MESH与无线电台

第一部分：MESH 网络通讯方式 . .................................................................................................. 2

第1章 无线通讯系统设计 . ............................................................................................................ 2

1.1 通讯系统设计依据 . ........................................................................................................... 2

1.2 通讯系统设计原则 . ........................................................................................................... 3

1.3 MESH通讯系统 . ................................................................................................................ 4

1.4 无线通信覆盖系统设计——Mesh 网络 .......................................................................... 6

1.4.1 采场MESH 网络设计 .......................................................................................... 6

1.4.2 矿区未来发展及通讯可靠性设计 ........................................................................ 8

1.5 无线MESH 通讯系统主要特点 . .................................................................................... 10

1.5.1 智能的网络 . ......................................................................................................... 11

1.5.2 自我发现 . ............................................................................................................. 11

1.5.3 自我调节和自我修复 . ......................................................................................... 11

1.5.4 背景扫描 . ............................................................................................................. 12

1.6 设备选型和技术指标 . ..................................................................................................... 13

1.6.1 无线基站设备选型 . ............................................................................................. 13

1.6.2 车载终端无线设备选型 ...................................................................................... 15

1.7 网络安全 . ......................................................................................................................... 17

1.8 Mesh网络管理 . ................................................................................................................ 18

1.9 基站供电设计 . ................................................................................................................. 19

1.9.1 固定基站供电设计 . ............................................................................................. 19

1.9.2 移动基站供电设计 . ............................................................................................. 19

1.10 通讯塔设计 . ................................................................................................................... 20

1.11 防雷设计 . ....................................................................................................................... 22

第二部分 无线数传电台方式 . ...................................................................................................... 25

第2章 无线数传电台通讯设计 . .................................................................................................. 25

2.1 无线电台方式通讯 . ......................................................................................................... 25

2.2 技术指标： . ..................................................................................................................... 25

2.3 通讯电台选择 . ................................................................................................................. 26

2.4 通讯基站建设 . ................................................................................................................. 27

2.5 通讯铁塔设计 . ................................................................................................................. 28

第一部分：MESH 网络通讯方式

第1章 无线通讯系统设计

其设计始终以适应野外恶劣环境条件为基础，以采用世界主流的通讯技术和组网方案为原则，以追求高度稳定性、实时性和可靠性，从而保证了该系统技术的先进性、运行的稳定性，具有先进的技术水平。

1.1 通讯系统设计依据

主要依据为：

●中华人民共和国工信部令；

●GB/T 12046-1989无线电发射的标识及必要带宽的确定；

●GB/T 14431-1993无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强； ●GB 9159-1988 无线电发射设备的安全要求；

●《移动通信基站防雷与接地设计规范》；

●《GB 9159-2008 无线电发射设备安全要求》；

●《矿山电力设计规范》GB50O7O 一94；

●工业标准及国际商务建筑布线标准；

●GB 84《通信网技术标准汇编》 [1989.10.]；

●GB 50252-94《工业安装工程质量检验评定统一标准》 [1994.12.]； ●《通信电源、机房空调集中监控管理(系统暂行) 》电网综[1997]472号文； ●《电气装置安装施工及验收规范GBJ 232—82》第十七篇，“电气设备交接

实验标准篇”[1983.5]；

●《中华人民共和国法定计量单位》；

●《国标单位制及其应用》GB 100-86；

●《有关量、单位和符号的一般原则》GB3101-86；

●《关于量、单位和符号的基本原则》ISO 31/0；

●《机械制图》GB 4457-4460-84；

●调研资料和对矿方需求的分析。

●整个采区地质地形及功能分布图。

1.2 通讯系统设计原则

无线通讯系统采用无线通讯方式，为矿车、挖机等作业车辆提供移动数据交换功能。移动车载终端通过该网络系统将当前位置坐标等信息传送给调度系统，调度系统通过该网络系统发送调度指令，因此无线通讯系统是项目成功的最重要的基础，在该系统设计过程中应要遵循如下原则:

1、网络的连通性

各终端设备与通讯主站之间良好的连通性是需要满足的基本条件，能完成两者相互之间复杂的数据交换任务，为实现定位监控、生产监控、优化调度等高级功能提供数据基础。

2、网络的可靠性

无线网络在初始建设时不仅要考虑到如何实现数据传输，还要充分考虑网络数据传送的可靠性，否则一旦运行过程网络数据发生故障，系统在很长一段时间内得不到数据，调度控制系统就会出现混乱，导致错误调度，影响生产、发生事故。

