煤礦網(wǎng)絡(luò )覆蓋解決方案

一、方案描述

近年來(lái)，我國煤炭工業(yè)的安全生產(chǎn)越來(lái)越受到重視。由于地質(zhì)條件的限制，煤礦開(kāi)采主要以地下為主，礦井深數百米。為了解決礦井安全生產(chǎn)問(wèn)題，實(shí)現礦井的安全調度和通信保障是首要問(wèn)題。礦井位置分散，地形復雜，監測區域的流動(dòng)性較大。與有線(xiàn)通信系統相比，井下無(wú)線(xiàn)通信的移動(dòng)性不僅有利于系統的接入，而且能實(shí)時(shí)地向地面監控中心發(fā)送監控數據，最大限度地提高安全生產(chǎn)效果。

1.智能組網(wǎng)、自動(dòng)避開(kāi)信道干擾
無(wú)線(xiàn)通信基站之間智能識別附近基站，自動(dòng)組成無(wú)線(xiàn)鏈路橋接網(wǎng)絡(luò )，無(wú)需人為干預；智能頻點(diǎn)掃描和多頻點(diǎn)規劃能力，避免無(wú)線(xiàn)智慧網(wǎng)絡(luò )內的干擾問(wèn)題。配合扇區和定向天線(xiàn)，減少組網(wǎng)和覆蓋受到外界干擾的機會(huì )。

2.自動(dòng)修復、自動(dòng)性能調整
采用二層技術(shù)組網(wǎng)，分布式智能快速建立拓撲和收斂網(wǎng)絡(luò )，每基站均根據信號強度、鏈路質(zhì)量、跳數、性能、時(shí)延等多種參數的加權平均值，建立連接方向，根據網(wǎng)絡(luò )可達性和鏈路指標進(jìn)行自愈和自動(dòng)鏈路性能調整。

3.長(cháng)距離無(wú)纜通信
無(wú)線(xiàn)通信基站之間無(wú)需光電纜連接，就近供電即可完成WIFI信號覆蓋，基站與基站之間利用自身的5GWIFI進(jìn)行無(wú)線(xiàn)橋接（橋接距離可控，滿(mǎn)足300-600米），完成通信數據鏈接。

4.千兆級無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )
5GHz 最大接入速率 1200Mbps，2.4GHz 單射頻最大協(xié)商速率 575Mbps

5.混合式接入網(wǎng)絡(luò )
無(wú)線(xiàn)通信基站支持2.4G無(wú)線(xiàn)WIFI信號接入、千兆級多電口有線(xiàn)信號接入、5G無(wú)線(xiàn)WIFI信號接入（可選）。

6.多級無(wú)損連跳
無(wú)線(xiàn)基站之間支持6-10級5G千兆WIFI連續跳接，每級跳接后，帶寬損耗在3%以?xún)?，整體網(wǎng)絡(luò )延時(shí)15ms以?xún)?，傳輸帶寬不低?00Mbps。

7.容災容錯鏈路
基站之間支持有線(xiàn)連接組網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)橋接組網(wǎng)、有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)混合組網(wǎng)，在有線(xiàn)組網(wǎng)斷開(kāi)后，自動(dòng)啟用無(wú)線(xiàn)橋接組網(wǎng)，保持通信主干鏈路的連續性。

8.無(wú)縫漫游
每個(gè)基站的WIFI信號全部一致，形成同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，采用統一規則執行，基站與基站之間進(jìn)行無(wú)感信號切換。

9.多網(wǎng)融合通信
WIFI網(wǎng)絡(luò )可接入4G網(wǎng)、行政電話(huà)，可與原有程控調度等系統互聯(lián)互通，WIFI環(huán)境內，無(wú)需服務(wù)器，可以脫管對講、通話(huà)。

10.標準開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )
采用標準的802.11AX協(xié)議，具備標準的WIFI設備接入能力，任何IP型的設備，或者設備通過(guò)IP化接口，可以直接與系統相連接，無(wú)需編制任何驅動(dòng)程序和應用程序，即可實(shí)現該設備的無(wú)線(xiàn)化，互聯(lián)化。

11.組網(wǎng)方式
支持全無(wú)線(xiàn)、混合組網(wǎng)、有線(xiàn)，跳頻技術(shù),設備間無(wú)損無(wú)線(xiàn)連接

二、方案介紹

地下采礦需要有效可靠的覆蓋整個(gè)礦井的通訊系統，來(lái)維持平穩運行并保證礦工的安全。傳統的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )很難遍布到復雜多層的礦井網(wǎng)絡(luò )中的所有彎道角落。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)提供了寬范圍的移動(dòng)性，不再受線(xiàn)纜束縛，有足夠大的帶寬保證采礦操作平。采用WLAN視頻遠程監控能夠讓操作員在控制室內安全地操作，同時(shí)能夠對地下無(wú)人駕駛車(chē)的運動(dòng)進(jìn)行監控。

