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在煤矿井下如何打造光纤5GDDA网融合通信系统?

日期:2022年07月10日

       一、引言 煤矿新型基础设施是指煤矿5、数据中心、人工智能、工业互联网等新技术应用必须进行的数字基础设施建设。煤矿新基建不仅是指传统意义上的先进通信网络、数据中心等信息基础设施, 还应扩大到包括大数据服务、云计算服务、物联网和工业互联网平台等。如各类智能传感器、煤矿机器人等。智能装备为煤矿智能化建设奠定基础。煤矿的复杂情况、成本要求、空间要求、功耗要求、安全要求、衰减特性等, 制约了5个大型井下煤矿的直接应用。它是一种完全本地化的窄带无线通信协议。其通信距离、低功耗设计、通信可靠性、数据安全性、鲁棒性、易用性、多信道适应等多项通信技术指标均远超国内外。类似的技术。它是一种基于集群通信机制的物联网通信技术。通过网络中心调度和控制网络中通信路径的使用, 从各个层面、各个角度建立了一套完整的、本地化的、自主可控的安全机制, 可以达到反恐级别的安全性能。目前, 随着煤矿智能化改造、煤矿新型基础设施建设、煤矿人工智能化的推进, 传统网络因老化、延迟等原因已不能满足煤矿日益增长的需求。由于历史原因、不同时期、不同业务需求, 大多数煤矿企业为了实现当时的设计目标, 大多采取了重复建设多个工业环网的方法, 使地下网络成为蜘蛛网, 建设成本巨大, 维护难度大。
       难度大,

网络可靠性差。无论是在感知层、传输层、控制层还是后端应用开发层, 从系统工程的角度来看, 使用5种技术具有更大的带宽、更快的传输速度、更低的通信延迟、更高的可靠性和其他优势, 重构整体网络架构等。等数据, 配合远程控制、无人驾驶、智能巡检等技术,

减少人员。增效目标为智能矿山建设提供传输和调度保障, 如图1所示。 图1:光纤五网融合通信系统在煤矿的主要应用。二、无线通信系统设计要点 无线通信可以理解为三个层次。第一层是点对点无线通信, 就是设计高质量的收发器(俗称无线通信模块。技术点就是以最低的成本(最低成本, 最低功耗等)。第二个层次是点对多点无线通信。它是基于点对点无线通信, 但除了设计高质量的无线通信模块外, 还要考虑复用、功率控制, 同步, 共享, 容量, 路由, 效率等因素比第一层复杂很多. 第三层是多点对多点的无线通信, 需要考虑的因素比较多, 但也是基于第一层和第二层是基于无线信道的传输特性决定了无线网络设计完全不同于有线网络设计登录。参数化无线信道不是理想的传输媒体。无线网络向用户提供的信道受限于射频带宽。无线通信在空中传播信号, 固有的多径效应导致信号迅速衰减。同时, 信道上可能存在各种干扰和噪声。一切通信系统都希望以最小的成本克服和消除无线通信固有缺陷所带来的影响, 从而保证信号传输的有效性、可靠性和安全性。无线网络在数据传输速率和可靠性方面永远无法与有线网络相匹敌。然而, 无线网络的便捷性并不受连接方式的限制, 其快速灵活的组网优势以及应对临时突发事件的能力, 推动了无线通信技术近年来的快速发展。虽然与有线网络有着不可逾越的距离, 但在需求巨大的趋势下, 无线通信一直朝着更高速率、更全面覆盖、更便捷服务的方向快速发展。 3、井下无线通信的可靠连接无线网络通信技术是针对物联网窄带业务的特点而设计的一种协议和算法。是一种低功耗双向实时通信系统, 指标如图2所示。
       适用于矿山大量分布式传感器的布局, 以及井下传感器离散数据上下行特性和控制器。低功耗特别支持电池传感器进入矿井, 降低成本建设和维护成本。通信可靠性大于999%, 达到井下安全等级。图 2:低功耗双向实时通信系统指标。四、地下无线通信安全连接量子密钥非消费者无线连接和系统建设, 两个核心共同要求是可靠性和安全性。物联网系统的安全要求远高于互联网系统的安全等级。
       物联网系统中的安全漏洞有可能导致物理世界的破坏。传统的加密机制无法长期保证物联网系统的安全连接和系统的安全运行, 特别是一旦量子计算机问世, 传统的加密机制无法抗拒, 只有量子加密技术才能从根本上解决.借助量子加密机制提供的加密工具, 将客户端发送方的客户端数据加密形成密文包, 提交给无线传输服务。无线传输负责将其(密文包无误地转发给客户端)Receiver。客户端收到密文数据包后, 进行解密得到明文数据。物联网传输系统只完成一次分组数据的透传, 不知道密文的具体含义。其实就是在空间无线介质中提供了双层加密服务(图3, 第一层是客户端自己添加的(源加密), 第二层是无线加密传输系统添加的(通道图3:双层加密服务 5.结束语 在世界百年未有之大变局的背景下, 2020年中央经济工作会议精神强化国家战略科技实力, 增强自主创新能力产业链和供应链的可控能力, 国产无线通信协议(目前唯一的国产无线通信协议, 有效填补了国内空白, 有望成为国家物联网发展战略的重要支撑关键技术之一。作者:刘林, 安徽智林智能科技有限公司;彭庆国、陆磊、张显生、胡强、王越, 中煤智能科技有限公司 本文转载自《电子科技设计》网站负责人编辑:

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