5G智慧矿山(井工矿+露天矿)行业网络解决方案

5G智慧矿山（井工矿+露天矿）行业网络解决方案案例5G智慧矿山行业网络解决方案梳理总结自山西阳煤和河南焦煤千叶水泥的行业项目一线项目经理、网络解决方案编制人员使用，以支撑解决方案。网络安全和运维管理等方面具体解决方案和推进策略遵循总部网络事业部下发的相关要求五、煤矿案例分享-井工矿六、煤矿案例分享-露天矿五、煤矿案例分享-井工矿六、煤矿案例分享-露天矿全国煤矿5300个智能化采煤工作面仅200+20182019,全国煤矿数量全国煤矿5300个智能化采煤工作面仅200+20182019,全国煤矿数量千万吨级煤矿数量智能化采煤工作面全国原煤5,8004138.55,30044200+全国八大产煤大省：山西(30%)，内蒙（20%陕西(17%)，全国/山西省共有954座生产建设煤矿，2022年年底力争智能综采工作面达到50个以上，建成10座智能煤矿；2030年底完成省内599座大型煤矿（年产量>200万吨/矿）无人值守、集中控制、远程控制等智能化改造。*来源：中国煤炭工业协会2035年各类煤矿基本实现智能化2035年各类煤矿基本实现智能化型煤矿基本实现智能化。•2020年2月，国家发改委、国家能源局等八部门联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，到2021年将建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控；到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。煤矿智能化相关政策政策：持续推进矿山安全生产、智能生产，促进传统行业升级国家发改委n矿山实施“国家发改委n矿山实施“机械化换人、自动化减人”，推广工业机器人、智能装备等，减少危险岗位人员八部委联合发文《加快煤矿智能化发展》n八部委联合发文《加快煤矿智能化发展》n十条建议；强调推广新一代信息技术应用，分级建设智能化平台十八大会议《“互联网+”行动的指导意见》n促进制造业创新，提质增效，信息化与工业化深度融合中央政策地方政策2010-168中央政策地方政策n拉开了我国矿山数字化建设的帷幕国家科技部《十三五资源领域科技创新专项规划》n推动矿山行业的转型升级，推动矿山生产过程的自动检测、智能监测、智能控制与智慧调度，有效提高矿山资源综合回收利用率、劳动生产率和经济效益收益率。国家安监总局国土资源部发布《全国矿产资源规划（2016国土资源部发布《全国矿产资源规划（2016—2020n未来5年加快建设数字化、智能化、信息化、自动化矿山n推动智慧矿山技术装备、生态矿山与资源节 约、矿山绿色开采提取关键技术开发完成国有大中型矿山的六大系统建设审核n含：测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统山西省煤矿智能化建设实施意见示范煤矿和50个智能化综采示范工作面和安控机器人等方面加大应用力度，推动无人值守、集中控制、远程控制等技术的广泛应用，实现智慧矿井，提升生产效率和安全保障水平。内蒙古加快煤矿智能化建设的实施意见器人作业，38处露天矿实现智能连续运输；2035年，全面建成以智能煤矿为支撑的河南省煤矿智能化建设实施方案年及以上煤矿基本完成智能化建设。n措施：对省属煤炭企业的煤矿智能化建设项目，省财政按项目总投资的10%予以补助工业体系工业体系边缘计算等前沿技术在煤炭行业的应用，开展无人驾驶、智能采掘、机器人智能巡检、智能安防、智能环境监测、智能单兵装备等信息化应用建设陕西煤业全面推进煤矿智能化建设信息化、智能化;汇集整理经营信息并实现共享共用，解决煤炭产供销各自为政、生产与财务脱节的问题，打通煤炭产供销信息互通互用的“最后一公里”，实现业务高效衔接、资金合理使用、管理成效明显的目的6矿山行业痛点①矿山安全水平提升显著，但仍需继续改进l安全水平提升显著，煤矿百万吨死亡率10年下降98.9%l煤炭百万吨死亡率2018年0.093，2019年进一步下降到0.083(死亡事故170起、死亡316人)，仍是美国的5倍，澳大利亚的11倍，处于世界产煤中等发达国家水平2020年1月7日“全国煤矿安全生产工作会议”数据l招不到年轻人：平均年龄45+l人员流动大：新疆煤矿内地招工，平均1.5年工人全部更换l用工结构：矿山运输劳动量站总劳动量的50%+，矿区安全监管也越来越严格，操作工种的薪资、培训费用也是不断往上走的l效率：行业观点，露天矿的人工驾驶矿车每年工作5500-6000小时，而自动驾驶矿车每年能工作7000小时③园区缺乏有效监管手段人员管理生产安全监管l规章制度齐全，缺乏有效监管手段，人力巡查成本高、效率低④当前ICT系统，烟囱式网络、部署维护成本高5G智慧矿山矿面临的挑战煤矿环境恶劣，高瓦斯、高煤尘、水害渗水等对矿工的生命安全影响大，生命至上、安全第一是煤矿的第一要务；工作时间长，强度大（24小时3班倒）影响身体健康。通过5G网络技术，赋能煤矿各个场景，助力煤矿少人化、无人化。①①生产监控难:l由于井下有线系统布线困难，传统的井下监控系统只能通过有线解决少量视频上传，但对于井下少人化甚至无人化操作所需的海量视频上传是“杯水车薪”。同时对于井上场景有“矿区面积大、位置偏、网络弱”的特点，日常生产监控需求迫切。u5G赋能煤矿，利用“超千兆上行”大带宽，实现了海量的4K高清视频的回传。如在综采面由于采煤机，电液压支架，刮板运输机时刻处于运动状态，传统的有线光纤经常扭断，而采用5G视频监控，可以支持近100路高清视频的上传。②②采掘设备远控难:l传统采用电力线载波承载煤机远控，受制于带宽（1Mbps无法回传视频；传统远控方式网络时延高，无法支撑实时高精度操作。u利用5G网络的高可靠，大带宽，低时延的特点，通过井上对矿区设备的远程控制，实现采掘现场无人化。③③人工日常巡检多:l需人工定时巡检，查看设备运行数据；u通过5G赋能巡检机器人，把巡检数据，视频，音频信号传送到井上监控指挥中心，实现煤矿需求场景的无人巡检。④④烟囱式通信网络多:l煤矿不同系统通讯网络协议较多、子系统较多u通过5G一张网解决井下不同系统通讯网络“7国8制”的问题，并通过边缘计算实现就近转发，就近计算，大大降低了应用时延，同时也解决煤矿数据不出园的安全问题。