煤炭通讯技术应用市场调研报告.ppt

关于煤矿通讯技术应用市场的调研报告,2009年9月,一、煤矿通信 系统概述,定义构成,二、煤矿井下通讯技术介绍,发展历程未来趋势构成,三、煤矿常用通讯方式,有线通讯无线通讯,四、主要煤矿通讯技术分析,PHSSCDMAWIFI无线集群对讲XGP,1,2,3,4,5,六、煤矿通讯技术的发展趋势,七、结论,6,汇报纲要,一、煤矿通信系统概述,定义,煤矿通讯系统是指煤矿通过传输媒质（导线、电缆、光缆、波导、电子波、脉冲波等）在煤矿生产运营的各个环节进行模拟数字信息、网络数据信息等各种信息的传递。由IP多媒体调度系统统一指挥，可以保证通信信息能够更加快速、准确并以更加多样化的手段传递信息，对于煤炭生产、经营来说极为重要。,一、煤矿通信系统概述,构成（一）,煤矿通信系统包括地面通信系统和井下通信系统。通常两者互不相连，只有调度指挥室才能沟通两者间的通信。矿务局难于及时了解到井下的生产状况。并且目前井下的通信条件较差，信息难于及时传达到地面。矿务局到各个矿井之间一般有数十公里的距离，适合于架设光纤。,一、煤矿通信系统概述,构成（二）：,生产调度通信系统,洗煤调度通信系统,计算机、安全监测和监控系统,井下有线无线通信系统,行政通信系统,发展历程：,二、煤矿井下通讯技术介绍,二、煤矿井下通信技术介绍,发展趋势,语音,语音，监测、工业电视、井下BP机、人员及车辆的跟踪等实时综合管理系统,并与矿区现有通信网的相应接口(例如模拟中继、数字中继、模拟用户、数字用户等)相连,国外已经实现我国正在努力,二、煤矿井下通信技术介绍,构成,透地通信系统矿用漏泄通信系统矿用感应通信系统矿用载波通信系统矿用小灵通通信系统矿用CDMA通信系统,应急救灾通信,局部通信,全矿井无线通信,二、煤矿井下通信技术介绍,(l)矿用透地通信系统。,原理：是采用敷设井下环型天线实现井下超低频无线电波覆盖，可以由地 面调度中心寻呼或群呼井下的工作人员，实现单向通信功能，在我 国应用较少。缺陷：信道容量小、单向通信、电磁干扰大。,单向,调度中心,井上,井下,二、煤矿井下通信技术介绍,(2)矿用漏泄通信系统。,原 理：采用漏泄电缆实现井下巷道内无线电波覆盖主站设置在调度室，各工作站位于井下工作 点，二者之间的通信通过无线收发信机、调制解调器(MODEM)及漏泄电缆进行。特 点：半双工对讲（全双工：同一时刻可以同时收信息同时发信息；半双 工：同一时刻只能收不能发）主要应用：机车通信等局部通信发展方向：是多功能化和其他技术（如cDMA通信技术）结合组成全矿井无线通信系统。,二、煤矿井下通信技术介绍,(3)矿用感应通信系统。,原 理：是借助钢轨、水管、导线等金属感应体实现井下巷道内无线电波 覆盖。主要应用：于短距离救灾通信、矿井机车通信等局部通信。,为减小传输衰减,其选择的传输频率较低,而煤矿井下在低频段的电磁噪声较大,所以感应电话通话质量在有些矿井不理想，噪声较大,缺 陷：,二、煤矿井下通信技术介绍,(4)矿用载波通信系统。,是利用电机车架空供电线与钢轨形成回路，采用直接载波传输方式实现运输调度员与司机之间及司机与司机之间的通话。,这一通信技术我国从20世纪60年代开始应用至今，产品已由电子管到晶体管，集成电路更换了几代，但一直未得到普及，部分矿井使用效果不好，通话不理想。,主要是信道方面的问题一直没有得到解决，因为不同时间不同地点的线路负载变化太大，直接造成阻抗不匹配，导致通话质量差，无法使用。,原理,发展历程,缺陷,二、煤矿井下通信技术介绍,(5)矿用小灵通通信系统。