淺談集群通信系統(tǒng)在慶陽石化公司的應(yīng)用

武廷勤　黨學(xué)濤　張力方　搏劉建周

【摘要】隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，集群通信系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛。本文簡(jiǎn)述了集群通信系統(tǒng)的工作原理、特點(diǎn)，并綜述了無線集群系統(tǒng)在慶陽石化公司的應(yīng)用、建設(shè)原則和維護(hù)。

【關(guān)鍵詞】無線集群 建設(shè)原則 應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】D631.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）04-0004-01

0 引言

無線集群系統(tǒng)起源于20世紀(jì)50年代初，到了70年代，隨著經(jīng)濟(jì)、科技的迅速發(fā)展，專用網(wǎng)的頻率擁擠日趨嚴(yán)重，美國和日本相繼開始了大規(guī)模研制集群系統(tǒng)的工作，并專門開辟出800 MHz頻段作為集群系統(tǒng)使用。1979年美國頒布了無線集群系統(tǒng)的功能要求，隨后，國際無線電咨詢委員會(huì)CCIR（International Radio Consultative Committee）將此系統(tǒng)列入CCIR報(bào)告，從而加快了集群系統(tǒng)的發(fā)展。80年代中期開始，英國、法國、前蘇聯(lián)、荷蘭等國都研制出了80～300MHz及450MHz集群系統(tǒng)的設(shè)備，常見的集群系統(tǒng)見表1。我國的第一個(gè)無線電話集群系統(tǒng)是由上海引進(jìn)的美國摩托羅拉公司的設(shè)備，于1990年7月正式開通。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，近年又涌現(xiàn)了許多新興的集群系統(tǒng)。

1 無線集群系統(tǒng)

1.1無線集群簡(jiǎn)介

無線集群通信是一種智能化的無線頻率管理技術(shù)。其工作方式與移動(dòng)電話系統(tǒng)相似，由一個(gè)交換控制中心根據(jù)需要，自動(dòng)為用戶指定無線信道，其本質(zhì)是允許大量用戶共享少量通信信道和虛擬專網(wǎng)技術(shù)。其不同點(diǎn)在于集群通信以組呼為主，用戶之間有嚴(yán)格的上下級(jí)關(guān)系，用戶根據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)占用或搶占無線信道，呼叫接續(xù)要快（300 ms～500ms），且以單工、半雙工通信為主要通信方式。

1.2集群通信的基本原理

集群通信是多個(gè)用戶（部門、群體）共用一組無線電信道，并動(dòng)態(tài)地使用這些信道的專用移動(dòng)通信系統(tǒng)。它由中央控制器集中控制和管理系統(tǒng)中的每個(gè)信道，并以動(dòng)態(tài)方式迅速把空閑信道分配給發(fā)起呼叫的用戶，通話完成后又將該信道收回給等待的用戶使用，因此，該系統(tǒng)極大地提高了頻道使用率。另外，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部用戶相互通信時(shí)，不必接入公網(wǎng)，只有當(dāng)用戶的一方為公網(wǎng)用戶時(shí)，系統(tǒng)才接入公網(wǎng)。其用戶群呈樹狀，由數(shù)個(gè)用戶組成一小組（Subfleet），數(shù)個(gè)小組組成一隊(duì)（Fleet），通常一個(gè)集群通信系統(tǒng)可提供數(shù)十個(gè)隊(duì)的服務(wù)。

2 無線集群系統(tǒng)在慶陽石化公司的應(yīng)用和維護(hù)

慶陽石化公司成立于1971年，2010年9月公司300萬噸/年煉油新廠的全面開車標(biāo)志著公司發(fā)展歷程上的又一重要變革。近年來，公司通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展非常迅速。隨著公司“工廠數(shù)字化”建設(shè)要求，公司的信息化水平不斷提高，通信系統(tǒng)又有了新的發(fā)展。目前，慶陽石化通信系統(tǒng)主要包括：行政電話系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、中油2M專網(wǎng)、無線集群系統(tǒng)、電子語音機(jī)房（30平米）等通信系統(tǒng)。本文主要談?wù)劅o線集群系統(tǒng)在公司的應(yīng)用。