5G智慧矿山6大类应用业务需求定(位)l人员、设备精准定位定(位)l人员、设备精准定位看l4K高清摄像头监控l满足海量监控需求lAR/VR远程诊断检检控l采煤机、掘进机远程控制通(信)驾(驶)l统一的通信系统l井下胶轮车无人驾驶l海量传感器数据l露天煤矿无人驾驶硐室l设备数据采集自动上传（传）l高清监控（看）采掘面l高清监控（看）l掘进机远控（控）l露天矿远控（控）输煤传送带l输煤皮带AI检查（检）巷道l巷道l巷道人员监控（看）l人员实时联系（通信）l车辆人员定位（定位）煤5G智慧煤矿6大业务需求挑战分析检：自动巡检、智能识别看检：自动巡检、智能识别l工业环网带宽仅支持1Gbpsl工业环网带宽仅支持1Gbps，支持标清摄像头l固定线路易断线，故障排查难，修复周期长。故障多，难解决l摄像头部署不灵活，在有限的地方部署，无法满足无机电硐室存放配电、通信等重要设备机电硐室存放配电、通信等重要设备挑战挑战l需24小时监控硐室环境；l需人工定时巡检，查看设备运行数据；人化矿井的基本需求人化矿井的基本需求人员、车辆、设备数量多、人员、车辆、设备数量多、分布分散，井下信号覆盖不足l皮带超过20公里，人工巡检耗时、不安全；l多段皮带需要协同工作，防止煤出现堆积的情况；挑战l挑战l井下人员分布实时监测l动态显示井下人员、车辆、设备在航道上的行踪lGIS地图缩放功能l人员违规行为监控：佩戴安全帽、抽烟、从设备底下通过、巷道车道走人、皮带坐人等；违规操作l如瓦斯抽采探放水作业等；驾驶：无人矿卡作业控：无人化采掘驾驶：无人矿卡作业控：无人化采掘招工难业方式枯燥，年轻司机从业意愿低l矿区工作环境恶劣成本高l人力成本、管理成本、维修成本逐年升高l燃油消耗成本高效率低l传统作业模式智能化程度低l缺乏大数据分析的智能管理手段危险性高l安全生产管理难度大l发生安全事故，易造成人综采面挑战：掘进面挑战：挑战1：井下人员无法实时通信l井下作业人员出现紧急事故无法获得实时通信；l不支持视频通话；l固网IP电话、广播、对讲系统多系统，维护复杂；挑战2：有线部署困难、升级维护复杂l矿区内大量传感器、设备运行数据需要上传，有线网络线缆布放复杂；l工业总线接入复杂，升级和维护困难；l4G/WiFi等性能不足，难以同时满足网络部署灵活性与网络质量的高要求通信：井下融合组网l看不清：由于煤层高度不是需要人工进行现场操控。l现有环网系统：网络复杂造成数据丢失或中断，使得地面集控系统不能可靠实现控制及监测功能。l看不清：工作环境粉尘大，需高清摄像头；l感器数据不能大量上传：有线不适合移动场景、员伤亡员伤亡规划定位：精准定位规划定位：精准定位巷道综采面巷道综采面掘进机巡检机器人无人矿卡矿山业务对网络指标的需求依托5G网络低时延、高速率、海量连接等特性，围绕露天、井下两大类环境，满足不同应用场景的无线网络需求。对露天矿山，可保障如车与车、车与调度中心间实现大带宽、低延迟的实时网络通信，满足重型矿车精准停靠、自动装卸、停车避让、远程操控等作业业务需求。对井下矿山，可融合矿企原有必备的有线通信、应急广播等通信系统，满足井下人员通信、传感器信息采集、井下视频监控、井下远程控制等场景的网络需求。类别应用场景场景描述连接数据描述单设备速率抖动看、检井下高清视频监测AI智能识别采煤工作面、掘进工作面、运输转载点、运输车场分布视频一般10~30路并发4K：12-40Mbps,H.265推荐码率为12-40Mbps<200ms通信井下人员（视频）通信井下重要岗、跟班对干、安全督查人员配置实时通讯装备；故障诊断等即时语音/视频回传，若干并发<200ms传感器信息采集传输类综采面、皮带输送机机头需传感数据采集。50-100个模拟量/设备低速率<300ms物联类顶板离层，通风参数，5小电气设备井筒监控10m/组，2-4个/组低速率<500ms控无人化采掘采煤工作面采煤机、掘进机的远程控制20~30个模拟量/设备，每模拟量4Byte低速率<100ms人员/设备、车等在井下不同场景，如巷道/作业面附近等低速率<100ms无人矿卡作业无人驾驶、倒车入位、精准停靠等场景。每台低速率<50ms矿山业务对网络组织的需求网络组网网络组网需求业务访问范围需求业务覆盖范围需求数据不出场需求网络隔离需求企业内网对接需求与公网对接需求仅访问边缘企业内网应用井下业务（工作面及相关数据采集、传输、处生在煤矿园区。有UPF分流至煤矿调度中心或集控中心，与煤矿应用服务器对后续考虑井下防爆手机与公网互联互网络组网需求业务访问范围需求业务覆盖范围需求数据不出场需求网络隔离需求企业内网对接需求与公网对接需求•通用资源需求仅访问边缘企业内网应用景均在一个局部的地理范围及应用连接起来的通信网来存在多个矿山园区互联的场景。指数据采集、发生在企业本地UPF/MEC下沉煤矿5G专网。企业内网对接有统一的内网路由设备无对接公网侧要求数据不出园•通用服务器•VLAN、VXLAN隔离服务器配置IaaS资源需求资源类型井工矿服务器配置IaaS资源需求资源类型井工矿露天矿其他网络能力需求其他网络能力需求矿山业务对网络安全的需求由于井下高粉尘、高瓦斯环境，所有下井设备必须做隔由于井下高粉尘、高瓦斯环境，所有下井设备必须做隔爆、煤安认证。下井设备防爆需求手机上网行为管理需求号码白名单管理需求5G专网备用保护需求阻止非法用户访问需求对下井人员的手机号码进行管理对下井人员的手机号码进行管理，满足终端访问安全防护需求。外部大网中断，不影响矿内上网，不影响由于上网数据传输及信令控制的安全生产。园区场景MEC设备不由企业控制和管理，需满足园非法用户不进园区需求上网行为管理控制目标为办公网的上网控制、审计等功能。井工矿露天矿矿山业务对网络服务的需求规规建优维井下勘测及设备部署我们仅提供技术支持优化井下业务测试部分仅提供技井下勘测及设备部署我们仅提供技术支持优化井下业务测试部分仅提供技术支持井下勘测井下勘测井下设备部署井下设备部署井下设备调测井下设备调测井上勘测井上勘测井上设备部署井上设备部署井上设备调测井上设备调测网络基础性能测试调优网络基础性能测试调优井下业务模拟测试业务SLA调优集成规划高可靠性规划设计专网覆盖及容量规划场景服务方案集成规划高可靠性规划设计专网覆盖及容量规划场景服务方案规划整网规划设计，助力5G垂直行业高可用建设维保井工矿：井工矿普遍存在数据不出园、快速换件服务（园区配置备品备件库）、园区属地专属服务团队，轻量级网管等售后运维要求。露天矿：对标大网的模式，由移动对专网进行运维。故障处理故障处理独立升级备件e站介质保留紧急类2严重类一般类24小时恢复业务根据矿方客户业务/生产需求确定升级时间窗，进行相关级操作备件管理服务及e站解实现“零”时延备件替换客户在更换故障备件时可选择保留故障硬盘提升客户信息安全等级专项保障现场支持提供全天实时网络状态、设备告警检半年度提供隐患排查及设备针对重大节假日、高层视察、地质灾害等重大事件，提供定制化专项保障方案，确保业务稳定运行技术专家提供设备健康性检调整、通信保障等其它现场操作等服五、煤矿案例分享-井工矿六、煤矿案例分享-露天矿智慧矿山整体架构应用和管理类信息分析与决策应用和管理类l经营数据资源云化管理l纵向贯通+横向融合全网覆盖通信平台层l“移动+固定”覆盖l能够支撑实时数据通信平台层l敏捷/健壮的网络环境全面监管终端层智慧化=全感知+全联接+全计算终端层智慧化=全感知+全联接+全计算，贯穿生产作业全场景机房选址及环境l井上机房局址：结合客户采、掘控制低时延、数据不出场等需求，选择在矿区企业机房进行部署，机房层级为客户侧机房。