3、网络的可管理性

随着系统功能的不断完善，通讯数据量和数据格式必然发生变化，因此需要能对无线通讯网进行有效的管理，实现对无线数据传输的有

效控制，合理调度数据传输，能实现主动控制网络通讯，能分析网络流量，了解网络健康状况。有预见性地发现通讯网络上的问题，并将其消灭于萌芽状态，降低无线通讯故障所带来的损失。

4、网络的扩展性

网络建设为未来的发展提供良好的扩展能力是非常理智的选择。随着企业规模的扩大、入网车辆可能会有所增加，因此必须留有一定的无线通讯容量，为扩容留下合理的通讯空间。

5、设备选型原则

选择代表前沿的、稳定的解决方案，选用国际品牌设备。

1.3 MESH 通讯系统

无线Mesh 技术的出现满足了大范围高性能无线宽带组网的需求。无线Mesh 网络也成为“多跳(multi-hop)”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。设备节点之间采用无线级联方式通信，同时每个节点都可与其他节点使用点对多点

point-to-multipoint 的方式连接。这样，可构建的网状网络内每个节点都有两条以上的无线上联链路，提高了无线传输服务的可靠性，组网原理如下。

MESH 设备

图： mesh网络通讯原理

Mesh 拓扑组网技术，设备节点之间采用无线级联方式通信，同时每个节点都可与其他节点使用点对多点point-to-multipoint 的方式连接。这样，可构建的网状网络内每个节点都有两条以上的无线上联链路，提高了无线传输服务的可靠性。

从拓扑角度来说，Mesh 拓扑结构超越了传统无线网桥的点到点、点到多点的拓扑结构，从而从根本上解决了区域范围内大规模无线网络部署中存在的建筑物等阻挡物的影响。

图： mesh网络拓扑图

基于802.11g/a技术的Mesh 网络的无线链路带宽为54Mbps ，通过使用Turbo 模式，无线链路带宽可高达108Mbps ，为大规模的城域使用提供了高带宽基础。Strix Mesh 系统同时支持2.4GHz 覆盖和

5.8GHz 组网，支持多种无线覆盖和回程的组合，可以有效地提高系统对多个频率的使用效率。

● 2.4G 覆盖半径小于等于2公里（基站和移动车载之间的通信链接） ● 5.8G 站间组网距离小于10公里。基站之间的通信链接）

1.4 无线通信覆盖系统设计——Mesh 网络

塔尔煤矿采区的设备数目多，矿区作业面分布广。为实现多采区统一或分区调度和管理，本方案设计Mesh 网络技术将进行统一网络覆盖，即在一个大网络覆盖下，保证在网的所有设备跨越矿区作业而不掉线，确保跨越矿区设备实时在网、在线。

硬件包括基站铁塔、无线通信服务器、Mesh 无线通信基站设备、交换机、后备电源系统、防雷接地系统(按建筑物电子信息系统防雷技术规范GB 50343-2004实施) 等。软件包括通讯协议设计、数据采集方式协议、通讯软件设计、精度设计等。

1.4.1 采场MESH 网络设计

首先，Mesh 宽带无线网状网对矿区进行统一网络覆盖。其次，应用TCP/IP协议将矿调度中心机房和采场Mesh 无线宽带网络接通。第三，将采矿调度中心与集团内部统一规划。

为满足采厂控制范围内的无线网络全覆盖，计划建设3个固定基站和1个移动小车基站。在充分利用资源的前提下，1#基站建设在调度室旁边，做为主机站；2#基站建设拓展方向的左边，塔高计划建设20米高；3#基站建设在拓展方向的右边，塔高计划建设20米高。1#主基站负责调度室、周边工作地点和部分采区的覆盖，2#、3#基站负责部分采区的覆盖，并兼顾采厂未来拓展，为未来托提供无盲区覆盖。对于特殊区域采区移动小车的方式补充覆盖不足的问题。

对于Mesh 网络

鉴于其2.4G 网络覆盖半径只有2公里，且绕射能力和穿透能力相对较弱的特点，我们设计了固定基站结合移动基站的网络覆盖模式，固定基站同时直接与移动小车中继站互联，保证了信号完全覆盖，无盲区，同时保证通讯速率。

