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1、煤矿井下无线通信系统综合解决方案煤矿井下无线通信系统综合解决方案20090304随着国家和政府对煤炭行业安全生产的日益高度重视，企业的安全可靠的通信系统建设也被列为所有工作的重中之重。中兴通讯作为通信设备提供厂商，依靠自身强大的通信产品研发能力专门为煤炭行业研制开发出了性能质量优越，功能应用全面的井下无线通讯系统和终端设备，提出了一整套安全、经济、先进、有效的综合通信网络解决方案。一、一、用户需求用户需求近几年煤炭企业频繁发生重特大安全生产事故，给国家和人民带来巨大的生命财产损失,政府和企业因此共同将煤矿安全生产的信息化工作提上空前的高度。煤矿企业的调度通信和行政通信系统经过多年建设和发展,虽
2、取得了较大的成效,但是缺乏成熟的井下移动通讯解决方案。矿井工人和工作人员的实时无线语音数据通信要求非常迫切,井下人员所处位置更新、井下生产的动态数据上报、地面通知的实时下达等都显示出井下通信系统业务的特殊性和重要性。根据这些业务要求，中兴通讯开发出了基于 PHS（无线公话系统）技术的、专门用于井下安全生产的通信系统 KT25 型设备。该系统设备能够解决矿井语音通信、人员监测、定位、数据传输等的综合应用问题。1二、二、网络结构网络结构网络拓扑结构如下：ZXPCS 系统由核心控制设备 CN、操作维护中心 OMC、基站控制器 CSC、基站 CS 和无线移动终端 PS 组成。CN 通过七号信令或者中国
3、 1 号信令和原 PBX 相连。从结构层次上分，中兴防爆 PCS 系统由无线接入层、核心控制层和业务提供层构成:1 1）无线接入层：）无线接入层：2由基站控制器子系统 iCSC/CSC、基站CS 和终端 PS 组成，为 PHS 用户提供无线接入的通道.集成基站控制器 iCSC提供内部接口与交换单元相连,使用户通过本地网进行话音的呼入呼出控制,提供集线控制功能。从交换单元输出的信号在集成基站控制器进行数字复用和协议处理后,通过光纤、微波或铜缆传输链路传送至基站控制器 CSC.iCSC 的交换网板是 8K8K 的，允许接入基站控制器数为 50，最大可到 64，系统最大话务量为1350Erl，忙时呼
4、叫次数BHCA达到135K.基站控制器 CSC 的功能是对基站 CS 进行控制，执行信令转换、分配话音和信令时隙，提供话音路径的集线处理，实现本地各基站之间的漫游切换，同时对多个基站进行动态频率分配和信道分配,并配合系统完成移动用户的鉴权结果比较。CSC 向 iCSC 提供 2M 接口，向基站 CS 提供 ISDN接口完成话音路径的集线处理，实现本地 CS 之间的漫游切换，CSC 从 PCM 中提取同步时钟,同步所有的 CS。基站 CS 是无线收发单元，是用户与 CSC 之间的通信传输中继站，CS 与手机之间的无线链路采用基于 RCR STD28 Ver。3 标准的 PHS 技术。基站由基站控
5、制器接口、自适应阵列控制部分、自适应阵列 DSP 处理调制解调部分、发射机阵列、接收机阵列、天线开关和天线阵列组成。目前中兴通讯 ZXPCS 系统提供 20mW、200mW、500mW 室内、室外、增强型、智能型基站,可满足不同特性化组网需求。3移动终端 PS 包含基于 PCMCIA 接口的数据适配器和移动手机.手机具有通话时间和待机时间长、重量轻等特点,在网络支持前提下，可支持语音信箱、短消息业务、手机上网业务和手机之间的直接对讲功能，数据适配器配合笔记本电脑等数据终端设备可实现基于无线市话系统 PHS 的数据接入服务.需要说明的是，煤矿井下是高危场所，设备的使用需要进行防爆处理.ZXPCS
6、 产品井下部分系统已经完全通过国家防爆安全认证 MA（煤安)认证，可以放心在井下使用。目前防爆 PCS 系统井下基站控制器 KTW17 和基站 KTW15 采用隔爆外壳的防爆形式。在这种防爆形式中，将能够引起爆炸的电气设备元件封闭在一个外壳内，该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力而不受损坏，或阻止内部火焰通过壳内任何接合面及各结构开口向外部爆炸性环境传播。中兴防爆PCS 系统终端 KTW16 产品采用本质安全型防爆方式，在这种防护形式中，所有电路的设计均作到：符合设计规范而电气地和机械地、或在规定的故障条件下所产生的任何火花或热效应均不能引起规定的爆炸混合物引燃.此外整个井下防爆系统还包含
