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[关键词] 民用通信,无线覆盖系统,频段,组网,解决方案
中图分类号:G322文献标识码: A
1.引言
随着广州城市化的发展,城市轨道交通(地铁)逐渐成为人们生活中必不可少的重要出行方式。广州地铁跨越式的发展,客流快速增长,目前日均客流量近590万人次,承担了广州市约40%的公交客流运送任务。
同样,随着我国通信行业的发展,民用通信同样已成为人们工作、生活必不可少的沟通工具。而地铁位于地下20米左右的深度,由于屏蔽作用,运营商的基站信号无法穿透,地下站厅、台层和隧道内成为公共移动通信的盲区。地铁内建设民用通信系统,为地铁乘客提供优质的通信网络,成为地铁工程建设中重要的一环。如何建好地铁民用通信系统,是通信运营商和地铁公司在建设和运营中的重要实际问题。广州地铁民用通信系统由无线覆盖系统、传输系统、电源系统以及监控系统等四个系统构成。本文主要针对无线覆盖系统进行论述。
2.广州地铁民用通信引入频段
由于地铁内部有专用系统Tetra(800MHz)、PIDS(2.4GHz)、列车控制系统(2.4GHz)、公安通信(300MHz)等多套无线系统,各系统间采用自然空间的形式进行隔离。而地铁本身内部空间非常小,因此,民用通信的频段引入将非常严谨,即要考虑频段间的分布,也要考虑各系统发射点之间的距离。
经过杂散干扰、阻塞干扰以及互调干扰分析,结合以往线路干扰测试,民用通信系统将引入中国移动GSM(900 MHz)、DCS(1800 MHz)、TD_A(2010 MHz)、TD_F(1880 MHz);中国联通GSM(900 MHz)、DCS(1800 MHz)、WCDMA(2.1GHz);中国电信CDMA(800MHz、2.1GHz)等9个频段。各运营商之间频段采用器件隔离(POI)的方式来解决频段间干扰问题。
而TD-LTE常用于解决室内覆盖的频段(2.3GHz),由于太接近地铁的列车控制系统、PIDS等专用系统(2.4GHz),无法在空间实现有效隔离,为了避免干扰影响列车正常运行,而无缘引入至地铁民用通信中。
3.组网结构
地铁民用通信通过将运营商的信源系统,通过POI合路器进行合路后,分为三路输出,一路通过馈线+天线的形式,覆盖站台层及站厅层。第二路通过泄漏电缆的形式,对隧道(区间)进行覆盖。第三路为保证隧道内的泄漏电缆(简称漏缆)无线功率,而增加的光纤直放站,以延长漏缆的覆盖范围。由于漏缆的功率损耗,往往满足不了较长隧道区间,需要在隧道内增加信源的发射设备,常用延长隧道覆盖组网方式有两种:
方式一:光纤直放站方式:隧道区间采用漏缆及光纤直放站的方式进行覆盖,光直的信源取值于基站信源端的POI合路后的功率,因此,能保证光直设备延长的覆盖区域与信源端为同一个覆盖小区,避免覆盖小区增多,而产生的小区切换影响网络指标。
方式二:基站信源RRU方式:隧道区间采用漏缆及射频远端设备RRU的方式进行覆盖。RRU的连接光缆从基站信源端引出,通过信源设备板卡的功能,合并为同一个覆盖小区。
方案分析:针对2G系统,由于部分设备商的RRU未能实际小区合并功能,同时直放站设备在2G时代已有发展将近10年,本身就有非常成熟的应用,所以2G系统则采用方式一光纤直放站的方式解决长距离覆盖问题。而3G系统,本身设备原理就采用BBU+RRU的结网方式,均能实现多台RRU合并小区功能。同时考虑RRU为直接信源,未经过功率放大,在高话务、高数据的场景下应用,对比直放站更有效减少噪声放大等干扰问题。因此,在3G系统下,采用方式二RRU的方式解决长距离覆盖问题。最新建设完成的广州地铁六号线就是采取两种方式结合的方案实现,组网方案如图一所示。
图一广州地铁六号线无线覆盖系统组网结构
4.隧道覆盖解决方案