固定基站建设在封闭圈边缘，负责基本控制区域的网络覆盖，移动小车中继站设置在采坑特殊点位。另外根据现场情况适当设置电铲基站，将电铲作为中继站，实现采场区域内的无盲区覆盖。

图：无线MESH 网络架构图

2#基站、3#基站能够同时可视1#基站，这样能就保证2#基站和3#基站均能直接链接到中心基站上，实现高速宽带网络覆盖。

Mesh 网络采用多跳技术，与移动车载组网时保证网络是一个动态的链路，每条链路的带宽为108/54Mbps，当某一条链路繁忙的时候，设备可自动切换到空闲的链路，在基站设计上和网络优化上考

虑周全，因此即使在满容量运行状态下，仍然可以保证单机台通讯速率不低于1Mbps ，机台与中心通讯时延不大于2ms 。

Mesh 网络的传输特性使得调度和设备之间的网络互联变得可行而保证网络品质，达到实时监控、调度的目的。

1.4.2 矿区未来发展及通讯可靠性设计

目前，露天矿在不断掘进，网络覆盖很容易满足现状，但日后必定要扩建。随着采区的推进，必然会存在如下这样的问题：

坑下临时性局部盲区

坑下不能建立固定通信塔

为了解决上述问题，确保无线网络覆盖无盲区，为满足扩建后信号仍然可以覆盖整个采区，我们采取固定基站结合移动基站的网络覆盖模式，固定基站同时直接与移动小车中继站互联，保证了信号完全覆盖，无盲区，同时保证了通讯速率。

图： 基站示意图

图：移动基站示意图

图： 简易固定基站

1.5 无线MESH 通讯系统主要特点

基站保证采场工作区域内无盲区的信号覆盖，形成全采场的无线覆盖网络。流动站负责将车、铲、工程车辆的信息回传到调度中心，同时接收调度中心的调度指令。通讯网络系统结构图如下：

图：MESH 覆盖示意图

1.5.1 智能的网络

Access/One Network 中的每个节点都具有自动发现邻近节点的能力，从而形成多功能的mesh 网状网络，无论节点与LAN 的连接是通过有线的还是无线的方式。当节点之间互相通信的时候，整个系统就是一个智能的网络，当系统实时地进行“自我调节”和“自我修复”的同时，通过最佳路径转发流量。而且，因为每个网络节点都持续地检测系统状态和清单，所以Access/One Network 具有在多个频率范围内立刻发现非法无线设备的能力。

统计信息会周期地发送给网络服务器，并且可以从Manager/One 界面以网络级别、节点级别或模块级别进行查看。

1.5.2 自我发现

所有的网络节点都会自动向网络标识自己，因此每个节点都可以发现其邻近节点的标识和配置及其当前的运行状态。简而言之，节点知道他们是谁、是什么、正在做什么。Access/One Network 的自我调节、自我修复和检测非法设备特性都依靠此功能得以实现。

1.5.3 自我调节和自我修复

如果因为某种原因使得无线环境发生改变，比如增添了新的网络节点，数据路径会自动地重新评估，使得Access/One Network 通过自我调节保持最佳性能。如果发生数据路径丢失的情况也会进行相同的过程，从而确保网络可以自我修复，节点保持连接。有了mesh 拓扑，就可以彻底解决因为单点故障影响整个系统的问题。下面提供了一个简单的示意图，可以看出当某条数据路径暂时中断的时候，节点如何找到到达邻接节点的替代路径。

自我调节和自我修复过程是动态的，也就是它们会实时地在背景执行而不需要人为干预。

1.5.4 背景扫描

当网络级联模块首次连接到网络的时候，它会执行初始扫描所有可用的Wi-Fi 信道并生成可达到的潜在备选终端连接列表（在初始扫描之后，网络级联会继续在背景扫描来维护这个列表，以便系统进行下列智能决策：

● 何时放弃当前路径并选择一个更好的路径，然后连接到合适的节点（自我调节）。

● 何时选择最佳路径（或检测到路径丢失）和选择下一个最佳路径，然后连接到合适的节点（自我修复）。

● 哪些AP 是非法的。

GPS 矿车调度系统的通讯网络由三大组成部分：

1) 调度室与中心通信基站之间的通讯部分

该部分主要完成中心基站与调度中心之间建立通信连接，实现现场数据实时传送回调度中心。此部分采用光纤网络传输手段。

2) 基站无线桥接通讯部分

该部分主要完成现场基站之间的无线信号桥接通讯。在基站中一个为主基站，安装多路主链路天线，其他基站为分站，安装主链路天线全部桥接到主基站上，组成固定无线桥接通讯部分。