,特点：是一种全矿井无线通信系统，可实现双工通话、来电显示、短消息 发布、语音信箱、区域定位等功能。缺陷：在一些巷道条件较好的矿井使用，效果不错，但由于现有系统缺乏调度功能且系统中的 主要设备基站和基站控制器为隔爆设备，不适宜在工作面巷道中使用，使用范围受限。趋势：其发展方向是增加调度功能和开发本安型基站等。,基站控制器,基站,矿用小灵通,二、煤矿井下通信技术介绍,(6)矿用CDMA通信系统。,是一种全矿井多功能无线调度通信系统，可实现双工通话、移动数据传输、移动图像传输、来电显示、短消息发布、语音信箱等功能。其具有井下巷道内无线电波覆盖较好、区域内同时通话数多、设备轻巧、使用不受限等优点，具有较好的发展前景。,三、煤矿常用的通讯方式,1、有线通讯方式,优点：通信可靠，信号稳定。缺陷：前期组网比较大，成本较高，易损坏。单一有线通讯方式难以满足当前煤矿综合自动化系统的运行速度和质量方面的要求，但是如何合理布局组合，使用两种或者两种以上网络构建煤矿综合自动化系统可以达到要求。这也是未来发展的一个特点。,RS232总线方式,现场总线方式(如cAN总线),GEPON通讯方式,RS485总线方式,三、煤矿常用的通讯方式,2、无线通讯方式,GPRS移动通信方式,RB&P expects a sales revenue of more than 150 million for Geberit China by year 2005,包交换方式和分组技术，下载资料和通话同步,Zigbee,短距离、低速率，依靠大量传感器实现通信,全球移动通讯系统，应用最广泛,GSM短消息方式,RFID,射频识别，电子标签、无线射频识别，无需机械、光学接触,四、主要煤矿通讯技术分析对比,主要煤矿通讯技术,XGP,数字集群对讲,PHS小灵通,SCDMA大灵通,WIFI无线局域网,1、PHS（矿井小灵通）,矿井小灵通作为第一个成功应用的技术标准，已经安装使用了近300家煤矿企业，是目前我国工业移动生产调度市场中，应用范围最广的无线专网通信解决方案。,概述,优势,语音通话质量好,组网通信规范严格,移动切换呼通率高,施工维护成本低,产品绿色环保安全,国内已自主掌握全部核心技术,强大的手机等附属配套产业链支撑,长期积累大量产品研发与技术服务人才,1、PHS（矿井小灵通）,前景,长期积累了的一大批经验丰富的技术研发、产品生产与工程服务人才,有近300家煤矿的成功应用,技术标准性稳定性、产品成熟性可靠性、以及煤矿行业实用性,已经在中国电信公网市场成功商用运营了十几年,目前煤矿通信领域的最主流也是最佳的解决方案,PHS,1、PHS（矿井小灵通）,2、SCDMA（矿井大灵通）,概述优势,该技术（俗称CDMA450）不符合国家产业政策，已于2003年就被当时的国家信息产业部叫停和清频封杀，具体见国家信产部颁布的关于中国电信、中国网通部分下属分支机构擅自经营450MHz（兆赫）CDMA无线市话行为的通报。,单基站业务信道多,语音通话质量好,组网通信规范严格,移动切换呼通率高,单基站覆盖范围大,缺陷,SCDMA属于大蜂窝通信体制，单基站功率大、信道多、成本高，导致其在井下这种空间狭窄和人员分布分散的场合，无法发挥其技术优势，SCDMA只得采用了泄漏电缆通讯这种落后的组网方式，由此带来了诸多技术弊端，具体分析如下：,由于泄漏通讯采用了造价很高的高频电缆和孔状天线辐射技术，而泄漏电缆对信号的衰减非常快，所以，矿井沿途必须不断地接入中继放大器和配套供电设施，因此，不仅增加了煤矿施工难度，同时，整个工程组网设备成本也会非常高。