，實現礦井上、下各處的視頻監控，還可以滿足對實時移動視頻監控和一些邊緣、死角區域的視頻監控要求。
1．3人員定位
礦用McWiLL無線通信系統可以非常輕松的實現手機和人員定位卡的實時定位、跟蹤和軌跡再現，滿足調度中心對于全礦井人員定位的要求。
1．4自動化數據
通過礦用McWiLL無線通道和數據終端，可實現礦井機電設備的遠程數據讀取和自動化控制，更進一步的加快了煤礦的工業自動化進程。
1．5環境監測
礦用McWiLL無線通信系統還具有移動監測瓦斯的功能，補充和完善了現有的瓦斯監測系統。
2礦用McWiLL無線通訊系統網絡結構
總體網絡可分解為核心網絡設備、基站設備、終端設備，通過傳輸層構建組成，如圖1所示。
2．1傳輸層
利用已經建設的IP數據網絡作為礦用Mc-WiLL系統網絡骨干傳輸鏈路，構建基于IP網絡的語音、數據等綜合業務平臺;通過部署礦用Mc-WiLL基站進行構建，基站間傳輸利用工業以太網構建的自愈光纖環網，系統終端采用無線方式與礦用McWiLL基站進行通訊;根據煤礦的實際網絡現狀，也可采用已有的其他鏈型、網狀、樹形或星型以太網架構進行傳輸。
2．2核心網絡設備
核心網絡設備包括業務接入控制器和各個子系統平臺。業務接入控制器負責管理、維護終端設備和基站設備，通過設置用戶使用權限，控制和管理用戶可以使用的業務，包括業務的存儲、登記、變更等，并根據以上這些業務信息對用戶所使用的業務進行管理，業務接入網關與基站之間通過的IP專網進行交換和溝通。各個子系統平臺包括系統網絡管理平臺、視頻監控平臺、觸屏式調度平臺、人員定位平臺和工業自動化平臺等。業務接入控制器可通過IP網絡與原有的程控交換機連接，實現有線和無線語音的互聯互通，業務接入控制器還可通過IP網絡與運營商提供的語音和數據接口對通，實現廣域網連接和PSTN語音接入。
2．3基站設備
基站設備包括地面型McWiLL基站設備和井下礦用隔爆兼本安型McWiLL無線基站。地面性McWiLL基站設備與地面工業以太網交換機連接，實現地面無線信號的覆蓋;井下礦用隔爆兼本安型McWiLL無線基站提供以太網光\電接口，連接井下隔爆兼本安型工業以太網交換機，實現井下無線信號的覆蓋;基站完成網管流和業務流的分離主要是通過VLAN標簽，這樣更便于業務的控制和管理，有效地保證系統的安全性和可靠性。對于終端設備產生的各種數據、影像和定位信息等一系列服務，基于McWiLL網絡建立終端設備與基站之間的無線透明連接，將各種業務無線透明傳輸至IP有線網絡;終端的語音業務和集群調度業務，經由基站和業務接入控制器后完成用戶所需接續和呼叫控制功能。
2．4終端設備
礦用McWiLL無線通訊系統可為礦井提供多種類型的終端接入，工業級本安型集群手持終端，可實現集群調度和移動語音業務。工業級本安型智能PDA多媒體集群手持終端，可實現移動語音業務和多媒體集群調度業務，并可在終端上實現各類移動信息化的應用。礦用工業級本安型數據終端提供RJ45以太網接口和RS232接口實現數據和視頻接入;可實現各類功能和應用，與核心網絡設備中的相關業務平臺進行數據交互。
3礦用McWiLL無線系統的優勢
3．1可同時實現井上和井下的無線覆蓋
礦用McWiLL系統有專用頻段(1800MHz)，與運營商的頻段完全錯開，可同時實現井上和井下的無線覆蓋。同類各種方案中，僅有McWiLL和WiFi可實現井上覆蓋，其余方案均涉及和運營商頻段重疊而不能實現井上覆蓋。
3．2超長的覆蓋距離