本系统基站之间的桥接通讯采用Strix OWS 设备，设备通讯标准为802.11a/g, 5.8GHz/2.4GHz。Strix OWS 无线网桥使用5.8GHz 频带，不但能提高性能，还支持16 个BSSID 能够为不同类型的用户建立多个虚拟WLAN ，支持批量业务模式、业界领先的接收灵敏度、用于布置网桥的安装工具和延迟传播功能结合在一起，而且用户

可以选用集成式或连接式高增益天线。Strix 为各种固定无线应用提供了完整的解决方案。

3) 基站接入点覆盖通讯部分

该部分实现接入点覆盖通讯，矿坑周围的基站也安装上接入覆盖点，通讯设备Strix OWS 产品即支持桥接也支持接入点覆盖功能，所以固定基站上的设备即用做桥接也用做接入点覆盖。同时移动基站上也安装该设备，该设备用做接入点覆盖，实现矿坑内的区域覆盖。本

系统接入点覆盖设备采用Strix OWS 设备通讯标准为802.11a/g,5.8GHz/2.4GHz。Strix OWS 是经过WiFi 认证的接入点。

1.6 设备选型和技术指标

1.6.1 无线基站设备选型

采用室外型无线系统OWS 为多跳无线MESH 网络提供更高的吞吐量和更低的时延。Strix Access/One Network OWS是一个高性能结构化无线网状网格（MESH ）网络系统。由于它的多无线模块、多射频和多信道的能力，该系统利用先进的算法在从中心到边缘的多跳网络中提供高吞吐量。OWS 还会智能地自动调节、自动配置、自动修复，以使得总体性能和可用性达到最优化。

OWS 体系结构使802.11成为全双工技术，它使得网络通信更加有效，并且为网络无线级连和用户覆盖使用不同的无线电频率和信道。另外，信道是动态选择的。该特性使得MESH 网络在处理干扰的能力上更具有弹性。基于以上的这些特性，OWS 系统可以为多跳无线MESH 网络提供更高的吞吐量和更低的时延。它同时支持实时视频、视频和数据应用。

OWS 可以有效地扩展，大大减少网络中有线连接点的数量，从而极大地降低了部署和操作的成本。宽阔的工作温度范围和灵活的安装选择，使得OWS 适合所有类型方案的部署。

所有的OWS 节点可以采用内置的Manager/One无线网络管理工具或者基于电信级的SNMP 管理工具进行管理。

增强的特性，如Virtual/Strix 和 Priority/ One ，支持多用途网络的部署。在这些网络中，可以为不同类型的使用者（例如，公共安全和公众接入）制定不同的安全级别。同时为不同的网络通讯流量分配不同的优先级。

OWS 具有用户认证，无线通信加密以及网络活动监控的能力。它是目前最安全的结构化网状网格（MESH ）网络系统之一。在确保数据完整性的前提下，安全的私有网络可以与公众接入网络同时使用。

Strix OWS具备智能的自组网特性，包括自动组网、自动性能调整和自动链路修复功能，优化了整体性能和可用性。OWS 组网架构令无线宽带成为全双工技术，通过使用多无线模块、多射频技术和多信道，使多跳无线网络传输更具效率。

OWS 提供更高的可扩展性，摆脱了无线Mesh 网络所需传输资源的限制, 节省了光传输资源，从而极大的降低了网络部署成本和运营成本以及总体拥有成本(TCO)。Strix OWS设备如下图所示：

图： 基站设备

技术规格如下：

1) 无线

无线标准： IEEE 802.11a/g

频段: 802.11a - 5.15 - 5.25 GHz, 5.25 - 5.35 GHz- 5.470 - 5.725GHz (capable),

5.725-5.850 GHz 802.11g-2.4 - 2.462 GHz (Americas, FCC) - 2.4 - 2.472 GHz (Europe, ETSI) - 2.4 - 2.497 GHz(Japan, MKK)

数据速率 (Mbps): - 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 (802.11a/g/4.9)

无线媒介: 802.11a/g/4.9 - OFDM

调制方式: 802.11a/4.9 - BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM802.11g - DBPSK, DQPSK, CCK