l井上机房环境：面积要求：最低不低于30平米l无线站点环境要求：站点不宜建在高温、尘土飞扬、易爆l无线站点环境要求：站点不宜建在高温、尘土飞扬、易爆、电压不稳定的环境中。远离经常有大震动或强噪声的地方。远离变电所、工业锅炉、采暖锅炉。远离大功率无线发射台、雷达站或其他干扰源。l传输设备环境要求：应确保设备安装环境（如电压、温度、湿度、海拔、污染等级、过电压等级、防水防尘防护要求等）在设备规格范围内。空调及气流组织：机房专用柜机其它：供电有UPS保障主要设备：MEC\井上SPN\井上BBUl井下机房环境：RRU\天线放置到井下工作面，实现5G无线信号的覆盖。井下SPN\BBU放置到中央配电机房、主要配电机房，实现数据的处理和传送。智慧矿山组网架构井工矿井下采用1588V2时钟井工矿井下采用1588V2时钟，1:3超上行时隙配比解决方案。露天矿采用GPS+北斗+1588V2时钟。城域网SPN+IP专网煤矿井上5G基站运营商5G核心网LiteSMF/AMF/城域网SPN+IP专网煤矿井上5G基站运营商5G核心网LiteSMF/AMF/UDM企业内网边界/私有云安全•••边界防火墙/IPSec网关MSCG边界网关控制AAA服务器CMNet运营商矿山业务服务器煤矿SPN+网管网核心网企业自服务网管煤矿井上5G网络•运营商与2B客户界面•App安全防护煤矿井下5G网络企业自服务网管煤矿井上5G网络•运营商与2B客户界面•App安全防护煤矿井下5G网络5G传输环网切片安全(安全管道)•切片隔离•加密•防止管理面、信令面攻击传输网煤矿井上SPN一方面与煤矿井下SPN形成环与MEC之间组成双路由保护。防爆RRU防爆BBU防爆RRU防爆RRU防爆BBU防爆RRU终端安全(安全接入)•5G终端接入访问控制•传统终端接入CPE访问控制5G摄像头5G煤机远控数采无线网无线解决方案（井工矿）|方案选择及产品选择方案选择方案选择考虑煤矿井下特点考虑煤矿井下特点，单位面积容量密度高、井下作业安全要求高，兼顾“产品+组网+工程”，选择“小站+异频1+定向天线”来满足井下的业务和部署需求。一般较高同频组网异频2异频12*80MHz干扰：较小高★站间挡板，难部署署挡板工程外罩定向天线，易部署定向盖：能量汇好★2T2R/4T4R满足上行容量：较高★产品宏站小站产品选择型号通道数2频段最大输出功率型号产品选择型号通道数2频段最大输出功率型号通道数2频段最大输出功率目前没有测试过井下4.9G覆盖情况，但理论上4.9G的覆盖没有2.6G远，所以推荐优先选择2.6G设备；具体设备频段及时隙配比选择建议如下：一、单终端需要带宽*终端数量计算出需要总带宽二、如8:2能满足需求则配置8:2时隙配比，如不能满足则配置1:3时隙配比三、如2.6G1:3也不能满足需求，则配置2.6G+4.9G1:3载波聚合小区带宽子帧配比摄像头类最低上行最高上行平均上行型速率Mbps速率Mbps速率Mbps工业交换机地面调度地面综采面液压设备&采煤机摄像头+5G模组天线天线工业交换机地面调度地面综采面液压设备&采煤机摄像头+5G模组天线天线井下无线网络部分采取矿用4/5G双模大增益、定向外置天线+分体式隔爆RRU作为基础的5G分站覆盖单元，来满足“4G+5G”网络协同覆盖。RRU\天线放置到井下工作面，实现5G无线信号的覆盖。井下BBU放置到中央配电机房、主要配电机房，实现数据的处理和传送。井下综采面、巷道场景都部署隔爆RRU，巷道覆盖：RRU支持300米站间距部署@边缘速率20Mbps；综采面：单RRU覆盖174m@边缘速率20Mbps，300米综采面需要两个RRU实现连续覆盖。巷道井下巷道巷道集控中硐室心巷道井下巷道巷道集控中硐室心采煤工作面300m天线手机手机摄像头+5G模组天线国一国技术：UL:DL=3:1配比满足超千兆上行诉求隔爆RRU+定向天线超千兆上行5G提升覆盖距离情况l终端部署密度：由于井下各个工作面空间不同（主/辅运输巷道一般十几KM、综采面一般200-300米、掘进面一般1-2KM而且根据业务需要所配置的终端类型数量各不相同（掘进面一般2-4个摄像头、硐室一般2-4个摄像头、工作面10-100个摄像头、巷道数个至数百不等）l井下容量规划：容量规划是根据解决方案的配置能力计算单小区的UL速率，然后根据部署终端类型、单个终端带宽需求来计算单小区可支持终端数，再根据总的终端数量和冗余系数计算出所需小区数。n比如某煤矿综采工作面长度300米，布放14个4K摄像头，每个摄像头平均上行带宽需要20Mbps，考虑2X的冗余系数，通过上表计算得出一个RRU开通80M小区（1:3时隙配比）可带6个摄像头n比如某煤矿综采工作面长度300米，布放14个4K摄像头，每个摄像头平均上行带宽需要20Mbps，考虑2X的冗余系数，通过上表计算得出一个RRU开通80M小区（1:3时隙配比）可带6个摄像头，覆盖距离174M；300米14个摄像头大约需布放3个RRU。若开通100M小区（1:3时隙配比）可带7个摄像头，300米14个摄像头大约需布放2个产品型态带宽带宽小区容量评估11摄像头摄像头种类小区UL容量/单摄像头带宽22,摄像头小区数量&大致点位33数量/单小区摄像头数其他演进考虑冗余系数带宽需求带宽需求摄像头带宽子帧配比下行容量上行容量4K摄像头数量2K摄像头数量像头数量25724612536应用应用效果无线解决方案（井工矿）|超千兆上行上下行3:1时隙配比、上下行3:1时隙配比、2*80M小区，单站上行峰值速率可达1.1Gbps，满足井下综采面远程控制、无人驾驶等业务的多路高清视频上传需求，减少基站设备部署，节约成本。（注意：3：1一定要在封闭环境开通，否则会对大网基站造成干扰）创新技术创新技术周期2.5ms内的5个时隙，更新为1个全下行时隙（D1个上下行 3：1上下行时隙示意图5G摄像头接入示意图1、单站上行最大速率达到1.1Gbps（特殊需求场景）；2、全网平均上行速率达到普通5G的3倍以上，支持多网归一；3、单站有效上行覆盖距离增加30%，降低部署成本。阳煤现场实测峰值1072Mbps无线解决方案（井工矿）|井下设备隔爆认证由于《国家标准GB3836》中爆炸性环境设备要求，井下高粉尘、高瓦斯的特殊环境，所有下井设备必须做特殊处理，山西移动全国首家完成了5G网络设备的隔爆、煤安双认证。