KT15 矿用无线通讯系统

1、大唐电信科技股份有限公司大唐电信科技股份有限公司 目 录 directory 1 1 4 4 3 3 方案介绍方案介绍 2 2 wifi-kt15系统概述 kt15矿用无线调度通讯系统是基于wifi制式的无线通信系统，该系统 的主要功能是实现煤矿井下特殊工作环境中的无线通信，并可以和公网实现 连接。kt15矿用无线通讯系统是基于工业以太网的井下无线通讯系统，以光 纤有线网络(kjj136矿用隔爆兼本质安全型网络交换机)为骨干，以无线网络 (kt15-f矿用本质安全型基站)为延伸，在井下设立若干基站，通过无线局域 网络覆盖井下巷道。使用wifi手机(kt15-s1矿用本质安全安型手机)来实现 井

2、下人员的无线通讯功能。系统在基本无线语音业务的基础上，还提供交换 机所能提供的一些补充业务功能，统一编号方案极大方便了有分支机构的企 业号码的统一管理。并可以实现对有线无线的一体调度功能。由于系统设计 的技术成熟、设备先进，并满足“煤安”要求，是目前最适合煤矿井下的无 线通信系统。系统设备具有防爆认证，终端及无线基站均为本质安全型，适 合煤矿井下使用。 煤炭行业的现状煤炭行业的现状 随着煤矿现代化水平的不断提高，信息化矿井的不断 完善，通讯装备的配置越来越引起人们的关注，原有 的通讯设施越来越满足不了工业生产的需求，于是各 种各样的通信方式成为人们关注的焦点，更高更新的 通讯技术成为人们竞相追

3、逐的目标。 安全生产，以人为本；生产调度，效率为本；安全生产，以人为本；生产调度，效率为本； 实施救援，快捷为本；实时监控，通讯为本；实施救援，快捷为本；实时监控，通讯为本； 由此可见，通信技术成为矿井信息化建设的重中之重 。 煤炭行业通信系统背景煤炭行业通信系统背景 我公司井下小灵通在煤矿领域已经销售并运行5年以上，相 应的产品目前运行稳定，实现了井下无线通讯，调度通讯等业 务，是目前各个煤矿应用的主流语音通信系统。但是随着时间 的推进，小灵通这种传统的煤矿无线通讯手段受到了以下冲击 和影响： 1. 工信部已经正式下文，小灵通在3年内退市，清频。由于其 退网而造成的影响，煤矿井下通信系统需要

4、采用新的通讯 形式更新。 2. 综合化信息系统的建设要求以语音通信为基础，融合包括 定位系统在内的多种增值业务系统于一身的高度集成化的 信息系统，在这方面，小灵通通讯系统其组网和各类其他 信息系统在网络结构上无法复用及共用。 煤炭行业通信系统背景煤炭行业通信系统背景 根据我们前期深入的调研、测试、多方面比较等工作，最 终我们在矿用无线通信系统中采用基于wifi的无线通信技术作 为我们产品使用的技术。 wireless fidelity为ieee定义的一个无线网络通信的工业 标准(ieee802.11)。 wi-fi第一个版本发表于1997年，其中定 义了介质访问接入控制层（mac层）和物理层。

5、物理层定义了 工作在2.4ghz的ism频段上的两种无线调频方式和一种红外传 输的方式，总数据传输速率设计为2mbits。两个设备之间的通 信可以自由直接(ad hoc)的方式进行，也可以在基站(base station, bs)或者访问点（access point，ap）的协调下进行。 煤炭行业通信系统背景煤炭行业通信系统背景 wifi技术在语音通话方面的几点技术突破 语音质量方面语音质量方面 语音芯片采用g.711及g.729语音压缩编码方式，在语音音频的 保真方面取得了很大的进步。支持最新的rfc3261 sip通讯协 议，在接续的稳定性以及交互性等方面也得到了大大的提升。 切换漫游方面