工作频段:802.11a - 13 (Americas, FCC) 8 indoor, 5outdoor - 13+ (Europe,ETSI), 13 (Japan, MKK)802.11g - 11 (Americas, FCC) - 13 (Europe, ETSI), 13 (Japan, MKK) >> U.S. Public Safety - 2 (4.955GHz,4.975 GHz)

发射功率 (802.11a/g/4.9): 26 dBm

LO (crystal) 频率稳定度: +/-20PPM

湿度：10－95％无冷凝

工作温度：－40 度至＋80 度

2) 物理规格

12" 高 x 10"宽 x 6"厚 (不含配件)

重量: 14.5lbs (6.58 Kg)

IP67防水能力

壁挂和抱杆安装

3) 电气规格

电源输入：自感应120/240 VAC 50/60Hz，内置ANSI / IEEE C62.41 C3级别集成的分支电路保护

交流功耗：典型30W ，最大65W

直流输入：24V ，最大6A

4) 安全认证

认证: 支持WEP ，WPA ，WPA2/802.11i(AES), 802.1x

加密: IEEE 802.11i

5) 特性

高性能和远距离通信能力，业界领先的多跳后持续的高带宽能力

板卡化设计，支持任意射频技术、任意配置的无线网络技术

支持多达6个射频单元，以处理不同的业务类型

支持Strix 无线Mesh 网络独有的高移动性

任意射频技术、任意无线模块数量、任意信道的灵活部署，满足无线组网和用户覆盖使用.

多跳后更高的带宽、更低的时延，支持实时的语音、视频和数据应用

Strix OWS具备智能的自组网特性，包括自动组网、自动性能调整和自动链路修复功能，优化了整体性能和可用性

OWS 2400提供更高的可扩展性，摆脱了无线Mesh 网络所需传输资源的限制, 节省了光传输资源

OWS 2400极大的降低了网络部署成本和运营成本以及总体拥有成本(TCO)

1.6.2 车载终端无线设备选型

车载终端选用Strix 移动型无线系统MWS100，它是移动无线宽

带的新标准，提供业界领先的高速移动和快速切换能力。MWS 交付高带宽和低时延，为视频、语音和数据业务提供不间断的移动漫游通信。

MWS100结构紧凑坚固、便于便携，专门为车载移动应用而设计，支持远距离通信和快速Mesh 漫游切换。为公共安全、应急救灾、消防、工矿应用、铁路交通等领域交付无缝的移动性。MWS 提供多射频技术、多信道、多无线模块技术，是业界独一无二的移动无线系统。MWS100设备如下图：所示：

图：车载MESH 设备

技术规格如下：

1) 无线

无线标准:IEEE 802.11a/b/g

频段:802.11g 2.4-2.497GHz，802.11a/4.9 GHz DSRC-C

技术速率(Mbps):6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54

发射功率:400mW

LO (crystal)频率稳定性：+/-20PPM

以太网:10/100以太网(自适应)

LED 指示:电源和信号强度

最大功耗10W

2) 物理特性

重量：2公斤（带安装支架）

21.5*18.5*5（cm ），不含附件

3) 工作环境

IP67

工作温度：-40°C~80°C

储存温度：-50°C~85°C

湿度：10%~95%非冷凝

4) 工作模式

802.11a/4.9 STA 802.11b/g AP

跨子网移动性

VLAN 映射

L2 Network Address Translation (NAT)

5) 安全

认证: 支持WEP ，WPA ，WPA2/802.11i(AES), 802.1x

6) 远程管理

CLI, WEB, SNMP管理

本地管理

通过管理VLAN 远程管理

远程固件升级

1.7 网络安全

基站网络设备具有如下安全特性：

1. 检测、报警并阻止2.4及5.8 GHz中未经授权的接入点。

2. SNMPv3和SSL 提供保护，防止通过管理接口进行未经授权

的接入点参数更改。

3. 最高级的鉴权和加密算法，包括相互鉴权、信息完整性检查

(MIC)、按数据包散列密钥初始化矢量和公共密钥轮换。

4. 支持静态MAC 地址过滤、网络协议过滤、代理ARP 、组播/

广播风暴过滤、TCP/UDP端口过滤、同一AP 服务区内部数据流过滤和生成树等

5. 采取校验和与指令校验多重机制，保证指令、数据传送不丢

失。

6. 自动信道选择（动态频段选择DFS ），支持的加密方法和加密位。

7. 支持业界标准安全协议。

8. 支持 RADIUS ，WPA ，EAP-MD5，EAP-TLS ，PEAP-TTLS 认证。

9. 支持 AES 的802.11i （WPA2），WEP 加密。

10. 可基于每个 SSID 设置MAC 地址ACL （Access Control List ）。

11. 支持 VPN 。

12. 除了密钥外，网络系统有专门网关软件系统。

1.8 Mesh 网络管理

系统提供网管软件，在网络内的计算机上可以实现对所有基站和车载的网络管理和设置。利用Strix mesh 管理软件实现快速的网络管理支持，实现高品质的网络优化，可远程监控网络的运行状态。网络管理如下图：所示：

