吴凌 二级通信网络组建.docx
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吴凌二级通信网络组建
teg
消防通讯技术作业
二级超短波通信指挥网的组建
学院:
林学院
班级:
2012级消防工程一班
姓名:
吴凌
指导教师:
***
作业提交日期:
二Ο一五年六月
第一章绪论
1.1组建超短波通信指挥网背景
某某旗林业局担负全旗方圆半径9km的;森林、草原和距县城25公里一个林场的消防任务,为了满足防扑火超短波通信指挥要求,在防火经费紧张的情况下,筹集45万元资金组建全旗森林、草原消防超短通信指挥网。
根据该旗林业局担负的消防工作任务和实际情况要求,依照《森林防火超短波通信组网工程调查规划设计说明书》和《消防通信规划》中各条款拟组建一个超短波通信指挥网,以保障火灾现场通信指挥的畅通,提高森林火灾扑救指挥通信系统的综合能力,实现森林火灾的“早发现,早出动,早扑救”,最大限度的减少森林火灾的损失。
第二章该旗林业局实际情况
2.1该旗林业局地理位置及人员装备布置情况
1.以该旗林业局办公楼为中心,负责半径在9公里范围内的森林,草原消防任务;
2.该旗林业局有防火指挥车二辆;
3.该局有5个专业扑火队;
4.该局共有扑火人员60人;
5.该局还担负着距县城25公里一个林场的消防任务。
2.2根据该旗林业局实际情况提出组建通信指挥网要求
2.2.1组网要求
(1)组建一个能够保障该旗林业局日常消防通信指挥的二级超短波通信网;
(2)指挥车配一台车载台;
(3)每一个消防队配5部对讲机,2部备用对讲机;
(4)保证网络质量和设备的数量、质量。
2.2.2.具体装备
中继台1部、基地台2部、差转台1部、天线馈线10套、车载台2部、对讲机35台、移动指挥台6台、供电与配电设备3台。
第三章确定组网类型及方法
3.1组网类型及频段确定方法
组网方案的选择,由当地地形特点、电波传播规律、话量大小及经济指标等因素所决定。
该林业局最远消防责任距离25km,视野较为开阔,地势平坦,周围环山。
该网为旗县用,话务量很大。
本着经济、可行,我们利用周围高建筑作为天线塔。
因为该网建设中乡村的丘陵山区地带,而且又有一些高山,根据VHF段的传播特点(频率越低,绕射能力越强),则我们应该选择150MHz段;但为了避开被广大机关企业使用的150MHZ密集段,最后确定选择140MHZ段。
为了使最大通信服务半径大大增加,所以建“二级超短波通信网”,即单中继站时异频单工通信网络。
为了增加通信的覆盖半径(不同于公众网的蜂窝式),一般采用单区单级制,同时为了提高天线的有效高度,都尽可能的把中继站设立在制高点(高楼、高山上)。
当单级制中继满足不了覆盖范围时,就需要采用多级异频差转。
此网为异频半双工中继方式,在分区域范围内选择制高点设置固定中继站(一般情况下设置在高楼、高山上),来扩大超短波通信覆盖区域的一种常用系统结构,从而提高了“二级超短波通信网”系统的通信覆盖率。
异频半双工中继方式,由于移动用户端收/发采用不同频率,移动用户和基地台之间、移动和移动用户之间的所有通信全部是通过中继台的自动转信完成的。
因此,“二级超短波通信网”的通信范围实际是指以本网中继台为圆心,以最大通信距离为半径的覆盖能力。
本网功能特点:
需要中继台转信,最大通信服务半径大大增加,可以使用在重点火险区,事先建设好的中继站,只要把终端设备(手持机、车载台、背负台)调整到相应信道即可工作,通信距离较远。
中继通信方式时,移动用户之间不能直接通话,如需要通话,需将收/发频率倒置一下,一般在组网时可根据用户要求预先设置存储信道,通过转换信道的方式来选择通信对象。
缺点是:
通话时有轻微延时现象。
当中继台出现停电等意外故障无法工作时,基地台和移动用户可通过选择预先设置好的信道,用“直通方式”工作,才能保障通信的不间断。
1.一个中继台。
该中继台设置在该旗林业局大楼里,作为总挥挥设备,用于远距离指挥消防人员进行半径9公里范围的消防任务和距该林业局25公里外的临时消防任务。
2.二个车载台。
设置在二个消防车内,主要用于执行距离该林业局25公里外临时消防任务时个消防组之间的通讯和指挥。
3.35部对讲机。
总共5个消防组,每组配置5部对讲机和2部备用对讲机,主要用于各消防组执行任务时队员之间、各组之间和组与总部之间的通讯与指挥。
3.2组网步骤
组建城市消防和森林消防超短波二级通信网的基本步骤可分为:
根据本旗的实际需求,进行调查、规划、设计、提交施工技术方案;现场施工;修改并完善施工技术方案;竣工及验收;后期维护保障等。
