煤矿网络覆盖解决方案

一、方案描述

近年来，我国煤炭工业的安全生产越来越受到重视。由于地质条件的限制，煤矿开采主要以地下为主，矿井深数百米。为了解决矿井安全生产问题，实现矿井的安全调度和通信保障是首要问题。矿井位置分散，地形复杂，监测区域的流动性较大。与有线通信系统相比，井下无线通信的移动性不仅有利于系统的接入，而且能实时地向地面监控中心发送监控数据，最大限度地提高安全生产效果。

1.智能组网、自动避开信道干扰
无线通信基站之间智能识别附近基站，自动组成无线链路桥接网络，无需人为干预；智能频点扫描和多频点规划能力，避免无线智慧网络内的干扰问题。配合扇区和定向天线，减少组网和覆盖受到外界干扰的机会。

2.自动修复、自动性能调整
采用二层技术组网，分布式智能快速建立拓扑和收敛网络，每基站均根据信号强度、链路质量、跳数、性能、时延等多种参数的加权平均值，建立连接方向，根据网络可达性和链路指标进行自愈和自动链路性能调整。

3.长距离无缆通信
无线通信基站之间无需光电缆连接，就近供电即可完成WIFI信号覆盖，基站与基站之间利用自身的5GWIFI进行无线桥接（桥接距离可控，满足300-600米），完成通信数据链接。

4.千兆级无线网络
5GHz 最大接入速率 1200Mbps，2.4GHz 单射频最大协商速率 575Mbps

5.混合式接入网络
无线通信基站支持2.4G无线WIFI信号接入、千兆级多电口有线信号接入、5G无线WIFI信号接入（可选）。

6.多级无损连跳
无线基站之间支持6-10级5G千兆WIFI连续跳接，每级跳接后，带宽损耗在3%以内，整体网络延时15ms以内，传输带宽不低于600Mbps。

7.容灾容错链路
基站之间支持有线连接组网、无线桥接组网、有线无线混合组网，在有线组网断开后，自动启用无线桥接组网，保持通信主干链路的连续性。

8.无缝漫游
每个基站的WIFI信号全部一致，形成同一个网络，采用统一规则执行，基站与基站之间进行无感信号切换。

9.多网融合通信
WIFI网络可接入4G网、行政电话，可与原有程控调度等系统互联互通，WIFI环境内，无需服务器，可以脱管对讲、通话。

10.标准开放式网络
采用标准的802.11AX协议，具备标准的WIFI设备接入能力，任何IP型的设备，或者设备通过IP化接口，可以直接与系统相连接，无需编制任何驱动程序和应用程序，即可实现该设备的无线化，互联化。

11.组网方式
支持全无线、混合组网、有线，跳频技术,设备间无损无线连接

二、方案介绍

地下采矿需要有效可靠的覆盖整个矿井的通讯系统，来维持平稳运行并保证矿工的安全。传统的有线网络很难遍布到复杂多层的矿井网络中的所有弯道角落。无线局域网提供了宽范围的移动性，不再受线缆束缚，有足够大的带宽保证采矿操作平。采用WLAN视频远程监控能够让操作员在控制室内安全地操作，同时能够对地下无人驾驶车的运动进行监控。

（矿用无线通讯实现拓扑）

三、产品介绍

WIFI6双频/三频网桥

E5000A是一款高性能三频WIFI6、WIFI6E超小型工业主板模块，采用高通高性能芯片设计，板载2.4GHz、5GHz、6GHz，高达1GBps有效吞吐量，支持MU-MIMO、OFDMA等WIFI6专有技术，具备高带宽、大容量等特性，电路设计符合本质安全电源受电设备规范（客户需自行申请认证），支持20M/40M/80M/160M频宽，可以做为CPE嵌入式模块广泛应用于工业现场AI视觉回传、分拣机器人、厂内无人车、管廊巡检机器人、矿道施工、无人工厂等。

四、技术实现

4.1技术实现描述
采用以星型无线网络为基础，各节点通过无线或者有线局域网接入该无线自组网络中，通过高速率无线数传设备，远程进行数据信号传输，具有带宽大、时延小、延时低、组网灵活的优势。
综合采用干扰规避、干扰诱骗、控制与数据分离传输隔离保护、多信道相互掩护，通过各节点对空口频谱的智能感知、学习、协调，优化干扰应对策略，使组网系统具备优异的抗干扰能力。

4.2系统远程运维方案
基于上述无线自组网建设后，为了更好实现风电场的远程运维需求，可以部署风电场运维系统。该运维系统可以本地化部署，可实现对系统下接设备在线状态进行监测、数据采集、对设备进行参数下发以及管理等功能。
该运维系统基于无线自组网，可以远程查看远端风机回传的视频及其他采集数据，实现风机远程巡检功能。

图1、矿用无线通讯平台主页

4.3网络可视化管理平台
该平台旨在建立全方位、实时、统一、可视的网络管理系统，支持多种类、多数量、多厂商网络设备接入和管理，不仅支持高可靠无线Mesh专网设备统一管理、还可接入其他类型的网络通讯设备。平台提供多维度资源管理、性能监控、智能化告警、业务视图、可视化数据展示等一系列功能，实现不同客户对通讯设备整体网络架构可见性、可控性及可维护性的需求,设备管理首页拓扑地图模式平台通过GIS地图、网络拓扑图两种模式直观化地展示设备状态、设备位置和设备关系，实现可视化智能管理。

图2、矿用无线通讯拓扑地图模式

4.5分组管理界面
平台维护包括设备、子网、接口、链路等模块，其中设备可按设备类型区分页面进行管理。在设备详情页，除了获知基础的设备信息、接口信息和告警信息外，还可进行自定义性能监控，及时获取关键指标。

图3、矿用无线通讯分组管理界面

5.6设备管理显示
平台可基于各类状态或指标阈值进行监测，并进行通知、生效时间、自动化等其他告警设置，更灵活、可控、及时的获取通知信息。

图4、矿用无线通讯设备管理显示

五、方案价值

通过无线宽带自组网的部署，可大大降低网络使用成本，组网灵活，不依赖于架设专用的基站，具备子网融合、网络分裂、网络自适应、智能路由等功能。在传输能力上具备视频、语音、照片等高可靠性远距离传输，具备频率选择、多种工作带宽切换、多跳组网、跳频、单跳超远距离传输等特性。在安全性方面支持用户自定义加密，支持三重加密安全模式，层二、层三多种加密，保证用户数据传输安全。