常见的地铁隧道分为左线和右线,单线隧道宽度一般约为5米,而长度则由0.5公里至3公里。在如此细长的空间内,为满足高速列车的覆盖均匀,以及克服列车行驶带来的活塞风效应。采用漏缆覆盖为最理想的覆盖方式。漏缆安装于隧道壁的线缆托架上,刚好与列车的车窗位平行,通过车窗位置将信号源辐射进去,有利于减少车体的阻挡损耗。同时考虑两个站之间的网络覆盖小区顺利切换,切换带设置于隧道内的中间位置。隧道区间安装示意图如图二所示。
图二广州地铁六号线海珠广场至北京路区间覆盖示意图
对于隧道长度大于1公里以上的区间,需要考虑无线射频功率的问题,在站厅基站功率无法满足的情况下,必然要在隧道内增加放大中续或信源设备,设备的设置称之为“断点”位置。如果合理的设置断点位置?需要对链路损耗进行计算,链路损耗除了计算分布系统的漏缆、器件损耗之外,还需要计算人体损耗、车体损耗,甚至漏缆至用户的辐射空间带来的损耗。常见的计算功率损耗如表一所示。根据表一的计算结果,一个断点设备的覆盖距离约为1.2公里。
表一隧道内断点设备覆盖距离计算表
5.站厅站台覆盖解决方案
站厅层与站台层的覆盖解决方案,可参照一般商业楼宇的室内覆盖模式开展网络覆盖。覆盖方案主要以馈线+天线的覆盖方式,大厅型采用全向吸顶天线、手扶电梯及楼梯处采用定向板状天线进行覆盖。一般单天线覆盖范围约为15米左右。由于地铁民用通信系统不受运营商室外基站的影响,不需要压制室外基站的信号强度,天线口功率可以适当减小,以节省功率直接使用信源基站的无源覆盖。
以往地铁建设中站台层依据车站结构采用漏缆与天线相结合的方式,岛式站台多采用隧道漏缆覆盖。而后期大部分的站台均安装广告灯箱,灯箱会阻挡漏缆的正向辐射,增加漏缆辐射的损耗。因此建议站台层仍采用馈线+天线的覆盖方式。
6.时钟同步解决方案
在引入TD与CDMA系统,不仅要求频率同步,还要求时间同步。常规基站的时钟同步解决方案都是通过安装GPS天线,以获取时钟同步。但在地铁内部,要通过空旷地面安装GPS天线的方式来获取时钟信源是非常困难的一件事情。
因此,在地铁民用通信系统中,获取时钟同步的解决方案可通过运营商引入的分组传输网,将安装于运营商核心机楼的GPS时钟,经IEEE1588协议传递至基站信源设备中。IEEE1588协议为国际通用的时钟传递协议,几乎所有设备厂商均支持该协议的时钟信源。通过传输网传递时钟信源的方案,有效解决了广州地铁民用通信系统时钟同步的难题。
7.其它问题思考
随着通信行业的发展,我国4G网络已在大规模建设中。国家已正式批复运营商的LTE使用频段,均在1900MHz、2300MHz和2600MHz。前面已分析过2300MHz与地铁专用通信频段较近,空间隔离无法避免干扰。虽然中国移动的1900MHz频段能引入地铁系统中使用,但由于频段太窄,随着今后用户的发展,1900MHz频段无法满足用户的需求。而2600MHz频段由于频段较高,各方面的功率损耗也非常大,引入地铁会导致隧道内的断点翻倍增多,除了增加维护成本,也增大了地铁运营的安全风险。最终的解决方向还是需要地铁公司申请专用频段来避免与民用频段的冲突。
作为国内无线通信领域知名设备商,江苏亨鑫科技有限公司携天馈和漏缆综合无线覆盖方案精彩亮相近日召开的2016上海国际先进轨道交通技术展览会。作为国内外轨道交通行业企业展示交流产品和技术的最佳平台,此次展会的展品涵盖通信信号、隧道及地下工程覆盖等,亨鑫科技围绕轨道交通,全面展示了漏缆、漏缆连接器、馈线连接器以及漏缆、馈线卡具系列产品,凭借着产品所展现的巨大的技术实力与创新能力,亨鑫再一次吸引了全行业关注的目光。
漏泄同轴电缆:轨道交通无线通信利器
