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Strix无线Mesh技术煤矿井下通信新时代


【转载】 2011年10月17日 18:11 评论

  目前,我国井下煤矿通信主要以有线通信为主,无线通信为辅。在井下的采区、挖掘面因为环境、作业的原因,采取有线的方式施工和维护都是非常有难度的,并且在狭长的巷道里,有线的接入点的数量受到很大限制,无法做到全面的通讯;通信线缆在采面、掘进面等位置均为星型连接,一旦灾害发生导致线缆损坏,通信就会中断。

  区别于有线通信系统的限制,无线的传输方式最适合矿井下通讯,目前无线通信方式主要有漏泄通信、透地通信、PHS(小灵通)通信、CDMA(大灵通)通信、以及无线以太网(WLAN)通信系统等。但从通信功能的角度来看,这些技术或多或少均存在一些局限。

  为达到矿井下稳定、高可靠、高性能的实时通信,还需要解决一下核心问题:

  容量带宽问题

  在应急场景下电话手机的呼叫量会剧增,网络要能保证有足够的冗余,不会出现拥塞。为了在调度室的能直接看到现场具体场景,网络还必须具有承载多路视频的带宽的保证

  网络冗余问题

  灾害的发生极易对通信系统的线缆、通信基站等造成直接损毁,这就要求应急通信网络必须具备多路由的网络冗余功能,确保网络中单点的线缆或设备损毁不会导致整个系统的瘫痪。

  施工、维护的问题

  井下环境复杂、各设备的安装调试应是简单的、不需要有过大的工作量,有时视现场情况,通信基站可以随时变化位置,但不会影响正常通信。

  电源冗余问题

  许多灾害的发生容易对通信系统的供电线缆或供电设备造成损坏,而且根据煤矿安全操作规程,在火灾、瓦斯等灾害发生时,必须有相应的供电闭锁乃至井下的整体停电,这就要求整个系统包括通信基站有数个小时的续航能力。

  在上述五个核心问题中,较难实现的是采面与掘进面的网络冗余与维护的问题。随着基于无线以太网(WLAN)的无线自组网(Mesh)技术与Vo-WLAN技术在煤矿通信中的应用,使得这些功能的实现成为可能。

  Mesh网络即“无线网格网络”,是一个无线多跳网络,是由对等网络(ad hoc)网络发展而来,是一个动态的可以不断扩展的网络架构,任意的两个设备均可以保持无线互联。Mesh WLAN网络要比单跳网络更加稳定,这是因为在数据通信中,网络性能的发挥并不是仅依靠某个节点.在传统的链型或星型网络中,如果固定的节点或线路发生故障,那么该节点下所有的无线设备都不能进行通信.而在Mesh WIFI网络中,如果某个节点发生故障,可以重新再选择另一个节点进行通信,数据仍然可以高速地到达目的地.Mesh WIFI技术使无线节点具有自动配置网络,并使网络效率最优化的特性.提供自我组织,自我修复,更新动态网络连接,确保网络安全等等功能。

  


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  如上图所示,Strix Mesh无线设备可以实现无线通信基站之间光纤/无线互为备份组环的功能,通信基站之间以光纤通信为主链路,在光纤链路中断后,自动切换到Strix Mesh的备份链路,与上图相比,通信基站之间的通信增加了一条无线Mesh备份链路;也可以实现摆脱光纤的全无线组网传输,即通信基站之间采用无线Mesh技术实现组网与覆盖,省去了光纤链路的建设与维护,因为采区环境下光纤的施工与维护较为困难,这样就可以实现全无线Mesh的采区传输而非仅仅是无线采面。

  双链路备份使得在灾害导致的环网多点光纤故障或多点基站故障的场景下,仍可以保障通信链路的传输,进一步提高了系统的冗灾性能。无线备份传输链路的增加,由于Strix Mesh无线通信具备的缝隙传输、空间传输的特点,使得系统在冒顶、水灾(非没顶)等灾害场景下的无线通信仍存在可能,系统冗灾通信能力进一步提高。

  Strix Mesh无线通信基站的含有多块WiFi板,具有无线接入WiFi手机和WiFi标识卡功能,还有基站之间无线通信功能。因为配置多个射频的模块,可以同时提供更好的WIFI接入及和能与其它基站更多的连接备份。Strix无线通信基站不带内部备份电池,但可以配套使用带备份电池的外部本安兼隔爆型直流供电电源。

  Strix Mesh具有自动组网、自动配置、自动调节性能、自动修复故障的能力,保证了在任意地点下的快速组网和灵活迁移,可同时为无线数据、语音和视频应用提供无线通道,能很好胜任矿井下高要求、高标准的通讯需求。更多信息请登陆 www.strixsystems.com.cn

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