2.1慶陽石化公司無線集群系統(tǒng)

無線集群塔網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍為2km，由中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通三家單位共用，建立了廠區(qū)無線手機(jī)和3G業(yè)務(wù)覆蓋網(wǎng)絡(luò)，保障慶陽石化廠區(qū)范圍內(nèi)手機(jī)信號(hào)的暢通。較強(qiáng)的無線覆蓋也保障了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。隨著各專業(yè)技術(shù)發(fā)展，各類監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、信號(hào)控制數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)等一系列數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，將通過專用無線傳輸通道進(jìn)入各自的中央設(shè)備，同時(shí)這些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)無線覆蓋的要求將進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.2慶陽石化公司無線集群系統(tǒng)的建設(shè)及原則

在集群網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，一般先建基本系統(tǒng)單區(qū)網(wǎng)，然后將多個(gè)基本系統(tǒng)相互連接成局域網(wǎng)。基本系統(tǒng)可為單基地臺(tái)或多基地臺(tái)，基本結(jié)構(gòu)可分為單交換中心的單基地臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和單交換中心的多基地臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在控制方面，集群系統(tǒng)分為集中控制方式及分散控制方式。前者的系統(tǒng)中控制信號(hào)傳輸是由一個(gè)專用的頻道傳輸，其速度較快，同時(shí)，具有集中控制的系統(tǒng)控制器，功能齊全，適用于大、中容量多基地臺(tái)網(wǎng)絡(luò)；后者則是在每個(gè)頻道中既傳輸控制信號(hào)又傳語音信號(hào)，只有在頻道空閑時(shí)才傳控制信號(hào)，節(jié)省了一個(gè)專用信道，但接續(xù)速度慢，不需要集中控制器，因此，其設(shè)備簡(jiǎn)單且成本低，適用于中、小容量的單區(qū)網(wǎng)。

我公司無線集群系統(tǒng)的建設(shè)原則有以下四點(diǎn)：

（1）先進(jìn)型原則。采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是先進(jìn)的、開放的體系結(jié)構(gòu)，和系統(tǒng)使用當(dāng)中的科學(xué)性。整個(gè)系統(tǒng)能體現(xiàn)當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展水平。

（2）實(shí)用性原則。能夠最大限度的滿足實(shí)際工作的要求，把滿足用戶的業(yè)務(wù)管理作為第一要素進(jìn)行考慮，采用集中管理的模式，在滿足功能需求的基礎(chǔ)上操作方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、管理簡(jiǎn)便。

（3）可擴(kuò)充性、可維護(hù)性原則。要為系統(tǒng)以后的升級(jí)預(yù)留空間，系統(tǒng)維護(hù)是整個(gè)系統(tǒng)生命周期中所占比例最大的，要充分考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理、規(guī)范對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)可以在很短時(shí)間內(nèi)完成。

（4）經(jīng)濟(jì)性原則。在保證系統(tǒng)先進(jìn)、可靠、建設(shè)周期短和高性能價(jià)格比的前提下，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到最經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)。

2.3無線集群系統(tǒng)的維護(hù)

目前我公司的無線集群設(shè)備主要由供貨商指派專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試和維護(hù)，這增加了無線集群系統(tǒng)的使用的局限性和成本。

3.結(jié)束語

無線集群系統(tǒng)的優(yōu)越性在化工生產(chǎn)方面越來越占重要位置，控制自動(dòng)化的要求必須有良好的通信網(wǎng)絡(luò)來保障，無線集群系統(tǒng)將在未來的生產(chǎn)中有更多的應(yīng)用。且隨著未來大量使用和低成本化要求，無線集群系統(tǒng)將更為微型化、低成本化和更易于安裝，以此帶動(dòng)延伸覆蓋的簡(jiǎn)易性、便捷性。

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