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煤礦網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案

一、方案描述

近年來，我國煤炭工業(yè)的安全生產(chǎn)越來越受到重視。由于地質(zhì)條件的限制，煤礦開采主要以地下為主，礦井深數(shù)百米。為了解決礦井安全生產(chǎn)問題，實現(xiàn)礦井的安全調(diào)度和通信保障是首要問題。礦井位置分散，地形復(fù)雜，監(jiān)測區(qū)域的流動性較大。與有線通信系統(tǒng)相比，井下無線通信的移動性不僅有利于系統(tǒng)的接入，而且能實時地向地面監(jiān)控中心發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)，最大限度地提高安全生產(chǎn)效果。

1.智能組網(wǎng)、自動避開信道干擾
無線通信基站之間智能識別附近基站，自動組成無線鏈路橋接網(wǎng)絡(luò)，無需人為干預(yù)；智能頻點掃描和多頻點規(guī)劃能力，避免無線智慧網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的干擾問題。配合扇區(qū)和定向天線，減少組網(wǎng)和覆蓋受到外界干擾的機會。

2.自動修復(fù)、自動性能調(diào)整
采用二層技術(shù)組網(wǎng)，分布式智能快速建立拓?fù)浜褪諗烤W(wǎng)絡(luò)，每基站均根據(jù)信號強度、鏈路質(zhì)量、跳數(shù)、性能、時延等多種參數(shù)的加權(quán)平均值，建立連接方向，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)可達性和鏈路指標(biāo)進行自愈和自動鏈路性能調(diào)整。

3.長距離無纜通信
無線通信基站之間無需光電纜連接，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進行無線橋接（橋接距離可控，滿足300-600米），完成通信數(shù)據(jù)鏈接。

4.千兆級無線網(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)
無線通信基站支持2.4G無線WIFI信號接入、千兆級多電口有線信號接入、5G無線WIFI信號接入（可選）。

6.多級無損連跳
無線基站之間支持6-10級5G千兆WIFI連續(xù)跳接，每級跳接后，帶寬損耗在3%以內(nèi)，整體網(wǎng)絡(luò)延時15ms以內(nèi)，傳輸帶寬不低于600Mbps。

7.容災(zāi)容錯鏈路
基站之間支持有線連接組網(wǎng)、無線橋接組網(wǎng)、有線無線混合組網(wǎng)，在有線組網(wǎng)斷開后，自動啟用無線橋接組網(wǎng)，保持通信主干鏈路的連續(xù)性。

8.無縫漫游
每個基站的WIFI信號全部一致，形成同一個網(wǎng)絡(luò)，采用統(tǒng)一規(guī)則執(zhí)行，基站與基站之間進行無感信號切換。

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

10.標(biāo)準(zhǔn)開放式網(wǎng)絡(luò)
采用標(biāo)準(zhǔn)的802.11AX協(xié)議，具備標(biāo)準(zhǔn)的WIFI設(shè)備接入能力，任何IP型的設(shè)備，或者設(shè)備通過IP化接口，可以直接與系統(tǒng)相連接，無需編制任何驅(qū)動程序和應(yīng)用程序，即可實現(xiàn)該設(shè)備的無線化，互聯(lián)化。

11.組網(wǎng)方式
支持全無線、混合組網(wǎng)、有線，跳頻技術(shù),設(shè)備間無損無線連接

二、方案介紹

地下采礦需要有效可靠的覆蓋整個礦井的通訊系統(tǒng)，來維持平穩(wěn)運行并保證礦工的安全。傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)很難遍布到復(fù)雜多層的礦井網(wǎng)絡(luò)中的所有彎道角落。無線局域網(wǎng)提供了寬范圍的移動性，不再受線纜束縛，有足夠大的帶寬保證采礦操作平。采用WLAN視頻遠程監(jiān)控能夠讓操作員在控制室內(nèi)安全地操作，同時能夠?qū)Φ叵聼o人駕駛車的運動進行監(jiān)控。

