煤矿井下5G覆盖数据分析(2)

基于业务需求，再结合具体矿井场景，井下5G网络的规划可以简单分成两大类，即：覆盖受限场景和容量受限场景。

覆盖受限的典型场景，如辅助运输巷、主运巷，这类区域5G主要完成视频监控、移动设备数据回传、通信等业务，设备较少，业务量不大。这种场景下，在边缘速率满足业务要求的情况下，站点覆盖越远越好，站间距可以尽量拉大，降低网络部署成本。

巷道内，影响覆盖距离的主要因素有地形地势的起伏、拐弯、设备的遮挡，如风门等；另外，受限于基站安装位置和天面的位置，连接射频设备和天线的馈线长度也会影响空口发射功率，馈线越长，射频输出损耗越大，空口输出实际功率越小，覆盖距离越小。

容量受限的典型场景是综采工作面。设备多、需回传的视频信号多，网络规划时需要优先考虑容量需求。以一个300米长的综采工作面为例，大概需要170个液压支架，如果每3个支架部署一个2K或者4K摄像仪，那么上行总容量需求约500M~1Gbps。

针对网络容量需求，在井下可以开启千兆上行方案，即前文提到的时隙翻转，让5G NR的无线资源配置，上行多，下行少，满足上行的大容量需求。运营商如果把5G载波全部开启，千兆上行方案可以提供1Gbps以上的峰值速率；如果仍然不能满足，就要加密站点。但在综采工作面这种几百米长的区域内部署多个站点，就需要更好地解决站间同频干扰问题，比如采用D-MIMO方案或者错频组网等。

5G井下覆盖能力是煤矿5G建设的基础。煤矿井下地势复杂，无线信道建模尚需不断完善，井下5G能力覆盖仍需更多的测试数据，以支撑后续矿井5G网络科学合理和精细化的规划和建设。网络是基础，业务是关键，下一步还需联合更多的行业伙伴催熟基于5G网络的业务，才能充分发挥5G的价值。经过近一年的探索，5G已经成功应用于视频监控、移动巡检、调度等信息化类业务；2021年将继续探索设备远控等有助于减人少人的核心业务。同时矿山企业、矿山设备企业、运营商和5G设备厂家还需要加强合作，进一步丰富行业终端，培养5G应用跨界人才，完善5G行业标准，以形成标准化复制模式。

5G丰富了智能化煤矿建设的技术选择。5G系统端到端地考虑了行业的需求：1）切片是5G的原生技术，可以支持井下多套系统的业务隔离，同时实现多网、多系统的融合；2）5G的低时延能力，可以支持设备远控业务，把工人从最危险的工作环境中替换出来，目前已在港口轮胎吊远控、钢铁厂天车远控、金属矿矿车远控等得到充分验证和部署，相信不久也会应用在煤矿井下设备的远控上；3）5G的大带宽技术，千兆上行方案等，可以满足海量超大上行带宽的需求；4）利用运营商公网构建的行业专网，可以充分发挥运营商网络的运维能力，提供稳定可靠的电信级保障。

5G是推动煤炭工业与人工智能、大数据、云计算等先进ICT技术深度融合的助推器，对于改变传统的煤炭生产模式和煤炭工业形象，提升矿工的幸福感和获得感，促进能源革命具有着非常重要的意义。相信随着广大煤炭企业、设备产商、运营商和技术服务商等的共同持续努力，5G必将成为煤矿数字基础设施建设的核心内容，有力促进煤炭行业的转型升级和高质量发展。

文章来源：《分析测试技术与仪器》 网址: http://www.fxcsjsyyq.cn/zonghexinwen/2021/0414/627.html