石化廠無(wú)線通信分類(lèi)簡(jiǎn)述

羅 楠，王曉菡，楊曉光

（中石油華東設(shè)計(jì)分公司，山東 青島 266000）

1 無(wú)線通信解決方案分類(lèi)

1.1 方案一——點(diǎn)對(duì)點(diǎn)解決方案

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)解決方案是指對(duì)講機(jī)同頻互通無(wú)線通信方式，該方式廣泛應(yīng)用于是初期無(wú)線通信[1]。

圖1為結(jié)構(gòu)原理圖。

1.1.1 方 式

采用同頻單工直通方式，對(duì)講機(jī)與對(duì)講機(jī)之間直接呼叫。

對(duì)講機(jī)采用同頻接收和發(fā)射。

對(duì)講機(jī)發(fā)射功率5 W以下，一般為4 W（防爆對(duì)講機(jī)一般為3.5 W，本安型3 W以下）。

1.1.2 優(yōu) 點(diǎn)

（1）組網(wǎng)簡(jiǎn)易方便，維護(hù)成本低。

（2）一臺(tái)呼叫，同頻功率覆蓋范圍內(nèi)所有對(duì)講全能收到，調(diào)度便捷。

1.1.3 缺 點(diǎn)

（1）通信覆蓋范圍1～3 km，無(wú)法更大范圍相互通信。

（2）對(duì)講機(jī)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的呼叫無(wú)法加密，通信無(wú)私密性。

（3）易受干擾，受干擾時(shí)無(wú)太好的方法解決。

（4）無(wú)調(diào)度管理功能。

1.1.4 設(shè) 備

對(duì)講機(jī)、車(chē)載臺(tái)及基地臺(tái)等。

1.1.5 適用項(xiàng)目

當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目面積小、無(wú)抗爆結(jié)構(gòu)、人數(shù)規(guī)模少，可直接配備相應(yīng)防爆終端。防爆終端一般傳輸距離1～2 km，不同防爆級(jí)別傳輸距離不同，主要在于IIC與IIB終端功率大小不同。使用要求具體如下：

需要通話點(diǎn)位人數(shù)少、不需復(fù)雜分組；

項(xiàng)目環(huán)境平坦，無(wú)大的凸起或遮擋物；

無(wú)建筑密集或屏蔽結(jié)構(gòu)，如地下室、鋼混墻壁厚的構(gòu)筑物通信效果會(huì)變差。

1.2 方案二——單信道中轉(zhuǎn)臺(tái)解決方案

中轉(zhuǎn)臺(tái)解決方案是采用中轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)對(duì)講機(jī)之間通信的方案。

圖2為結(jié)構(gòu)原理圖。

1.2.1 方 式

對(duì)講機(jī)發(fā)起呼叫后，首先由中轉(zhuǎn)臺(tái)基站接收，中轉(zhuǎn)臺(tái)接收到該對(duì)講機(jī)呼叫信號(hào)后立即轉(zhuǎn)發(fā)至接收對(duì)講機(jī)，接收和發(fā)射信號(hào)為同對(duì)異頻，對(duì)講機(jī)接受和發(fā)射通信頻率之間相隔10 MHz。

功率大的中轉(zhuǎn)臺(tái)，一般通信距離可達(dá)到10～20 km。

1.2.2 優(yōu) 點(diǎn)

（1）相對(duì)于對(duì)講機(jī)通信系統(tǒng)，擴(kuò)大了覆蓋范圍（10～20 km）。

（2）組網(wǎng)簡(jiǎn)單、快捷。

（3）一呼百應(yīng)，調(diào)度方便。

（4）部分屏蔽結(jié)構(gòu)可穿透。

1.2.3 缺 點(diǎn)

（1）單信道通信。

（2）無(wú)法私密通信。

（3）管理功能簡(jiǎn)單。

（4）不同的中轉(zhuǎn)臺(tái)之間由于頻率不同無(wú)法直接互通。

（5）間距不能超過(guò)20 km的范圍，不適合大范圍、異地區(qū)域組網(wǎng)。

1.2.4 設(shè) 備

中轉(zhuǎn)臺(tái)、對(duì)講機(jī)、車(chē)載臺(tái)、基地臺(tái)、饋線（電纜）及天線等。

1.2.5 適用項(xiàng)目

當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目面積較大、有2～3個(gè)抗爆結(jié)構(gòu)、人數(shù)規(guī)模少、分組少，預(yù)算有限可按照中轉(zhuǎn)臺(tái)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，中轉(zhuǎn)臺(tái)可多可少，需要根據(jù)分組而定；項(xiàng)目?jī)?nèi)抗爆結(jié)構(gòu)或地下室樓層不多可穿透、樓內(nèi)信號(hào)可保障。

