礦用無線通訊方案



                                              隨著經濟的發展,先進的無線通信技術得到了廣泛的應用。近年來,煤礦安全事故頻發,解決煤礦安全生產迫在眉睫。無線通信技術在煤礦中的應用,已成為實時掌握煤礦共下作業人員的分布和設備,實時監測井下數據,提高救援和安全救援的效率。

                                              高帶寬

                                              覆蓋MESH系統提供目前行業內最高有效帶達到150M(雙向)以上,其5.8G做為鏈路2.4G做為覆蓋

                                              易用性

                                              覆蓋MESH AP同樣繼承了這一傳統,其MESHAP的設置簡單到夸張的不提供任何設置界面

                                              無縫漫游

                                              每個基站的WIFI信號全部一致,形成同一個網絡,采用統一規則執行,基站與基站之間進行無感信號切換。



                                              煤礦網絡覆蓋解決方案



                                              一、方案描述

                                              近年來,我國煤炭工業的安全生產越來越受到重視。由于地質條件的限制,煤礦開采主要以地下為主,礦井深數百米。為了解決礦井安全生產問題,實現礦井的安全調度和通信保障是首要問題。礦井位置分散,地形復雜,監測區域的流動性較大。與有線通信系統相比,井下無線通信的移動性不僅有利于系統的接入,而且能實時地向地面監控中心發送監控數據,最大限度地提高安全生產效果。

                                              1.智能組網、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絡,無需人為干預;智能頻點掃描和多頻點規劃能力,避免無線智慧網絡內的干擾問題。配合扇區和定向天線,減少組網和覆蓋受到外界干擾的機會。

                                              2.自動修復、自動性能調整
                                              采用二層技術組網,分布式智能快速建立拓撲和收斂網絡,每基站均根據信號強度、鏈路質量、跳數、性能、時延等多種參數的加權平均值,建立連接方向,根據網絡可達性和鏈路指標進行自愈和自動鏈路性能調整。

                                              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),完成通信數據鏈接。

                                              4.千兆級無線網絡
                                              5GHz 最大接入速率 1200Mbps,2.4GHz 單射頻最大協商速率 575Mbps

                                              5.混合式接入網絡
                                              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連續跳接,每級跳接后,帶寬損耗在3%以內,整體網絡延時15ms以內,傳輸帶寬不低于600Mbps。

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

                                              8.無縫漫游
                                              每個基站的WIFI信號全部一致,形成同一個網絡,采用統一規則執行,基站與基站之間進行無感信號切換。

                                              9.多網融合通信
                                              WIFI網絡可接入4G網、行政電話,可與原有程控調度等系統互聯互通,WIFI環境內,無需服務器,可以脫管對講、通話。

                                              10.標準開放式網絡
                                              采用標準的802.11AX協議,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IP化接口,可以直接與系統相連接,無需編制任何驅動程序和應用程序,即可實現該設備的無線化,互聯化。

                                              11.組網方式
                                              支持全無線、混合組網、有線,跳頻技術,設備間無損無線連接


                                              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,來維持平穩運行并保證礦工的安全。傳統的有線網絡很難遍布到復雜多層的礦井網絡中的所有彎道角落。無線局域網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視頻遠程監控能夠讓操作員在控制室內安全地操作,同時能夠對地下無人駕駛車的運動進行監控。


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                                              (礦用無線通訊實現拓撲)


                                              三、產品介紹

                                              WIFI6雙頻/三頻網橋

                                              E5000A是一款高性能三頻WIFI6、WIFI6E超小型工業主板模塊,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專有技術,具備高帶寬、大容量等特性,電路設計符合本質安全電源受電設備規范(客戶需自行申請認證),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現場AI視覺回傳、分揀機器人、廠內無人車、管廊巡檢機器人、礦道施工、無人工廠等。


                                              四、技術實現

                                              4.1技術實現描述
                                              采用以星型無線網絡為基礎,各節點通過無線或者有線局域網接入該無線自組網絡中,通過高速率無線數傳設備,遠程進行數據信號傳輸,具有帶寬大、時延小、延時低、組網靈活的優勢。
                                              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,通過各節點對空口頻譜的智能感知、學習、協調,優化干擾應對策略,使組網系統具備優異的抗干擾能力。

                                              4.2系統遠程運維方案
                                              基于上述無線自組網建設后,為了更好實現風電場的遠程運維需求,可以部署風電場運維系統。該運維系統可以本地化部署,可實現對系統下接設備在線狀態進行監測、數據采集、對設備進行參數下發以及管理等功能。
                                              該運維系統基于無線自組網,可以遠程查看遠端風機回傳的視頻及其他采集數據,實現風機遠程巡檢功能。

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                                              圖1、礦用無線通訊平臺主頁


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                                              該平臺旨在建立全方位、實時、統一、可視的網絡管理系統,支持多種類、多數量、多廠商網絡設備接入和管理,不僅支持高可靠無線Mesh專網設備統一管理、還可接入其他類型的網絡通訊設備。平臺提供多維度資源管理、性能監控、智能化告警、業務視圖、可視化數據展示等一系列功能,實現不同客戶對通訊設備整體網絡架構可見性、可控性及可維護性的需求,設備管理首頁拓撲地圖模式平臺通過GIS地圖、網絡拓撲圖兩種模式直觀化地展示設備狀態、設備位置和設備關系,實現可視化智能管理。

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                                              圖2、礦用無線通訊拓撲地圖模式


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

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                                              圖3、礦用無線通訊分組管理界面


                                              5.6設備管理顯示
                                              平臺可基于各類狀態或指標閾值進行監測,并進行通知、生效時間、自動化等其他告警設置,更靈活、可控、及時的獲取通知信息。

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                                              圖4、礦用無線通訊設備管理顯示



                                              五、方案價值

                                              通過無線寬帶自組網的部署,可大大降低網絡使用成本,組網靈活,不依賴于架設專用的基站,具備子網融合、網絡分裂、網絡自適應、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、跳頻、單跳超遠距離傳輸等特性。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,保證用戶數據傳輸安全。





                                              設備圖片

                                              名稱

                                              介紹

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                                              三頻MESH無線網橋

                                              型號:ME2600AC

                                              基于高通11AC Wave2.0高性能三頻MESH無線網橋,集成了兩個獨立互不干擾的高功率802.11ac Wave2.0 5G模塊與一個2.4G wifi模塊。支持三頻同時工作,5G_L 、5G_H可同時做為MESH雙鏈路, 2.4G獨立做覆蓋。

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                                              快速切換無線網橋

                                              型號:APJ300AN400-17B

                                              一體化5.8G無線網橋,能提供300Mbs無線連接速度,實測最高能達到150Mbps以上的有效帶寬,可用于戶外搭建高速點對點無線鏈路,可應用于大多數5公里至10公里高寬帶要求的應用。

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                                              WIFI6雙頻/三頻模塊

                                              型號:E5000A

                                              高性能三頻WIFI6、支持MU-MIMO、OFDMA等WIFI6專有技術,具備高帶寬、大容量等特性,可以做為CPE嵌入式模塊廣泛應用于工業現場AI視覺回傳、分揀機器人、廠內無人車、管廊巡檢機器人、礦道施工、無人工廠等。



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