KT106矿井无线通信系统安装手册.docx
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KT106矿井无线通信系统安装手册
KT106矿井无线通信系统安装指南
前言
相关手册：
手册名称
用途
《KT106矿井无线通信系统安装指南》
对用户使用无线局域网接入点设备进行操作指导。
包括命令行接口、VLAN、系统维护与调试、无线、IPv4、IPv6、端口基本配置、组播协议、802.1x、AAA、SSH、ACL、QoS等内容和全手册的缩略语解释
详细解释无线局域网接入点设备中的操作命令。
包括VLAN、系统维护与调试、无线、IPv4、IPv6、端口基本配置、组播协议、802.1x、AAA、SSH、ACL、QoS等内容和全手册的命令总索引。
本书简介：
本手册各章节内容如下：
第一章设备简介：
介绍KT106矿井无线通信系统相关设备的硬件配置，外观和接口。
第二章安装准备：
介绍KT106矿井无线通信系统相关设备对安装环境的要求，以及安装前和安装过程中需要注意的事项，安装所需工具也是本章要介绍的内容
第三章地面安装：
介绍KT106矿井无线通信系统地面机房设备、室外设备的安装环境检测、机械安装方法、电源连接法方法、通信线路连接方法等。
第四章井下安装：
介绍KT106矿井无线通信系统井下设备的安装环境检测、机械安装方法、天线固定相关、电源\通信线缆的架设和网络的连接。
本书约定
本书采用各种醒目的标志来表示在操作过程中应该特别注意的地方，这些标志的意义如下：
小心、注意：
提醒在操作中应注意的事项，不当的操作可能会再导致数据丢失、设备损坏或者通信效果差。
说明、提示、窍门：
对操作内容的描述进行必要的补充说明。
思考：
需要用户自己去思考、总结的地方。
环境保护
本产品符合关于环境保护方面的设计需求，产品的存放、使用和弃置应遵照相关国家法律、法规要求进行。
第一章设备简介
1.1概述
KT106矿用无线通信系统（以下简称KT106）是重庆煤炭科学研究院自主研发的新一代的矿井无线语音传输系统，不同与传统有线电话通讯和无线窄带语音通讯方式。
该系统采用Wi-Fi与IP技术相结合，可在煤矿井下实现传输速率达到54M的无线语音及数据传输。
在实现语音通信的同时也为煤矿搭建起了一个宽带无线传输平台。
KT106系统采用信号设备本安和近程本安供电的方式，使设备满足在回风巷道和工作面全天候工作的安全等级和技术要求，语音数据搭载在工业以太网平台进行传输，通过配套的系统管理软件、语音网关、地面基站等设备，形成一套完整的以矿井工业以太环网为传输主干，高速无线信号进行空间覆盖的宽带矿井无线通讯系统，使我国煤矿无线通讯技术跃上一个新的台阶。
KT106矿用无线通信系统的典型组网示意如下图1-1所示：
第二章设备介绍
2.1井下相关设备特点与参数
KT106系统的主要组成设备有：
KTW118系列井下基站、KTW117系列手机、SIP服务器、KJJ103矿用交换机、CQCC6200地面交换机、ETG3008地面数字语音网关、Wavion地面基站，下面各部分结构、配置、参数做详细的介绍：
2.1.1KJJ103矿用交换机
井下以太网交换机是我院在煤矿使用多年的成熟产品。
KJJ103型交换机使用本安电源，符合国家井下电源防爆标准，适用于煤矿井下有瓦斯和煤尘存在的场所。
交换机内部有两个独立的交换单元，其中每个交换单元有2个以太网光口和6个以太网电口，扩展后可达到4个以太网光口和12个以太网电口以及1个485口。
