Alhaisen bittinopeuden digitaalinen kaiutinpuhelinjärjestelmä hiilikaivokselle maanalaiseksi

Julkisen osoitteen puhelinjärjestelmä on tärkeä osa hiilikaivoksissa sijaitsevaa maanalaista turvajärjestelmää [1]. Se on yleensä pakattu yhdessä lukitus- ja merkintäjärjestelmän kanssa ja sitä käytetään lähetys-, viestintä- ja signaaliviestinnässä kattavan kaivospinnan ja hihnan kuljetuslinjan varrella. Maanalainen kaiutinpuhelinjärjestelmä käyttää yleensä perinteisiä analogisia puhelinjärjestelmiä. Tämän tyyppisen järjestelmän edut ovat edulliset ja suhteellisen yksinkertaiset toteutukset, mutta itse analogisen signaalin puutteiden vuoksi on monia puutteita. Ensinnäkin interferenssin vastainen kyky on suhteellisen heikko, ja äänisignaaliin vaikuttavat helposti ympäristö- ja viestintäjärjestelmän erilaiset äänet siirron aikana. Mitä pidempi äänilinja, sitä vakavampi äänenlaadun heikkeneminen. Hiilikaivoksissa sijaitseva ympäristö on kuitenkin suhteellisen monimutkainen ja siihen vaikuttaa helposti erityyppiset häiriöt, mikä ei ole sallittua hiilen kaivojen turvallisuustuotannossa. Puhelinsuunnittelun vahvistamisen näkökulmasta äänensiirron etäisyyden ja laadun parantamiseksi käytetään yleensä voiman lisäämismenetelmää. Tämä menetelmä kuitenkin lisää koko järjestelmän virrankulutusta, jota ei myöskään sallita hiilikaivoksen maanalaisessa ympäristössä. Lisäksi analogisten kaiutinpuhelinjärjestelmien on vaikea yhdistää maanalaisten viestintäjärjestelmien kanssa, mikä rajoittaa suuresti kaiutinpuhelinjärjestelmien toiminnallisuutta. Modernin hiilikaivostekniikan ja hiilikaivojen hallintatekniikan kehittämisen myötä perinteisten analogisten kaiutinpuhelinjärjestelmien puutteet ovat vähitellen käyneet. Tämän ongelman osalta analogisten kaiuttimien korvaaminen digitaalisilla on tullut tutkijoille kuuma tutkimusaihe, koska tekniikat, kuten virheen havaitsemiskoodit ja virheenkorjauskoodit, voivat tehokkaasti parantaa viestinnän interferenssien vastaista kykyä digitaalisessa viestinnässä. Digitaalisten signaalien käyttämän laajan taajuuskaistan vuoksi äänilinjojen käyttöaste kuitenkin vähenee, ja linjojen vaatimukset ja kustannukset kasvavat vastaavasti, josta on tullut rajoittava tekijä digitaalisten monistuspuhelimien laajalle levinneelle levittämiselle.