同时，完成了5G矿用手机、模组、CPE等矿用终端的研发。煤安要求煤安要求技术探索技术探索测试结果定制防爆壳体开发设备新形态测试结果定制防爆壳体开发设备新形态煤矿井下高粉尘、高瓦斯环境，矿用设备在功耗、散热、防尘提出特殊化要求，以符合《国家标准GB3836》中爆炸性环境设备要求；针对MA（煤安认证）要求，在壳体设计、设备形态、发射功率进行定制化开发。采用内部增加循环风扇，外部自然冷却，可满足40℃环境温度下，内部温升不超过35℃。l选择RRU和pRRU两种小型化产品l设备进行消齿方案，增加散热效率调整发射功率国标要求基站发射阈功率需<6W：lRRU软件功率定制开发l研发矿用双极化天线矿用终端井下4K摄像头、手机终端、防爆CPE、5G通用模组，边缘网关、传感器无线解决方案（井工矿）|语音解决方案••要求5G手机通过矿井下5G移动通信网可以与公网进行互联互通，实现流畅的语音、视频通话•要求实现对井下用户进行白名单管理，仅白名单用户可以对外通话•井下作业人员出现紧急事故无法获得实时通信；•不支持视频通话；•固网IP电话、广播、对讲系统多系1.1.综采面井上井下协同工作；2.远程检修指导；•4G/5G双模基站，同时支持4G/5G接入，•当前语音通信可以采用移动终端，根据终端语音能力成熟度当前采用VOLTE，未来可以支持VONR语音；•目前2B用户（连接2B核心网）可以通过核心网策略进行白名单管理•目前2C用户实现白名单管理涉及到2C核心网的一些策略配置，暂时没实现，希望能尽快出台煤矿场景2C用户的白名单管理规范1、全巷道实时通信；2、井下车辆实时调度；阶段一：综采面/检修巷道通信覆盖；无线网解决方案（露天矿）|方案选择井上矿区采用公网专用模式，利用现网基站2.6G设备，评估无线网络容量满足覆盖需求。矿山平台5G核心网5G基站CPE5G终端矿区终端通过CPE接入现网矿山平台5G核心网5G基站CPE5G终端型号通道数型号通道数频段最大输出功率线网解决方案（露天矿）|组网方案满足矿区5G网络覆盖要求，需保障终端均处于中好点。RSRP均值达到-80dBm以上，SINR均值在10dB左右。井上终端类型比较单一，均为高清摄像头。在原公网站址2.6GHz频段基础上，调整优化网络参数，即可满足井上终端业务需求。根据无线网络规划指标和实测结果，若公网不能满足业务指标要求，可采用QoS优先调度，RB资源预留、关闭BWP、调整DRX参数等优化措施，保障用户业务需求。井上矿山场景参考终端类型码号类型注册用户数忙时并发用户单终端忙时平均速率-含上下行单终端峰值速率单终端峰值速率上行网络双向时丢包率可用性优化措施远程控制像头85不敏感无特殊需求无特殊需求RB资源预留（专用资源+优先调度+共享资源关闭BWP节电，可满足机器视觉像头不敏感无特殊需求无特殊需求RB资源预留（专用资源+优先调度+共享资源可满足数据采集数采传感器7不敏感无特殊需求无特殊需求RB资源预留（专用资源+优先调度+共享资源关闭BWP节电，可满足2B小计————不敏感————无特殊需求无特殊需求RB资源预留（专用资源+优先调度+共享资源关闭BWP节电，可满足输解决方案l矿内核心SPN设备采用1+1备份方式部署，需要对接井下环网、井上环网、SPN网管、MEC、5G核心网和各系统服务器。矿内核心SPN设备与城域SPN采用50GE端口对接，与MEC采用10GE光口连接，与各系统服务器采用10GE/GE光口或电口连接。l矿内SPN核心设备与矿内SPN汇聚设备采用50GE光口连接。AMF/SMF2C_UPFAMF/SMF2C_UPFAMF/SMF网城域网2C大区控制中心AMF/SMF网城域网2C大区控制中心骨干L3视频监控系统远程控制系统MEC◆安全监测系统井上环1业务平台系统地上矿区井下环3井下环2骨干L3视频监控系统远程控制系统MEC◆安全监测系统井上环1业务平台系统地上矿区井下环3井下环2传输方案无线基站到UPF地市UPF到园区说明：此处的系统端口配置需结合实际业务流量和业务需求配置，设备需支持MTN/FLexE硬切片。传输解决方案（井工矿）|网络授时01煤矿网络部署痛点l井工矿位于离地面几百米之下，无GPS，需要通过网络授时的方式进行部署02同步授时解决方案运营商SPN城域核心设备接入高精度BITS时钟源，全网使能1588V2时钟传递。矿区SPN核心设备以带内模式跟踪城域SPN设备1588V2时钟信号，并将信号传递至井下基站，实现频率和时间同步。注：需关注时间精度是否满足客户需求传输解决方案|业务切片视频监控系统远程控制系统安全监测系统矿区核心视频监控系统远程控制系统安全监测系统矿区核心SPN无线接入有线接入无线业务安监切片无线业务视频监控切片有线业务视频监控切片有线业务控制切片有线业务安监切片力控割煤机切片带宽规划切片带宽规划应用场景切片带宽规划无线业务安监切片无线业务视频监控切片有线业务视频监控切片有线业务控制切片有线业务安监切片公用切片注：此处切片仅为示例，可根据用户需求合理安排切片SPN切片方案优势组网方案介绍SPN切片方案优势组网方案介绍u地面矿区SPN核心设备通过不同端口分别与核心网和各系统平台对接地面上在MEC机房部署1对传输设备，该设备用来挂接地面上的接入环以及井矿区核心SPN设备分别用不同的物理端口与MEC、安监系统、远程控制系统、通过部署切片实现有线业务和无线业务通过同一链路的不同切片承载；uFlexE切片实现不同类业务硬隔离承载：控制、监控、采集三类业务不同切片隔离承载，监控不影响控制、采集切片内业务。u切片带宽调整业务无损：uFlexE交叉实现低时延纳秒级抖动承载：l对数据安全性和时延敏感企业推荐矿区入驻式UPF，UPF下沉至矿区部署，实现数据不出园区，降低转发时延。大区中心4G核心网5G2B/2C核心网大区中心4G核心网5G2B/2C核心网井上园区4G/5G公网UPFMEP3APPs硬件服务器MEC基础平台企业内网公网大网TA区(TA1)井上园区4G/5G公网UPFMEP3APPs硬件服务器MEC基础平台企业内网公网大网TA区(TA1)煤矿企业机房井上本井下4G/5G网4G基站独立公网独立公网边缘TA区(TA2)边缘TA区(TA2)井下u组网架构：l井下共部署4G和5G两张无线网。lMEC接入5G大区2C和2B控制面。l矿区部署边缘UPF，同时支持MEP。业务数据经园区UPF至企业本地网，数据不出园区u公网2C业务：井上2C用户复用公网DNN，能接入5G核心网；井下2C用户只使用4G，主要是VoLTE业务，使用运营商2C卡；2C用户当前并没有本地分流访问园区业务诉求核心网解决方案（井工矿）|组网架构2l对于数据不出园区没有要求且时延不敏感的中小型煤矿，UPF组网方式推荐使用地市共享型。