,由于整个矿井的无线通讯都依赖一个或几个定点放置的大功率基站，所以，手机定位也只能固定在这几个基站位置上，当然也就失去了矿工移动位置跟踪的意义了。,缺陷一,缺陷二,缺陷三,缺陷四,由于井下环境潮湿有害性气体浓度大，因此，对于泄漏通讯的孔状天线电缆腐蚀会非常严重，从而导致天线辐射效果变差和通信距离缩短，而且后期无法维护，只能更换造价昂贵的射频电缆。,SCDMA属于边缘通信体制，配套的手机、元器件等附属产业链非常薄弱，技术研发与产品生产人才稀少，因此，导致手机终端与系统设备昂贵，且无法长期跟进煤矿通信市场的发展，更谈不上完成煤矿用户的增值服务需求。,2、SCDMA（矿井大灵通）,前景,受到了国家产业政策的明令禁止与清频限制,技术标准性稳定性、产品成熟性可靠性、以及煤矿行业实用性,技术缺陷,不可能成为煤矿通信领域最主流和最佳的选择方案。,SCDMA,2、SCDMA（矿井大灵通）,3、WIFI（矿井无线局域网）,概述,Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。,定位,非移动的无线宽带数据通信,主要应用,WLAN无线本地局域网市场，即我们通常所用的无线网卡和无线网桥，本身不支持无线语音和移动通信业务，只是近些年为了抢占国际数字无绳电话市场，才推出了WIFI手机和相应的家庭无线对讲标准,局限性,是针对传统模拟无绳电话的技术升级，缺少手机与基站之间的严格同步切换机制和空口协议保证，不具备大规模移动通信组网的理论基础和技术能力，更没有配套的硬件产业支持。,3、WIFI（矿井无线局域网）,发展历程,我国于2008年由国家工业与信息化部、国家泰尔实验室和国家无线电管理委员会联合下发了关于纯WIFI手机在中国不检测不认证不许可的禁止应用发展的封杀文件。,挫折,2009年国家工信部颁发公网小灵通清频文件，才为该技术在煤矿找到了全新应用的天地，使其迎来了第二个春天。,复苏,3、WIFI（矿井无线局域网）,优势,与小灵通相比的优势：,光纤环网接入,宽带数据传输,多网合一,1,2,3,3、WIFI（矿井无线局域网）,缺陷,（1）WIFI适合于异步无线数据传输，没有严格的移动通信同步切换漫游管理和完善的通信理论与电信标准协议支持，因此，WIFI手机跨基站断话和大规模组网能力差是该技术的最大弊端，而且无法从根本上克服，特别是在多用户电话会议过程中，故障现象更为明显。,（2）WIFI与其它移动通信技术最大的不同就是空口无线语音业务带宽不恒定，在多用户同时通话或数据带宽占用过大时，分配给话音的带宽变小，语音严重滞后，甚至影响呼叫。,（3）WIFI语音传输技术采用有损压缩算法，通话质量失真。,（4）由于WIFI占用频段为国际公用的ISM-2400M频段，因此，该频段内部设备复杂，相互间交叉干扰严重，导致WIFI通信质量下降。,（5）由于WIFI采用DSSS短码直序扩频或OFDM正交频分复用通信体制，因此，不适合井下定向天线辐射，在快速移动通信时，会严重影响手机通信距离。,（6）由于WIFI的核心技术不被我国自主掌握，产品供应商都是小型IT公司，因此，其产品技术水平与服务质量参差不齐，产业声誉混乱无序，缺乏后续长期演进的基础,3、WIFI（矿井无线局域网）,前景,具有宽带数据以太网传输和光纤环网接入的强大功能,把它作为煤矿综合自动化监控和宽带视频与数据传输手段应当是其在煤矿行业发展的正确方向；而作为矿井无线语音通讯和移动指挥调度应用，从技术理论上分析肯定不是最佳解决方案。,WIFI,4、矿井无线集群对讲,概述,该技术在传统的企业无线通信市场中应用非常广泛，配套的产业链也很完备。由于采用手持机点对点或点对多点广播通信方式，无须系统组网支持，因此，其设备简单和造价低廉是其最主要的市场优势。