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煤矿井下无线通信系统综合解决方案
-03-04
随着国家和政府对煤炭行业安全生产日益高度注重，公司安全可靠通信系统建设也被列为所有工作重中之重。中兴通讯作为通信设备提供厂商，依托自身强大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、有效综合通信网络解决方案。

一、顾客需求
　  近几年煤炭公司频繁发生重特大安全生产事故，给国家和人民带来巨大生命财产损失，政府和公司因而共同将煤矿安全生产信息化工作提上空前高度。煤矿公司调度通信和行政通信系统通过近年建设和发展，虽获得了较大成效，但是缺少成熟井下移动通讯解决方案。矿井工人和工作人员实时无线语音数据通信规定非常迫切，井下人员所处位置更新、井下生产动态数据上报、地面告知实时下达等都显示出井下通信系统业务特殊性和重要性。依照这些业务规定，中兴通讯开发出了基于PHS（无线公话系统）技术、专门用于井下安全生产通信系统KT25型设备。该系统设备可以解决矿井语音通信、人员监测、定位、数据传播等综合应用问题。

二、网络构造
　  网络拓扑构造如下：

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构成。CN通过七号信令或者中华人民共和国1号信令和原PBX相连。从构造层次上分，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）无线接入层：
　  由基站控制器子系统iCSC/CSC、基站CS和终端PS构成，为PHS顾客提供无线接入通道。集成基站控制器iCSC提供内部接口与互换单元相连，使顾客通过本地网进行话音呼入呼出控制，提供集线控制功能。从互换单元输出信号在集成基站控制器进行数字复用和合同解决后，通过光纤、微波或铜缆传播链路传送至基站控制器CSC。iCSC互换网板是8K×8K，容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，忙时呼喊次数BHCA达到135K。
　  基站控制器CSC功能是对基站CS进行控制，执行信令转换、分派话音和信令时隙，提供话音途径集线解决，实现本地各基站之间漫游切换，同步对各种基站进行动态频率分派和信道分派，并配合系统完毕移动顾客鉴权成果比较。CSC向iCSC提供2M接口，向基站CS提供ISDN接口完毕话音途径集线解决，实现本地CS之间漫游切换，CSC从PCM中提取同步时钟，同步所有CS。
　  基站CS是无线收发单元，是顾客与CSC之间通信传播中继站，CS与手机之间无线链路采用基于RCR STD-28 Ver.3原则PHS技术。基站由基站控制器接口、自适应阵列控制某些、自适应阵列DSP解决调制解调某些、发射机阵列、接受机阵列、天线开关和天线阵列构成。当前中兴通讯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。
　  移动终端PS包括基于PCMCIA接口数据适配器和移动手机。手机具备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数据接入服务。
　  需要阐明是，煤矿井下是高危场合，设备使用需要进行防爆解决。ZXPCS产品井下某些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。当前防爆PCS系统井下基站控制器KTW17和基站KTW15采用隔爆外壳防爆形式。在这种防爆形式中，将可以引起爆炸电气设备元件封闭在一种外壳内，该外壳能承受内部爆炸性混合物爆炸压力而不受损坏，或制止内部火焰通过壳内任何接合面及各构造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，所有电路设计均作到：符合设计规范而电气地和机械地、或在规定故障条件下所产生任何火花或热效应均不能引起规定爆炸混合物引燃。此外整个井下防爆系统还包括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）核心控制层：
　  重要设备为互连互通网关IGW，为网络提供统一业务控制平台，完毕话路接续和呼喊控制，实现PS手机在网络内部无线切换控制、系统与外部网络MAP信令合同解决、网络互连互通、以及与业务提供层之间合同解决和连接。IGW采用模块化构造设计，具备良好可扩展性，其呼喊解决能力为2700K，提供2400 路E1电路中继、640条信令链路。同步大量应用新技术，具备64K×64K中心互换网和16K×16K外围互换网模块，可提供SDH接口，节约综合投资。核心控制层此外重要设备是归属位置寄存器HLR/AUC，作为中央数据解决中心，重要完毕顾客数据解决，提供到互换中心、业务解决中心接口和合同解决功能，为系统提供顾客有关信息，涉及顾客基本业务签约信息、补充业务签约信息和顾客位置信息等内容，并且提供了顾客安全管理功能。HLR系统可如下联各种IGW，以共用同一HLR数据库。HLR系统容量是120万顾客，对于扩容也非常简便易行，七号链路解决能力为单模块48条、多模块192条，系统消息丢失概率P≤10-7，信息检索时延≤1000ms（95%概率），登记时延≤ms（95%概率）。