6、切换漫游方面 在 瘦ap + ac这种组网的模式下，在不同的ap直接切换响应时 间小于50ms，基本没有通话中断的感觉 手机电池续航能力方面手机电池续航能力方面 目前的主流wifi手机基本能够达到待机时间 50小时 ，连续 通话时长 4小时。 wifi无线通信系统实现目标无线通信系统实现目标 1. 通过wifi无线网络连通各煤矿及井下，集成基于 tcp/ip 技术的本安手机，解决了每个煤矿的语音通 讯服务、人员语音调度服务，可以完全替代现有的 各种类型的井下语音通讯系统。 2. 通过提供骨干光纤网络、末端无线接入的方式，建 立起矿井环境的综合网络系统，适应未来多重业务 应用的扩展需求。 wif

7、i无线通信系统实现目标无线通信系统实现目标 3 提供各类有线、无线接口，可以接入人员定位系 统、基于网络的人员与设备管理系统、安全生产监控 系统等一系列的增值服务。 4. 提供无线接口，可以接入矿用无线摄像机，使得井 下视频监控点具备更强的移动性，同时，可以实现我 公司矿用井下救援系统移动视频的接入。 wifi无线通信系统实现目标无线通信系统实现目标 wifi无线通信系统实现目标无线通信系统实现目标 基于上面所描述目前井下通讯行业的问题，我们的井下 wifi无线应用解决方案提供如下应用： 实现井下人员之间的无线通信、井上对井下的语音调度以及 井下对井上的信息反馈 通过无线网络连通各煤矿，集成基

8、于sip 技术的本安手机，同 时解决每个煤矿的语音通讯服务、人员定位服务、人员与设备 管理等一系列的增值服务。 井下wlan网络和井上矿务局局域网互联，为日后井下多种增 值业务提供网络支持，如井下语音广播业务等。 目 录 directory 1 1 4 4 3 3 方案介绍方案介绍 2 2 设备说明设备说明 系统架构 井下井下 集团多级调度方案 ecsc cscs phs a区矿井 sp30-avs 集团调度台 ecm2000 a区调度台 sp30-avs 集团调度台 集团总部 调度中心 a区调度中心 1+1 双机热备 sp30-avs ecsc cscs phs b区矿井 ecm2000 b

9、区调度台 b区调度中心 sp30-avs 多级调度 l 总部调度台可调 度全网用户，包 括各分部调度台。 l 分部调度台可进 行权限设置，建 设全网多级调度 系统。 二级调度网二级调度网 一级调度网一级调度网 基站胖瘦ap自动转换 胖胖ap：是指所有的网络数据处理与控制 能力由自身来控制的传统ap,其终端接入， 鉴权认证由ap自己处理。 瘦瘦ap：架构是指无线体系中的集中式体 系架构中的集中式体系，所有的网络数 据处理与控制能力放置 在无线控制器 (ac)上，将ap集中，统一由无线控制器 进行管理。 其终端接入,鉴权认证由ac 来完成。 由于终端接入鉴权过程时间较长，由于终端接入鉴权过程时间较

10、长， 因此胖因此胖ap下终端在漫游过程中容易下终端在漫游过程中容易 产生掉话，而产生掉话，而kt15瘦瘦ap模式支持模式支持 802.11r，漫游切换时间小于，漫游切换时间小于50ms 系统架构-井上设备 井上设备由网管台服务器、无线控制器(ac)、 语音交换 机（ippbx/sipserver）、调度台、光纤交换机，室外 基站（ap）等组成。 1、网管台服务器、网管台服务器 主机服务器，能够实现系统网管软件的配置与管理、所 有井下基站的统一维护。同时还能够有效地将音频、视 频和数据业务综合起来，能为用户提供完善的多媒体(音 频/视频/数据)业务解决方案。 2、无线控制器（、无线控制器（ac）