大区中心大区中心UPFUPFMEP33APPsMEC基础平台硬件服务器硬件服务器企业内网煤矿企业机房井上5G网井上企业内网煤矿企业机房井上5G网井上井下5G网独立独立井下边缘井下u组网架构：l部署成本低。UPF部署在移动地市机房，多个企业共享UPF，企业通过专线接入移动网络。l组网成本低，只需要在地市机房集中部署防火墙，企业不需要再单独部署防火墙。l维护成本低，运营商集中维护。l规划独立DNN，使用运营商2B卡，业务数据经地市共享UPF分流至企业本地网。l使用5G公用DNN，走5G公网，不经过地市共享型UPF直接接入大区2C核心网。专用DNN方案大区大区DNN/APN，对接核心网。4G、5G场景均适用。地市•数据配置：网络侧（SMF、边缘UPF等）和终端侧均需要进行专用DNN/APN数据配置。地市边缘边缘•园区内业务访问：内部数据业务，直接通过边缘UPF访问；外部数据业务，涉及插入I-UPF场景，将地市UPF作为锚定UPF，访问业务。•园区外业务访问：内部数据业务，涉及插入I-UPF场景,将边缘UPF作为锚定UPF，访问业务；外部数据业务,通过地市级通用UPF访问。（注：参考方案）园区内MEC，采用DNN分流模式：打通矿区MEC到园区业务平台的物理专线②用户访问外部网络(②用户访问外部网络(通用DNN)①用户访问园区内部网络(①用户访问园区内部网络(专用DNN)园区网络园区网络新建矿区专用DNN，控制面采用DNN划分实现逻辑隔离，用户面采用矿区专用MEC实现物理隔离32核心网解决方案|园区本地分流2B核心网控制面AMF纯分流场景数据流防火墙园区监控AGV小车双主负荷分担容灾6园区网络防火墙园区监控AGV小车双主负荷分担容灾6N园区业务TA区l前置条件：独立规划TA区，规划独立园区MECDNN需要在SMF选择UPF的策略中，配置好UPF主锚点下沉后覆盖的TAI区域集合l分流方案：UPF主锚点下沉在园区内部署MEC，园区用户附着激活后由SMF根据独立DNN选择园区MEC为UPF主锚点，对边缘业务进行园区本地流量卸载l业务流程：用户进行5G激活附着AMF配置根据TAI+DNN选择SMFSMF通过DNN选择UPF数据报文通过N3接口在RAN与UPF之间传送，UPF通过N6接口将数据报文路由转发到园区网络核心网解决方案|ULCL分流2B核心网控制面SMFSMFAMF纯分流场景数据流纯分流场景数据流Internet场景数据流Internet场景数据流中心机房园区网络N6N6防火墙手机/Pad手机/PadUPFUPFULCL/PSA-1园区监控AGV小车 双主负荷 分担容灾UPFULCLUPFULCL/PSA-2园区业务TA区l前置条件：>必须打通主/辅锚点PSA与ULCLUPF之间N9口路由。指定服务区域（TAC区域）业务必须经过ULCLUPF分流。l分流方案：UPFULCL分流在园区内部署UPFULCL，配置好到中心机房的主锚点UPF的路由。本地流量通过UPFULCL分流到园区内卸载，Internet流量分流到主锚点UPF进行访问。l业务流程：用户进行5G激活附着>AMF配置根据TAI+DNN选择SMFSMF通过DNN选择UPF数据报文通过N3接口在RAN与UPF之间传送，UPFULCL根据分流规则将报文发送到主锚点UPF或辅锚点UPF，匹配分流规则的报文通过辅锚点出N6接口访问本地园区网络，其余的报文通过N9GTP隧道发送到主锚点访问端到端切片整体解决方案通过网络切片技术，提供差异化的按需网络服务，合55巷道集控中心巷道集控中心采煤工作面设备远控类业务手机采煤工作面设备远控类业务手机综采面液压设备&综采面液压设备&采煤机摄像头摄像头+5G模组摄像头+5G模组摄像头+5G模组n切片承载不同业务，满足业务隔离和网络资源需求，保障业务可靠性；视频监控远程控制数据采集视频专享FlexE1i视频监控切片视频专享FlexE1i视频监控切片远控专享FlexE2远控专享FlexE2远程控制切片远程控制切片数采专享FlexE数采专享FlexE3私有云MEC/UPFi数据采集切片私有云MEC/UPFi数据采集切片l应用部署整体解决方案l井下传感器、视频监控类、远程控制类和5G网络的连接通过以下两种方式：一是CPE进行本安化设计，形成独立的设备，提供电源、标准以太网接口，端类接入CPE，进而和5G网络连接；二是研发5G模块，内置到井下端类设备里面，进而通过5G网络进行数据传输，目前采用的第一种方式。主要业务场景井下高清视频监测无人矿卡作业无人化采掘巡检机器人应用数据路由配置图煤矿应用设备（井下摄像头、综采控制器、掘进机、巡检机器人）——RS485、RS232、RJ45、WIFI——5GCPE（保定注册SASIM卡）——5GRRU——5GBBU(接入保定SA5G核心网)——SPN——矿区MEC（包含UPF功能，与保定SA5G核心网对通）——防火墙——工业环网（可省略）——矿方应用服务器井工矿：井下视频通话可采用两种方式：一是由于目前TOBSA不支持通话，采用4G网络进行视频语音通话，二是井下手机装有软件进行专网内的语音通话。目前采用的是第一种方式。露天矿：无特殊的语音视频通话需求，井上语音视频通话对标大网的方式来实现。容灾整体解决方案CORE五点位备份方案①AR采用1+1热备方案CORE五点位备份方案①AR采用1+1热备方案②一个小区接两个Ins2.0，采用负荷分担③在关键产线，基站采用“热”备份AAU采用1+1备份（已提RM电子流）基带板1+1备份（已提RM电子流）主控板1+1备份④SPN高可靠性组网可靠性典型组网⑤MECPOOL组网④SPN高可靠组网SPNAR专线<专线AR③5G基站“热”备份企业DCAR热备AR④SPN高可靠组网SPNAR专线<专线AR③5G基站“热”备份企业DCAR热备AR)热备行业应用②Ins2.0负荷分担5G过渡期企业备份链路(微波/wifi…)容灾解决方案|核心网l园区双DC部署，两套UPF之间负荷分担，一台UPF故障后另外一个UPF可以接管业务；l为避免大区控制面故障或者与大区之间传输链路故障，将控制面一部分功能（LIteAMF、LiteSMF）下沉到园区，实现大网失联后园区业务惯性稳5GC大区园区APPAPP(后续按需考虑LiteAMF/SM5GC大区园区APPAPP(后续按需考虑LiteAMF/SM)MEP故障点2算正常：两套UPF负荷分担，主用大网5GC故障：其中一套故障，使用另外一套UPF；大网失联后业务惯性运行(后续按需考虑LiteAMF/SMF)MEP园区部署两套边缘高可靠网关负荷分担省会&地市故障点1适用场景：1）园区内部署高可靠UPF，采用专用DNN，双DC负荷分担容灾。2）对于投资受限场景，可以单DC部署MEC超可靠方案。