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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。

（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。

圖1、礦用無線通訊平臺主頁

4.3網絡可視化管理平臺
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。

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。

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。

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。