煤矿宽带无线通讯系统简介

1、2021-12-231煤炭科学研究院重庆分院WWW.CQCCRI.COM2007.4.1KTW117煤矿宽带无线通信系统2021-12-232简介 KTW117矿井宽带无线通讯系统做为新一代的矿井无线传输系统，采用WIFI与TCP/IP技术相结合，在煤矿井下实现了无线数据的高速远距离电缆传输。为煤矿提供了一个宽带无线传输平台，可实现传输速率达到54M的语音及数据传输。采用远程本质安全供电的方式，使设备达到在回风巷道和工作面使用的安全等级和技术要求。通过配套的系统管理软件、工业以太环网、PBX网关等设备，形成一套完整的以矿井工业以太环网为传输主干，宽带无线信号进行空间覆盖的矿井宽带无线通讯系统，

2、使我国煤矿无线通讯技术跃上一个新的台阶，并处于国内外技术领先水平。 2021-12-233 WiFi是无线高保真(Wireless Fidelity)的缩写，现被视为802.11无线局域网络的代名词。WiFi技术规格为IEEE提出，经WiFi联盟认证后，可确保不同无线产品的互通。1996年美国网络通讯设备大厂朗讯率先发起成立无线以太网兼容性联盟(WECA)，着手创立无线网络协议(WLAN)。1999年，WECA更名为WiFi联盟，再度架构一套认证标准，提出通行业界的无线网络技术-802.11一系列规格，包括802.11a、802.11b、802.11g等。 802.11b支持最大传输速率为11

3、M，而802.11g支持最大传输速率54M，使用无线频率2.4Ghz，所有设备发射功率不超过100mW。 什么是WIFI2021-12-234为什么选用KTW117矿井宽带无线通讯系统一、更可靠的安全性 煤矿产品首先要具有可靠的安全性。 KTW117系统信号节点和手持机均采用本安设计。节点与交换机、节点与节点全部采用本安信号输出。手持机采用新型锰酸锂电池，安全性更高。 电源箱采用远距离本安供电方式，可在1Km外为信号节点提供本安电源。2021-12-235二、更先进、更实用的技术 WIFI作为新一代的2.4G无线通讯技术，是与蓝牙同时代的产物。与蓝牙相比，它具有更快、更远、更便捷的特点。通过煤

4、矿现场试验，2.4G在矿井下具有更好的抗干扰和反射、折射能力，在以50mW功率发射时覆盖距离可超过500米。 系统全部信号设备采用IP管理方式，操作简单，具有很强的网络管理功能，稍微具备网络知识的人员都能熟练管理维护系统。 信号节点采用载波调制方式，实现了电缆远距离传输高速信号，摆脱了光缆的束缚，更适应煤矿井下的实际需要。2021-12-236 无论是地面还是井下无线系统，信号基站和线路都占到成本的很大部分。 KTW117系统可以与其它系统复用工业以太环网作为传输主干。在原有工业以太环网上只需增添信号节点和电源箱即可实现信号覆盖。 信号节点在系统中起到基站的作用，它的覆盖距离远，可减少节点数量

5、。节点之间采用电缆串连，可大大节约线路成本。三、更低廉的系统成本与现阶段国内外同类设备比较与现阶段国内外同类设备比较：代表型代表型号号采用技采用技术术安全类型安全类型通讯距离通讯距离通讯设备构成通讯设备构成组网和拓组网和拓扑方式扑方式目前状况目前状况KDLT_IKDLT_IV V、飞士、飞士 “泄漏泄漏”技术技术防爆兼本安防爆兼本安约约3030米米1 1、基地台、基地台2 2、井下中继器、井下中继器3 3、泄露电缆、泄露电缆4 4、终端电话、终端电话单独布线单独布线总线型总线型仅在矿井仅在矿井机车调度机车调度方面有一方面有一定应用定应用PEDPED低频穿低频穿透技术透技术发射机为普发射机为普通