7、KDW56 矿用基站控制器电源箱和 KLT13 矿用无线基站线路延伸器等。2 2）核心控制层）核心控制层:4主要设备为互连互通网关 IGW，为网络提供统一的业务控制平台,完成话路接续和呼叫控制，实现 PS 手机在网络内部无线切换控制、系统与外部网络的 MAP 信令协议处理、网络的互连互通、以及与业务提供层之间的协议处理和连接.IGW 采用模块化结构设计，具有良好的可扩展性，其呼叫处理能力为 2700K,提供 2400 路 E1 电路中继、640 条信令链路.同时大量应用新技术,具有 64K64K 中心交换网和16K16K 外围交换网模块,可提供 SDH 接口，节省综合投资。核心控制层另外主要的
8、设备是归属位置寄存器HLR/AUC,作为中央数据处理中心，主要完成用户数据的处理，提供到交换中心、业务处理中心接口和协议处理功能，为系统提供用户的相关信息，包括用户基本业务签约信息、补充业务签约信息和用户的位置信息等内容,并且提供了用户安全管理功能.HLR 系统可以下联多个 IGW，以共用同一HLR 数据库。HLR 的系统容量是 120 万用户，对于扩容也非常简便易行,七号链路处理能力为单模块 48 条、多模块192 条,系统消息丢失概率 P107，信息检索时延1000ms（95%概率）,登记时延2000ms（95概率）.3 3）业务提供层）业务提供层:业务提供层是网络中最复杂的组网部分，包括
9、短消息中心、智能网系统、定位系统、HLR 后台系统、无线侧和网络5侧后台网管中心（OMCR 和 OMCS)和现有应用服务器（外部 SME）等。该层是多业务实体的集合，是用户业务的服务源.短消息中心 SMC 通过 No。7 号信令方式与 IGW 互联,通过 SMPP 代理与所有内部外部短消息实体 SME 互联，SMC 也包含其操作维护中心。智能网协议是基于 CAMEL II的,系统平台包括 SIU、SCP、SCEP、SMP（带 SMAP)和 VC等网元，具有良好的拓展性,提供目标网方式和叠加式方式，提供对全网进行智能网建设的解决方案。定位系统平台和短信中心以点对点协议 SMPP 通信，通过 No
10、。7 方式与 iCSC或者 CSC 相连。HLR 后台系统由 HLR 数据库服务器、MAP处理机及其后台维护服务器组成，逻辑上的构成情况如图所示，物理上常常把 HLR 前台部分与 IGW 合在同一机架。网管中心 OMC-S 主要负责管理 IGW 的操作维护和话单转换传送分拣任务，OMCR 负责 iCSC 和 CSC 的操作维护。SME 一般在煤炭行业中主要包括语音信箱 VM、工单管理Server、定位业务平台等.HLR、SMC、SCP、OMCS、OMCR对应五个以太网子网,分别由五台ZXR10路由器划分隔离，并上联到 ZXR10 交换机，与 IGW、iCSC 和 CSC进行 TCP/IP 连接
11、.计费中心 Billing Center 通过防火墙与ZXR10 交换机互联，对SMC、OMCS 中的短信、语音话单进行提取处理，对 SCP 中的用户智能业务话单进行提取处理.6三、三、行业应用行业应用中兴通讯防爆 PCS 系统是建立在中兴通讯电信级ZXPCS 系统上的专网通讯产品。目前中国电信和中国网通在全国 300 余个地市都已建设了 PHS 通信网络,整体网络容量突破 9000 万线，用户数量达到 7000 万线.中兴通讯、UT斯达康、青岛朗讯是主要的三家设备提供商。而且在短短几年时间，ZXPCS 系统就获得了国内大量的市场份额，网络覆盖全国 24 个省 133 个地市,容量达到 450
12、0 万线，并相继在广州、上海、南京、天津等大城市开通建设，为各地的电信公司提供了优良的网络性能，创造了良好的经济和社会效益.由此可见 ZXPCS 系统已经发展的相当成熟稳定了，决心进一步满足专网市场的需求。设备系统小型化之后，ZXPCS系统可以为企事业单位、会展中心、金融中心、石化、冶金和医疗等集团用户提供无线用户小交换机功能。系统可提供所覆盖工作区域内的移动服务，工作人员不必担心离开办公桌而无法接听电话。无线用户小交换机安装方便,免除了布线工程的投资，工作地点改变无需更改分机号码，因而也无需重新布线.7ZXPCS 系统可提供丰富的业务,包括：1 1、支持定位业务：、支持定位业务：位置服务（L
13、BS-Location BasedService）又称定位服务，是通过无线网络获取移动终端用户的位置信息(经纬度坐标），在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。在煤矿井下的应用，可以实现的功能包含：(1)通过基于 GIS 技术的地理信息实时显示、查询井下情况：确定任一时间井下或某个地点的人数，井下人员定位以及人员的名单,方便调度中心可快速正确的电话联系该人员，这实质上也实现了利用定位业务实现考勤管理的功能;确定每个人在井下任一时间的活动轨迹;查询有关人员在任一地点的到/离时间和总工作时间等等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员（如瓦斯检测人员、温度检测人员、排风人员等)是否
