1、煤矿井下 4G 无线 通信现状 1. 煤矿井下无线通信系统的应用及发展趋势 1.1 概述 煤矿井下环境属于危险的瓦斯富集的环境，井下无线通讯系统也必须做防爆处理。煤矿井下的无线通信系统设备经过防爆处理，到国家指定的检测中心检测合格后，由国家相关部门下发该产品的煤矿安全标志。 产品具备了煤矿安全标志和防爆证书，才具备了下井应用的基本条件。说明达到了防爆要求和基本功能达到要求。 井下无线通讯系统达到下井要求，还远远不够。达到商品化销售的煤矿井下无线通讯系统，还必须具备工业品生产许可证。这是国家质量监督局根据国家要求，对高危行业产品 实行的专项管理。 具备了煤矿安标和防爆证书的产品还要到国家规定的质
2、量技术监督局的相关部门进行质量检验，合格后，国家下发工业品生产许可证书。 这样，具备了上面条件的产品才能进行销售、安装施工和煤矿井下应用。 煤矿井下通讯最早是使用有线电话系统。也就是，把地面的电话系统经过防爆处理后，安装到井下。这样井下的电话就是防爆电话机，连接线是防爆通讯电缆。 这种电话虽然起到通讯的作用，但是很不方便。固定电话，固定使用，起不到随时调度的灵活性。这种情况下产生了无线通信系统的要求。 随着地面无线通讯系统的应用，井下防爆无线 通信系统的应用也逐渐有了市场。 其实严格来说无线系统属于国民大众都了解的应用，所以感觉上觉得很简单就是服务器 +基站，其实无线通信是有技术含量的并且含量
3、还很高，真的不是随便一些小的科研室攒个服务器就可以称之为 3G 无线通信 系统 或者 4G 无线通信 系统 。 2.1 煤矿无线通信系统分类 煤矿井下无线通信发展分为： 煤矿漏泄通讯 、 煤矿井下小灵通 、 煤矿 WIFI 无线通讯系统 。 煤矿井下 3G 无线通讯系统 ， 又分为：矿用 TD-CDMA 系统、矿用 TD+WIFI 系统和矿用W-CDMA 系统。 煤矿井下 4G 无线通讯系统，又分为：矿用 FDD-LTE 和 TD-LTE。 1. 煤矿井下泄漏通讯：煤矿井下漏泄移动通信系统是利用漏泄电缆径向辆射特性和双向中继放大技术，实现无线电波在屏蔽空间和井下巷道的双向远距离传输。其通信距离
4、单支总长可达 20KM.同时利用功率分配技术，解决了无线电波在巷道内的分岔传输，从而可建成地下巷道的树形无线通信网。 泄漏通信的缺点大家也是有目共睹的：传输距离短有限制，施工铺设电缆难度大（泄漏电缆比较粗老笨重），后期维护复杂。泄漏通信最终要的缺点是通话声音质量不好。 就像是我们地面使用一样杂音太多，听不清楚。 这是一个大难题。 2. 煤矿井下小灵通系统： 后来 随着小灵通的防爆认证的完成，一些煤矿在井下安装了该系统。 但是，随着小灵通的退市，很多煤矿已经无法购买到新的配件，给该系统的维护带来了极大的麻烦。基本情况是，很多煤矿由于小灵通的售后服务不能保障基本不适用该系统了，把该系统当成了摆设。
5、 因此，煤矿无线通信系统的应用又摆到了煤矿通讯系统厂家的议事日程上来了。 现在小灵通时代真正的厂家有只有中兴和大唐。 3. 煤矿 WIFI 通信系统： 由于我国没有开放 WIFI 的通讯市场， 只是 用来传输数据 ，没有对语音部分进行优化，导致使用时存在语音通话效果差，切换掉话，产业规模和市场都没有 形成产业链 。因此， WIFI 的配件采购和售后服务也是极不健康。最终也要遇到小灵通的境地 。 结果是，在我国发展煤矿井下 WIFI 通信是 必然被淘汰的 。 4. 煤矿 3G 无线通信系统：第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。 3G 服务能够同时传送声音及数据信息，速率一
6、般在几百 kbps 以上。 3G 是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，目前 3G 存在四种标准： CDMA2000、 WCDMA、 TD-SCDMA、 WiMAX。在我国主要是移动公司的 TDCDMA、联通的 WCDMA。 得利于我国 3G 无线 通信系统 的大量建设，中兴和华为两家企业成为了全球排名靠前的 知名 通信设备制造商 ，使得设备投资成本下降，收益于大环境影响，尤其两家通信商发布了小型化 pico 基站，使得煤矿井下通讯也跟上了通信时代的步伐得到了发展。其中典型的应用有 TD-SCDMA 和 CDMA2000 两种无线制式在矿山行业大量应用。其中山西和陕西