3）业务提供层：
　  业务提供层是网络中最复杂组网某些，涉及短消息中心、智能网系统、定位系统、HLR后台系统、无线侧和网络侧后台网管中心（OMC-R和OMC-S）和既有应用服务器（外部SME）等。该层是多业务实体集合，是顾客业务服务源。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也包括其操作维护中心。智能网合同是基于CAMEL II，系统平台涉及SIU、SCP、SCEP、SMP（带SMAP）和VC等网元，具备良好拓展性，提供目的网方式和叠加式方式，提供对全网进行智能网建设解决方案。定位系统平台和短信中心以点对点合同SMPP通信，通过No.7方式与iCSC或者CSC相连。HLR后台系统由HLR数据库服务器、MAP解决机及其后台维护服务器构成，逻辑上构成状况如图所示，物理上经常把HLR前台某些与IGW合在同一机架。网管中心OMC-S重要负责管理IGW操作维护和话单转换传送分拣任务，OMC-R负责iCSC和CSC操作维护。SME普通在煤炭行业中重要涉及语音信箱VM、工单管理Server、定位业务平台等。HLR、SMC、SCP、OMC-S、OMC-R相应五个以太网子网，分别由五台ZXR10路由器划分隔离，并上联到ZXR10互换机，与IGW、iCSC和CSC进行TCP/IP连接。计费中心Billing Center通过防火墙与ZXR10互换机互联，对SMC、OMC-S中短信、语音话单进行提取解决，对SCP中顾客智能业务话单进行提取解决。　

三、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系统上专网通讯产品。当前中华人民共和国电信和中华人民共和国网通在全国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，顾客数量达到7000万线。中兴通讯、UT斯达康、青岛朗讯是重要三家设备提供商。并且在短短几年时间，ZXPCS系统就获得了国内大量市场份额，网络覆盖全国24个省133个地市，容量达到4500万线，并相继在广州、上海、南京、天津等大都市开通建设，为各地电信公司提供了优良网络性能，创造了良好经济和社会效益。由此可见ZXPCS系统已经发展相称成熟稳定了，决心进一步满足专网市场需求。设备系统小型化之后，ZXPCS系统可觉得企事业单位、会展中心、金融中心、石化、冶金和医疗等集团顾客提供无线顾客小互换机功能。系统可提供所覆盖工作区域内移动服务，工作人员不必紧张离开办公桌而无法接听电话。无线顾客小互换机安装以便，免除了布线工程投资，工作地点变化无需更改分机号码，因而也无需重新布线。