随着全球移动通信技术的高速发展和企业用户对无线通信需求的不断增加，该技术已经越来越无法适应现代企业通信的要求。,在矿井拐弯处设专用无线中继台,专用无线对讲机,缺陷,缺陷一,缺陷三,缺陷四,缺陷二,无法实现企业大规模移动通信组网和手机全双工保密通信。,用户业务信道少、覆盖范围小、话音质量差、手持机功率大不安全、通话不保密性等。,无法与企业原有用户固话交换和电信公网互联互通。,无系统交换平台支持，缺少手机定位、工业调度、短信通讯等多种增值服务功能。,4、矿井无线集群对讲,前景,4、矿井无线集群对讲,该产品作为煤矿通信市场主流技术的辅助补充还将在矿井通讯领域长期存在。,矿井无线集群对讲,应用非常广泛，配套的产业链也很完备,设备简单和造价低廉,以上种种缺陷,从其产品先进性、互联性、还是后续技术发展的提升性、延续性来看,5、XGP（下一代PHS）,概述（一）,XGP（Next Generation Advanced PHS）作为全球第四代移动通信的技术平台之一，符合国际电信联盟ITU标准，有国家电信公网商用运营的历史，全世界在网用户人数1000万，企业专网用户人数也已超过300万，其技术先进性、标准性、成熟性、可靠性和实用性当然不言而喻。在我国煤矿通信领域，已有煤炭科学研究总院、天地科技常州自动化分院、中国矿业大学、重庆梅安森等多家著名煤炭科研企业采用了XGP技术解决方案进入了矿井无线通信市场。XGP技术综合了传统矿井小灵通移动语音组网通信质量好和WIFI宽带数据接入传输能力强的优势,5、XGP（新一代PHS）,实现了语音视频数据的并网传输，完成了矿井人员定位、井下综合自动化控制、煤矿视频监测、生产移动通讯调度等系统的光纤环网无缝对接和多网合一，彻底解决了困扰煤矿多年的全网数据统一通信和信息孤岛的问题,概述（二）,优势,（1）与传统矿井小灵通系统依靠窄带电话线通讯传输不同，XGP系统中的基站、基站控制器和移动交换机全部依赖以太网平台传输，可直接与井下光纤环网无缝对接，实现了全网一体化统一通信，为煤矿节省了大量的通信电缆。同时，也为煤矿RFID人员定位、井下视频监控、煤矿综合自动化控制、矿井无线通讯调度等系统的多网合一奠定了通讯传输基础。（统一化）（2）采用全球第四代移动通信标准，系统具有严格的移动通信同步切换漫游管理和完善的通信理论与电信标准协议支持，组网能力强大，业务信道空口带宽稳定，语音通话质量好。（3）传统矿井小灵通手机定位必须依靠系统不断地向其发起虚拟呼叫和轮流查询，才可保证矿工位置信息的及时更新，严重影响正常手机呼叫；而新一代XGP空口协议支持手机主动精确定位，无需系统任何操作，手机即可实时准确地把自己的位置信息自动上报移动交换主机；同时，通过手机多基站注册与RSSI场强误差平滑计算技术，实现矿工在井下的精确定位和移动跟踪，定位精度可达20米。,5、XGP（新一代PHS）,优势（一）,（4）XGP技术的最大亮点就是国内首创支持基于手机平台操作的移动指挥调度，使调度员彻底摆脱了传统固话调度台的束缚，调度员可以随时随地及时便捷地通过手机键盘完成组呼群呼强插强拆广播监听等CTI工业调度功能，是真正意义上的移动生产调度系统。（5）XGP技术除了提供传统矿井小灵通的短信服务功能外，还可支持系统短信群发调度与手机短信内容实时在线分析，并联动手机声光电报警、手机位置提示，以及引导逃生等。（6）XGP手机具有强大的宽带数据传输功能，可实现手机移动视频监测与远程无线传输。（7）XGP基站采用智能天线和多向双工电桥技术，其接收灵敏度和井下无线通信距离是传统矿井小灵通和WIFI的2倍。