城市轨道交通是城市公共交通的骨干,其节能、省地、运量大、全天候、无污染、安全性高的特点,特别适用于人口密集的大中型城市。但相比普通场所,轨道交通的无线通信质量却更难保证。由于电波传播的特殊性,当隧道直线距离短、弯道多时,直射波传播将受到环境因素的影响;另外,由于隧道内有吸收衰减和多径效应,使传播衰减大大增加;因此在隧道内,需要使用性能良好、稳定性高、可靠性强且寿命长的漏泄同轴电缆来进行无线信号的覆盖。
作为国内无线通信天馈一体化传输解决方案知名供应商及领军企业,亨鑫科技在轨道交通的无线通信领域也已有多年技术积累。江苏亨鑫科技有限公司总经理徐国强在接受《通信产业报》(网)记者采访时表示,轨道交通通信需要解决的技术难点在于,多信号、多系统共用同一根漏缆时,如何保证其信号间互相不干扰。因此,具备多种优点的漏泄同轴电缆便成为目前轨道交通无线通信领域的主流产品。
漏泄同轴电缆(简称漏缆)是一种特殊的同轴电缆,其通过在外导体上按照特定的间距开有周期性的槽孔,将部分在电缆中传输的信号辐射出来,用以解决目标区域的无线覆盖,故其具有信号传输和信号收发的双重功能,即具有馈线和天线的功能。
漏泄同轴电缆主要适用于狭小成带状分布区域的无线覆盖,现已成为地铁、高铁、隧道、矿井等区域的最为主流的无线覆盖方式。漏泄同轴电缆具有信号辐射均匀无死角、低电压驻波比、可允许多系统同时接入、系统构建简单等特点。
亨鑫超宽频漏泄同轴电缆:优势全方位
不过,随着漏泄同轴电缆逐渐成为轨道交通无线通信市场的主流产品,如何在同质化的市场红海中脱颖而出,成为亨鑫科技近些年的主要工作。徐国强告诉记者,目前,亨鑫科技多年来在无线通信领域的技术积累与持续研发,使其已在轨道交通无线通信领域获得独创性的成果。目前,亨鑫科技拥有自主发明专利的超宽频漏泄同轴电缆,适用频率宽,场强覆盖、衰减小等传输参数均匀稳定,及安装环境适应能力的优势,使得亨鑫科技的超宽频漏泄同轴电缆解决方案在轨道交通行业中得到广泛的应用。
同时,徐国强向记者详细介绍了漏泄同轴电缆解决方案的多重优点。
首先,在相同馈入功率情况下,相比于天线覆盖方式,漏泄电缆在低频900MHz信号强度基本相当,3G、4G等高频系统较天线覆盖方式电平强。由于高频段线损及路径损耗受环境及其他因素影响较大,在较高频段相比于天线覆盖,漏缆覆盖信号自由空间衰减对接收信号影响较小,衰减慢,信号分布更均匀、信号波动较小。
其次,漏泄电缆的覆盖方式与天线的覆盖方式相比,安装更加方便,成本更低。漏泄电缆方式:只需做两个接头并用漏缆卡固定,末端用负载或天线堵口;馈线+天线方式:分段布放馈线,使用多个无源器件(功分器、耦合器)、天线接头、天线。整体造价上,预计漏缆覆盖方式比馈线+对数周期天线方式能节省一半以上。在运营商“降本增效”的大背景下,采用漏泄电缆方式覆盖,在分布系统建设中可节省大量投资,提高投资效益。
最后,传统天线的覆盖方式一般是将天线沿城市轨道隧道进行点状的分布,具有空间损耗大且在特殊地段会出现信号盲区的情况;而针对城市轨道交通中必须是线性无线覆盖,并且要在列车行驶的线路上均匀覆盖的特点,使用漏缆作为无线信号覆盖的传输介质具有先天性的优势,因为漏缆的特性使得其非常容易在复杂的传输环境与轨道中形成一个平行的无线覆盖网络。
徐国强表示,亨鑫科技的超宽频漏泄同轴电缆解决方案的技术核心是通过优秀的产品设计来可靠地保障多信号、多系统合路后的轨道交通无线信号覆盖及不同传输距离信号的均匀分布。亨鑫在该解决方案上的优势是全方位的。
首先,针对轨道交通的解决方案,亨鑫提出了“总包放心、业主舒心、用户开心、全心全意、全面满意”的“三心二意”服务模式,为此亨鑫成立了三支专业的队伍:专项销售团队、专职技术团队、专业工程服务团队,涵盖售前到售后各个细节,从项目立项开始接洽交流,到为客户提供DIY的产品研发和支持,最后现场施工指导及验收,都有亨鑫团队的身影。