14、按时、到点的进行各项数据的测试和处理,从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故;可实现多点共享,供多个领导同时在不同地点查看；(2）一旦发生各类事故,能立即查出有多少人遇险，遇险人员的所处位置和名单。2 2、支持短消息业务、支持短消息业务:包括盲区呼业务、工单管理业务和井下设备状态监控和自动控制业务：（1）当用户关机或不在服务区时，未接来电号码存储在短8消息中心。用户重新位置更新时，未接来电号码以短消息或语音的方式通知用户;(2）中兴防爆 PCS 短信平台提供标准 SMPP 协议接口，可以和后台的工单管理服务器通过 SMPP 协议连接，实现利用短信方式如群发功能实现工单发送、接收和确认；（3
15、）利用短信实现部分井下设备的状态数据监控和设备自动控制。井下需要监控和自动控制的设备增加 PHS 无线接口,通过短信方式和短信中心连接，短信中心通过 SMPP 接口和后台的数据采集服务器以及控制台连接，从而实现数据的定时采集以及人工远程控制.3 3、支持和固定电话捆绑：、支持和固定电话捆绑：实现一号双机，即广域双振铃业务.4 4、支持数据业务、支持数据业务:目前支持基于 PIAFS 协议的数据业务，可支持 32kbps、64kbps 的数据接入服务。5 5、主叫号码显示、主叫号码显示6 6、可视电话业务、可视电话业务7 7、特殊补充业务、特殊补充业务:遇忙呼叫转移、无应答呼叫转移、无条件呼叫转
16、移、呼出限制、呼叫等待、呼叫保持等。8 8、恶意呼叫、恶意呼叫9 9、无线、无线 CENTRXCENTRX(虚拟用户交换机业务）1010、区域漫游限制、区域漫游限制:可以对地区级和 PA 级进行限制漫游.1111、紧急呼叫业务、紧急呼叫业务91212、智能业务、智能业务(预付费、一号通、亲情号码、分时分区等)1313、有线无线一体化解决方案。、有线无线一体化解决方案。目前系统应用的行业案例已有天津大港油田企业网、长春一汽企业网、湖北十堰生产基地企业网等。四、四、方案优势方案优势1 1、公司整体实力支撑、公司整体实力支撑:中兴通讯作为中国通信设备制造业的开拓者、中国综合性的电信设备及服务提供商和
17、中国最大通信设备上市公司，拥有无线产品、网络产品、终端产品三大产品系列,向全球用户提供多种通信网综合解决方案。另外，中兴通讯在北京、上海、南京、深圳、西安、韩国、欧洲、美国设立的研发机构，投入了大量高素质的人才从事新产品的研发和新技术的研究，以强大的研发能力定制最符合客户要求的产品，并能迅速实现产品的商用化。2 2、PCSPCS 产品广泛商用，成熟可靠产品广泛商用，成熟可靠:截至 2006 年 2 月,中兴通讯的无线设备在全球的应用已经超过了 1.5 亿线，PHS 应用超过 4500 万线,广泛应用于中国电信、网通等大运营商网络，这足以说明其商用的稳定性.103 3、综合方案提供能力：、综合方
18、案提供能力：对于煤炭行业通信需求,中兴通讯不仅可以提供成熟、稳定的系统侧设备，还可以提供丰富、灵活的各种终端手机产品，供用户自由选择;同时,中兴通讯丰富、成熟的业务产品,也为煤炭企业的特殊业务定制了更多的可选择性，更贴近用户的需求。可以说，中兴通讯是业界唯一一家完全以自主开发的全系列产品组网的设备商，可以为煤炭企业提供一揽子的综合解决方案。4 4、为煤矿定制的专用安全产品、为煤矿定制的专用安全产品:中兴PCS产品已经通过国家煤炭安全MA认证,中兴通讯的防暴 PCS 系统满足特殊行业中使用的安全要求，可以安全地服务于全国的煤炭企业井下无线通信系统建设。5 5、强大售后保障体系：、强大售后保障体系：中兴通讯全球客户支持中心采用 7X24 小时工作制全天候为客户提供中兴通讯设备售后技术支持和服务工作。中兴通讯客户支持中心拥有 9 个子中心、多个设立于研发基地的实验室,和一支训练有素的技术支持工程师团队遍布全国各地办事处和研究所;拥有完善的技术问题解决方案库和先11进的模拟实验室环境,能够在全球范围内快速有效地调度和使用技术资源。针对 PHS 设备，中兴通讯上海研究所有超过 50 人的售后服务专家团队，以及遍布全国 25 个省市办事处的 300 多人现场支持工程师，能够及时地为客户提供技术支持和服务，保障设备安全稳定运行。12