　  ZXPCS系统可提供丰富业务，涉及：
1、支持定位业务：位置服务（LBS--Location Based Service）又称定位服务，是通过无线网络获取移动终端顾客位置信息（经纬度坐标），在电子地图平台支持下，为顾客提供相应服务一种增值业务。在煤矿井下应用，可以实现功能包括：
（1）通过基于GIS技术地理信息实时显示、查询井下状况：拟定任一时间井下或某个地点人数，井下人员定位以及人员名单，以便调度中心可迅速对的电话联系该人员，这实质上也实现了运用定位业务实现考勤管理功能；拟定每个人在井下任一时间活动轨迹；查询关于人员在任一地点到/离时间和总工作时间等等一系列信息，可以督促和贯彻重要巡逻人员（如瓦斯检测人员、温度检测人员、排风人员等）与否准时、到点进行各项数据测试和解决，从主线上尽量杜绝因人为因素而导致有关事故；可实现多点共享，供各种领导同步在不同地点查看；
（2）一旦发生各类事故，能及时查出有多少人遇险，遇险人员所处位置和名单。
2、支持短消息业务：涉及盲区呼业务、工单管理业务和井下设备状态监控和自动控制业务：
（1）当顾客关机或不在服务区时，未接来电号码存储在短消息中心。顾客重新位置更新时，未接来电号码以短消息或语音方式告知顾客；
（2）中兴防爆PCS短信平台提供原则SMPP合同接口，可以和后台工单管理服务器通过SMPP合同连接，实现运用短信方式如群发功能实现工单发送、接受和确认；
（3）运用短信实现某些井下设备状态数据监控和设备自动控制。井下需要监控和自动控制设备增长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接口和后台数据采集服务器以及控制台连接，从而实现数据定期采集以及人工远程控制。
3、支持和固定电话捆绑：实现一号双机，即广域双振铃业务。
4、支持数据业务：当前支持基于PIAFS合同数据业务，可支持32kbps、64kbps数据接入服务。
5、主叫号码显示
6、可视电话业务
7、特殊补充业务：遇忙呼喊转移、无应答呼喊转移、无条件呼喊转移、呼出限制、呼喊等待、呼喊保持等。
8、恶意呼喊
9、无线CENTRX（虚拟顾客互换机业务）
10、区域漫游限制：可以对地区级和PA级进行限制漫游。
11、紧急呼喊业务
12、智能业务（预付费、一号通、亲情号码、分时分区等）
13、有线无线一体化解决方案。
　  当前系统应用行业案例已有天津大港油田公司网、长春一汽公司网、湖北十堰生产基地公司网等。

四、方案优势
1、公司整体实力支撑：
　  中兴通讯作为中华人民共和国通信设备制造业开拓者、中华人民共和国综合性电信设备及服务提供商和中华人民共和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，向全球顾客提供各种通信网综合解决方案。此外，中兴通讯在北京、上海、南京、深圳、西安、韩国、欧洲、美国设立研发机构，投入了大量高素质人才从事新产品研发和新技术研究，以强大研发能力定制最符合客户规定产品，并能迅速实现产品商用化。

2、PCS产品广泛商用，成熟可靠：
　  截至2月，中兴通讯无线设备在全球应用已经超过了1.5亿线，PHS应用超过4500万线，广泛应用于中华人民共和国电信、网通等大运营商网络，这足以阐明其商用稳定性。

3、综合方案提供能力：
　  对于煤炭行业通信需求，中兴通讯不但可以提供成熟、稳定系统侧设备，还可以提供丰富、灵活各种终端手机产品，供顾客自由选取；同步，中兴通讯丰富、成熟业务产品，也为煤炭公司特殊业务定制了更多可选取性，更贴近顾客需求。
　  可以说，中兴通讯是业界唯一一家完全以自主开发全系列产品组网设备商，可觉得煤炭公司提供一揽子综合解决方案。

4、为煤矿定制专用安全产品：
　  中兴PCS产品已经通过国家煤炭安全MA认证，中兴通讯防暴PCS系统满足特殊行业中使用安全规定，可以安全地服务于全国煤炭公司井下无线通信系统建设。

5、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、各种设立于研发基地实验室，和一支训练有素技术支持工程师团队遍及全国各地办事处和研究所；拥有完善技术问题解决方案库和先进模仿实验室环境，可以在全球范畴内迅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人售后服务专家团队，以及遍及全国25个省市办事处300多人现场支持工程师，可以及时地为客户提供技术支持和服务，保障设备安全稳定运营。