1.3 方案三——多信道中轉(zhuǎn)臺(tái)解決方案

多信道中轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，是指采用多臺(tái)中轉(zhuǎn)臺(tái)，擁有多個(gè)無(wú)線信道，可同時(shí)支持多路常規(guī)對(duì)講機(jī)通信的方案。圖3為結(jié)構(gòu)原理圖。

多信道中轉(zhuǎn)臺(tái)方案一般在有多個(gè)部門(mén)要求通信的情況，一般每個(gè)部門(mén)采用一個(gè)中轉(zhuǎn)臺(tái)（即利用一個(gè)中轉(zhuǎn)臺(tái)信道進(jìn)行通信），不同部門(mén)之間不要求相互通信，即使要求相互通信，中轉(zhuǎn)臺(tái)之間也不能直接互聯(lián)（需要增強(qiáng)其他設(shè)備）。

如果將不同部門(mén)的中轉(zhuǎn)臺(tái)分開(kāi)架設(shè)，每一套中轉(zhuǎn)臺(tái)都需要一套天線、饋線，往往造成浪費(fèi)，在室內(nèi)走線也不方便，所以采用此種方案時(shí)，往往會(huì)利用分路器、合路器、雙工器等設(shè)備整合饋線和天線，圖4是一個(gè)四信道常規(guī)中轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)備配置圖。

圖4 四信道常規(guī)中轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)備配置圖

1.3.1 方 式

每個(gè)部門(mén)內(nèi)部通信，對(duì)講機(jī)發(fā)起呼叫后，首先由中轉(zhuǎn)臺(tái)基站接收，中轉(zhuǎn)臺(tái)接收后立即轉(zhuǎn)發(fā)出去，再由對(duì)講機(jī)接收，接受和發(fā)射通信采用同一對(duì)異頻。

因?yàn)橹修D(zhuǎn)臺(tái)功率大，一般通信距離可達(dá)到10～20 km。

1.3.2 優(yōu) 點(diǎn)

（1）相對(duì)于單信道中轉(zhuǎn)臺(tái)通信系統(tǒng)，通信容量由單信道擴(kuò)大到多信道。

（2）常規(guī)通信模式，成本較低。

（3）一呼百應(yīng)，調(diào)度方便。

（4）部分屏蔽結(jié)構(gòu)可穿透。

1.3.3 缺 點(diǎn)

（1）無(wú)法私密通信。

（2）管理功能簡(jiǎn)單。

（3）僅限內(nèi)部通信，不同部門(mén)之間無(wú)法直接互通（因?yàn)橹修D(zhuǎn)臺(tái)之間無(wú)法直接互通）。

（4）信道利用率不高，不同中轉(zhuǎn)臺(tái)可能閑忙不均，但無(wú)法調(diào)節(jié)。

（5）不適合大范圍、異地區(qū)域組網(wǎng)（超過(guò)20 km）。

1.3.4 適用環(huán)境

（1）通話范圍大的裝置、廠區(qū)。

（2）使用部門(mén)多，每個(gè)部門(mén)內(nèi)部通信，不同部門(mén)不要求互通。

（3）地下室樓層不多可穿透、樓內(nèi)信號(hào)可保障。

多信道常規(guī)中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，大區(qū)制通信，成本低，根據(jù)頻率劃分信道，適用于對(duì)通信系統(tǒng)調(diào)度功能要求不多，對(duì)系統(tǒng)故障弱化能力和應(yīng)急通信能力要求不高的廠區(qū)。

1.4 方案四——MPT集群通信系統(tǒng)解決方案

集群系統(tǒng)通信是無(wú)線通信發(fā)展的高級(jí)階段，相對(duì)于常規(guī)通信系統(tǒng)（對(duì)講機(jī)互通、單中轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)、多中轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)），集群系統(tǒng)從節(jié)省頻率資源、提供信道利用率到提高智能化的管理功能、調(diào)度功能等諸多方面都有極大的提升，結(jié)構(gòu)原理如圖5所示。