6、型，终端通型，终端设备本安设备本安发射机可发射机可穿透穿透2.5km2.5km岩层。岩层。1 1、信号发射机组、信号发射机组2 2、终端接收机、终端接收机地面发射地面发射机直接覆机直接覆盖盖已退出市已退出市场场KT18KT18、KT25KT25PHS(PHS(小小灵通灵通) )技术技术防爆兼本安防爆兼本安不超过不超过200200米米1 1、局端设备、局端设备2 2、EBOXEBOX3 3、光端机、光端机4 4、基站控制器、中继器、基站控制器、中继器6 6、基站、基站7 7、手机、手机 单独布线单独布线星型星型现阶段煤现阶段煤矿主要的矿主要的无线通讯无线通讯方式之一方式之一KTL102KTL10

7、2-S -S 无线对无线对讲技术讲技术防爆兼本安防爆兼本安约约300300米米1 1、信号控制器、信号控制器2 2、信号发射器、信号发射器3 3、对讲机、对讲机单独布线单独布线星型星型现阶段煤现阶段煤矿主要的矿主要的无线通讯无线通讯方式之一方式之一KTW117KTW117WiFi+TWiFi+TCP/IPCP/IP技术技术本安本安500500米米1 1、网络交换机、网络交换机2 2、信号节点、信号节点3 3、手持机、手持机复用以太复用以太环网环网星型星型+ +树型树型2021-12-238系统特点1、系统可与其它设备复用井下工业以太环网传输平台，运行稳定、可靠性好，无须铺设独立的通讯线路；2、

8、将宽带无线通讯技术引入井下，实现了矿井宽带无线数据通讯，通讯速率可达到54M；3、系统通讯设备采用了标准TCP/IP协议，具有很强的网管能力，不下井即可准确判断系统故障点；4、通过开放的WiFi协议，可方便接入任何符合WiFi协议标准的设备，实现全矿井安全生产各环节的无线数据传输；5、系统凭借宽带的优势突破了传统无线通讯类设备频带和信道数量的限制，每台接点可支持1400名用户同时通讯；6、系统采用远程本质安全供电和通讯设备本质安全的方式，方便使无线通讯的覆盖范围延伸进回风区域和工作面；7、系统通讯线路采用灵活方便的星型结合树型的混合拓扑结构； 8、系统可通过网关设备与调度系统无缝连接。2021

9、-12-2310系统软件功能 系统软件为煤矿用户量身定做，操作简单、界面简捷明朗，主要具有以下功能：1、系统开关控制功能；2、系统状态显示功能；3、号码注册管理功能；4、会话状态显示功能；5、拨号权限设置及监听、强拆、录音功能；6、通话日志功能；7、参数设置功能。软件界面软件界面2021-12-2312 系统主要设备包括地面管理主机及软件、PBX网关设备、井下以太网交换机、井下无线信号节点、手持机、井下防爆兼本安直流稳压电源。整个系统的结构可简单分为管理部分(蓝色部分)、数据部分(棕色部分)和电源部分(黄色部分)。 KTW117系统设备组成2021-12-2313 1 1、KTW117-FKT

10、W117-F用宽带无线通讯信号节点用宽带无线通讯信号节点 信号节点的功能是将有线信号与无线信号相互转换，对矿井巷道空间进行无线覆盖。其特点为：（1）节点采用IP接入方式，可以通过地面管理主机远程控制；（2）节点采用WiFi无线技术，无线信号带宽达到54M；（3）节点全部采用本安型设计，最大限度保障安全性；（4）节点采用载波调制，可通过双绞线连接，节点间有效距离达到10 Km。2021-12-2314防爆形式：Exib最大输入电压Ui：24 VDC；最大输入电流Ii：500 mA；工作电压/工作电流：3.3 VDC/1.2 A；5 VDC/0.15 A；最大射频发射功率：17 dBm；射频发射频

11、率范围：2.4 GHz2.4835 GHz；无线传输速率：54 M；节点之间有线传输距离距离： 10 km；节点到交换机之间有线通讯距离：100 m；节点正向到手持机之间无线通讯距离：500 m（无遮挡、无近频干扰的条件下）；主要技术参数：2021-12-2315 2 2、井下防爆兼本安直流稳压电源、井下防爆兼本安直流稳压电源 系统采用KDW0.3/660(B)井下防爆兼本安直流稳压电源做为信号节点的供电设备，可提供127、220、380、660 VAC输入，输出为本安24 VDC，可为1 Km外的信号节点提供本安的电源。每台电源箱可同时为4台节点供电。电源相内部自带备用电池，交流电被切断后可