与配套的电源箱皆为箱体式结构，二者的配套采用组合式设计。
使用时既可分体也可一体。
交换机外观如下图所示：
主要技术参数：
•以太网光口：
单模光纤，波长1310nm，速率100/1000Mbps，发射功率≥-13
dBm，接收灵敏度：
-25dBm；
•以太网电口：
速率10Mbps/100Mbps自适应，最大传距离100m，信号最高工
作电压峰峰值不大于2.5V。
2.1.2KTW118矿用无线通信基站
KTW118矿用无线通信基站（以下简称基站）的功能是将有线信号与无线信号相互转换，并对矿井巷道空间进行无线覆盖。
基站外观如下图所示：
基站内部结构示意如下图所示：
基站相关参数:
•防爆形式：
ExibⅠ；
•额定工作电压Ui：
18VDC；
•额定工作电流Ii：
≤800mA；
•最大射频发射功率：
100mW；
•发射频率范围：
2.4～2.4835GHz；
•频带宽度：
83.5MHz；
•天线类型：
不锈钢背射天线；
•无线传输速率：
54Mbps；
•通讯协议：
TCP/IP；
•基站之间有线通讯距离：
≤1km；
•基站到交换机之间有线通讯离：
≤100m；
基站特点为：
•采用IP接入方式，可以通过地面管理主机远程控制，支持WEB方式；
•采用RFID读卡扩展模式，通过硬件升级可以实现人员定位系统功能；
•采用Wi-Fi无线技术，无线信号传输速率最高可达到54M；
•采用WDS无线桥接技术，可以接入矿井车辆车载无线通信系统；
•采用本安型设计，最大限度保障安全性；
•支持WEP、TKIP和AES等多种加密方式；
•支持虚拟专用组，通过相同SSID实施加密和隔离；
•可调整无线发射信道，防止同频干扰；
•采用OFDM调制，基站间通过矿用阻燃网线连接,有效距离可达到1Km；
•预留端口，支持功能扩展（车载电话、人员定位卡片、无线传感器、无线摄像头等）。
2.1.3KDW660/18B（D）型电源箱
系统使用KDW0.3/660（D）型防爆兼本安型稳压电源作为基站的供电设备，D型电源是一种已在煤矿井下使用多年的电源设备，久经考验，性能稳定，可靠性高。
电源箱外观如下：
其特点为:
•隔爆兼本安型设备，本质安全型输出方式；
•支持127、380、660VDC/50Hz等多种输入等级，允许电源波动范围宽，适应性强；
•每台电源箱可同时提供2路输出，为单台基站供电，供电距离约100米；（1.28Ω阻值线缆）；
•自带备用电池组，当交流电断电后可继续供电2小时。
电源技术参数：
•防爆形式：
Exd[ib]I；
•输入电压：
127、380、660VDC/50Hz；
•额定电压：
18VDC；
•最高输出电压：
18.5V；
•最大输出电流（过流保护整定值）：
800mA；
•最大过压保护值：
20.5V；
•输出电压偏离值：
不应超过标称值的5%；
•有效距离：
电源箱到基站之间最大有线传输距离：
100m；
电源箱离基站距离越近，设备工作越稳定，过远的放置电源箱可能造成基站的死机，自动复位。
2.1.4井下基站天线
基站天线采用定向天线，其具体参数如下：
频率范围：
2400—2500MHz
频带宽度：
100MHz
增益：
15dBi
VSWR（驻波比）：
≤1.6
前后比：
27dB
输入阻抗：
50Ω
极化方式：
垂直极化
材料：
不锈钢
工作环境温度：
-40—+60ºC
基站单向天线最大覆盖距离：