其次,亨鑫苦练内功,提升自身的软硬实力,为了保证产品的测试与实际使用场景相契合,建立了国内首家轨道交通隧道仿真测试系统,同时通过了CRCC、CNAS等认证,并积极开发各类高品质产品,亨鑫科技漏泄同轴电缆具有使用频段宽、传输距离远、空间覆盖距离远、信号辐射均匀无死角、电缆衰减小及耦合损耗稳定等电气性能优良等优点。这些年来,随着亨鑫科技的研发技术不断完善和提升,产品种类及质量得到了完全保证,使得亨鑫产品有了很好的市场地位,用产品质量来真正确保让客户放心。
四大优势 应对市场竞争白热化
亨鑫科技自主研发漏泄同轴电缆的历史可以追溯到1999年,此后,亨鑫于2007年成立了铁路漏缆专项销售团队,打开了一定的市场,徐国强告诉记者,近年来,随着我国移动通信建设的蓬勃发展,漏泄电缆市场需求不断扩大,再者我国山区多、地域广,并一直在大力发展铁路和地铁的建设,轨道交通通信对我国国内漏缆品牌的需求越来越大,所以漏泄电缆的市场前景非常好,漏泄同轴电缆兼具信息传输线和收发天线的双重功能,具有很好的应用优势和很大的成本优势,亨鑫科技研发的漏缆产品可适用于75~3000MHz频段的通信系统,能满足运营商2G、3G、4G、WLAN系统;专用列车调度系统;公安消防系统;数字电视系统;广播系统;PIS系统等多种无线通信系统的应用需求。亨鑫科技能够针对轨道交通通信系统无线传输这方面提出完备的解决方案,并能够提供品质优良、规格齐备的产品。
整个轨道交通通信产品从轨道形式上分为主要铁路和城轨两方面,而从通信产品产品功能上主要分为有源和无源两方面。徐国强表示,目前,整个轨道交通通信产品市场已经非常成熟,同时竞争已经进入白热化阶段。面对如此激烈的竞争,亨鑫的应对策略是:“解决方案开路、核心技术先行、产品研发跟进、服务质量保障”。“这实际上也是亨鑫具备的竞争优势。”徐国强说道。
据亨鑫科技2016年上半年财报显示,亨鑫科技今年上半年纯利5000多万元,利润继续保持增长态势。据悉,上半年亨鑫利润上升得益于在保证传统产品利润的同时,积极开拓轨道交通市场的漏缆产品,上半年漏缆以及配套产品成为了亨鑫科技新的利润增长点。可以预见,下半年漏缆仍会是亨鑫的主打产品。截至目前,亨鑫已经为全国几十个城市的轨道交通项目提供了漏缆解决方案。
5G来临 亨鑫明晰轨道交通发展路线图
近日,随着工信部宣布5G将在2020年商用,整个通信产业市场无疑又将迎来一场变局,轨道交通通信市场显然也不例外。徐国强表示,5G不仅将使运营商的通信系统产生重大的突破和变革,也将对通信产品设备商提出新的要求。特别是对轨道交通通信产品来说,改变几乎是全方位的。首要体验就是从数据的传输速度和容量上就会有本质上的变化,也会为客户带来全新的体验。从目前了解的信息来看,5G可能会对亨鑫目前的轨道交通解决方案带来新的理念和突破,也会为亨鑫这方面的布局带来新的市场,亨鑫将会针对5G的需求加大研发投入,为客户提供更新更好的产品和信息体验。
在中国移动近两年的TD网络建设大潮中,京信通信凭着其卓越的技术创新能力,和客户至上、为客户创造价值的企业核心理念,以及长期积累的丰富客户服务经验,在TD的深度覆盖建设、和TD室分系统的建设方面取得了令业界瞩目的成绩。其创新性的TD入户覆盖解决方案、TD微波拉远设备、TD和2G上下天线布阵方式,以及TD室分优化解决方案等,都已在中国移动众多省、地、市TD网络中得到广泛推广和应用,对于解决TD网络深度覆盖不足、TD天面选址难解决方案,和解决TD室内分布优化等问题,发挥了重要作用。
“在TD网络建设中,京信扮演着TD深度覆盖建设和优化主力军的角色” 京信无线解决方案部总经理刘义波先生在接受本刊采访时,对京信通信在TD网络建设中的作用和定位如此表述。
《移动通信》:近两年来,TD的网络建设速度与规模非常惊人,TD产业界为此付出了艰苦的努力。请问您对TD网络目前的建设现状如何看待?在TD网络建设中,京信扮演着什么样的角色?