部署依赖：1）连接态用户不受影响，新接入用户，N2故障，NR选择Lite5GC激活。2）Pool内预留资源，同级容灾，在故障一套UPF时，还能够接管业务区内所有用户和业务。3）UPF跨站点部署时，需相互打通APP访问通道。容灾关系：大网5GC和本地Lite5GC主备容灾，Pool内负荷分担主锚点UPF相互容灾。应急网元功能介绍：•AMF用户移动性管理：•正常状态：本地静默运行；支持强制迁移用户回大网•应急状态：大网失联情况下，支持基站选择本地AMF，本地AMF选择本地SMF，UDM进行业务注册•SMF用户会话管理功能：•正常状态：本地静默运行；•应急状态：本地AMF选择本地SMF，SMF选择UPF选择进行会话管理•UPF用户面管理功能：•正常状态：标准UPF功能，支持本地业务/大网业务不同分流策略•应急状态：支持本地计费信息缓存，用户惯性运行灾解决方案|传输在组网方式上，采用了井下环网双归到地面的方案；在业务部署上，采用了分层保护+分段路由（SegmentRouting，以下简称SR）隧道的方案，管道层部署SR隧道的主备路径保护，VPN层采用了VPNFRR的快速切换技术，两层保护均可达到50ms倒换性能；在主、备路径均故障情况下，网络借助SR重路由技术可自动寻找冗余链路，快速恢复业务。VRFVRFVRFVRFVRFVRF多层保护确保高可靠承载u井下设备双归到地面，部署分层的业务保护，提供50ms的倒换性能；u管道层部署主备路径保护，保护路径故障；核心1矿区井上<工作路径保护路径核心1矿区井上<两处故障情况下的保护路径核心2矿区井下5G骨干环SR优化重路由，确保业务永久在线uNCE为SR-TP隧道提供实时路径控制能力，包括SR-TP隧道路径计算和故障保护过程中重路由功能；u同时出现多点故障时，触发控制面重路由可计算出新的逃生路径，倒换性能达到秒级。40安全整体解决方案（详细内容参考总部网络事业部下发标准）安全管理运营••••安全态势感知安全管理运营••••安全态势感知配置基线、配置审计安全事件，App安全告警/NMS/SOC运营商DC安全服务云SOC/SecaaS/二次认证运营商拥有的相关安全日志分享给2B客户RANTNLegacyCameraRemoteControl5GVR/RANTNLegacyCameraRemoteControl5GVR/MR切片1切片2企业内网/企业私有云终端安全(安全接入)•5G终端接入访问控制（身份、位置）•传统终端接入CPE访问控制切片安全(安全管道)•••切片隔离加密防止管理面、信令面攻击企业内网边界/私有云安全•••边界防火墙/IPSec网关MSCG边界网关控制AAA服务器VMVM11VMVM1nVMVM21VMVM2n业务系统1业务系统2•运营商与2B客户界面•App安全防护5GToB专线41安全解决方案|应用安全安全风险端侧远程非法访问、数据恶意篡改、DDoS攻击、终端非法接入、假冒设备等威胁；5G无线网络信令风暴、恶意流量、中间人攻击等威胁安全风险不能准确、及时全面关联性发现井下上网行为、非法上网等风险。解决方案应用安全应结合企业具体需求按需部署：解决方案EMM系统部署：EMM控制中心部署在原有的工控网络中，对井下与井上的手持终端进行安全控制。APT监测系统部署：APT监测系统分为两个组件：1）APT探针：通过流量镜像或者分光的方式采集风井SPN、办公SPN通往省网的数据流量的数据流量，数据经过归一化之后吐给APT分析平台。2）APT分析平台：APT分析平台部署在原有的工控网络中，APT探针采集流量经过初步处理后通过原有的工控网络输入给分析平台。防火墙部署：将5G专网逻辑隔离，形成单独的安全域。上网行为管理：上网行为管理控制目标为办公网的上网控制、审计等功能，上网行为管理部署在MEC与5G专网之间。安全解决方案|边缘MEC分类主要威胁风险解决方案控制面接口：•非法访问N4接口•伪造或篡改信令面报文高•信任域隔离:防火墙分类主要威胁风险解决方案控制面接口：•非法访问N4接口•伪造或篡改信令面报文高•信任域隔离:防火墙管理面接口：•非法访问管理接口•伪造或篡改管理信息导致恶意操作中•认证授权,集中日志审计•信任域隔离:防火墙用户面接口：•数据被拦截畸形报文攻击的网络流量攻击•APP在N6接口发起对UPF的流量攻击高•N3/N9接口可以考虑采用IPSec保证数据安全•信任域隔离:防火墙行控制•APP发起拒绝服务攻击高•信任域隔离:防火墙省融合管理面O&MAPPO&MAPP轻量级轻量级I/P层平台硬件硬件43五、煤矿案例分享-井工矿六、煤矿案例分享-露天矿44目管理流程建议为优化行业解决方案管理流程，方案评估阶段把数据配置需求前置，智慧矿山行业解决方案项目管理流程建议如下：是否否45运维解决方案建议（具体参考总部网络事业部下发标准）大区大区大网运维企业Portali大网运维企业Portali融合管理面矿区移动本地运维UPF/MEC•安装应用软件•网络互通配置46五、煤矿案例分享-井工矿六、煤矿案例分享-露天矿47项目效益评估范围及归集原则项目效益评估范围有两大维度：项目整体效益和边缘计算产品效益，均需按照收入成本匹配原则归集项目资本开支、运营成本、项目收入，计算项目投资效益。收入成本归集原则收入成本归集原则效益评估范围按照收入与成本匹配的原则，建议从项目合同整体出发，计算整个项目的投资收益，省公司也可根据分析需求单独测算边缘计算相关投资效益：计算项目合同整体投资收益：以项目为单位，计算整个项目的投资收益，目前建议以项目整体效益分析为主。仅计算边缘计算相关投资收益：项目整体收入和成本中，按照合理比例分摊提取边缘计算产品收入和成本。边缘计算投资效益边缘计算投资效益项目整体投资效益项目整体投资效益收入收入：边缘计算产品收入收入收入：项目合同整体收入成本成本：边缘计算产品投资和运营成本成本成本：项目整体投资和运营成本，物联网流量需分摊大网投资一、项目投入项目投入主要包括两部分：资本开支（CAPEX）和运营成资本开支（CAPEX）根据项目合同，在符合公司相关规定前提下，可将公司投资软硬件设备和集成费计入项目CAPEX，主要包括本项目新增资本开支和由于占用大网资源分摊的大网投资，在项目期内需按规定计提折旧。运营成本（OPEX）为项目运营期内每年发生的经营性成本，包括机架租赁费、运维费、管理费、销售费、物联网相关成本等。二、项目收入根据政企定价策略和项目合同，项目收入可包括边缘网络、边缘计算、边缘应用、专网产品、解决方案、终端流量及其他服务收入等，48项目效益评估结论及准入原则为确保项目科学决策和投入产出回报，边缘计算项目的效益评估应基于项目整体投入（包括投资、成本费用）和实际收入开展，对于占用传输、无线和核心网资源较大的项目，应合理界定本项目资源投入，充分考虑基础网络成本分摊。