800m。
2.1.5KTW117手机
矿用本安手机是系统的语音终端，可通过基站提供的覆盖信号与远端手机实现语音通讯，系统增加网关设备后可与PSTN网络实现互联互通。
KTW117手机外观如下：
其特点为：
•采用IP接入方式，采用网络方式管理；
•支持长短号，可采用闭锁编号方式，根据需求设定规则；
•支持G.711、G.729等多种语音编码方式，根据网络状况自动选择；
•具有短信和来电显示功能；
•具有一键呼救；
•手机可实时读取瓦斯监控系统数据；
•电池采用锰酸锂材料，具有多层保护，更加安全可靠；
•采用802.11r（快速漫游标准）使手机可在移动速度不大于30km/h时保持正常通话。
2.2地面相关设备特点与参数
2.2.1SIP服务器
地面服务器配套的系统管理软件为适应煤矿管理的特殊需要，对其在数据结构、实时处理、存储方式、软件功能、逻辑控制、网络功能、图文显示等主要部分进行了全面优化设计。
系统软件采用Linux平台开发，比常规软件有更强的防错、防病毒、纠错能力，运行稳定可靠。
系统软件在开发中采用多线程并行通讯，异步通讯等先进技术，为煤矿用户量身定做，采用Web界面操作，使用简单、界面简捷明朗。
软件采用模块化设计，预留端口，具有很好的扩展能力，可根据需要添加各种功能。
地面管理软件的主要作用是对KT106系统中的数据进行处理、调度和管理，类似于煤矿监控系统的中心站。
目前系统服务器软件主要功能包括：
•号码注册授权
•紧急呼叫报警
•通信状态管理
•强拆、录音功能
•通话日志记录功能
•瓦斯数据转发
•人员定位管理
•基站设置管理
•语音网关设置
•三方会议功能
•群呼功能
2.2.2语音网关
KT106系统通过网关设备可方便的实现KTW106无线通讯系统与煤矿原有PSTN通信系统的无缝连接，可根据用户有线电话系统交换机类型选择模拟语音网关或数字中继网关，模拟语音网关直接接PSTN线路即可，数字中继网关采用E1接入方式，支持NO.1或NO.7、ETSIPRI信令（需要配接对应模块）。
与全国各大程控交换机厂家设备均有联网成功案例。
语音网关外观如下图：
主要技术参数：
•数字语音网关支持E1接口，网关自带2个E1接口；
•网络接口：
10/100M；
•控制口：
RS-232串口；
•模拟语音网关自带4个S口和4个O口；
2.2.3地面基站
地面基站用于煤矿地面办公区域的无线信号覆盖，通过SIP服务器使矿用无线手机可以在地面矿区与井下手机进行语音通话。
地面基站采用以色列进口军工产品，和普通地面基站相比，1台的覆盖区域可以相当于普通地面基站地面基站6台，覆盖同样的矿区，用户投入成本低，安装简便。
地面基站外观图如下：
地面基站的特点如下：
更好的覆盖效果和覆盖范围，基本无盲点的统一覆盖，较少的基站数量就可满足大面积覆盖需求
更好的带宽容量：
更好的链路储备意味拥有着上下行较好的通信速率，SDMA技术使系统容量加倍
更好的室内穿透力，优化的链路增益能够使信号多路径从户外覆盖至室内
更好的抗干扰性，自适应波束赋形具有智能的通信方向指向性，动态干扰处理（DIH）技术,根据噪声级别持续的调整系统参数以及空间接入信号增益
安全机制：
WEP（64bitor128bit）
WPA、WPA2：
•加密算法：
TKIP。
•鉴权方式：
Pre-SharedKeyor802.1xwithRADIUSServer（EAP-TLS,PEAP,EAP-TTLS）