11、 无线控制器能够提供多基站、多网络管理处理功能。强 大的处理能力能够支持多个无线网络的无缝漫游，并提 供安全的、易管理的网络。无线控制器可插拔式光模块 安装方式，能够方便的接驳各种类型的光纤网络。同时， ac提供双机热备方式，保证系统运行的安全稳定。 3、语音交换机（、语音交换机（ippbx/sipserver） 语音交换机是完全将语音通信集成到数据网络中，从而 将分布在各个区域员工的语音和数据集成在一个网络进 行通信，并能够使传统的调度电话系统融入到此新网络， 实现生产调度及人员管理。一体化的ip调度机功能，具 备多级调度、集群对讲功能等丰富的业务。 5 、光纤交换机、光纤交换机 将井下光纤

12、网络设备以及ac，网络语音交换机，调度台， 网管台服务器接入到统一网络中实现数据传输。 6 、井上基站（、井上基站（ap） 满足语音通讯的同时还能够为井上管理办公提供无线上 网、中短途数据传输等应用提供服务。 系统架构-井下设备 井下设备主要由矿用本安型无线基站、矿用隔爆型通信电源、 矿用本安手机，隔爆兼本安光纤交换机，矿用本安光纤收发 器等组成。 1、矿用本安型无线基站（、矿用本安型无线基站（kt15-f） 基站是整个系统无线信号接入点，实现与终端的数据 交互。基站采用wifi通信技术，能够大大提高无线通 信的安全性和扩展性。基站连接可采用光缆、电缆方 式，可根据实际环境进行配置。基站可以实

13、现胖瘦ap 即时切换，适应不同的网络环境。 2、矿用隔爆型通信电源（、矿用隔爆型通信电源（ktw127/b） 电源采用三路交流电源输入（ac127v、ac380v、 ac660v) ，提供一路稳定的dc 输出，输出电压范围 为1236v不等，提供给基站工作。采用不间断供 电设计，后备电池可保证井下断电后设备仍能工作不 低于2 小时。 3、矿用本安手机（、矿用本安手机（kt15-s1） 系统语音终端，采用矿用本安设计，轻便小巧，便于 携带。通话清晰、接收灵敏度高、通讯距离远等特点。 手机终端，可扩展短信群发功能。手机具备p2p呼叫 功能，在主干网络或井上设备发生故障瘫痪的情况下， 可以实现基站之

14、间的手机点对点脱网通信功能。 4 矿用隔爆兼本安型交换机矿用隔爆兼本安型交换机(kjj136) 连接井上交换机，接入井下光电以太网设备，组成井 下光纤环网。 5 矿用本安光纤收发器矿用本安光纤收发器(kt15-gz) 用于完成井下kjj136和kt15-f电信号与光信号的转 换， 注：注：kjj136光口为光口为1000m不能直接接入不能直接接入kt15-f的的100m光光 口口 系统架构-功能 移动通信功能移动通信功能 wifi语音通讯：语音通讯： 移动通信系统采用最先进的wifi移动话音通信技术，语音效果达到电话音质，使用最新的 802.11r协议，使得漫游切换时间小于50毫秒。保证了语音

15、通话的无缝切换实现 统一网管：统一网管： 基于ap + ac模式下的wifi矿用井下无线通讯系统，使得所有基站终端设备统一管理，统一接 收网管台指令，方便系统设备的维护和管理。 脱网通信功能：脱网通信功能： 系统提供点对点脱网通讯功能，使得井下发生紧急情况，与井上失去联系时，通过此功能保持 通话，为实施自救互救提供方便。 紧急救援：紧急救援： 在井下发生紧急情况时，通过调度台，使用井下扩播设备，向井下人员发送紧急通知，疏散人 员，发送指令，以减少人员伤亡和财产损失。 无线调度：无线调度： 具备强插、强拆功能 ，监听，录音功能，具备紧急呼叫/报警功能 ，中继汇接功能，具备离台调度 功能，cdr功

