无线通信技术在核电站的应用探讨

赵明宇

（中核辽宁核电有限公司，辽宁 兴城 125100）

0 引 言

核电站属于一种对可靠性和安全性要求非常高的场所，其通信系统设置是否合理对核电站自身正常运行和应急信息传递产生直接影响。因为核电站当中的建筑体具备较强的信号屏蔽能力，所以手机等一系列移动通信设备往往难以有效接收到相应的公用网络信号。对在核电站当中持续移动的工作人员来讲，仅凭借较为传统的固定语音通信显然已经跟不上时代的发展步伐，严重影响其工作效率和质量，因此有必要将无线通信技术融入到核电站当中，以此来提高各类工作人员之间沟通交流的便利性和高效性。

1 核电站无线通信系统设计功能分析

该核电站当中的无线通信系统在实际设计过程中切实依照《核电厂通信设计规范》进行设计，共设计了12个通信子系统（包括无线通信系统），主要应用的技术为WiFi技术。

1.1 覆盖区域功能

该核电站的无线通信系统实际信号能够覆盖站内核岛（见图1）、常规岛以及各BOP子项建筑物中工作人员经常进行调试、运行以及检修的区域，同时也能够覆盖核电站控制区当中的室外道路等[1]。

图1 核岛

1.2 各类功能分析

1.2.1 系统管理功能。

一是用户业务信息管理；二是用户终端认证和等级管理，即在用户接入网络过程中对用户的合法性与终端合法性做出认证，同时结合用户等级合理启动对应的业务策略，例如优先级和带宽上下限等；三是移动性管理功能和切换功能，借助对终端位置与状态的有效管理保证终端无论处于覆盖区域的哪一个位置，都能够有效共享系统所支持的各项业务；四是基站的管理功能，指的是对基站的配置管理以及故障管理等一系列设备管理功能；五是网管功能，指利用IE浏览器便能够对设备和基站进行管理，不必设置相应的客户端[2]。

1.2.2 多媒体集群调度功能

借助带图形界面的相应触摸屏调度台来实现这一目的，具体可以分为以下几种功能。

（1）调度功能。可以进行呼叫、代接、实时监听、禁话、转接、对讲以及广播通知等一系列操作。

（2）业务功能。包括短信功能、拨号呼叫功能、来电接听功能、多线路切换功能、自动转接或手动转接功能等。

（3）管理功能。包括系统管理、账号管理、热线管理以及通话录音等管理功能。

1.2.3 人员定位功能

基于WiFi技术的无线通信系统可以快速对系统中的手持终端、专用定位卡等开展准确有效的定位，以此来达到对相关工作人员进行定位的目的，其实际定位精确度主要以房间为基准。除此之外，系统还拥有区域监视、追踪、历史记录以及告警等功能。

1.2.4 电话录音以及可扩容升级功能

本系统具备开展单个、单组以及全局通话时间记录的能力，能够有效记录核电站中一切历史通话记录，包括号码、通话时长等信息，并且能够对录音文件做出有效查询、回访以及管理。此外，系统应用的是标准接口和模块化设计，能够进行扩容，同时可以进行本地软件升级[3]。

2 具体技术应用分析

2.1 基本技术设计要求分析

（1）系统容量。该系统能够支持2 000个用户，并且结合实际需求可以进一步扩容，上限为3 000。

（2）基站设计。对于基站的速率，单基站能够支持的上下行数据速率分别为50 Mb/s、300 Mb/s，手持终端能够达到100 Mb/s及以上下行速率。此外，实际速率能够结合信道实际情况进行自适应调整[4]。

（3）并发信道设计。单基站当中的并发信道为20个及以上。

（4）射频功率输出设计。对于室内基站来讲，其发射功率需要借助系统进行集中管理，然后通过人工或自动方式对系统当中的每一个基站开展其实际环境射频输出功率的实时控制。对于室内基站的具体控制范围为100 MW以内，对于室外基站的有效控制范围在500 MW以内[5]。

（5）数据连接设计。无线接入基站主要借助以太网端口与相应的IP主干网进行连接，其需要承担信号的接收、发送以及处理。为了确保安全性，系统软件方面禁止借助远程手段进行升级。对于可用性方面，一切插卡模块均支持热插拔。

2.2 针对交换平台的设计分析

（1）核心交换机。核心交换机属于核电站无线通信系统中的核心交换设备，能够为其他设备提供有效的数据接入。设计中单台设备需要提供24个及以上千兆以太网口和同等数量的千兆光纤接口，并且可支持2、3层分组数据方面的交换。除此之外，还需要支持2 048个以上802.1Q VLAN，同时支持静态路由（见图2）、OSPF以及RIP等相应路由[6]。

图2 静态路由

（2）汇聚交换机。汇聚交换机能够有效堆叠千兆以太网交换机，能够为设备提供有效接入和分组数据转发。对于单个交换机，需要提供6个以上千兆光纤上行接口和2个以上以太网接口，同时结合实际需求支持802.3af兼容的相应PoE，并且支持2、3层分组数据方面的交换。

（3）接入交换机。能够提供8个以上以太网接口，同时支持802.3af PoE[7]。

2.3 针对主控单元的设计分析

对于主控单元主要提供IP语音、视频交换等功能，可以实现多媒体终端以及一些其他通信系统间的通信调度，同时还可以有效实现终端定位和录音服务[8]。

（1）语音服务器。对于多媒体通信调度模块来讲，其可以使无线通信系统终端有效地与其他通信子系统开展双向可视化交互。

（2）定位服务器。主要具备查询、区域监视、轨迹追踪、历史记录以及位置告警等相应功能，能够对非法进入或停留超时做出自动告警提醒。

（3）录音服务器。自动记录一切借助无线通信系统开展的通话信息，同时记录通话时间、通话时长以及呼叫来源等信息。该服务器还支持多种不同格式的录音，例如G711、G729以及AMR等[9]。

2.4 中继互联设计

借助标准接口，该核电站无线通信系统能够与行政电话进行有效互连，这样可以使无线通信系统方面的手持终端能够与行政电话系统当中的固定电话或公网电话进行语音通信。除此之外，还可以与计算机网络系统进行互连，借助无线数据终端有效实现各类数据的应用[10]。

3 结 论

综上所述，对于核电站而言，通过对无线通信技术进行有效运用可以显著提高工作人员的工作效率和质量，有助于推动核电站持续健康发展。文章以某核电站采用WiFi技术所打造的无线通信系统为例，探讨了无线通信技术在核电站当中的有效运用策略，以此来提高核电站无线通信水平。