MPT集群系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地管理和分配一組無(wú)線信道，即多用戶(hù)、多部門(mén)共用同一信道，同時(shí)系統(tǒng)對(duì)該信號(hào)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和分配，將信道的利用率達(dá)到最好。該種方式實(shí)際上建立了一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)，專(zhuān)用于指揮調(diào)度通信，圖6形象地說(shuō)明了集群系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)的區(qū)別[3]。

圖6中，常規(guī)系統(tǒng)（包括多信道中轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)）一般是每個(gè)部門(mén)采用一個(gè)中轉(zhuǎn)信道，并且每個(gè)部門(mén)的信道是固定不變的，這就造成了不同信道間的閑忙不均、不同部門(mén)間互通困難等弊端，而在MPT集群系統(tǒng)中，將信道分為信令信道和話務(wù)信道，信令信道專(zhuān)用于傳輸控制信令，話務(wù)信道傳輸話音，并且每個(gè)話務(wù)信道都沒(méi)有指定給具體那個(gè)用戶(hù)來(lái)使用，而是采用動(dòng)態(tài)分配的方案來(lái)分配使用。

圖5 MPT集群系統(tǒng)配置圖

圖6 集群系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)的區(qū)別

1.4.1 優(yōu) 點(diǎn)

（1）共享功能。

頻率共享：建立專(zhuān)有頻率，并分配信道，達(dá)到資源集中共用效果。

范圍共享：通過(guò)靈活互聯(lián)各個(gè)基站或系統(tǒng)，可以得到更大的通信覆蓋區(qū)域。基礎(chǔ)設(shè)施共享：頻率共用基礎(chǔ)上，可集中管理分建的控制中心和基地臺(tái)等設(shè)施。

（2）靈活接入，無(wú)時(shí)延，接入時(shí)間短，同時(shí)可快速脫離信道。

（3）兼具管理控制、信號(hào)交換、轉(zhuǎn)發(fā)功能。

（4）便于與其他系統(tǒng)共享信息資源，網(wǎng)絡(luò)管理智能化。

（5）可通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度。

（6）調(diào)度指揮功能靈活，可定義用戶(hù)級(jí)別，可多級(jí)別進(jìn)行分組，高級(jí)別用戶(hù)優(yōu)先分配信道。

（7）通信保密性和安全性好，可進(jìn)行話音加密。

（8）具備故障弱化功能。

（9）管理功能多樣，可生成詳細(xì)的管理報(bào)告。

集群通信系統(tǒng)具有接續(xù)快、頻譜利用率高、傳輸質(zhì)量好、抗干擾能力強(qiáng)、業(yè)務(wù)種類(lèi)豐富、保密性和安全性好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)系統(tǒng)組網(wǎng)功能強(qiáng)、易于同其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，具有漫游、位置登記和越區(qū)切換等功能，可跨區(qū)域組織全國(guó)連網(wǎng)[4]。

1.4.2 適用項(xiàng)目

（1）通話范圍大的裝置、廠區(qū)。

（2）使用部門(mén)多，用戶(hù)數(shù)量大，分組復(fù)雜，要求組內(nèi)通信。

（3）因?yàn)槌Ｒ?guī)系統(tǒng)無(wú)法便捷地實(shí)現(xiàn)單呼、組呼、全呼等，在需要單呼、組呼、全呼的地方可采用集群系統(tǒng)。

（4）需要采用指揮中心統(tǒng)一調(diào)度管理的地方。

2 展 望

目前，通過(guò)依托現(xiàn)有無(wú)線通信系統(tǒng)平臺(tái)，除了建立基本通信功能外，還可以建立一體化信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)煉廠智能化平臺(tái)和管理，如快速定位和統(tǒng)計(jì)資產(chǎn)情況，實(shí)時(shí)追蹤人員情況及人力科學(xué)調(diào)配等，使工業(yè)生產(chǎn)及管理實(shí)現(xiàn)智能化、物聯(lián)化管理，這是今后無(wú)線通信的發(fā)展方向。

3 結(jié) 論

專(zhuān)網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)是信息化建設(shè)的一部分，在廠區(qū)生產(chǎn)調(diào)度和維護(hù)工作中不可缺少，同時(shí)也是有線調(diào)度通信有力補(bǔ)充。如何選用經(jīng)濟(jì)、合理、合適的無(wú)線通信解決方案是每一個(gè)設(shè)計(jì)工作者首要解決的問(wèn)題，而在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步建設(shè)工廠一體化信息平臺(tái)進(jìn)行智能化、物聯(lián)化管理將是未來(lái)幾年發(fā)展的必然趨勢(shì)。