16、能：可输出详细话单功能，ip固话接入功能 功能功能技术技术wifimcwillgsmcdmaphs 频段2.4g/5.8g400m/1.8g/3.3g900m/1800m800m1900-1920mhz 频段属性公用专用专用专用专用 发射功率室内：1mw-100mw可调。 室外：1w 250mw2w200mw井下产品：小功 率40mw 大功率500mw 切换基于802.11r的快速切换 （50ms） 先建立连接后切 换的硬切换 硬切换硬切换硬切换 数据业务支持支持gprs/3g1x/3g不支持 带宽802.11g(54m 802.11n(300m) 15mgprs(80k) 3g（384k-2

17、m) 1x （100k) 3g (384k-2m) n/a 移动性能普通ap 30km/h。mesh ap 上海地铁能够正常传输视 频，时速100km/h以上 150km/h200km/h200km/h50-60km/h 覆盖半径室内：300m-500m室外最 远： 30km 城区13km，郊 区813km，最大 超过20km 10km20-30km室内500m 室外 1km 目 录 directory 1 1 4 4 3 3 方案介绍方案介绍 2 2 设备说明设备说明 功能：功能： 用来接收手机发出的无线信号并转为有线信号。将有线信号经过处理通过无线发送给手 机。 参数：参数： 额定输入电压

18、： 12v dc 最大工作电流： 800ma 通信协议：标准tcp/ip通讯协议； 传输方式：全双工/半双工自适应； 百兆以太网光口数量：2个； 百兆以太网电口数量：2个； 通讯协议： ieee802.11 b/g； 工作信道： 13个信道(使用其中1个) 同时通话的手机数量： 10台 基站与手机通信距离：300米 配接电源：配接电源：kdw127/b 关联设备：关联设备：kt15-gz 设备功能：设备功能： kt15-gz矿用本质安全型光纤收发器完成10/100 base-tx以 太网电信号与100 base-fx以太网光信号的相互转换的功能。 设备参数：设备参数： 额定输入电压： 12v

19、dc 最大工作电流： 250ma 通信协议：标准tcp/ip通讯协议； 传输方式：全双工/半双工自适应； 百兆以太网光口数量：1个； 百兆以太网电口数量：1个； 以太网双绞线传输距离：100米 （使用cat5、cat6类 网络双绞线）； 配接电源：配接电源：kdw127/b 关联设备：关联设备：kt15-f，kjj136 光缆：光缆： mgtsv 煤矿用阻燃（单模） 4芯通信光缆，使用两根， 备用两根。 网线：网线： mhyvr型煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通信软电缆 电源线：电源线： my 34+14 矿用移动橡套软电缆（动力线芯3，地 线芯1） 设备功能：设备功能： 网络电话，支持sip

20、协议语音编码（g711a/u-law, g.729a/b,g.723,g.729,g.726），支持短信。 设备参数：设备参数： 额定工作电压： dc 3.7v； 最大工作电流： 750ma； 待机电流： 50ma； 通讯协议： ieee802.11b/g； 工作信道： 13个信道（根据无线基站的信道自动选择） 最远通讯距离：不小于300米(与基站通讯范围内无遮挡物) 工作频率：2.402ghz2.482 ghz 振铃响度： 70db； 设备功能：设备功能： autex5612i是一款万兆级无线控制器，提供1个万兆接 口扩展能力及8个固定千兆以太口和4个combo接口。并提 供无缝漫游、用户安

21、全接入、wids、基于用户角色的自动 策略控制、无线信道动态控制、射频功率自动调整、无线 用户自动负载分担等多种应用及控制手段。 设备参数：设备参数： 10gbase-sr端口数（10g光口）：最多1个 10/100/1000base-t以太网端口：最多12个 1000base-x sfp端口（sfp光口）：最多4个 无线用户数：16384 整机吞吐量：44gbps 3des加密性能：5gbps aes-ccm加密性能：5gbps 二三层漫游切换时间：40kbhca40k l无收敛全交换无收敛全交换 u业务功能业务功能 l全系列补充业务全系列补充业务 lss7/pri/sip/323/mgcp

