工程案例

ENGINEERING CASES

矿用无线智组网通信系统——下篇:设计、优势、特点


发布时间:

2023/04/03

工程范围包括地面、井下无线通信系统的设计、制造、供货、运输、安装、调试、试运行、培训及质保期维护。

  1系统设计

  1.1工程范围

  工程范围包括地面、井下无线通信系统的设计、制造、供货、运输、安装、调试、试运行、培训及质保期维护。

  1)建设一套地面、井下无线通信系统,完成语音及数据传输,并能够与矿井有线网络实现无缝对接,为后期自动化系统提供网络接入服务。

  2)井下无线通信系统与矿井行政、调度通信系统联网,并能够为矿井隐患平台管理软件提供网络服务。

  1.2系统组成与结构

  地面无线通信

  在地面关键位置配置智能物联分站,配套无线天线完成对地面无线覆盖。

  井下无线通信

  在井下主要巷道设置矿用无线基站,配套供电及后备电源,完成对关键区域无线覆盖。

  主要汇聚点增加本安型千兆网关,通过光缆与现有的矿井工业环网连接。

  配置矿用本安型手机,接入井下无线网络。

  系统平台

  采用大型高效语音平台,与地面无线、井下无线、矿井程控调度、外线行政等相互连通。

  主要结构图如下:

  上图中,工业环网部分沿线矿方现有系统设备。

  1.3井下基站分布

  结合矿井井下开采巷道图情况,在数据汇聚区域、重点安全领域配置矿用无线基站,整体基站分布情况如下:

  2系统优势

  随着智能硬件的不断增多,高带宽、大数量、移动、适应复杂环境的在线需求,成为无线网络技术发展的推动力,在过去的5年中Mesh技术

  也在不断的演进。技术演进的主要方向是解决无线Mesh随着规模和复杂程度发展带来的多跳的Mesh性能下降难题。比如带宽降低,无线干

  扰以及网络时延等。譬如,在网络中的每一跳吞吐量会下降多达50%,连续多跳情况下吞吐量下降得更迅速,其结果将导致网络性能的严重

  降低。在语音和视频应用大量运行的情况下,时延和RF干扰将达到不可接受的程度,而导致连接全部中断。

  STRONGLINK钢索解决方案采用了多模块、多射频和多信道技术,有效的解决了无线Mesh多跳性能的难题,远远优于单模块和双模块的Mesh

  解决方案的每跳50%的吞吐量下降。

  传统的单模块Mesh和双模块Mesh网络只能提供有限的扩展性,多跳自身的难题使得它对于多节点网络部署还存在诸多疑问。因而需要一种新

  型结构化的无线组网方式,在其网络中无论跳数多少,都能够提供高性能和高可靠性。

  为了具有可实施性,无线多节点网络必须是低时延的网络,为节点上行和节点下行回程流量提供单独的无线带宽链路(类似于全双工连接),

  并自动地使用高的可用吞吐量。如STRONGLINK钢索系统,采用多频、多信道、多RF模块方式组网。STRONGLINK钢索这种低时延的网络已经

  在实验室环境(无噪声)和真实环境(有噪声)中进行了大量长期的测试。测试跳数逐步从1跳增加到10跳,结果表明即使达到10跳,无噪声情

  况下网络回程吞吐量只有2%的丢失,而实际噪声环境也仅丢失了20%。时延测试结果也同样令人满意---全在语音(VoIP)和视频应用可接

  受的范围内。带宽下降测试结果是与为回程流量使用单频的Mesh网络的好的情况进行比较的。而单模Mesh或者双模Mesh网络在无噪声情况下

  经过5跳后带宽就会令人吃惊地丢失了80%。

  STRONGLINK钢索解决方案采用了标准802.11X协议、多模块、多模式、多射频和多信道技术,有效的解决了无线Mesh多跳性能的难题,远远优

  于Mesh解决方案的每跳50%的吞吐量下降以及同频组网带来的性能急剧下降。

  STRONGLINK钢索技术,可以快速的将物与物采用标准协议无线高速直接相连,赋予物体作为网络节点的能力,物体之间形成一个去中心化的无

  线局域网,且将无线信号均匀的分布在物体周围(类似AP)。这种分布式的连接及接入方式,可以突破环境的局限,降低物联成本,提高网络

  的承载能力,延伸网络的边界。

  STRONGLINK钢索技术的几个关键词:标准协议、多模块多模式、主动加入

  STRONGLINK钢索技术的技术价值:

  解决现有方案部署的问题,省时,省力,突破环境限制;

  迎接将来的挑战,形分布式的高速物联智能前端;

  多模块STRONGLINK钢索方案---结构化的无线智能组网节点

  在STRONGLINK钢索方案中,根据需求不同,有两种方案:

  1、高带宽模式:每个网络节点至少使用三个模块的专用无线链路接口,其中一个模块用于客户端的接入,第二个模块用于上行无线回程流量,第三个模块用于下行无线回程流量。这个无线网络的方案可以提供节点之间866Mbps的连接,以及300Mbps的客户端接入。