•VPN透传
管理方式：
•基于Web的管理与配置界面
•支持标准SNMPv2以及WavionMIB库
•支持安全的HTTPS
网络以及Qos（服务质量）：
•支持802.1qVlan以及多SSID
•支持802.1pQos（服务质量）
•支持WMM（Wi-Fi多媒体）
网络接口：
10/100Mbps自适应端口
指示标示：
•以太网链路连接/活动LED
•系统状态LED
•射频信道LED电源输入
POE：
55VDC，35W（仅限使用Wavion）
交流电：
110-220VAC，35W
适应环境：
•工作/存储温度：
-40℃-+60℃/-45℃-+85℃
•震动和冲击等级：
ESTI300-192-4
•环境适应等级：
IP67
•抗风速：
165英里/小时
标准规范：
•射频：
FCC47CFRpart15,ClassC,EN300328
•安全：
TUVus,UL60950-1:
2003,CAN/CSA-C22.2No.60950-1-03,EN60950-1,IEC60950-1
•电磁兼容：
47CFRPart15,SubpartB,ClassB（USA）,EN301489-1,EN300328
规格（不含安装件）：
高度：
9m长度：
36m
宽度：
39m重量：
4.6g
射频：
IEEE802.11a频率范围：
5.750-5.850GHz
调制方式：
802.11a：
DM（64QAM,16QAM,QPSK,BPSK）
发射功率（802.11a）：
•每个射频最大发射功率22dBm（FCC）
•发射功率会根据信道以及速率自动调整
EIRP：
•37dbm（6根天线）
•自动空间对准最大42dBm
接收灵敏度：
11gMbps灵敏度dBm
6-102.5
9-100.5
12-99.5
18-98
24-95
36-92
48-88
2.2.4地面覆盖路由器
部分地面基站无法覆盖的区域，如澡堂、楼梯角、灯房、调度室等，可以考虑通过无线路由器来进行无线信号的覆盖。
第三章设计安装流程
3.1组网结构的设计
由于每个基站在井下的实际覆盖范围为300-500米，WIFI手机的发射功率也有限，因此要进行无线网络规划设计，合理布局基站才能实现矿井的连续覆盖，保证移动通话质量。
无线网设计流程如下：
1.在安装系统设备前，先要拿到要覆盖的矿井的结构图，按照300-400米间隔在巷道图上标出基站安装位置，绘制初步设计图纸；
2.对比图纸，技术人员到巷道进行实地勘察，对初步设计图纸进行修正。
在有阻挡的巷道或拐角位置以及变坡点需要增加基站数量，连续的弯道和变坡可以考虑使用双天线（双天线每个天线的覆盖距离≤200米）；
3.在连续弯道、变坡或者多条巷道的交叉路口，可以考虑在间隔120米的距离内集中布置基站，基站间不通过网络延长器，用网线直连AP主板，这样通信效果最佳；
4.根据基站的布局，设计好基站的供电线路，基站的电源供电电压等级有127V、220V、380V、660V四种，建议有条件的矿使用专用供电线路（兖矿集团就是专门拉的一根电源线），没有条件的矿可以就近取电，尽量直接在电源开关上取电，实在不方便取电的煤矿可以在照明灯线上取127V（攀枝花）；
5.根据基站的布局，设计基站间的通信网线布置方案。
网络延长器点对点传输的最大距离为1000米，每对延长器需要布置一条网线，基站的级联会限制下级基站的带宽，尽量保证分支线路上的基站不超过6级（目前级联得的最多的是山东兖矿三号井，一条线上一共7台基站）；