22、/uprass7/pri/sip/323/mgcp/upra l1515级限呼级限呼 l内置内置ivr/ivr/会议资源会议资源 l集中网管集中网管 l预付费预付费 l最大最大6464会议室会议室/ /512512方方 u无线接入无线接入 lwi-fi/phs/gsmwi-fi/phs/gsm l漫游、切换、定位漫游、切换、定位 lsmpp/smapsmpp/smap u完备的一体化设计完备的一体化设计 l1u高高19英寸一体化机箱，电信级设计英寸一体化机箱，电信级设计 l高性能高性能cpu、fpga、dsp等硬件芯片等硬件芯片 l专业操作系统和模块化的软件设计架构专业操作系统和模块化的软件设

23、计架构 l支持矿用长用户线模式（支持矿用长用户线模式（20km） l16 用户线容量用户线容量 u业务功能业务功能 l支持全部的语音基本支持全部的语音基本 业务、补充业务业务、补充业务 l支持本地的号码变换、支持本地的号码变换、 热线业务热线业务 l支持本地立即计费以支持本地立即计费以 实现实现ipip话吧应用话吧应用 设备功能：设备功能： 接入网关(ag)位于软交换架构当中的边缘 接入层，提供模拟用户线接口，用于直接将普 通电话用户接入到软交换网(wifi网)中。 调度台功能设置区域 用于设置本调度台的相关参数以及进行群组管理、 录音管理、日志管理、调度员管理等操控。 被调度用户状态区域 用

24、不同的图标显示被调度的电话实时状态。 可以自由将被调度分机进行分组，以不同的标签页 显示。 调度台操作控制区域 通过单击用户群名、组名来对用户群、组来进行操 控，如组呼、群呼、广播等。 通过单击用户状态区域中的图标来选中用户进行操 控，如实时监听通话、强行挂断通话、将自己插入 通话形成三方通话、拦截通话、多方通话等。 呼叫排队显示区域 显示排队中的用户，可通过选中用户来进行应答、 辅机、群答等操控。 多方通话显示区域 显示调度台多方通话中的用户，通过单击用户来进 行挂断、保持、禁言等操作。 目 录 directory 1 1 4 4 3 3 方案介绍方案介绍 2 2 设备说明设备说明 方案说明

25、 目前山西平朔一号井工矿已建有井下无线通信系统，系统采用 phs制式。根据用户的需求，在实验巷道内使用wifi模式建设一定区 域wifi无线通讯系统，实现在实验巷道内的wifi语音通信，新wifi无 线通讯系统与phs无线通讯系统采用同一套无线交换平台，可实现与 原有phs系统统一编号、统一调度。 新建的wifi实验网组网采用ap+ac方式，该组网方式接入能力更 强，语音切换时延可保持在50ms以内，保证语音业务的实时性要求。 新建的wifi实验网与原有phs无线网络采用统一交换平台，通过统一 的ecm2000无线交换平台实现与原有phs系统统一编号、统一调度。 方案说明 ecm2000无线交换平台综合了通讯领域的各种tdm、voip及 移动的先进技术，依托于企业已有的intranet网络，为企业构筑多业 务一体化的通讯平台。系统采用先进的软硬件技术、电信级的设计， 保证了设备的高可靠性。在用户侧，ecm2000提供有线、无线、 分组一体化的接入手段，可以以upra连接phs基站下带phs移动 终端，或通过wi-fi网络连接wi-fi移动终端。ecm2000内置hlr、 vlr、smc，支持漫游、切换功能。网络侧，为实现与公网之间的 互通，ecm2000支持e1及模拟中继cotk与公网或其他交换设备 连接，其中e1中继支持no7、no1、pra等信令。 系统网络结构图