刘义波:经过三期的TD网络建设,目前已进入第四期建设的阶段,应该说TD网络的建设已经渡过了最艰难的时期:网络的规模和产业链的完整性都有很大发展,无论是中国移动还是TD产业界对TD网络都有了更清晰的认知。但是,根据前三期TD网络运行情况,TD终端接通率、2G/TD互操作、重点客户业务体验、室内深度覆盖等方面仍然存在一定缺陷,网络KPI难以全面反映现网实际问题,用户感知提升越发凸显重要性和急迫性。
在TD网络建设中,京信扮演着TD深度覆盖建设和优化主力军的角色。
《移动通信》:我们知道京信近两年来在TD网规、网优,以及室分系统建设等方面都获得了非常大的市场份额。您认为京信取得业界认可,特别是中国移动认可的关键在哪里?
刘义波:其实京信不仅在室分系统建设方面获得非常大的市场份额,在TD基站天线领域也占据市场领先地位。
能够得到中国移动的认可,关键是三点:
首先是技术:京信从2003年就启动3G技术的跟踪研究和相关产品及应用技术的准备;2005年独家配合中国移动进行WCDMA规模试验网中的室内分布系统批量建设,2006年就参与中国移动TD直放站和室内分布覆盖试点工程,随后的四期建设工程,更是期期参与,积累了丰富的TD-SCDMA网络规划、优化和室分系统建设经验,并形成了独具特色的各类解决方案。
其次是资源:京信分布于全国的三十一个省级分公司,具备规范/高效的工程实施能力;多年室分建设和长期运维工作的开展,京信在全国积累了丰富的物业资源;经过多年积累,京信的设备制造能力已经实现了跨越式发展,具备了超强的交付能力,完全能够满足客户工程建设的急需。
此外,基于长期服务于中国移动的经验积累,京信能够深刻地理解移动的建设和优化需求,并结合自身无线接入和覆盖技术的综合优势,为中国移动的网络建设和优化提供创新性的服务。
《移动通信》:您认为目前TD网络建设中,特别是在特殊场景如高楼密集区、住宅区、高架桥、高速公路、高速铁路、地铁等场景的网络优化、室内覆盖的建设方面存在着哪些方面的主要问题?业界在这些方面都做了哪些努力?京信在上述方面有哪些创新解决方案值得与业界推介与共享?
刘义波:目前TD网络建设,首先在建设上存在缺少传输资源、站址协调困难、安装条件受限、建设周期长等难题;其次高楼密集区、住宅区普遍存在着深度覆盖不足、室内小区信号泄露到室外、高层乒乓切换频繁等问题;高架桥、高速公路、高速铁路、地铁等场景则普遍存在高速移动终端易快衰落掉话现象。
针对上述问题、业界从完善产品类型、提出新型解决方案等方面都在做着不懈的努力。京信也在其中扮演非常重要的角色,提出了诸如TD微波拉远、多模RRU、多业务室内外协同等一系列创新解决方案,并获得了业界的广泛认同。
《移动通信》:从2008年开始中国陆续有非常大型的体育赛事和重大国际活动举行,比如北京奥运会、上海世博、广州亚运会。在这些重大场馆的室、内外覆盖中,京信都有哪些建树?
