McWiLL宽带无线通信系统在煤炭行业信息化中的应用
时间:2024-04-19 单位（部门）:机电安装公司 作者:魏红军 点击:载入中...
摘要：McWiLL(Multi-carrier Wireless Information Local Loop，多载波无线信息本地环)宽带无线接入系统采用国际最先进的码扩正交频分多址(CS-OFDMA)、智能天线、空间零陷、联合检测等无线通信技术，使其无线性能远远高出现有的宽带无线通信(BWA)技术，包括WiFi、微波以及WiMAX技术;McWiLL基于IP分组交换网络以及软交换核心网络架构，可以无缝的融入运营商的NGN网络。该系统具有覆盖范围广、高带宽、高保密性、非视距传输、支持高速移动、支持终端漫游切换等先进优势，使其广泛的用于公网、电力、水利、油田、煤炭、制造业等行业用户，为用户提供可靠的无线数据语音传输平台。McWiLL系统应用于行业领域不但可以弥补行业现有有线网络的不足，扩大IP网络的覆盖范围，借助其灵活的部署和移动性功能，使得行业中宽带应用更加丰富，比如应急通信、移动视频监控等。McWiLL在提高行业生产效率的同时，使不同行业的信息化、生产自动化以及办公自动化水平相应提高。
关键字：MCWiLL;煤炭;信息化
1 煤炭行业需求
多年以来，我国煤矿特大事故不断发生，触目惊心，死亡人数高举各类行业安全事故首位。统计数据表明，我国煤炭开采量占世界35%的，煤矿事故死亡人数却占世界80%的，严峻的安全生产形势，迫使煤炭企业在国家政策的强力支持下寻求煤矿安全生产信息化的解决方案和产品。
根据国家相关部门发布的《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》和《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范》，国家监管部门从政策上对于煤矿“六大系统”的建设提出了明确的要求。煤矿井下安全避险“六大系统”指监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统;其中监测监控系统、人员定位系统和通信联络系统均涉及到通信网建设需求。
2 主要功能
矿用McWiLL无线通信系统为煤炭企业提供了一个基础通信平台，结合各类终端和煤矿的业务设备，可以为煤炭企业构建承载综合业务的一体化整体解决方案。
2.1 基于无线的工业化调度和应急通讯
通过矿用McWiLL无线通信系统不仅可实现无线通话和集群调度业务，实现工业生产的调度管理，还可以满足应急指挥通讯的需要。
2.2 视频监控
基于矿用McWiLL无线通信系统，可以不受物理连接的限制，实现矿井各处的视频监控，还可以实现移动视频监控以及一些难以到达区域的视频监控要求。
2.3 人员定位
矿用McWiLL无线通信系统工业可以实现手机和人员定位卡的实时定位和轨迹跟踪，满足煤矿对于全矿井人员定位的需求。
2.4 自动化数据
通过无线通道和数据终端，可实现远程的自动化控制，有效的加快了工业自动化进程。
2.4 环境监测
具备移动瓦斯监测功能，对于现有的瓦斯监测系统补充和完善。
3 矿用McWiLL无线通讯系统网络结构
图3-1总体网络拓扑图
由图中看出，总体网络可分解为核心网络设备、基站设备、终端设备，通过传输层构建组成。
3.1 传输层
McWiLL系统网络，利用已经建设的IP数据网络作为骨干传输链路，构建基于IP网络的语音数据综合业务平台;本系统网络通过部署McWiLL基站进行构建，基站间传输利用工业以太网构建的自愈光纤环网，系统终端采用无线方式与McWiLL基站进行通讯;根据煤矿的实际网络现状，也可采用已有的其他链型、网状、树形或星型以太网架构进行传输。
3.2 核心网络设备
核心网络设备包括SAC(Service Access Controller，业务接入控制器)和各子系统平台;SAC负责对终端设备和基站设备的管理、维护工作，对用户可以使用的业务进行控制和管理，包括业务的登记、存储、变更，并根据这些业务信息对用户所使用的业务进行控制;业务接入网关与基站之间通过的IP专网进行连接。各子系统平台包括系统网络管理平台、视频监控平台、触屏式调度平台、人员定位平台和工业自动化平台等。
SAC可通过IP网络与原有的程控交换机连接，实现有线和无线语音的互联互通，SAC还可通过IP网络与运营商提供的语音和数据接口对通，实现广域网连接和PSTN语音接入。
3.3 基站设备