评估方法财务盈利能力分析一般包括动态分析和静态分析两种。•其中动态分析主要采用现金流贴现法，主要包括财务内部收益率•静态分析依据利润与投资情况计算总投资收益率（ROI）及项目投资回收期（P确定项目在经济上是否可行。静态指标动态指标名称单位数值名称单位数值总投资收益率%项目投资内部收益率%投资回收期年项目财务净现值万元动态回收期年评估工具注：本模板将结合项目管理需求逐步优化完善边缘计算项目投资效益评估表V1.2注：本模板将结合项目管理需求逐步优化完善共享型边缘计算项目准入原则对于提前建设、投产后提供边缘计算标准产品的大网项目，基于项目整体投入和实际收入对“净现值率”和“静态回收期”等基本指标开展效益评估，按照按移动通信基准收益率10%计算的净现值率不得低于0，静态回收期不得超过合同期。专用型5G专网/边缘计算项目准入原则专用型5G专网/边缘计算项目准入原则对于按需建设，提供5G专网等整体解决方案的项目，项目内部收益率（FIRR）不得低于国资委给定的公司加权平均资本成本（目前为5.5%净现值率不得低于0，动态回收期不得超过合同期，且原则上不超过5年。49五、煤矿案例分享-井工矿六、煤矿案例分享-露天矿XX矿(原阳煤)新材料科技集团简介XX煤业（集团）有限责任公司前身为阳泉矿务局，为山西省三大煤炭集团之一，是全国最大的无烟煤生产基地。目前，集团拥有阳泉煤业、转型蹚新路碳基材料数字资产太化股份和阳煤化工四个上市公司在内的502个分子公司，总资产1001亿元，职工17.6万人，位列世界500强第409位，中国企业500强第93位，中国煤炭企业100强第10位。2011年，集团销售收入预计实现1187亿元，完成利润45亿元，煤炭产量转型蹚新路碳基材料数字资产5848万吨，职工人均工资5.8万元。阳煤集团以盛产“阳优”牌无烟煤驰名中外,具有得天独厚的巨量资源赋存，交通畅达便利，人文环境优越，装备设施精良，科技实力雄厚。矿区井田规划总面积1322.28平方公里，地质储量1204450.9万吨，可采储量633592.1万吨2020年10月27日，拥有逾百年煤炭开采历史的阳煤集团华丽转身为华阳新材料科技集团有限公司，这是山西深度推进国资监管体制改革的重大举措。5G智慧矿山功能性纤维新材料新能源蓄能新材料气凝胶绿色节能建筑新材料石墨烯新材料铝镁合金新材料大数据物联网创新是新材料之本，研发是新材料之根。华阳集团将传承“同心做人、合力做事”核心理念，创建“核心竞争力、核心生产力、核心盈利模式”，以“合作、合资、合伙”为体制革命，实施“127”发展战略，推动新材料产业集群向高端、绿色、节能、环保迈进，形成以碳基新材料为主业的战略格局，打造产值超过2000亿元、5G智慧矿山功能性纤维新材料新能源蓄能新材料气凝胶绿色节能建筑新材料石墨烯新材料铝镁合金新材料大数据物联网5G智慧煤矿大事记全国首次5G基站煤矿井下测试工作在新元开展2019.11.18举办由山西省副省长王一新主持的全省工业企业5G应用推进现场会2020.5.27全球首个最深534米5G应用由新华社在新元煤矿用中英文首次向全球直播2020.6.12山西省省长林武宣布，全国首座5G煤矿在华阳集团新元公司正式落成2020.6.18华阳集团煤矿井下5G专网项目获得工信部第三届“绽放杯”全国一等奖2020.9.202019.9.52020.4.292020.6.92020.6.172020.8.42020.12.1中国移动、华阳集团、华为公司，成立5G通信煤炭产业应用创新联盟“创新联盟”在新元公煤矿5G技术企业标准协议司开通国内首个煤矿井签订仪式在华阳集团召开国家应急部副部长、煤监总局局长黄玉治调研新元公司5G+智慧矿山建设中央电视台新闻联播头条-新动能推动中国经济新发展栏目中对5G智慧煤矿进行了报道工信部无线电管理局局长谢远生到新元公司现场调研阳煤项目5G专网架构针对井下环境恶劣、基站无针对井下环境恶劣、基站无GPS、光缆光衰大、电气设备集中多、多径干扰强等实际困难，研发专用井下5G大增益定向天线、矿井上下行时隙配比为3：1的无线速率网络，开发5G隔爆化通信系统、基站设备，采用时钟1588v2网络同步授时解决井下基站无GPS等关键技术，在阳煤新元矿实现了全国首个5G智慧矿山专网建设。核心网核心网：MEC部署在煤矿园区，与移动的UPF配合，一方面，数据不出园，保证了数据传输的安全性；另一方面，MEC就近部署降低了数据的传送时延，满足矿井多场景业务数据的控制和转发。传输网传输网：井上SPN一方面与井下SPN形成环形组网，实现井下5G基站的回传双通道保障；另一方面与移动大网SPN成环，确保新元煤矿至县局机房传输双路由保护；井上SPN与MEC之间组成双路由保护。无线网：井下无线网络部分采取矿用4/5G双模大增益、定向外置天线+分体式隔爆化RRU作为基础的5G分站覆盖单元，来满足置到井下工作面，实现5G无线信号的覆盖。井下SPN\BBU放置到中央配电机房、主要配电机房，实现数据的处理和传送。525工业交换机地面调度地面手机综采面液压设备&采煤机摄像头+5G模组天线天线工业交换机地面调度地面手机综采面液压设备&采煤机摄像头+5G模组天线天线无线解决方案井下无线网络部分采取矿用4/5G双模大增益、定向外置天线+分体式隔爆RRU作为基础的5G分站覆盖单元，来满足“4G+5G”网络协同覆盖。RRU\天线放置到井下工作面，实现5G无线信号的覆盖。井下BBU放置到中央配电机房、主要配电机房，实现数据的处理和传送。井下综采面、巷道场景都部署隔爆RRU，巷道覆盖：RRU支持300米站间距部署@边缘速率20Mbps；综采面：单RRU覆盖174m@边缘速率20Mbps，300米综采面需要两个RRU实现连续覆盖。巷道井下巷道巷道集控中硐室心巷道井下巷道\采煤工作面300m\天线摄像头+5G模组天线国一国技术：UL:DL=3:1配比满足超千兆上行诉求隔爆RRU+定向天线超千兆上行5G提升覆盖距离情况无线解决方案|设备隔爆认证由于《国家标准由于《国家标准GB3836》中爆炸性环境设备要求，井下高粉尘、高瓦斯的特殊环境，所有下井设备必须做特殊处理，山西移动全国首家完成了5G网络设备的隔爆、煤安双认证。同时，完成了5G矿用手机、模组、CPE等矿用终端的研发。煤安要求煤安要求技术探索技术探索测试结果定制防爆壳体开发设备新形态测试结果定制防爆壳体开发设备新形态煤矿井下高粉尘、高瓦斯环境，矿用设备在功耗、散热、防尘提出特殊化要求，以符合《国家标准GB3836》中爆炸性环境设备要求；针对MA（煤安认证）要求，在壳体设计、设备形态、发射功率进行定制化开发。采用内部增加循环风扇，外部自然冷却，可满足40℃环境温度下，内部温升不超过35℃。