12、持续供电2小时。2021-12-2316主要技术参数：防爆形式：ExdibI；输入电压Ui：127、220、380、660 VDC/50Hz；额定电压Ue：24 VDC；额定电流Ie：250 mA；最高输出电压Uo：24.5 V；最大输出电流(过流保护整定值)Io：500 mA；最大过压保护值Ug：26.5 V；最大带节点数量：4；电源到节点之间有线传输距离：1 km。 2021-12-2317 3 3、 KTW117-SKTW117-S矿用无线通讯手持机矿用无线通讯手持机 矿用手持机是系统的语音终端，通过节点提供的覆盖信号与远端手持机实现语音通讯，系统增加网关设备后可与连通的其它语音网络的语

13、音设备通讯。其特点为： （1）手持机具有网络管理和测试功能； （2）手持机能够根据网络繁忙程度自动获取或放弃连接，提高资源利用率； （3）手持机具有来电显示和短信功能。 （4）可显示系统中其他手持机是否正在使用。 （5）手持机采用新型锰酸锂电池作为电源，具有多层保护，更加安全可靠。 2021-12-2318防爆形式：Exib工作电压范围：3.7 VDC4.2 VDC；最大工作电流：350 mA；电池类型：1150 mAH锰酸锂充电电池；工作频率：2.412 GHz2.472 GHz；最大射频发射功率：-18 dBm；最高接收灵敏度：-80 dBm；通话时间2 h，待机时间50 h；手持机到信号

14、节点正向的最大有效距离为500 m。（无遮挡、无近频干扰的条件下）。 主要技术参数：2021-12-2319 PBX网关是用来将KTW117系统与煤矿原来的有线电话系统连通的设备，可用户需要选配。 井下以太网交换机是我院已经在煤矿使用多年的成熟产品，目前主要有KJJ103百兆交换机和KJJ103A千兆交换机 4 4、 PBXPBX网关与井下以太网交换机网关与井下以太网交换机井下以太网交换机PBX网关2021-12-2320 系统位于地面的管理主机通过交换机为进入到无线信号覆盖区域的每一台合法的手持机分配一个IP地址，并自动为其在管理软件中注册。注册后的手持机即可正常通话。 呼叫时节点收到手持机

15、发出的无线信号并将其调制后通过工业以太网交换机送到地面管理服务器，经服务器处理，再通过工业以太网交换机送到覆盖呼叫目标所在区域的节点，呼叫目标的手持机接收信号后调制成语音给与持机者，完成一次通话。 系统工作原理2021-12-2321主叫方被叫方覆盖主叫方的节点节点连接的交换机节点连接的交换机地面管理主机工作原理示意图：覆盖被叫方的节点信号电缆电源线井下网络交换机系统组网示意图地面地面控制中心光缆电源箱信号节点矿井工业以太网系统优点序号序号优点优点优点介绍优点介绍备注备注1 1成本低成本低充分利用以太网资源，仅增加少量设备，成本充分利用以太网资源，仅增加少量设备，成本大大减少，并且相互通话免费

16、。大大减少，并且相互通话免费。固定设备仅固定设备仅需要增加节需要增加节点和电源点和电源2 2质量好质量好话音质量接近市话，传输距离在煤矿井下大于话音质量接近市话，传输距离在煤矿井下大于500500米，设备不受矿井机械干扰，也不会干扰其米，设备不受矿井机械干扰，也不会干扰其它设备。它设备。3 3安全性高安全性高无线节点发射功率无线节点发射功率50mW50mW，手持机最大，手持机最大75mW75mW，符，符合国家对本安设备的要求。合国家对本安设备的要求。4 4扩展性好扩展性好可以与调度电话网联接，手持机可以拨打调度可以与调度电话网联接，手持机可以拨打调度电话，调度电话也可以转接到手持机，与现有电话，调度电话也可以转接到手持机，与现有调度电话完全连通。调度电话完全连通。也可增加其也可增加其它它WiFiWiFi设备设备5 5灵活组网，功灵活组网，功能随意控制能随意控制有以太网的地