刘义波:在奥运会期间,京信承建了包括国家体育场(鸟巢)、国家游泳馆(水立方)、国家体育馆、工人体育馆、工人体育场、奥林匹克公园多功能演播塔等共计二十六个比赛场馆和北京饭店、中国大饭店、民族饭店、钓鱼台大酒店、凯迪克大酒店、梅地亚中心等共计五十个奥运协议酒店的覆盖工程和全程的运维工作,得到了三大运营商的高度认同。
在上海世博会期间,京信为三大运营商提供共建共享专用的全部POI(多系统合路平台)和各类2G/3G/WLAN合路设备,提供中国移动GSM网络所需全部覆盖用拉远设备;提供中国电信CDMA网络所需50%的覆盖用拉远设备;承担园区内66座单体建筑室内分布系统集成建设工作;承担中国移动所有园区内覆盖拉远设备会展期间的技术支持和服务响应工作,圆满完成了此次世博会的通信保障的任务。
凭借在北京奥运和上海世博移动通信建设和通信保障中的卓越表现,京信通信独家供应了亚运会开闭幕式举办地――广州海心沙岛的所有室内分布通信设备,并承建了两家运营商的所有亚运会、亚残会开闭幕式场馆的室内分布系统建设工程。另外,京信通信还承接了广州奥体中心、NBA国际演艺中心、天河体育中心等20余个大型体育场馆的通信室分系统建设工程,以及亚运村、机场高速、武广客运专线广州南站、白云山风景区、香格里拉酒店等涉亚场所的通信网路建设及改造工程,占据运营商相关建设项目的绝大部分份额。
《移动通信》:针对TD的一些特色3G业务,京信在网络优化及室分系统建议方面是否有一些创新性的解决方案?
刘义波:TD的一些特色3G业务,诸如可视电话、视频会议、基于HSDPA(高速下行分组链路)的流媒体下载、基于MBMS(多媒体广播多播服务)的手机电视等均对TD网络质量提出了很高的要求,京信在国内率先提出的TD微波拉远、多模RRU、多业务室内外协同等一系列创新解决方案、多模天线可以提供优良的服务质量,有利于TD特色3G业务的开展。
《移动通信》:您认为TD网络创新的重点应该放在哪些方面,特别是在网络优化及室分系统的建议等方面。
随着无线局域网市场的显现,电信、网通、移动等电信运营商开始重视无线局域网的业务的发展,尤其是为酒店、机场等大客户提供打包服务。近来,在多种技术方案的选择中,运营商已经意识到瘦AP的解决方案满足大客户的优势。传统无线局域网(WLAN)架构基本采用智能型接入点(胖AP)的分布式结构。这种结构面临的问题较多,包括对AP必须逐一管理,同时攻击与干扰定位困难从而影响了负载平衡的能力,另外,AP不能区分无线话音等实时应用与数据传输应用的不同需求。
新型WLAN无线交换机为核心的简单接入点(瘦AP)的集中式管理架构越来越获得青睐。瘦AP架构通过集中管理、简化AP来解决原来胖AP的问题。新构架中,无线智能交换机替代了原来二层交换机,瘦AP取代了原有的企业级AP,把安全性、移动性、QoS和其他特性集中起来管理和控制。
瘦AP在国外发展速度较快,而国内市场是从学校等业务密集度高的地方开始突破。以智能无线解决方案提供商TrapezeNetworks为例,瘦AP解决方案已经在中国20多个学校铺开。TrapezeNetworks公司北亚区执行总监金长程介绍,日前北京师范大学采用了其智能无线交换网络解决方案。北师大项目预计将于2月底前完成项目实施,届时将拥有中国教育领域最大规模的无线校园网。
据悉,北师大选用的TrapezeNetworks智能无线交换网络解决方案包含超过500台Trapeze智能WLAN接入点(MP-71接入点和MP-372接入点的结合),4全冗余的高性能MX-200RWLAN控制器。TrapezeNetworks的解决方案是在北师大校园原有的有线网络设施基础上,进行无线网络扩充和全方位立体无线覆盖。智能无线能够在现有的L2/L3网络基础上,进行企业级无线网络无缝及安全的部署,而对校园有线网络各部分主体结构内部不做任何变更。
基于Trapeze的智能无线局域网架构,无线交换网络控制器在部署于校园的移动点进行策略实施、数据加密和前置功能的分配,从而使其拥有最优化的流量、极大减少的延时并拥有无以伦比的可扩展性。中央控制平台使用了TrapezeRingMaster进行无线局域网管理,有助于全面循环无线局域网管理,包括可预测的RF计划、配置、部署、监测和报告。TrapezeNetworks的智能无线解决方案促使北师大的无线局域网在未来能够部署先进的无线局域网应用,包括通过无线局域网提供一般语音音质,基于802.11n标准的无缝的户内/户外移动和高速接入――所有这些都无需交叉升级。
早在1999年,得逻辑产品就已进入中国市场。2003年,得逻辑(上海)无线技术有限公司在外高桥保税区注册成立,进而开始为中国的众多行业用户提供整套的无线技术解决方案。截至目前,得逻辑已经陆续为宝钢、包钢、邯钢、本钢、安钢等多家大型钢铁制造企业成功实施了无线应用解决方案。
记者:现阶段,国内钢铁行业在无线系统应用方面需求情况如何?