7、煤矿通信市场使用 TD-SCDMA 较多。山东、陕北和内蒙地区使用 CDMA2000 较多。整体来看两种无线制式在井下通信应用中都表现良好，单基站覆盖距离均在 10000 米以上。其中 CDMA2000 系统更是优点突出通话 信号质量号，信号绕射能力强，对时钟精度要求没有 TD 制式严格，保证了切换不掉话 ，有些厂家还实现了自建无线系统与运营商无线网络的完整业务对接。 矿用 3G 在煤矿得到了极大应用，也得到了众多厂家的亲赖。 出现了很多具有防爆认证的基站生产厂家，实际上 具备核心网和基站整体解决方案的 原厂只有两家中兴和华为，其他厂家只能是呵呵。 5. 随着无线通信技术的发展出现了 4G 通
8、信，国民大众已经完全爱上了 4G 通信带来的无线告诉数据体验，可以说我们已经无法忍受手机没有 4G 网络的日子。那么必然带来矿用 4G 的新应用和发展。 4G 技术分为 TD-LTE 和 FDD-LTE 制式，两种制式在 空旷地面 应用体验上 基本无差别。由于技术制式本身的时分寻址和码分寻址的问题导致了 TD 在网络建设中着重关注时钟问题。原因是在煤矿井下没有“天然”时钟源，只能自建时钟服务器，即使这样还要重点关注井下工业环网是否支持1588V2 功能，用于保证时钟的精度。 FDD 制式在时钟上的要求没有那么高，有案例应用较多的厂家已经能够完美解决了这个问题。 煤矿井下建设 4G 通信有一个重
9、要的技术是必须支持 volte，只有使用这个功能才是真正的 4G 通信，否则只能称之为 IP 电话。 至于如何界定是否是真的 VOLTE 功 能还是使用 IP 软件 电话 冒充， 简单 查看 手机 配置 就 可以。 只有 支持 volte 的 手机 才能 用 volte 功能。 6. 通信技术发展到现在煤矿井下建设 4G 通信已然是必然趋势。 4G 通信制式是全球标准，华为和中兴仍然是此行业的龙头厂家，本来在这个小众市场大唐还有可能参与一下，但是由于大唐和烽火合并，整个集团把 4G 产品线去除了，必然导致未来大唐 4G 系统无人支持和无产品供应的局面。 另外由于无线频谱是有限资源，并且是极其珍
10、贵的资源。运营商更是时刻关注，好的频点已经完全被占用，在井下使用 4G 基站 国家无委会和运营商无权干涉，一旦在地面建设基站信号干扰还是次要的，主要问题是违法。唯一的解决出路就是井下自建基站，矿方机房自建核心 网与运营商 通过 IMS 进行直接业务对接。实现地面运营商手机卡在井下不换号直接使用 的同时满足了矿山企业对通信系统的调度使用需求。 2. 煤矿井下通信厂家 通信设备由于技术含量高和通信行业大发展，能活下来的通信设备厂商必然都是规模较大的企业。对于这些企业而言煤矿井下的单一通信产品项目根本无法养活厂商的一个小产品线，而煤矿井下的特殊环境造成的下井设备又必须具有防爆类认证，大企业不可能去做
11、防爆认证，于是出现了一些企业和大的通信设备商签订合作协议拿他们的设备进行二次防爆认证，出现了煤矿井下通信厂家。导致煤矿井下通信厂家良莠不 齐的原因也由此而来。如果是长期从事煤矿防爆的厂家他们必然有专业的无线通信人员并且在应用上也有自己的经验，这些厂家是有实力的。另外一些厂家是每当煤矿企业效益好的时候，他们就突然冒出来底价竞标，临时在市场拼凑方案，这些厂家既没有技术实力也没有应用经验，属于一锤子买卖。大家要尽早躲开。 既然说到厂家就说说把，首先说华为吧，华为公司本身不做井下无线通信，因为合同额太小。防爆厂商说是华为设备实际是华为子公司鼎桥的设备，鼎桥的无线解决方案是 TD-LTE，这个方案的特点
12、是 使用地面宏基站 ，体积重，手机终端贵，手机终端不通用 未来只能使用鼎桥手机终端。市面上 防爆设备厂商 采用华为解决方案的有山西的一家公司，山西的这家公司是做集成和自动化的，市场能力强 ， 做无线通信案例有不多 ，是否有技术人员不确定。 其次说中兴吧，中兴公司本身也不做井下无线通信，同样因为合同小。 做合同业务的是中兴的子公司 ，与华为不同的是产品真是中兴的不过是子公司出货。中兴的产品解决方案是TD-LTE 和 FDD-LTE 都有。特点是具有 pico 基站，基站小适合井下布放，体积也小，手机终端是标准制式，可以适配各家手机。市面上 防爆设备厂商 采用中兴解决方案的公司 3G 时代有 2-