礦用McWiLL基站可采用較大額定功率的隔爆兼本安型礦用設備，在巷道中單臺基站可實現半徑800m，長度1．5km的無線信號覆蓋。在井上工作在1800MHz頻段的礦用McWiLL基站最大覆蓋半徑可達到15km。同時，礦用McWiLL的利用空間波束賦形智能天線技術，可大大的提高鏈路預算，從而保證較大的覆蓋范圍。礦用Mc-WiLL方案的覆蓋范圍更遠、更大，意味著在同樣的巷道長度或覆蓋面積下，需要的基站數量遠遠小于其他方案，從而有效地節省了投資成本，并降低了工程難度。
3．3一體化的多業務綜合接入
礦用McWiLL系統綜合了數據和語音的優勢，可以通過一個系統承載多種綜合業務，成為真正寬窄帶一體化的多業務綜合接入平臺，為煤炭行業綜合信息化平臺的建設奠定基礎;針對煤炭行業的需求，礦用McWiLL系統可以實現語音、數據等基本業務，也可以承載應急調度、環境監測、人員定位、視頻監控等多種業務，真正實現了多業務綜合接入平臺。
3．4穩定高質量的語音通話和真正的集群調度功能
基于空中接口的高品質的語音通話質量，可媲美有線通話。大大優于完全基于VOIP的WiFi方案。同時，礦用McWiLL寬帶多媒體集群系統基于空中接口的下行共享信道實現語音組呼功能，組呼呼叫時延和容量等性能指標均符合集群調度應用要求，支持動態重組、話權搶占、遲后進入、優先級呼叫、強插強拆等傳統集群功能，支持無線虛擬專網，通過圖形化調度臺可實現用戶狀態的實時呈現、錄音監聽、視頻轉分發等指揮調度功能;完整的集群調度功能，可以促進煤礦的生產管理更加高效流暢。
3．5利用工業以太網交換機的光纖環網實現基站傳輸
礦用McWiLL系統可利用煤礦原有的工業以太網交換機架構的光纖環網實現井下基站的數據傳輸;一方面節省了光纖投資和施工難度;另一方面，可利用光纖環網的自愈特性，實現傳輸線路的高可靠性;這一方面，明顯優于TD－SCD-MA系統目前采用的BBU+RRU自建光纜的架設結構。
3．6高數據帶寬
礦用McWiLL系統承繼了McWiLL無線接入系統的高數據吞吐量的優勢。礦用McWiLL寬帶系統單基站提供15Mbps的凈吞吐量。同時，可根據實際業務需求實現上下行帶寬的靈活調配;這方面大大優于采用公網3G通訊制式的方案。此類公網制式，本身數據帶寬較小、上下行帶寬不對稱，導致上行帶寬很小，不能滿足專用網絡對于上行帶寬的高帶寬要求。礦用McWiLL系統的這一特性，決定了其真正可以在煤礦應用中承載視頻、數據采集等高帶寬應用。
4結論
礦用McWiLL系統具有可靠的鑒定法則和加密方法，礦用McWiLL系統被盜用的成本極其之高。因為具有充足的信道資源，為礦用McWiLL為無線通信提供了豐富、可靠的編碼保護，保證指令的正確及時傳輸。系統的安全性主要在終端設備鑒權接入、空中接口安全可靠、用戶獨享安全通道等方面得到體現。面向終端的帶寬管理主要是通過空中接口來完成，可針對不同等級的用戶提供相應的帶寬和功能;礦用McWiLL無線通訊系統支持基于業務類型的優先權設置，根據高優先級包、低優先級包、實時包采用不同的優先級。McWiLL寬帶無線通訊系統已經應用在電力、油田等諸多行業和領域，高效地解決了這些行業的視頻監控、無線數據傳輸、應急通信、移動通信等多方面的需求，得到了相關行業的一致認可。礦用McWiLL寬帶無線通信系統應用到煤炭行業中不僅提高行業生產效率，而且使不同行業的信息化、生產自動化以及辦公自動化水平也得到相應的提高。礦用McWiLL寬帶無線通訊系統正以其先進的技術優勢和良好的產品性能更好地服務于煤炭企業。
作者：魏紅軍 單位：河南能源大有股份有限公司