無線通信技術在核電站的應用探討

趙明宇

（中核遼寧核電有限公司，遼寧 興城 125100）

0 引 言

核電站屬于一種對可靠性和安全性要求非常高的場所，其通信系統設置是否合理對核電站自身正常運行和應急信息傳遞產生直接影響。因為核電站當中的建筑體具備較強的信號屏蔽能力，所以手機等一系列移動通信設備往往難以有效接收到相應的公用網絡信號。對在核電站當中持續移動的工作人員來講，僅憑借較為傳統的固定語音通信顯然已經跟不上時代的發展步伐，嚴重影響其工作效率和質量，因此有必要將無線通信技術融入到核電站當中，以此來提高各類工作人員之間溝通交流的便利性和高效性。

1 核電站無線通信系統設計功能分析

該核電站當中的無線通信系統在實際設計過程中切實依照《核電廠通信設計規范》進行設計，共設計了12個通信子系統（包括無線通信系統），主要應用的技術為WiFi技術。

1.1 覆蓋區域功能

該核電站的無線通信系統實際信號能夠覆蓋站內核島（見圖1）、常規島以及各BOP子項建筑物中工作人員經常進行調試、運行以及檢修的區域，同時也能夠覆蓋核電站控制區當中的室外道路等[1]。

圖1 核島

1.2 各類功能分析

1.2.1 系統管理功能。

一是用戶業務信息管理；二是用戶終端認證和等級管理，即在用戶接入網絡過程中對用戶的合法性與終端合法性做出認證，同時結合用戶等級合理啟動對應的業務策略，例如優先級和帶寬上下限等；三是移動性管理功能和切換功能，借助對終端位置與狀態的有效管理保證終端無論處于覆蓋區域的哪一個位置，都能夠有效共享系統所支持的各項業務；四是基站的管理功能，指的是對基站的配置管理以及故障管理等一系列設備管理功能；五是網管功能，指利用IE瀏覽器便能夠對設備和基站進行管理，不必設置相應的客戶端[2]。

1.2.2 多媒體集群調度功能

借助帶圖形界面的相應觸摸屏調度臺來實現這一目的，具體可以分為以下幾種功能。

（1）調度功能。可以進行呼叫、代接、實時監聽、禁話、轉接、對講以及廣播通知等一系列操作。

（2）業務功能。包括短信功能、撥號呼叫功能、來電接聽功能、多線路切換功能、自動轉接或手動轉接功能等。

（3）管理功能。包括系統管理、賬號管理、熱線管理以及通話錄音等管理功能。

1.2.3 人員定位功能

基于WiFi技術的無線通信系統可以快速對系統中的手持終端、專用定位卡等開展準確有效的定位，以此來達到對相關工作人員進行定位的目的，其實際定位精確度主要以房間為基準。除此之外，系統還擁有區域監視、追蹤、歷史記錄以及告警等功能。

1.2.4 電話錄音以及可擴容升級功能

本系統具備開展單個、單組以及全局通話時間記錄的能力，能夠有效記錄核電站中一切歷史通話記錄，包括號碼、通話時長等信息，并且能夠對錄音文件做出有效查詢、回訪以及管理。此外，系統應用的是標準接口和模塊化設計，能夠進行擴容，同時可以進行本地軟件升級[3]。

2 具體技術應用分析

2.1 基本技術設計要求分析

（1）系統容量。該系統能夠支持2 000個用戶，并且結合實際需求可以進一步擴容，上限為3 000。

（2）基站設計。對于基站的速率，單基站能夠支持的上下行數據速率分別為50 Mb/s、300 Mb/s，手持終端能夠達到100 Mb/s及以上下行速率。此外，實際速率能夠結合信道實際情況進行自適應調整[4]。

（3）并發信道設計。單基站當中的并發信道為20個及以上。

（4）射頻功率輸出設計。對于室內基站來講，其發射功率需要借助系統進行集中管理，然后通過人工或自動方式對系統當中的每一個基站開展其實際環境射頻輸出功率的實時控制。對于室內基站的具體控制范圍為100 MW以內，對于室外基站的有效控制范圍在500 MW以內[5]。

（5）數據連接設計。無線接入基站主要借助以太網端口與相應的IP主干網進行連接，其需要承擔信號的接收、發送以及處理。為了確保安全性，系統軟件方面禁止借助遠程手段進行升級。對于可用性方面，一切插卡模塊均支持熱插拔。

2.2 針對交換平臺的設計分析

（1）核心交換機。核心交換機屬于核電站無線通信系統中的核心交換設備，能夠為其他設備提供有效的數據接入。設計中單臺設備需要提供24個及以上千兆以太網口和同等數量的千兆光纖接口，并且可支持2、3層分組數據方面的交換。除此之外，還需要支持2 048個以上802.1Q VLAN，同時支持靜態路由（見圖2）、OSPF以及RIP等相應路由[6]。

圖2 靜態路由

（2）匯聚交換機。匯聚交換機能夠有效堆疊千兆以太網交換機，能夠為設備提供有效接入和分組數據轉發。對于單個交換機，需要提供6個以上千兆光纖上行接口和2個以上以太網接口，同時結合實際需求支持802.3af兼容的相應PoE，并且支持2、3層分組數據方面的交換。

（3）接入交換機。能夠提供8個以上以太網接口，同時支持802.3af PoE[7]。

2.3 針對主控單元的設計分析

對于主控單元主要提供IP語音、視頻交換等功能，可以實現多媒體終端以及一些其他通信系統間的通信調度，同時還可以有效實現終端定位和錄音服務[8]。

（1）語音服務器。對于多媒體通信調度模塊來講，其可以使無線通信系統終端有效地與其他通信子系統開展雙向可視化交互。

（2）定位服務器。主要具備查詢、區域監視、軌跡追蹤、歷史記錄以及位置告警等相應功能，能夠對非法進入或停留超時做出自動告警提醒。

（3）錄音服務器。自動記錄一切借助無線通信系統開展的通話信息，同時記錄通話時間、通話時長以及呼叫來源等信息。該服務器還支持多種不同格式的錄音，例如G711、G729以及AMR等[9]。

2.4 中繼互聯設計

借助標準接口，該核電站無線通信系統能夠與行政電話進行有效互連，這樣可以使無線通信系統方面的手持終端能夠與行政電話系統當中的固定電話或公網電話進行語音通信。除此之外，還可以與計算機網絡系統進行互連，借助無線數據終端有效實現各類數據的應用[10]。

3 結 論

綜上所述，對于核電站而言，通過對無線通信技術進行有效運用可以顯著提高工作人員的工作效率和質量，有助于推動核電站持續健康發展。文章以某核電站采用WiFi技術所打造的無線通信系統為例，探討了無線通信技術在核電站當中的有效運用策略，以此來提高核電站無線通信水平。