为了增加通信的覆盖半径(不同于公众网的蜂窝式),一般采用单区单级制,同时为了提高天线的有效高度,都尽可能的把中继站设立在制高点(高楼、高山上)。
当单级制中继满足不了覆盖范围时,就需要采用多级异频差转。
1.根据本该林业局的实际需求,进行调查、规划、设计、提交施工技术方案;
2.装备的选择;
3.现场施工;
4.修改并完善施工技术方案;
5.竣工及验收;
6.后期维护保障等。
第四章组网装备的选择与安装总造价
4.1组网装备的选择
4.1.1中继台、基地台、差转台的选择确定
选用TKR-750中继台。
由于该林业局担负着半径9公里范围的消防任务记25公里外的一个临场的消防任务,为了更好的完成这项任务,确保任务过程中的通讯顺畅,所以需用一个通讯距离能达25公里以上的中继台。
经过各方面的对比,我选用TKR-750中继台。
TKR-750中继台具备以下特点:
(1)TKR-750/850中继台是森林防火超短波通信网应用普及率较高的机型。
(2)通信网对整机性能、技术参数要求不高,不需要多级中继连网时,TKR-750/850中继台是一款物美价廉的机型。
工作频率范围:
TKR750:
136-150或146-174/TKR850:
400-430或450-480MHz高稳定度晶振,100%连续工作16个小时,全双工信道。
基地台选择日本爱康姆公司生产的IC-28A八部,功率25W,开启灵敏度0.2V.差转台,选择日本公司生产的TK-720一部,功率25W(加双工器后约22W),差转灵敏度为0.5V。
4.1.2中继台天线馈线的选择
中继台选用天线的类型和质量不同,它的传送距离和覆盖范围就会不同,所以所使用的天线在选定适合本地区类型的情况下,应尽可能选择机械强度高、质量可靠的天线。
由于中继站天线对整个通信网作用是非常关键的,因此要求:
①天线增益要高。
②频带要宽。
工作频率均要求能在频带范围内工作,能实现收发共用。
也就是说天线的工作频带不仅要考虑收发信全频段,还要考虑其收发信的双工间隔以及保护间隔。
③阻抗要匹配。
为提高天线发射效率,应尽可能实现阻抗匹配。
④要有较好的机械强度。
中继站天线往往架设在尽可能高的位置。
例如,装在高层建筑的顶部、铁塔或山上,这就对天线的机械强度提出了较高的要求。
能抗风、防锈、耐强气温变化,且电气性能应不随环境变化而发生严重下降和恶化。
此外,防止雷击也十分重要。
除安置避雷针外,必须建造合理的接地系统,使雷击时的瞬时浪涌电流可泄放至大地。
在质量保证的前提下,影响系统覆盖范围最关键的因素是基站天线的高度和位置,一般来讲,天线在空中的位置越高,能够覆盖的区域就越大。
增加中继台的功率,来增加覆盖区域并不总是可行的,解决问题的办法是增加天线高度和使用高增益的天线。
并且中继台距天线的距离尽可能的短。
消防超短波通信中继站常见天线是双节高增益玻璃钢全向天线;铝管四环阵子、八环阵子弱定向天线;八木定向天线等,根据实际需求来选择天线的类型,并且天线工作频率要与中继站工作频率相匹配。
这里我选择的健博通品牌为国内首选(按用户需求定制频点,标称参数准确,机械强度高)。
健博通12Dbi品牌天线性能参数:
天馈系统类型:
玻璃钢全向天线
频率范围:
2400-2483MHz
极化方向:
垂直极化
工作带宽:
83MHz
最大功率:
100W
4.2车载台的选择
车载台是安装在各种汽车上使用的超短波通信设备。
要求体积小、高灵敏度、大功率、操作简便实用,能够手动编程。
由于执行消防任务时,由于火场的范围不太确定,为了确保通讯畅通,尽量选用通讯距离较长的车载台。
经过各方面对比,我选用日本ICOM公司本土生产的IC-2200H车载台。
具体性能参数如下:
主要参数:
发射功率5W、10W、25、65W
接收灵敏度0.133μv
电脑/手动编程均可
功率大、通信距离远、价位低,性价比高、可手动编程,现场改频方便。
4.3对讲机的选择
经过多方考察比较,我选用日本ICOM公司本土生产的IC-V85对讲机,该对讲机便于携带,通讯距离较远,可以满足消防组员消防工作时的通讯。
该对讲机性能参数:
主要参数:
信道数量107个,发射功率0.5W、4W、7W,接收灵敏度0.2μv,1800ma锂电,原配5号干电池盒,12V输入插孔,电脑/手动编程均可。
主要评价:
功率大、通信距离远、锂电池、容量大、耐用且无记忆、性价比高、可手动编程,现场改频方便。
4.4移动指挥台的选择与确定
移动指挥台就是将车载台、大容量的锂电池、专用天线、带金属匡的防雨帆布背包集成而成的。
具有发射功率大,移动使用方便,使用和待机时间长等特点。
在实际火场通信中,发挥极大作用,根据该旗林业局的具体情况,我选择野外背负对讲机ZX-788便携车台,军工品质背负式电台。
其具体功能参数如下:
型号:
ZX-788
电台指标(可选):
UHF全频(400-480MHZ)30W
VHF全频(136-174MHZ)40W
用全频(350-370MHZ)30W
电流:
发射(最大)≤10A 接收(2W输出)≤1.0A
尺寸:
370X43X137mm
重量:
大约5.5Kg
电池电压:
12V
电池容量:
10Ah
充电电源适配器:
输出:
15.5±0.5V
电流:
≥2A
调制:
电抗
发射杂散;≤-60dB
最大频偏:
宽带:
±5kHz 窄带:
±2.5kHz
音频失真:
≤3%
麦克风阻抗:
600欧
产品附属品:
手咪(扬声器)*1/高增益专用天线*1/防水套*1
AC充电开关电源*1/使用说明书*1
4.5供电和配电设备的选择
供电问题是维持中继台,车载台,对讲机和相关设备正常运行的根本保障,因此根据该旗林业局的具体情况,选用解决无交流电情况下,中继站建设中供电的常用的光伏电源与蓄电池。
我决定选用vx-2208中继台电源:
vx-2208中继台电源VERTEXSTANDARD(威泰克斯)VX系列一体化中转台电源机箱(可内置2台车载机以及1个双工器)
一、VERTEXSTANDARD(威泰克斯)VX系列一体化中转台电源机箱是专门为通讯电台配套使用的稳压电源产品,该电源具有高精度输出和多种保护功能,它结构紧凑、坚固,特别适用于公安、水利、交通部门及各工矿企业使用的一体化电源机箱,。
(通过调整里面固定板的正反面位置安装,可兼容)VX-2508VX-3208VX-2108VX-2208等机型,机箱尺寸:
高27X18宽X27深厘米。
二、性能参数:
1、使用环境:
-10度—50度
2、输入电压:
AC220V±10%
3、输出电压:
13.8±0.2V
4、工作电流:
16A-17A(间歇带载〈16A,连续带载〈5A)
5、输出过压保护:
16.5V±1.5V
6、折回电源:
2A-3A
7、源效应:
≤5×10ˉ4
8、负载效应:
≤5×10ˉ4
9、周期与随机偏移:
≤15mVp-p
10.充电电池电压:
12V
11、充电电流:
1A±0.2A
12.机箱带12Cm×12Cm风扇散热孔。
13、稳压电带6Cm×6Cm风扇散热孔
14、线性稳压牛涡流孝无噪声
车载台电源选择QJ-1830电源:
1、功率余量大,浪涌可达到35A输出电流。
2、大功率有效保护昂贵的通讯机安全。
4、直流24V输入极性保护,防止人为误接。
4.6安装调试及专用网的架设与开通费用
二波超短波通信是历史上最为悠久的通信手段之一,短波是人类最早开发利用的无线电频段。
与卫星通信、地面微波通信相比,短波通信的建设和维护费用很低,建设周期短,设备简单、体积小、易于隐蔽,电路调度容易,临时组网方便、迅速,具有很大的使用灵活性。
根据实际购买基建台,短波通信组网相关设备和邀请专家学者进行安装调式费用,同时,在充分准备的基础上,应保持短工期的工程施工,进行了天线的架设,设备的安装和调试,保证通讯效果可达4级。
综合考虑各方面因素目前市场平均价格在14万人民币左右。
4.7组网过程人力物力资源消耗预算
根据以上的工程量和组网方式,该网的具体安装实施需要花费大量人力物力。
首先,需要对各种电台进行技术指标检测,合格的装收发频率。
对天线精心挑选,使驻波比小于1.5.由于该网编码选择呼通讯网,还需要我们将全乡每个台站编号码,确定同轴射频电缆的每一接头,牢固天线避雷针等预算经费在10万左右。
4.8组网税费
根据国家组件超短波二级网相关法律法规的规定,每次组网需要上缴税率为17%的税费,此次预算经费为45万,因此需要交税76500元。
4.9组网总造价
TKR-750中继台1台,基地台IC-28A2台,差转台TK-7201台,市场总价格28000元;
健博通12Dbi品牌天线馈线10套总计3000元;
日本ICOM公司本土生产的IC-2200H车载台2台总计8000元;
日本ICOM公司本土生产的IC-V85对讲机35台总计50000元;
野外背负对讲机ZX-788移动指挥台6台总计14400元;
安装调试及专用网的架设与开通费用约140000元;
组网过程人力物力资源消耗预算约100000元;
组网上缴税费76500元;
vx-2208中继台电源1台车载台电源选择QJ-1830电源2台总计2000元.
组网经费总计:
421900元
第五章二级超短波组网示意图
5.1二级超短波通信网
5.2二级超短波通信规划图
林业局(中继台)
25公里外消防任务
车载台
消防组
距离为25公里
半径为9公里
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