井下新一代网络技术白皮书

煤矿井下新一代网络解决方案

引言

山东能源集团与华为技术有限公司联合推出煤矿井下新一代网络解决方案，旨在应对煤矿智能化业务发展对通信网络提出的更高要求。

煤矿井下网络现状与挑战

目前，煤矿井下网络包括矿用有线调度通信网、煤矿安全监测监控网和工业以太网等多种网络，这些网络各自独立且功能各异。然而，这种多网并存的情况带来了网络重复建设、网络风暴、业务相互影响、网络带宽不足、无线覆盖不全以及网络运维困难等一系列问题。

煤矿井下新一代网络定义与架构

煤矿井下新一代网络基于“SDN（软件定义网络）+切片”架构进行设计，分为井上核心、井下骨干和井下接入三层。该网络采用“IPv6+”技术，实现多业务统一承载，确保业务互不干扰、带宽灵活扩容、故障快速处置，满足煤矿智能化建设对网络大带宽、低时延、高可靠、易运维的要求。

关键特征

1. 一网承载：多业务统一承载，一网打尽，一切到底。网络采用路由器建设，环网带宽可平滑升级到五万兆或十万兆，满足井下工业视频、巡检机器人、综采面远控、安全监测、5G等多业务发展的要求。
2. 超宽覆盖：支持5G和Wi-Fi无线网络承载，满足多种移动业务接入需求。5G网络适用于远控业务，Wi-Fi 6技术实现井下无线全覆盖，支持单基站吞吐率>100Mbps，覆盖半径不小于400米，并与UWB同覆盖。
3. 智能运维：实现网络质量可视、可管、可控。运维中心部署SDN网络控制器，可对切片配置自动化部署，动态调整网络带宽，并实时监测业务质量。
4. 专片专用：保障安监网络免干扰、高可靠。采用网络切片技术隔离视频监控网络，保障安全监测监控业务的高可靠性。
5. 网络可靠：避免广播风暴，故障快速定位。基于SRv6路由技术和网络可靠性技术，实现自动检测和快速倒换备份网络，保障业务连续性。

关键技术

1. 网络切片技术：针对不同业务划分不同的切片，实现网络隔离。
2. SRv6技术：基于IPv6转发平面的分段路由，提高网络灵活性和可扩展性。
3. 时钟同步技术：确保网络时间一致，提高业务稳定性。
4. 随流检测技术：实时监测网络质量，保障业务可靠性和稳定性。
5. Wi-Fi 6远距离覆盖技术：提高无线网络覆盖范围和传输速率。

应用场景

1. 5G业务承载：直接划分独立的5G业务切片网络，分配独占的10G带宽，保障5G远控业务的高可靠性。
2. 安全监测监控：采用网络切片技术为安全监测监控网络分配独立的网络信道，保障业务的高可靠性。
3. 远程控制：为综采面远控业务分配独立的网络切片，分配独占的10G带宽，确保业务连续性。
4. 视频传输：为视频监控分配独立的切片，分配独占的20G带宽，确保高清视频的接入和灵活调整。
5. 人员定位及语音通信：基于Wi-Fi 6技术实现人员定位数据回传和井下全无线覆盖，与其他应急通信系统融合。
6. 无人监控与巡检：通过Wi-Fi 6技术实现井下无人监控和巡检，支持单兵设备的无线数据回传。

结论

煤矿井下新一代网络解决方案通过“SDN（软件定义网络）+切片”架构，实现了多业务统一承载、超宽覆盖、智能运维、专片专用和网络可靠五大特征，显著提升了煤矿智能化业务的网络性能和可靠性。