,5、XGP（新一代PHS）,优势（二）,（8）传统矿井小灵通只有77个业务频点，而XGP标准具有255个业务频点，通过空口业务信道频点动态分配控制技术，很好地解决了PHS与3G频段冲突的问题，同时XGP技术本身兼容目前所有的小灵通手机，为后续矿井小灵通技术升级和长期演变奠定了坚实的基础。（9）XGP技术从终端到无线接入到系统交换都可以免费为煤矿用户提供特色的增值服务应用开发，是目前煤矿通信行业的唯一可编程技术解决方案。如机车调度、手机打点、信集闭通讯、便携救援通信、人员定位搜索、话务统计、企业手机彩铃等。,5、XGP（新一代PHS）,前景,5、XGP（新一代PHS）,未来煤矿通信领域的最主流也是最佳的解决方案选择。,XGP,继承兼容传统PHS等巨大的技术优势,具有无线宽带数据接入、移动指挥调度、终端自主精确定位、手机视频监测传输、多网合一,从技术标准性、开放性、继承性，还是产品成熟性、可靠性、实用性等方面,六、煤炭通讯技术发展趋势,（3）全本安设计,(2)电缆通信仍然是不可或缺,（4）多接入点的网络结构,（1）宽带化综合通信能力,1、数据、语音、图像和控制信息 同时传输能力2、光纤、电缆、无线的综合使用3、TCP/IP协议的使用,无线信号将对井下全面覆盖，多接入点的网络结构保障设备连接方便。各种终端设备，包括手机、各种传感器、摄像头、基站等密集布置。,在很多场合仍然是非常可靠的通信连接方式补充配合无线技术,井下通信系统以及系统中的通信设备和通信终端采用全本安设计是未来的发展趋势。全本安设计带给通信系统的使用者两方面的好处是安全和轻便。,（5）IP代替多媒体调度。,六、煤炭通讯技术发展趋势,随着国家能源的市场化运作，煤炭在我国能源体系的战略地位越来越重要，国家于多年前就提出建设“数字化矿井”，即是用高科技的手段提高煤矿企业的安全生产。在这几年以来，就“数字化矿井”的建设，煤炭企业投入了大量的资金、人力和物力，在框架上提出了建设以“高速IP网”为承载平台的综合自动化及信息化平台。所以，有必要认为未来煤矿通信的发展应该是基于IP网的多媒体通讯技术，必须依托煤矿自身对通讯系统的要求，开发最先进的IP多媒体通讯技术以适应煤矿数字化系统的建设。先进的IP多媒体调度系统，可以保证通信信息能够更加快速、准确并以更加多样化的手段传递信息，对于煤炭生产、经营来说极为重要。光缆、数字微波、IP调度机应该在矿井通信系统得到广泛的应用，而且宽带上网、无线通信、图像传输等在矿井也要得到基本的普及。,（5）IP多媒体调度取代传统调度。,七、结论,PHS是目前最具市场潜力的通讯技术,SCDMA大灵通：不符合国家政策规定，曾遭受国家信息产业部叫停和清频封杀，在我国煤矿通信领域仍作为非主流方案有过少量现场应用。,矿井无线集群对讲：在传统的企业无线通信市场中应用非常广泛，但是，该技术已经越来越无法适应现代企业通信的要求。,XGP（新一代PHS）：是目前井下通讯领域最先进的技术，代表我国未来煤矿多网IP融合和无线一体化通信的发展方向，但是，目前没有得到广泛的应用。,WIFI：2008年遭到国家国家工业与信息化部、国家泰尔实验室和国家无线电管理委员会封杀，2009年复苏，但主要作为煤矿综合自动化监控和宽带视频与数据传输手段应用。,因此，目前最现实、应用最广泛的是PHS矿用小灵通。,电话:+86-0371-63575015传真:+86-0371-63575013 Http：地址：河南省郑州市中原西路长信软件园,存留下来的种族并不是因为他们最强或者最聪明，而是因为它们最能够适应环境.查尔斯 达尔文,