图： 基站管理

1.9 基站供电设计

基站可靠的供电解决方案关乎系统运行的可靠性。本方案针对不同基站分别设计了完整可靠的供电解决方案。

1.9.1 固定基站供电设计

1#基站、2#基站、3#基站位置市电已经接到这个位置，所以采用矿区交流220V 电源供电。由于矿区供电一般电压稳定性较差，所以基站配有通信基站专用户外UPS 电源，并在UPS 电源前加装调压装置，防止采场电压过高损坏UPS 电源。现场配备保温箱能够满足现场温度、防雨、防尘的要求。电源内部自带防雷装置能够有效的防止雷电等损失高压对设备的损伤。当外电网突然出现故障时能持续供电保证通信的连续性，后备电源设计可以持续24个小时供电。

1.9.2 移动基站供电设计

移动基站由于受地点影响会经常的更换地方，所以不适合采用矿区内220V 供电。为了可以快速方便的更换位置，移动基站采用采用太阳能供电系统，并配备大容量蓄电池。太阳能供电系统主要由太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池等部分组成。

太阳能供电系统示意图如下：

图：太阳能供电系统

1. 光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电

能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；

2. 控制部分根据日照强度及负载的变化，不断对蓄电池组的工

作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；

3. 蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节

和平衡负载两大作用。它将光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。

系统配置功率为150WP 的太阳能电池板4块、额定容量12V/200AH的蓄电池8块及一台输入24V/30A，输出DC24V 的控制器组成。该系统可确保移动基站可以连续工作6个阴雨天。

1.10 通讯塔设计

通讯铁塔建设在采场周围。采场高处风大，由于采区经常爆破震动也很大，另外当地夏季有雷雨天气，所以铁塔的牢固和防雷接地非常关键。独管塔的底座需要以水泥混凝土浇铸于地下，并在底座加配重以使重心稳定，确保其在大风，结冰，地震等情况下的稳定。

设计依据：

《移动通讯工程钢塔桅结构工程设计规范》

《构筑物抗震设计规范》

《钢结构设计规范》

《高耸结构设计规范》

《移动通信基站防雷与接地设计规范》

《通信工程电源系统防雷技术规范》

使用年限

考虑到采场的风力、阴雨天、地震等情况，设计铁塔具有抗8级地震的能力，发生9级及以下地震仍能正常使用。

铁塔钢结构设计基准为50年，防腐处理为30年。

防雷接地

通讯铁塔顶端安装避雷针，通过接地带进入地下，与地下接地体连接。达到接地电阻

独管塔示意图如下：

图： 通讯塔纸

图：通讯塔图纸

1.11 防雷设计

防雷与接地根据《移动通信基站防雷与接地设计规范》设计，符合通信行业YD5068-98标准。为了保证供电系统安全，采取三级防雷设计，执行《通信工程电源系统防雷技术规范》YD 5078-98标准。

为确保人员、设施、设备的安全，综合防雷方案包括：直击雷防护、雷电感应及雷击电磁脉冲防护、接地网络等三个方面内容由于无线通讯主要设备架设于露天制高点，需要注意直击雷和感应雷导致的破坏。在通信线进入功率放大器之前加装电涌防护设备，同时做好地网接地措施，在通信线进入通讯终端前，再次加装通信线（数据线）电涌防护设备。

通讯塔防雷：

在无线发射端顶部架设避雷针以保护天线不受直接雷击，避雷针通过独立的引下线直接接入地网。

通讯铁塔和建筑物应将多根接地体连接成地网，地网的布置应优先采用环型地网，引下线应连接在环型地网的四周，这样有利于雷电流的散流和内部电位的均衡。

基站设备的防雷

1、所有信号线均采取屏蔽措施。将信号线敷设在屏蔽线槽中，屏蔽线槽应良好接地。也可将信号线穿金属管敷设，金属管应全线保持电气上的连通，并且金属管两端应良好接地，在信号线路上安装信号防雷器。