建议基站级连数量不超过六级，保证组网结构上的合理性和可靠性。
6.地面无线网络设计完成后要进行实地测验，首先要拿WIFI手机在需要覆盖区域测试看会否收到干扰信号，有干扰的话要记录干扰信号SSID及信道号，并要清除干扰源；
7.部分地面基站无法较好覆盖的区域，如澡堂、楼梯角、灯房、调度室等，可以考虑通过无线路由器来进行无线信号的覆盖；
8.图纸设计完成后，要对系统设备进行IP地址分配工作，根据煤矿局域网IP地址使用情况和习惯，把空余的IP地址合理分配给SIP服务器、基站、语音网关、地面路由器等，如果空余地址不够或跨IP段，要设置二类子网掩码，最后制作IP地址分配表；
9.IP地址分配完成后，要对基站进行频道分配，相邻基站的频道按照1、6、11隔离开；
无论地面、井下相邻基站都必须严格按照1、6、11区分开，不然会严重影响无线覆盖效果。
10.根据煤矿要求配置座机及WIFI手机号码，对应好IP，制作好表格；
在巷道中安装1-2个AP,测试其实际覆盖范围，根据实测数据修正原来的设计图纸；
三、系统设备安装
二，设备安全前性能测试
在系统设备安装前要先在地面利用煤矿局域网搭建简单的无线WIFI电话系统，对每个设备进行性能测试,没有问题后再下井安装，系统安装流程如下：
1.安装SIP软件到服务器上，根据IP地址分配表分配的地址配置服务器IP地址，在煤矿局域网内通过WEB网页对服务器参数进行设置（详细安装流程见附录1）；
2.用服务器连接基站，根据IP地址分配表分配的地址配置基站的各种参数，在煤矿局域网内通过WEB网页对基站的IP、SSID、频道进行设置；
3.根据IP地址分配表分配的地址及号码表配置WIFI手机参数，设置SSID与AP的一致（手机设置流程见附录2）；
5.连接一台基站到服务器上，启动SIP软件，逐一打开各手机检测工作是否正常；
6.将基站用网线两两相连，并用服务器PING，检查基站的网络延长模块是否正常。
禁止使用AP的WAN口，该口仅供ADSL拨号用！
3.2井下设备的安装
1.首先根据井下各具体安装位置，做好电源箱、功分器和天线的固定支架。
2.一般电源箱放置在硐室地面，或者悬挂的巷道的侧壁上，基站一般悬挂的巷道侧壁上，天线放置在顶板离基站1.5米内，天线尽量靠近巷道中间放置无线覆盖效果较好。
见下示意图：
注意天线的前后不要有遮挡物，井下的金属标识牌、电子显示牌等对无线信号的屏蔽效果较强。
3.从井口开始安装基站，天线，安装完一个基站用手机测试其覆盖距离，再决定是否微调下一台基站的安装位置，逐站往里安装，才能达到最好的无线覆盖距离。
3.3地面设备的安装
1.SIP服务器的安装和固定（SIP服务器安装流程见附录1）。
2.UPS和避雷器的安装和固定。
3.地面交换机器的安装、固定，和设置。
4.地面基站的安装和固定（地面基站的安装流程见附录3）
5.部分地面基站无法较好覆盖的区域，如澡堂、楼梯角、灯房、调度室等，可以考虑通过无线路由器来进行无线信号的覆盖；
6.最后安装语音网关，连接配线架，与煤矿程控交换机进行联网（语音联网详细流程见附录4）。
四、系统调测
3.4系统的优化调试
在所有设备安装并单个测试完成后，还要对系统进行调测和优化，系统调测流程如下：
1.对所有电话终端逐一进行通话测试，修正设置的参数；
2.在地面及井下进行步行通话测试，对信号弱的地方或通话质量差的地方对天线方向进行微调，调整后仍达不到要求则应增加基站；
3.