易频:目前,国内钢铁制造企业的生产环境通常相对比较恶劣,生产车间内常年保持高温的环境。空气中有较大的灰尘。这使得企业对无线终端设备的IP工业等级及坚固耐用性有着较苛刻的要求。同时,很多钢铁企业的厂区范围较大。在生产过程中有许多流动的车辆,在现场很难铺设光纤,因此,近年来无线应用解决方案已逐渐成为了钢铁制造业信息化的重要组成部分。
钢铁制造企业对无线系统应用的需求主要表现在以下几方面:
1.系统要能够满足企业连续的生产作业模式;
2.对系统的可靠性要求极高,必须保障无线数据100%的准确;
3.通常需要实施复用系统以确保不停顿的操作;
4.系统所采用的无线设备均要求易用、耐用和高可视;
5.系统所采用的无线设备均要求易于维护和管理。
这些应用需求特点对设备及解决方案供应商提出了挑战。
记者:针对钢铁行业的特点,得逻辑提供的解决方案包括哪些内容?
易频:得逻辑钢铁制造业无线应用解决方案旨在帮助客户在恶劣的生产环境下,通过无线网络实时、准确、稳定地传输业务数据。从而保证企业生产的连续性与高效性。该套解决方案具体包括中板库行车无线调度、冷轧原料库行车无线调度、炼钢区行车无线调度等几种典型业务应用。其中的硬件部分主要包括:工业级的手持终端、车载终端、无线网关及网络通讯服务器;软件部分主要包括:无线终端模拟仿真软件、无线终端管理软件、网络通讯服务器软件以及应用软件。
尤其值得关注的是,得逻辑钢铁制造业无线应用解决方案还考虑到不同的作业环境,为钢铁企业用户提供7535手持终端IP65(操作温度-1000至+5000)、7530手持终端IP67(操作温度-30℃至+60℃)、8525/8535车载终端IP66(操作温度-3000至+60℃)、8580/8590车载终端IP65(操作温度-30℃至+50℃)、8515车载终端IP65(操作温度.10℃至+50℃)等多种型号的无线终端产品。
记者:根据以往的经验,您认为钢铁制造业移动解决方案在实施过程中有哪些值得关注的重点和难点?
易频:实施钢铁行业无线应用解决方案时,系统设计要考虑诸多细节。钢厂电器机械比较多,特别是大电流、大功耗设备集中,这类设备会产生无线干扰。而一般在设备采购阶段,这些设备还未到位。所以,需要有经验的工程师进行无线系统的设计,尽可能地减少干扰问题的产生。
在设备选择方面,首先,由于钢厂的环境恶劣,油污、粉尘都会直接影响设备的使用寿命。在操作过程中,手持设备经常会磕碰到现场堆放的钢坯、钢板。同时,钢厂工人经常操作的是大型设备,其使用手持设备时较一般仓库人员力量更大。因此,钢铁企业需要使用工业级别比较高的终端设备。
其次,钢铁企业的生产是连续的,从炼钢开始,一直到连铸、热轧、冷轧、库房,信息系统环环相扣,任何一个环节出现故障,整个流程都会受到影响。因此。钢铁企业对设备的稳定性要求极高。
第三,应用复杂。钢铁生产企业的链条很长,且各个环节的应用都不尽相同。在这样的条件下,要求无线终端设备能够连接外接定位系统、PLC控制系统等,对设备的扩展功能要求高。
记者:请结合实际案例,谈谈移动解决方案在钢铁行业的应用价值。
易频:在得逻辑以往参与过的钢铁行业项目中,宝钢集团的应用是比较有代表性的。宝钢集团是中国最大、最现代化的钢铁联合企业。近年来,得逻辑钢铁制造业无线应用解决方案已经被广泛应用在宝钢的冷轧、热轧、条钢等生产及物流环节,帮助宝钢在现有的信息管理系统的基础上,实现了移动业务数据的实时采集与控制,充分满足了冶金行业与流程制造行业连续加工过程中的供应链管理实现动态调度的要求。在提高产品质量、缩短制造时间、减低制造成本等方面取得了明显的效益,企业的管理水平也从根本上得到提升。
记者:作为钢铁制造企业信息化建设的重要组成部分,移动解决方案如何更好地融入整个企业的信息系统?