13、3 家 ，后来就剩一家北京的公司，现在 4G 也就这一家了。北京这家公司一直是做井下无线通信的做了 10 年，市场能力弱，无线通信案例很多有 3G 有 4G，技术人员情况不确定，怀疑是中兴技术人员出来的，别问为什么。 再次，说说大唐吧。大唐在小灵通时代昙花一现。毕竟是大企业不好说啥，不过 4G 基站被运营商退货是真事。大唐 的解决方案有 FDD-LTE。特点是具有 pico 基站，基站小适合井下布放，体积也小，手机终端是标准制式，可以适配各家手机。市面上防爆设备厂商采用大唐方案的厂家就多了，知道的深圳的有，北京的有，东北的有，至于其他地方有 没有不知道了。只总结一点厂家多但是没有一个是一直做通
14、信的防爆厂家。 最后说说其他吧。除去以上三个真正的厂家，还有防爆商就是原厂，这话你信吗，我信。因为民众通信市场火爆，保不齐那个科研研究生攒个 4G 方案出来，卖了就可以了。其实对是否是小作坊做的解决方案只要一点就可以证明，你去电信运营商问问是否同意和他家进行无线 IMS 对接就可以了，记住是真正的对接，不是通过 E1 出局转换。 插 个 笑话， 参加 过 一个 煤矿 4G 建设 讨论会， 记得是 南京 的 某家 防爆商 的 技术 人员 ， 连 运营商 的 通信 制式 和 无线频点 问题 都 搞不清楚 还 能 代表 该公司 参加 会议 讨论 无线 通信 方案 。 如果 是 该公司 不 重视 讨论
15、会 还好， 如果 是 就这个 水平， 那么 他们 建设 的 项目 可想而知 了。 说到 厂家 说说 价格 吧， 华为 和 中兴 的 解决 方案 价格 肯定 是 第一梯队， 正常 情况 下 也 仅仅比 大唐 第二 梯队 高 10-15%， 第三 梯队 和 第二 梯队 价格 一样 ， 因为 通信 产品 已经 白菜 价 了。 3. 煤矿井下 4G 建设情况 2017 年 是 煤矿 井下 4G 通信 建设 的 真正 元年 ， 18 年 陆续 开始 建设， 但是 受制于 18 年 前半年 煤炭 形势 不好， 所以 并没有 建设 多少 项目。 这里 说的 项目 是 只 真正 在 井下 布放 了 30 台基
16、站 做完 整个 系统 的 项目， 不是 地面 布放 一台 基站 和 一套 核心网 有个 案例 忽悠人 的 项目。 估计 现在 做完 4G 无线 通信 的 矿井 项目 全国 也就 不超过 20 个， 其中 使用 volte 技术 的 4G 井下无线 通信 项目 不超过 5 个， 问 我 为什么， 手机 啊 和 系统 等 原因， 反正 是 技术 有点 难度， 有实力 的 能 实现， 没实力 的 实现 不了 。 是否 非要 支持 volte 呢， 我 只能 告诉 你 2018 年 6 月份 以后 华为 生产 的 智能 4G 手机 都 支持 votle， 无论是 TD-LTE 还是 FDD-LTE，
17、别问我 为什么 了 。 现阶段 煤矿 井下 无线 通信 系统 自建 核心网 能够 完整 的 与 电信 运营商 对接， 并且 在 甘肃，山西， 山东， 内蒙， 宁夏 和 陕西 对接 成功。 电信 也 同意 和 原意 对接， 前提是 厂家 要有 对接 能力， 没有 能力 的 运营商 技术 人员 那帮 大爷 绝对 和你说 不能对接 ， 原因 是 他 嫌弃 你 烦。 现在 没有 看到 矿井 无线 通信 系统 自建 核心网 与 移动 和 联通 运营商 完成 对接 的 。 最后 告诉 你 一点 不要 在 地面 建 基站 。 不想 用 运营商 手机号 可以 自己 在 井下 建设 无线 通信网络， 这种网络 属于 私网， 矿上 自己 烧制 SIM 卡 ， 写号。 或者 和 运营商 对接 使用 运营商 手机号。 对接 完成 使用 一个 卡 地面 井下 随便用， 根本 就 不会 产生 多大 费用 ， 毕竟 大家 都要 用 手机，对接 完成 后 就 可以 随便用 了， 因为 运营商 他们 要 拓展 用户 ， 按照 签订 集团 户 的 包月 套餐 矿工自己 就 掏钱 了， 别说 你 不知道 集团 套餐 多便宜 。 为什么 不让你 在 地面 建设 基站， 因为 你 在 地面 自建 基站 无论 在 那个 旮旯 里 都是 违法 了， 违法 的 ， 违法 的， 违法 的。