基站设备包括地面型McWiLL基站设备和井下矿用隔爆兼本安型McWiLL无线基站。地面性McWiLL基站设备与地面工业以太网交换机连接，实现地面无线信号的覆盖;井下矿用隔爆兼本安型McWiLL无线基站提供以太网光\电接口，连接井下隔爆兼本安型工业以太网交换机，实现井下无线信号的覆盖;基站可以通过VLAN标签完成网管流和业务流的分离，以便于业务的管理和隔离，保证系统的安全性。
对于终端的数据、视频和定位等一系列服务，终端设备与基站之间建立基于McWiLL网络的无线透明桥接，将数据业务透明传输至IP有线网络;手机语音和集群调度业务，经由基站和SAC后完成媒体接续和呼叫控制功能。
3.4 终端设备
McWiLL系统可在井下提供多种类型的终端接入，工业级本安型集群手持终端，可实现集群调度和移动语音业务。工业级本安型智能PDA多媒体集群手持终端，可实现移动语音业务和多媒体集群调度业务，并可在终端上实现各类移动信息化的应用。矿用工业级本安型数据终端提供RJ45以太网接口和RS232接口实现数据和视频接入;可实现各类功能和应用，与核心网络设备中的相关业务平台进行数据交互。
4 矿用McWiLL无线系统的优势
4.1 可同时实现井上和井下的无线覆盖
矿用McWiLL系统有专用频段(1800MHz)，与运营商的频段完全错开，可同时实现井上和井下的无线覆盖。同类各种方案中，仅有McWiLL和WiFi可实现井上覆盖，其余方案均涉及和运营商频段重叠而不能实现井上覆盖。
4.2 超长的覆盖距离
矿用McWiLL基站可采用较大额定功率的隔爆兼本安型矿用设备，在巷道中单台基站可实现半径700米，长度1.4km的无线信号覆盖。在地面工作在1800MHz频段的McWiLL基站最大覆盖半径可达到15km，城区单基站典型覆盖半径可达1-3km。同时，McWiLL的智能天线技术通过空间波束赋形，可有效提高链路预算，从而保证较大的覆盖范围。
同类所有方案中，McWiLL方案的覆盖范围更远、更大，意味着在同样的巷道长度或覆盖面积下，McWiLL方案所需要的基站数量远远小于其他方案，从而有效的节省了投资成本，并降低了工程难度。
4.3 一体化的多业务综合接入
矿用McWiLL系统综合了数据和语音的优势，可以通过一个系统承载多种综合业务，成为真正宽窄带一体化的多业务综合接入平台，为煤炭行业综合信息化平台的建设奠定基础;针对煤炭行业的需求，矿用McWiLL系统可以实现语音、数据等基本业务，也可以承载应急调度、环境监测、人员定位、视频监控等多种业务，真正实现了多业务综合接入平台。
4.4 稳定高质量的语音通话和真正的集群调度功能
基于空中接口的高品质的语音通话质量，可媲美有线通话。大大优于完全基于VOIP的WiFi方案;同时，McWiLL宽带多媒体集群系统基于空中接口的下行共享信道实现语音组呼功能，组呼呼叫时延和容量等性能指标均符合集群调度应用要求，支持动态重组、话权抢占、迟后进入、优先级呼叫、强插强拆等传统集群功能，支持无线虚拟专网，通过图形化调度台可实现用户状态的实时呈现、录音监听、视频转分发等指挥调度功能;完整的集群调度功能，可以促进煤矿的生产管理更加高效流畅。
4.5 利用工业以太网交换机的光纤环网实现基站传输
矿用McWiLL系统可利用煤矿原有的工业以太网交换机架构的光纤环网实现井下基站的数据传输;一方面节省了光纤投资和施工难度;另一方面，可利用光纤环网的自愈特性，实现传输线路的高可靠性;这一方面，明显优于TD-SCDMA系统目前采用的BBU+RRU自建光缆的架设方式。
4.6 高数据带宽，上下行带宽可调
矿用McWiLL系统承继了McWiLL无线接入系统的高数据吞吐量的优势。McWiLL宽带系统单基站提供15Mbps的净吞吐量。同时，可根据实际业务需求实现上下行带宽的灵活调配;这方面大大优于采用公网制式，或本身数据带宽较小，或上下行带宽不对称，导致上行带宽很小，不能满足专用网络中，对于上行带宽的高带宽要求;矿用McWiLL系统的这一特性，决定了其真正可以在煤矿应用中承载视频、数据采集等高带宽应用。
4.7 完善的安全可靠保障，完善的QoS/GoS保证
McWiLL系统具有完整的鉴权、加密方法，系统被盗用的成本极高。因为信道资源的充足，McWiLL为无线通信提供了可靠的编码保护，保证指令的正确传输。具体来说，McWiLL系统的安全性主要体现在终端设备鉴权接入、空中接口安全可靠、用户独享安全通道等方面;空中接口支持面向终端的带宽管理，可对不同用户等级提供不同的带宽管理策略;支持基于业务类型的QoS，根据高优先级包、低优先级包、实时包采用不同的优先级。
McWiLL宽带无线网络已经在电力、油田等很多行业领域应用，实际解决了这些行业的视频监控、无线数据传输、应急通信、移动通信等多方面的需求，得到了相关行业用户的一致认可。McWiLL正以其先进的技术优势和良好的产品性能服务于众多行业用户，并将进一步更好的为煤炭企业服务。