2、从机房至天线的同轴电缆从无线发射终端底座中心引下，只在下部外护层接地。在天馈线进机柜前安装天馈防雷器（COAXN ），天馈线防雷器可安装在机房内走线架上，天馈线防雷器的接地接机房汇流排。

3、设备应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。当前端设备架设时，避雷针距设备3－4米的距离。

4、 为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线（220V 或DC12V ）、视频线、信号线和485控制线。避雷器的接地引线应与接地网可靠相连接，并且与接闪器的地网之间使用等电位联结器相连接。

5、 设备的电源一般使用AC220V 或DC12V 。单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器前端，如直流电源传输距离大于15米，则

设备前端还应串接低压直流避雷器。

6、室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于4Ω。 传输线路的防雷

传输线采用埋地敷设方式。采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电气连通。在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。

车载设备的防雷

对车载设备进行电磁干扰防护和雷电波侵入防护。在供电，信号传输，无线通信等各模块加装过载，限流，防电磁冲击等保护装置，同时与车辆外壳做可靠性接地连接，最大限度保护车载设备安全。 监控中心的防雷

1、监控中心所在建筑物加装防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。

2、进入监控中心的各种金属管线接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。

3、监控中心内设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE 线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器（避雷器）的接地线以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。

4、电源上设置三级避雷保护。在信号线进入前端设备之前或进入中心控制台前加装相应的避雷保护器。

5、监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不大于4Ω。采用综合接地网时，其接地电阻不大于1Ω。

第二部分 无线数传电台通讯方式

第2章 无线数传电台通讯设计

2.1 无线电台方式通讯

无线数传电台组网是一种技术无需多基站组网的通讯方式，需要到当地无线电管理委员会申请使用频点。无线数传电台具有较好的折射和绕射能力，不必要求可视即可实现通讯。

无线数传电台采用230MHz 中心频率进行纯数字方式进行数据交换。

2.2 技术指标：

1) 通讯响应时间

2) 接收应用信息准确率100%。

3) 通讯故障率

4) 通讯误码率

5) 保证矿区内通讯无盲区。

6) 采用数字信号处理（DSP ）技术，纯数字方式调制解调，接收灵敏度大于-108 dBm，信噪比18-20db ，信号强度-110—

-90dBi 。

7) 通讯带宽25KHz ，无线传输速率19200bps ；端口速率最高可达384000bps 。

8) 采取校验和与指令校验多重机制，保证指令、数据传送不丢失。

2.3 通讯电台选择

通讯电台质量决定了无线通讯系统的稳定性和可靠性，我们选用原装进口的GE MDS/SD2数传电台。

GE MDS电台是专业级的无线数传电台。它采用DSP 技术、CPFSK 数字调制解调、信道编码，前向纠错，Viterbi 译码，均衡软判决，尾噪声抑制等多项技术，软件处理增益高达7dB...GE MDS LEDR 电台是点对点频分全双工数字电台。它的产品技术有许多特点：采用前向纠错技术，自适应均衡技术，交织技术，数字FIR 滤波，以及QPSK 、16QAM 、32QAM 三种调制方法。工作频率为220-240Mhz 。

2.4 通讯基站建设

1）、通讯基站选址

根据当前现场情况，和将来采区拓展，设计在调度室旁建设一座25米高铁塔，以满足采区、各排卸点都能达到无盲区覆盖。本设计既能够满足现状，又能满足未来的通讯覆盖需求。

2.5 通讯铁塔设计

通讯铁塔建设在红旗坡位置。采场高处风大，由于采区经常爆破震动也很大，另外当地雨季很长，雷雨天气很多，所以铁塔的牢固和防雷接地非常关键。

设计依据：

《移动通讯工程钢塔桅结构工程设计规范》

《构筑物抗震设计规范》

《钢结构设计规范》

《高耸结构设计规范》

《移动通信基站防雷与接地设计规范》

《通信工程电源系统防雷技术规范》

使用年限

具有抗8级地震的能力，发生9级及以下地震仍能正常使用。 铁塔钢结构设计基准为50年，防腐处理为30年。

防雷接地

通讯铁塔顶端安装避雷针，通过接地带进入地下，与地下接地体连接。达到接地电阻

在通讯馈线端安装馈线防雷器，保证通讯信号不受雷电影响。

图：通讯塔图纸