  2、普通低成本模式:每个网络节点至少使用二个模块的专用无线链路接口,其中一个模块用于客户端的接入及用于上行无线回程流量,第二个模块用于下行无线回程流量。这个无线网络的方案可以提供节点之间300Mbps的连接,以及300Mbps的客户端接入。

  STRONGLINK钢索技术验证

  为节点上行和节点下行回程流量提供单独的无线带宽链路(全双工连接),并自动地使用高的可用吞吐量。这种低时延的网络已经在实验室环境(无噪声)和真实环境(有噪声)中进行了大量长期的测试。测试跳数逐步从1跳增加到10跳,结果表明即使达到10跳,无噪声情况下网络回程吞吐量只有2%的丢失,而实际噪声环境也仅丢失了20%。实际噪声环境,时延测试结果为每级15ms。

  多跳大规模无线智能网络对带宽降低,无线干扰和网络时延等问题十分敏感。如果没有使用多频结构化的STRONGLINK钢索无线技术,每一跳的吞吐量可能会下降多达50%。特别是在更大规模部署情况下,网络时延和漫游也是需要着重考虑的问题。在广域、高利用率环境中,时延和带宽问题将变得不可接受。

  选择单模块、双模块甚至某些多模块Mesh网络将会导致网络性能降低、扩展性差、不能支持大范围、大密度的应用。

  显然,需要一种新型的无线智能网络来解决多跳的难题,这也是物联网的支撑基础之一。这一新型网络需要使用STRONGLINK钢索模块化的、多模式、多频、多信道、多RF的智能无线物联网络系统。

  3系统特点

  业界最稳定、高效率的二层组网协议,避免了MESH组网协议自动组网速度慢、网络拓扑收敛慢、协议负荷高等多个问题。性能和组网收敛特性均优于三层Mesh组网协议。

  多跳、自动信道、多扇区的高性能无线网络:

  STRONGLINK技术基站设备,单基站支持2.4GHz/5.8HHz,同时支持下挂其它频段设备,可任意用于设备无线互联和用户无线覆盖。

  多模块技术。STRONGLINK基站最多支持3模不重复堆叠配置,容量较高。

  多跳组网能力强。STRONGLINK基站确保每跳无线网络的带宽损耗低于3%,数据延时损耗小于20ms,支持15跳以上的无线组网。

  单跳最远距离可达10公里,5公里后提供8Mbps稳定带宽。(注:视天线性能,数值会相应变化)。

  STRONGLINK基站支持使用多扇区组网技术(3扇区、6扇区等)时,可以充分的将光纤点的带宽资源分配到无线网络。

  全透明链路能力,将应用层设备的地址管理,与STRONGLINK基站地址管理全分开,有效的利用网络资源,增强网络安全性,负载均衡冗余备份。

  抗干扰能力:

  利用STRONGLINK设备的智能频点扫描和多频点规划能力,避免无线智慧网络网络系统内的干扰问题。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。

  自动修复能力和自动性能调整能力:

  采用二层技术组网,分布式智能快速建立拓扑和收敛网络。STRONGLINK网络的自动修复能力和自动性能调整远胜于三层Mesh组网协议,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。网络自愈或者链路切换不会造成用户业务重组,切换对用户全透明。

  空间多层次组网:

  STRONGLINK网络形成立体的、有层次的分布式无线网络架构。

  例如:

  无线建筑物楼顶高度的汇聚层

  街道沿线灯杆高度的分布层

  道路、小区和园区、热点和室内的接入层

  充分利用建筑屋顶、灯杆等不同高度的安装位置,配合不同类型的天线-全向天线、板状天线、扇区天线和抛物面天线等实现无线设备互联和网络覆盖。

  可以通过选择相应的外接天线和调整天线垂直角度,实现更大化的组网灵活度和多层次组网。

  通用性:

  任何IP型的设备,或者设备通过IP化接口,可以直接与STRONGLINK模块相连接,不用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。

  例如:有线IP CAMERA的网口与STRONGLINK模块直连,该有线IP CAMERA立刻转化为无线IP CAMERA,与任何2.4G/5.8GHz的AP实现直接接入,甚至与另外一个同样STRONGLINK模块的IP CAMERA物物相联。

  多用性:

  1、现场近端信号延伸到远端,高带宽全程覆盖。

  支持全有线、全无线、有线无线混和组网,解决现场布线施工难题。

  解决现场阻挡或者条件变化导致的信号不利。

  具备现场网络智能灾备能力。增加网络的健壮性。

  高速移动、快速切换支持:

  支持80公里时速高速移动下的快速切换,满足高速移动下视频、语音和数据等业务的传输。

  安全性:

  STRONGLINK网络内采用独有的强制加密方式实现STRONGLINK基站之间的链路安全性。保证网络数据私有性。

  面向用户接入的多种安全机制。

  可管理性:

  跨三层网络的统一网管系统,可针对整个网络、子网和设备等3个级别进行批量配置、统一配置。支持事件和告警等多种功能。

关键词

SAF Coolest v1.2 设置面板FYJSX-ZYOS-WSAZE-SXV

图片ALT信息: 秉信科技
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