（礦用無(wú)線(xiàn)通訊實(shí)現拓撲）

三、產(chǎn)品介紹

WIFI6雙頻/三頻網(wǎng)橋

E5000A是一款高性能三頻WIFI6、WIFI6E超小型工業(yè)主板模塊，采用高通高性能芯片設計，板載2.4GHz、5GHz、6GHz，高達1GBps有效吞吐量，支持MU-MIMO、OFDMA等WIFI6專(zhuān)有技術(shù)，具備高帶寬、大容量等特性，電路設計符合本質(zhì)安全電源受電設備規范（客戶(hù)需自行申請認證），支持20M/40M/80M/160M頻寬，可以做為CPE嵌入式模塊廣泛應用于工業(yè)現場(chǎng)AI視覺(jué)回傳、分揀機器人、廠(chǎng)內無(wú)人車(chē)、管廊巡檢機器人、礦道施工、無(wú)人工廠(chǎng)等。

四、技術(shù)實(shí)現

4.1技術(shù)實(shí)現描述
采用以星型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )為基礎，各節點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)或者有線(xiàn)局域網(wǎng)接入該無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)絡(luò )中，通過(guò)高速率無(wú)線(xiàn)數傳設備，遠程進(jìn)行數據信號傳輸，具有帶寬大、時(shí)延小、延時(shí)低、組網(wǎng)靈活的優(yōu)勢。
綜合采用干擾規避、干擾誘騙、控制與數據分離傳輸隔離保護、多信道相互掩護，通過(guò)各節點(diǎn)對空口頻譜的智能感知、學(xué)習、協(xié)調，優(yōu)化干擾應對策略，使組網(wǎng)系統具備優(yōu)異的抗干擾能力。

4.2系統遠程運維方案
基于上述無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)建設后，為了更好實(shí)現風(fēng)電場(chǎng)的遠程運維需求，可以部署風(fēng)電場(chǎng)運維系統。該運維系統可以本地化部署，可實(shí)現對系統下接設備在線(xiàn)狀態(tài)進(jìn)行監測、數據采集、對設備進(jìn)行參數下發(fā)以及管理等功能。
該運維系統基于無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)，可以遠程查看遠端風(fēng)機回傳的視頻及其他采集數據，實(shí)現風(fēng)機遠程巡檢功能。

圖1、礦用無(wú)線(xiàn)通訊平臺主頁(yè)

4.3網(wǎng)絡(luò )可視化管理平臺
該平臺旨在建立全方位、實(shí)時(shí)、統一、可視的網(wǎng)絡(luò )管理系統，支持多種類(lèi)、多數量、多廠(chǎng)商網(wǎng)絡(luò )設備接入和管理，不僅支持高可靠無(wú)線(xiàn)Mesh專(zhuān)網(wǎng)設備統一管理、還可接入其他類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )通訊設備。平臺提供多維度資源管理、性能監控、智能化告警、業(yè)務(wù)視圖、可視化數據展示等一系列功能，實(shí)現不同客戶(hù)對通訊設備整體網(wǎng)絡(luò )架構可見(jiàn)性、可控性及可維護性的需求,設備管理首頁(yè)拓撲地圖模式平臺通過(guò)GIS地圖、網(wǎng)絡(luò )拓撲圖兩種模式直觀(guān)化地展示設備狀態(tài)、設備位置和設備關(guān)系，實(shí)現可視化智能管理。

圖2、礦用無(wú)線(xiàn)通訊拓撲地圖模式

4.5分組管理界面
平臺維護包括設備、子網(wǎng)、接口、鏈路等模塊，其中設備可按設備類(lèi)型區分頁(yè)面進(jìn)行管理。在設備詳情頁(yè)，除了獲知基礎的設備信息、接口信息和告警信息外，還可進(jìn)行自定義性能監控，及時(shí)獲取關(guān)鍵指標。

圖3、礦用無(wú)線(xiàn)通訊分組管理界面

5.6設備管理顯示
平臺可基于各類(lèi)狀態(tài)或指標閾值進(jìn)行監測，并進(jìn)行通知、生效時(shí)間、自動(dòng)化等其他告警設置，更靈活、可控、及時(shí)的獲取通知信息。

圖4、礦用無(wú)線(xiàn)通訊設備管理顯示

五、方案價(jià)值

通過(guò)無(wú)線(xiàn)寬帶自組網(wǎng)的部署，可大大降低網(wǎng)絡(luò )使用成本，組網(wǎng)靈活，不依賴(lài)于架設專(zhuān)用的基站，具備子網(wǎng)融合、網(wǎng)絡(luò )分裂、網(wǎng)絡(luò )自適應、智能路由等功能。在傳輸能力上具備視頻、語(yǔ)音、照片等高可靠性遠距離傳輸，具備頻率選擇、多種工作帶寬切換、多跳組網(wǎng)、跳頻、單跳超遠距離傳輸等特性。在安全性方面支持用戶(hù)自定義加密，支持三重加密安全模式，層二、層三多種加密，保證用戶(hù)數據傳輸安全。