（礦用無線通訊實現(xiàn)拓?fù)洌?/span>

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(shè)計，板載2.4GHz、5GHz、6GHz，高達1GBps有效吞吐量，支持MU-MIMO、OFDMA等WIFI6專有技術(shù)，具備高帶寬、大容量等特性，電路設(shè)計符合本質(zhì)安全電源受電設(shè)備規(guī)范（客戶需自行申請認(rèn)證），支持20M/40M/80M/160M頻寬，可以做為CPE嵌入式模塊廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場AI視覺回傳、分揀機器人、廠內(nèi)無人車、管廊巡檢機器人、礦道施工、無人工廠等。

四、技術(shù)實現(xiàn)

4.1技術(shù)實現(xiàn)描述
采用以星型無線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，各節(jié)點通過無線或者有線局域網(wǎng)接入該無線自組網(wǎng)絡(luò)中，通過高速率無線數(shù)傳設(shè)備，遠程進行數(shù)據(jù)信號傳輸，具有帶寬大、時延小、延時低、組網(wǎng)靈活的優(yōu)勢。
綜合采用干擾規(guī)避、干擾誘騙、控制與數(shù)據(jù)分離傳輸隔離保護、多信道相互掩護，通過各節(jié)點對空口頻譜的智能感知、學(xué)習(xí)、協(xié)調(diào)，優(yōu)化干擾應(yīng)對策略，使組網(wǎng)系統(tǒng)具備優(yōu)異的抗干擾能力。

4.2系統(tǒng)遠程運維方案
基于上述無線自組網(wǎng)建設(shè)后，為了更好實現(xiàn)風(fēng)電場的遠程運維需求，可以部署風(fēng)電場運維系統(tǒng)。該運維系統(tǒng)可以本地化部署，可實現(xiàn)對系統(tǒng)下接設(shè)備在線狀態(tài)進行監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、對設(shè)備進行參數(shù)下發(fā)以及管理等功能。
該運維系統(tǒng)基于無線自組網(wǎng)，可以遠程查看遠端風(fēng)機回傳的視頻及其他采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)風(fēng)機遠程巡檢功能。

圖1、礦用無線通訊平臺主頁

4.3網(wǎng)絡(luò)可視化管理平臺
該平臺旨在建立全方位、實時、統(tǒng)一、可視的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，支持多種類、多數(shù)量、多廠商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入和管理，不僅支持高可靠無線Mesh專網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一管理、還可接入其他類型的網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備。平臺提供多維度資源管理、性能監(jiān)控、智能化告警、業(yè)務(wù)視圖、可視化數(shù)據(jù)展示等一系列功能，實現(xiàn)不同客戶對通訊設(shè)備整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可見性、可控性及可維護性的需求,設(shè)備管理首頁拓?fù)涞貓D模式平臺通過GIS地圖、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D兩種模式直觀化地展示設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備位置和設(shè)備關(guān)系，實現(xiàn)可視化智能管理。

圖2、礦用無線通訊拓?fù)涞貓D模式

4.5分組管理界面
平臺維護包括設(shè)備、子網(wǎng)、接口、鏈路等模塊，其中設(shè)備可按設(shè)備類型區(qū)分頁面進行管理。在設(shè)備詳情頁，除了獲知基礎(chǔ)的設(shè)備信息、接口信息和告警信息外，還可進行自定義性能監(jiān)控，及時獲取關(guān)鍵指標(biāo)。

圖3、礦用無線通訊分組管理界面

5.6設(shè)備管理顯示
平臺可基于各類狀態(tài)或指標(biāo)閾值進行監(jiān)測，并進行通知、生效時間、自動化等其他告警設(shè)置，更靈活、可控、及時的獲取通知信息。

圖4、礦用無線通訊設(shè)備管理顯示

五、方案價值

通過無線寬帶自組網(wǎng)的部署，可大大降低網(wǎng)絡(luò)使用成本，組網(wǎng)靈活，不依賴于架設(shè)專用的基站，具備子網(wǎng)融合、網(wǎng)絡(luò)分裂、網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)、智能路由等功能。在傳輸能力上具備視頻、語音、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?shù)忍匦?。在安全性方面支持用戶自定義加密，支持三重加密安全模式，層二、層三多種加密，保證用戶數(shù)據(jù)傳輸安全。