l选择RRU和pRRU两种小型化产品l设备进行消齿方案，增加散热效率调整发射功率国标要求基站发射阈功率需<6W：lRRU软件功率定制开发l研发矿用双极化天线矿用终端井下4K摄像头、手机终端、防爆CPE、5G通用模组，边缘网关、传感器应用应用效果无线解决方案|超千兆上行上下行3:1时隙配比上下行3:1时隙配比、2*80M小区，单站上行峰值速率可达1.1Gbps，满足井下综采面远程控制、无人驾驶等业务的多路高清视频上传需求，减少基站设备部署，节约成本。（注意：3：1一定要在封闭环境开通，否则会对大网基站造成干扰）创新技术别采用2.6G的不同载波来规避同频干扰。创新技术周期2.5ms内的5个时隙，更新为1个全下行时隙（D1个上下行 5G摄像头接入示意图1、单站上行最大速率达到1.1Gbps（特殊需求场景）；2、全网平均上行速率达到普通5G的3倍以上，支持多网归一；3、单站有效上行覆盖距离增加30%，降低部署成本。阳煤现场实测峰值1072Mbps无线解决方案|无线规划设计业务需求调研业务模型建模网络建模报告液压支架掘进机采煤机电机车工作区域长宽业务并发率设备的数字映射：•设备类型•业务类型•设备组件数量……煤矿典型生产设备设备网络模型（以采煤机为例）业务类型：远程操控移动性：线性移动，速度3米/秒视频数据：带宽30Mbps业务需求调研业务模型建模网络建模报告液压支架掘进机采煤机电机车工作区域长宽业务并发率设备的数字映射：•设备类型•业务类型•设备组件数量……煤矿典型生产设备设备网络模型（以采煤机为例）业务类型：远程操控移动性：线性移动，速度3米/秒视频数据：带宽30Mbps，时延<200ms，丢包率<1%，中优先级级传感数据：带宽7Mbps，时延<100ms，丢包率<1%，低优先级…生产场景的数字映射：•地理空间描述•设备位置和运行路径•工作时段……综采面的场景业务模型作业时段装备数量工作区域面积装备类型原子需求画像网络需求建模业务体验建模场景的网络推荐方案：•推荐网络逻辑架构；•5G覆盖效果；•业务网络需求的满足率……..三画像三建模应用信息画像设备信息画像业务流程建模•现场业务调研•客户需求摸底•客户愿景规划•运维需求调研……某煤矿客户要求基于5G技术构建井下融合网络，支撑井下高清视频、设备远程控制等场景，并进行生产统一调度，降低采面生产风险，提升运营效率，降低成本，客户无法清晰描述具体的5G网络诉求。原子网络诉求：煤矿原子设备组件摄像头摄像头定位设备控制器控制器传感器组件5G原子需求（以摄像头为例）上行无线解决方案|业务分布及小区规划要点掘进工作面硐室运输巷场景特点环境掘进工作面硐室运输巷场景特点环境：遮挡、水汽、煤尘多•干扰控制•覆盖连续•容量满足连接正常诉求规划要点综合考虑摄像头数量、工作面摄像头分部情况及单摄像头带宽要求综合考虑掘进机移动情况、摄像头总带宽需求综合考虑网络覆盖连续性、边缘覆盖及边缘速率综合考虑网络覆盖连续性、边缘覆盖及边缘速率综采工作面业务：设备数采+环境监控体验：边缘速率保障网络要求•单位面积高上行带宽需求•网络要求•单位面积高上行带宽需求•MEC下沉&切片•异频组网，减少干扰•空口时延保障•差异化预调度规划•室内分布式组网•按覆盖KPI规划边缘•容量满足连接正常诉求传输网解决方案矿区PTN拉专线至省干OTN接入点，通过省干OTN回传至太原试点专设CE，通过该CE接入省内承载网，通过省际承载网与大区AMF对接。目前对接南京大区，后续改为跟华北大区对接通过矿内SPN经由晋中SPN、省干OTN、阳泉SPN接入阳泉CE，经由省内承载网、省际承载网与大区SMF对接。目前对接南京大区，后续改为跟华北大区对接矿区PTN拉专线至省干OTN接入点，通过省干OTN回传至太原试点专设CE，通过该CE接入省内承载网，通过省际承载网与大区AMF对接。目前对接南京大区，后续改为跟华北大区对接通过矿内SPN经由晋中SPN、省干OTN、阳泉SPN接入阳泉CE，经由省内承载网、省际承载网与大区SMF对接。目前对接南京大区，后续改为跟华北大区对接通过矿内SPN经由晋中SPN、省干OTN、阳泉SPN接入网管网。基站管理：通过矿内SPN经由晋中SPN、省干OTN、阳泉SPN接入网管网。MEC通过园区PTN接入二平面，通过二平面疏导N3接口与基站AMF大区AMF大区5GCSMF网管网太原试点CE阳泉业务CE城域核心SPN网管网太原试点CE阳泉业务CE城域核心SPN晋中中兴L3VPN专线华为和中兴设备出三层接口对接，实现IPFRR保护PTN980PTN980矿区矿区井下华为SPNMEC基站矿区井上华为SPN80VPN设VPN设置传输方案VPN划分无线基站到管无无需求无无需求无需求传输网解决方案|网络授时01煤矿网络部署痛点l阳煤新元矿位于离地面534米之下，无GPS，需要通过网络授时的方式进行部署02同步授时解决方案GPS（备）双模卫GPS（备）双模卫l采用1588V2地面时钟方案，晋中核心部署一主一备两套BITS时钟服务器，同时配置北斗（主）、星接收机。l晋中城域核心SPN设备对接BITS设备，通过1588V2协议将时钟信号传送到汇聚层；l华为井上SPN从中兴汇聚设备获取时钟信号，并传输给井下基站。备华为煤矿华为煤矿核心网解决方案l控制面当前接入南京实验网，后续割接至华北大区，2B边缘UPF下沉至矿区部署，实现数据不出园区，降低转发时延，实测端到端时延20ms。当前提供UPF分流功能，后续演进支持MEP及APP应用部署。2B核心网控制面llllll62C核心网控制2B核心网控制面llllll6141N141NMMEUGWMMEUGWSMF2CUPFAMFSMFAMF南京实验网/南京实验网/华北大区承载网承载网 公网公网公网2C用户大网TA区大网TA区(TA1)eNBeNB边缘应用虚拟层E9000H服务器边缘应用虚拟层E9000H服务器通用服务器2B-边缘入驻UPFMEP防火墙防火墙eNBgNBeNBgNB公网公网井下2C用户新元煤增型体机房井下2C用户独立——井上/井下公网4G业务数据流独立井下/井上公网4G业务语音流园区业务访问数据流园区5G井下/井上公网4G业务语音流园区业务访问数据流园区5G2B用户u组网架构：l矿区部署2B边缘入驻式增强型一体机，提供UPF和边缘计算功能。u园区2B业务：园区2B业务规划独立DNN，使用运营商2B卡，业务数据经园区边缘增强型一体化MEC转发至企业本地网，数据不出园区数量服务器1台2台2台虚拟层1套1套阳煤项目应用解决方案l阳煤井下井下传感器、视频监控类、远程控制类和5G网络的连接通过CPE的方式进行连接，CPE进行本安化设计，形成独立的设备，提供电源、标准以太网接口，端类接入CPE，进而和5G网络连接。视频回传应用服务配置综采机双路通信数据配置应用数据路由配置图l阳煤井下视频通话通过