4.打开8-10部手机在各个基站间来回移动通话，对系统进行切换及压力测试；
5.测试手机短信及短信群发功能
6.测试通话记录功能；
7.测试通话强拆线功能；
8.测试录音功能；
9.测试多三方通话功能；
10.测试群呼功能；
11.测试多方通话功能；
12.完善设备标签，档案，存底后移交给用户。
附录1SIP服务器安装指南
一、常用的Linux操作命令和文件后缀名
名称
意义
Tab
补全文件和文件夹的名称
Cd
进入指定的目录
Cp
复制单个文件到指定的目录
cp–fr
复制整个文件夹到指定的目录
Ls
显示当前目录内的文件
Vi
编辑指定的文件
I
进入文件的插入状态
W
保存当前的文件
Q
退出当前文件的编辑模式
tarzxvf
解压
rpm-ivh
安装软件包
tar.gz
压缩包
Rpm
软件包
（备注：
Linux系统区分大小写，命令都是小写的。
）
二、安装文件
KT106无线通讯系统基于Linux操作系统开发，由服务器主程序，Mysql数据库和Web终端三部分组成。
下面是安装文件的简单介绍：
j2sdk-1_4_2_06-linux-i586-rpm.bin
jdk自解压文件
j2sdk-1_4_2_06-linux-i586.rpm
jdk安装文件
mysql-connector-java-3.1.12.tar.tar
网页查询数据库插件
ser-0.9.4_src.tar.gz
kt106无线通讯系统主程序源代码
ser_mysql.sh
数据库生成文件
jakarta-tomcat-5.0.28.tar.gz
网页服务器
Ser
kt106无线通讯系统服务文件
ser.cfg
kt106无线通讯系统配置文件
Web
kt106无线通讯系统web终端
（备注：
绿色表示为文件，蓝色表示为文件夹，如图1所示）
图1
三、安装VMware虚拟机
安装Linux操作系统有两种方式：
（1）在机器已经安装Windows操作系统的情况下，再安装Linux操作系统，安装双系统；
（2）在VMware虚拟机里安装Linux操作系统。
这里介绍第
（2）种方式，在VMware虚拟机里安装Linux系统的方法。
1.安装VMware虚拟机，虚拟机运行时会占用比较多的计算机资源，所以最好和Linux系统都安装在空间比较大的硬盘分区内。
VMware虚拟机软件安装不用费太多的功夫，只要按照顺序点击下一步安装即可。
安装完成后启动虚拟机程序，点击File->New->VirtualMachine。
图2
2.虚拟机配置（Virtualmachineconfiguration），保持默认选择Typical。
图3
3.客户机操作系统（Guestoperatingsystem），选择如图4所示，先选中Linux然后在下拉菜单中选中RedHatEnterpriseLinux4。
图4
4.命名和选择安装路径（VirtualmachinenameandLocation），Virtualmachinename为安装Linux系统生成的虚拟机文件名称，Location为Linux系统的安装路径，点击Browse可以选择安装位置，最好是安装在空间比较大的硬盘分区内，例如D:
\RedHatEnterpriseLinux4。
图5
5.网络连接（Networkconnection）：
保持默认选择Usebridgednetworking。
图6
6.磁盘容量（Diskcapacity）：
默认为4.0G，建议改为20.0G，其他选项保持默认不选。
图7
7.虚拟机内存（Memory）：
如图8所示，把默认的256M改为512M。
图8
8.共享文件夹设置：
右键点击新建的虚拟机，
RedHatEnterpriseLinux4->Settings->Options->SharedFolders->Add。
图9
图10
然后点击下一步，输入名称和文件夹位置，Name为在Linux系统下使用共享文件夹希望采用的别名，Hostfolder为共享文件夹在Windows操作系统下的位置。
图11
下一步，保持默认选择启用共享（Enablethisshare），点击完成，设置完毕（备注：
主操作系统和客户机操作系统都可以使用共享文件夹里的文件，Linux系统安装完成后，可以把KT106系统的安装文件拷到共享文件夹里，然后在Linux系统下通过命令调用这些安装文件。
）。
图12
9.把Linux系统光盘插入光驱，按下Poweron，VMware虚拟机开始读Linux系统安装盘，出现安装画面，然后参照RedHatEnterpriseLinux4安装说明进行安装。
图13
10.客户机系统安装完成后，必须要安装VMware虚拟机工具才能使用共享文件夹，安装完成后，Linux系统下共享文件夹的路径为/mnt/hgfs/kt106（备注：
kt106是这里设置的共享文件夹名称。
）。
首先登录进入Linux系统，同时按下Ctrl+Alt鼠标切换到Windows系统，右键点击新建的虚拟机RedHatEnterpriseLinux4->InstallVMwareTools，选择Inst
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