易频:无线应用系统是钢铁制造企业信息化建设的重要组成部分,钢铁企业通常在早期完成了本企业的MRP、ERP或MES系统的建设实施并稳定运行后,会开始逐步考虑设计实施本企业的无线应用系统,即移动信息解决方案。无线应用系统是钢铁企业信息系统的最前端系统,完成在企业生产过程中每一个业务操作节点的实时数据采集、存储、计算与传输过程,无线应用系统中的数据实时性、准确性、稳定性与连续性对整个信息系统的正常运行起着至关重要的作用。因此,企业在规划无线应用系统时必须慎重考虑,选择能够完全满足企业无线业务需求的移动解决方案。
基于整体信息化建设的需求,钢铁企业在选择无线应用解决方案时应考虑以下几点因素:
1.稳定性。
稳定的网络是生产稳定的必要前提。通常,用户使用无线系统替代原有的传统工作方式后,会对无线系统产生比较强的依赖性,一旦无线网络瘫痪,整个生产必定会受到很大的影响。因此。钢铁企业使用的无线系统不一定是最先进的,但必定是最稳定的。
2.可靠性。
厂区在业务繁忙时更需要整个系统的稳定性、可靠性。因此,在设备可靠性上,无线终端应具备防震、防尘、防水、抗低温、防盐碱、防潮湿环境以及抗干扰等特性;在数据可靠性上,系统必须具备进程保留、页面存储等保证数据正确、可靠的技术。以确保操作人员在出覆盖区、换电池、非正常关机等任何情况下。数据都不会出错。
3.安全性。
整个系统应具备抗干扰性和安全保密性。不易被网络外的用户登陆。得逻辑公司专有的400MHz窄带无线网络使用的是PsionTeklogix的内部通讯协议。用户在使用这种无线技术时,其他无线用户不能非法登录。保证系统的安全性。
4.成熟耐用性。
系统所包括的任何软硬件产品必须是成熟且具有广泛实用性的,最好经过国内外应用的证实,便于日后维护。
5.系统扩充性。
整个系统应能满足企业应用发展中的扩展延伸需要,其中包括:应用系统的增加、覆盖面积的增加、终端应用的增加(如配送等)。
6.易于维护性。
其中包括无线网络管理的灵活方便和故障设备的返修及时。
只有满足以上这些因素。无线应用系统才能真正做到与企业本身信息系统的无缝连接,依靠坚固耐用的无线终端设备以及稳定可靠的无线网络系统实现正确无误的实时数据传输。
记者:最后请您谈谈无线系统在钢铁行业的应用现状和发展趋势。
易频:目前,无线系统在中国钢铁行业的应用正处于普及阶段。从1 999年开始的早期库房管理试点应用已经成熟,对现有库房的技术改造也在逐步分批进行。可以说,无线系统在库房管理方面的应用已经成为生产系统不可分割的一个组成部分。
就钢铁行业对无线技术的应用情况来看,需求主要表现在几个方面:
首先,无线车载终端的使用需求,并根据实际需要配备激光定位功能:
其次,RFID技术的应用,包括HF(高频RFID技术)的物流卡,地面库位使用耐磨的UHF(超高频RFID技术),结合手持终端的功能。可以方便地读写RFID电子标签的信息,提高数据的实时性和可用性: