華為智能礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)解決方案 2023

11.1煤礦智能化業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢 11.2煤礦智能化給網(wǎng)絡(luò)帶來的挑戰(zhàn) 4 62.1方案簡介 6 13 143.1網(wǎng)絡(luò)切片 143.2智能選路 163.3隨流檢測 173.4Wi-Fi6覆蓋 203.5本質(zhì)安全 21 234.1山西S煤礦：NetEngine打造智能礦山工業(yè)一張網(wǎng) 234.2山西X煤礦：OptiXPT 274.3山東N煤礦：業(yè)界首款萬兆本安路由器，萬兆到工 294.4安徽Z煤礦：Wi-Fi6全覆蓋，通信實時可達 32 355.1NetEngine系列路由器 355.2OptiXPTN系列產(chǎn)品 395.3AirEngine無線局域網(wǎng) 425.4iMasterNCE網(wǎng)絡(luò)控制器 45 46 471趨勢與挑戰(zhàn)趨勢與挑戰(zhàn)煤礦是我國重要的礦山資源，當(dāng)前煤礦行業(yè)發(fā)展面臨煤炭開采危險性高、從業(yè)人員老齡化問題嚴重等諸多挑戰(zhàn)。為推動煤礦行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，國家不斷推出政策，加快煤礦智能化發(fā)展。目標(biāo)到2035年各類煤礦基本實現(xiàn)智能化，建成煤礦智能化體系。本章主要介紹煤礦智能化業(yè)務(wù)發(fā)展趨煤炭行業(yè)作為我國重要的傳統(tǒng)能源行業(yè)，是我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，不僅對我國人民群眾的生活有著直接的影響，而且對社會的經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮著直接的推動作用。2趨勢與挑戰(zhàn)從我國目前的狀況來看，煤礦開采一般是地下作業(yè)，地下地質(zhì)條件復(fù)害多發(fā)，大量煤礦富含瓦斯，發(fā)生事故的風(fēng)險很高，生產(chǎn)安全形勢嚴政策的驅(qū)動下，已經(jīng)有了大幅的改善，但受既有井下設(shè)備智能化不足收難，人才隊伍呈現(xiàn)青黃不接的態(tài)勢。從普通員工到管理人員，無論據(jù)《2016-2021年中國煤炭行業(yè)發(fā)展趨勢與投資決策分析報告》顯示，中國大型煤企的平均勞動生產(chǎn)率遠低于國際先進水平，中國的大型煤炭集團人1730噸，只相當(dāng)于美國的5.6%、印尼的20.6%。中國整體煤炭行業(yè)人均年產(chǎn)量更低，僅為630噸，而發(fā)達國家為一萬噸。我國煤礦企業(yè)與國外先進企業(yè)存在巨煤礦信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是推進煤礦行業(yè)信息化和工業(yè)化融合發(fā)展以及煤炭企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)，是“雙碳”背景下推動煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇，更是煤礦行業(yè)貫徹落實能源安全新戰(zhàn)略的重要舉措，為此，國家出臺了多項政策驅(qū)動煤礦l2016年國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》中明確提出：到205山技術(shù)體系，實現(xiàn)煤炭安全綠色、高效智能生產(chǎn)。l2017年國家能源局發(fā)布的《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》中明確提出：掌握煤礦無人化開采技術(shù)，實現(xiàn)綜采工作面無人開采，實現(xiàn)工作面設(shè)備遠程協(xié)同控制和故障自診斷。研發(fā)掘、支、運一體化快速掘進系統(tǒng)、智能化綜采工作面成套裝備、無人工作面巡檢機器人、礦井設(shè)備協(xié)同控制及故障遠程診斷系統(tǒng)、基于大數(shù)l2020年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局等八部門印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》中明確指出：堅持以科技創(chuàng)新為根本動力，推動智能化技術(shù)3趨勢與挑戰(zhàn)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平，促進我國煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。到2035年，各類煤礦基本實現(xiàn)智能化，構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的煤礦智能化劃》，規(guī)劃目標(biāo)：到“十四五”末，礦山安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系更加完備、安全生產(chǎn)責(zé)任體系更加健全、安全預(yù)防控制體系更加科學(xué)、安全監(jiān)管監(jiān)察體制更加完善、信息化智能化水平大幅提高、基礎(chǔ)保障能力明顯增強、監(jiān)管監(jiān)察效能顯著提升，礦山安全綜合治理效能取得重大進展，事故總量持續(xù)下降，重特大事故得到有效煤礦智能化發(fā)展是當(dāng)前煤炭行業(yè)的重要趨勢。隨著人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等新興技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，煤礦l智能化開采：智能化開采是煤礦智能化建設(shè)的核心，通過采用l物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用越來越廣泛，通過在煤礦中應(yīng)用l云計算技術(shù)的應(yīng)用：云計算技術(shù)在煤礦中應(yīng)用越來越廣泛，通過將煤礦中的數(shù)據(jù)l安全監(jiān)測：煤礦智能化建設(shè)中，安全監(jiān)測是非常重要的一環(huán)。通過應(yīng)用先進的安煤礦智能化的目標(biāo)是安全生產(chǎn)，效率提升，井下無人少人。煤礦煤炭生產(chǎn)的安全性是至關(guān)重要的。減少井下作業(yè)人員可以有效提升煤炭生產(chǎn)的安全性。要把工作場所從井下移到地面，就需要能夠在井上對井下的各個工作場景看得清，看得全，尤其是采煤工作面、掘進工作面、主運皮帶等。通過部署系 頭，結(jié)合全景視頻算法、人工智能算法，可以很好地實現(xiàn)綜采面的遠 控、掘進面作業(yè)序列的監(jiān)測、主運皮帶的智能監(jiān)測。為井下集控中心4趨勢與挑戰(zhàn)維護中心的工作人員真實地還原綜采面和掘進面的作業(yè)現(xiàn)場，幫助井下存在大量的移動場景，包括綜采面/掘進面遠控、機器人巡檢、基于智慧礦燈和智能終端的人員安全保障等。通過5G網(wǎng)絡(luò)，在綜采面和掘進面靠性高。通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，降低部署成本，實現(xiàn)巡檢機器人代替人工在井下巷道、硐室進行巡檢，視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)實時回傳；工人借助Wi-Fi智慧礦燈，傳統(tǒng)煤礦采煤工作面機械噪聲大、粉塵濃度高、事故發(fā)生頻繁，人重威脅。通過先進的ICT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)煤礦智能化意味著煤礦生產(chǎn)、管理和監(jiān)控將更加自動化和數(shù)字化。新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在加速煤炭產(chǎn)業(yè)與信息技術(shù)進行深度融合，智能化煤礦建設(shè)的步伐不斷加快，少人或無人開采將成為現(xiàn)實，再加上安全風(fēng)險管控技術(shù)和措施的不斷完善，為礦礦山生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)全面連接“采、掘、機、運、通、排、洗、選”等生產(chǎn)系統(tǒng)，支撐現(xiàn)場生產(chǎn)、安全監(jiān)測，是智能化礦山實現(xiàn)少人無人現(xiàn)場作業(yè)的關(guān)鍵。智能化礦山業(yè)務(wù)的發(fā)展，對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接也提出了更高的要求，礦山存量網(wǎng)絡(luò)亟需升級換代，構(gòu)建智能化當(dāng)前視頻監(jiān)控、生產(chǎn)控制、機電監(jiān)控等不同業(yè)務(wù)系5趨勢與挑戰(zhàn)當(dāng)前環(huán)網(wǎng)大多只有千兆帶寬，部分新建的視頻監(jiān)控智能分析、智能決策，逐步實現(xiàn)井下少人無人，井下綜采面和掘煤礦行業(yè)現(xiàn)網(wǎng)多為工業(yè)交換機組網(wǎng)，經(jīng)常發(fā)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，長時間影響行，并且在業(yè)務(wù)低時延保障、高精度時鐘同步等能力上存在限制，無法滿足5G智能化作業(yè)、遠程控制、無人駕駛等新業(yè)務(wù)缺乏廣覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的缺失也影響了工作的安全性署的Wi-Fi4/Wi-Fi5網(wǎng)絡(luò)帶寬小，時延大，無法滿足新涌現(xiàn)的移動智能應(yīng)用，智能化應(yīng)用的增加推動網(wǎng)絡(luò)規(guī)模持續(xù)擴張，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)障往往需要運維人員下井插拔端口排查故障，故障定位時間以小幾天的時間才能排除問題，故障定位期間生產(chǎn)不能全速進行甚至6 本章主要介紹華為智能礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)解決方案的總體架構(gòu)，應(yīng)用針對煤礦井下生產(chǎn)與地表洗選網(wǎng)絡(luò)面臨的諸多挑戰(zhàn)，華為推出了智能礦山融合IP工煤礦井下生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)通井下所有業(yè)務(wù)終端，承載越來越多的智能化應(yīng)用，基于網(wǎng)絡(luò)切片和Wi-Fi6技術(shù)構(gòu)建滿足未來演進的先進井下工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，方案架構(gòu)如圖2-1所示。7整體網(wǎng)絡(luò)通過NetEngine系列路由器或OptiXPTN系列產(chǎn)品實現(xiàn)地面與井下的高速互聯(lián)，通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)完成多業(yè)務(wù)一網(wǎng)綜合承載，不同切隔離無干擾，保障控制業(yè)務(wù)的低時延和高可靠。NetEngine與PTN兩者都支持5G基站接入和切片技術(shù)，主要是在底層隧道技術(shù)上略有差別，可以根據(jù)客戶的-基于NetEngine系列產(chǎn)品實現(xiàn)業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)由SRv6（SegmentRoutingoverIPv6，基于IPv6的段路由）隧道承載，包括兩種：SRv6BE和SRv6TEPolicy。兩種模載傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，比如L3VPN、EVPNL3VPN、EVPNVPLS、EVPNVPWS、對于重要業(yè)務(wù)，比如綜采面遠控，建議采用SRv6TEPolicy方式，可以基8SRv6BE類似于MPLS網(wǎng)絡(luò)中的LDP（LabelDistributionProtocol，標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議是指基于IGP（InteriorGatewayProtocol，內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）最短路徑算法計算得到最優(yōu)SRv6路徑，僅使用一個業(yè)務(wù)SIDIdentifier，段標(biāo)識）來指引報文在鏈路中的轉(zhuǎn)發(fā)，是一種盡力而為的工作模式。其沒有流量工程能力，一般用于承載普通VPN（VirtualPrivateNetwork，虛擬專用網(wǎng)）業(yè)務(wù)，用于快速開通業(yè)務(wù)。SRv6TEPolicy利用SegmentRouting的源路由機制，通過在頭節(jié)點封裝一個有序的指令列表（路徑信息）來指導(dǎo)報文穿越網(wǎng)絡(luò)。SRv6TEPolicy用于實現(xiàn)流量工程，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，滿足業(yè)務(wù)的端到端需求。其和SDN-基于OptiXPTN系列產(chǎn)品實現(xiàn)業(yè)務(wù)承載SPN（SlicingPacketNetwork，切片分組網(wǎng)絡(luò)）是中國移動聯(lián)合華為面向5G承載提出的創(chuàng)新技術(shù)體系。SPN旨在滿足5G時代承載網(wǎng)大帶寬、低時延、高可靠、高精度時鐘同步、易于運維、靈活管控、支SPN引入SR-TP（SegmentRoutingTransportProfile，面向傳送的分段路由技術(shù)）實現(xiàn)可管可控的底層隧道，構(gòu)建端到端業(yè)務(wù)部入集中管控的控制平面。SPN通過管控融合SDN（Software-DefinedNetworking，軟件定義網(wǎng)絡(luò)）平臺，實現(xiàn)對網(wǎng)元物理資源（如轉(zhuǎn)發(fā)，計算，存儲等資源）進行邏輯抽象和虛擬化，形成虛擬資源，成虛擬網(wǎng)絡(luò)，呈現(xiàn)一個物理網(wǎng)絡(luò)、多種組網(wǎng)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)整體網(wǎng)絡(luò)，通過50GE/100GE組主干環(huán)，萬兆本安做接入，滿足井下未來業(yè)務(wù)演通過Wi-Fi6技術(shù)，實現(xiàn)井下高質(zhì)量無線覆蓋。井下環(huán)境惡劣，建議選用本安款型，覆蓋范圍內(nèi)單站吞吐率>100Mbps，并且最大覆蓋距離不小于400米半徑，可與UWB（Ultra-WideBand，超寬帶）實現(xiàn)同覆蓋，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸和人員高精度定位一站部署，同站址、共傳輸，提高部署和維護效率。Wi-Fi6基站具備2.4GHz和5GHz射頻接入能力，支持新舊多種終端接入。9Wi-Fi6網(wǎng)絡(luò)針對不同的無線業(yè)務(wù)，設(shè)置不同SSID，劃分不同邏輯網(wǎng)絡(luò)。如果有井上集控中心部署網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點和安全邊界，以及iMasterNCE網(wǎng)絡(luò)控制器。整體網(wǎng)絡(luò)支持SDN管控析融合架構(gòu)，具備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一管理和拓撲呈現(xiàn)能力，實現(xiàn)業(yè)務(wù)部署和運維的自動化，同時，可以對整網(wǎng)進行在線健康監(jiān)測，健康運行，并通過隨流檢測等技術(shù)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)端到端檢測、可視和保速定位。生產(chǎn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)之間建議通過網(wǎng)閘/防火墻隔離。煤礦地表洗選網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)通廠區(qū)內(nèi)部所有業(yè)務(wù)終端，承載越來越多的智能化應(yīng)用，基于網(wǎng)絡(luò)切片和Wi-Fi6技術(shù)構(gòu)建滿足未來演進的先進井下工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，方案架構(gòu)如圖2-2洗選網(wǎng)絡(luò)通過切片實現(xiàn)全業(yè)務(wù)一網(wǎng)承載，能最大化地降低網(wǎng)絡(luò)部署及網(wǎng)絡(luò)維護的復(fù)雜度和成本。用戶可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)類型自定義不同的業(yè)務(wù)切片，通過控制器下發(fā)配置到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)放自動化，同時基于VPN技術(shù)，實現(xiàn)多網(wǎng)、多業(yè)務(wù)的統(tǒng)一承載，減少網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建網(wǎng)，降低建網(wǎng)投資與-有線、無線與物聯(lián)網(wǎng)融合，滿足接入終端及業(yè)務(wù)多樣化華為交換機通過融合無線接入控制器WAC（WLANAccessController實現(xiàn)有線無線深度融合，為用戶提供有線和無線一致化的管理過融合用戶認證和管理功能及策略聯(lián)動功能，為有線無線用戶證和接入策略控制，管理員可以獲得一致的用戶管理體驗，簡-全場景WLAN，滿足客戶差異化的接入需求針對廠區(qū)室內(nèi)、室外場景以及密集房間等多種場景，采用最新Wi-Fi6AP、高密AP和分布式Wi-Fi方案，實現(xiàn)高密度無死角的WLAN覆蓋以及接入-物理網(wǎng)絡(luò)自動化：設(shè)備預(yù)配置，即插即用。通過iMasterNCE-Campus控制器圖形化界面，完成設(shè)備即插即用自動化開局和Underlay網(wǎng)絡(luò)路由編排、-用戶策略自動化：以用戶、業(yè)務(wù)、體驗為中心，用戶策略隨行，業(yè)務(wù)體驗隨身；通過iMasterNCE-Campus規(guī)劃用戶組及組間策略，自動下發(fā)策略至網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。用戶認證通過之后，當(dāng)用戶在不同地點，使用不同終端接入時，控制器會自動識別用戶身份，并向網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)執(zhí)行設(shè)備下發(fā)策略，從而達到接入無差別和體驗有保障的效果。不論用戶在什么位置接入，都將通過采用華為智能網(wǎng)絡(luò)控制器對交換機+Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)進行有線無線智能化運維，實時檢測網(wǎng)絡(luò)健康狀態(tài)以及終端在線狀態(tài)，快速定位網(wǎng)絡(luò)故障，提高網(wǎng)絡(luò)運維效率，同時控制器可提供海量告警壓縮，簡化運維難度。并可提供全生命理，充分分析網(wǎng)絡(luò)可靠性瓶頸或提前預(yù)驗證網(wǎng)絡(luò)變更方案，降低網(wǎng)絡(luò)的運行風(fēng)險。華為智能礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)解決方案提供有線和無線全連接，可以應(yīng)用在遠程控制、基于確定性網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)和5G承載網(wǎng)進行建設(shè)，形成有線無線一張網(wǎng)融合?？梢詫崿F(xiàn)各種工業(yè)設(shè)備（采煤機、掘進機、液壓支架、研磨機等）泵房、排水點，瓦斯抽采鉆場，車場的前部井下無軌膠輪車、電機車、單軌吊等場景，可以采用基于Wi-Fi6技術(shù)結(jié)合有線確定性網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)進行遠程無人監(jiān)控。變電所，水泵房，皮帶機，的移動巡檢業(yè)務(wù)，同樣可以采用基于Wi-Fi6的零漫游技術(shù)實現(xiàn)自動巡檢。通過Wi-Fi6提供高可靠、低時延、大帶寬的無線網(wǎng)絡(luò)，支持單兵裝備的無線數(shù)據(jù)回煤礦人員定位系統(tǒng)具有監(jiān)測井下人員位置、攜卡人員出/入井時間、以及在重點區(qū)域和限制區(qū)域的出/入時間、人員工作時間、井下和重點區(qū)域人員數(shù)量、井下人員活動路線等功能?；赪i-Fi6的遠距離覆蓋實現(xiàn)Wi-Fi6基站與UWB共部署，同時實現(xiàn)人員定位數(shù)據(jù)回傳和井下全無線覆蓋。基于Wi-Fi6的語音/視頻煤礦行業(yè)需要物聯(lián)傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)還有頂板離層監(jiān)測、地壓監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、立斜井及井筒安全監(jiān)測系統(tǒng)、設(shè)備故障診l網(wǎng)絡(luò)切片，一網(wǎng)多用：多網(wǎng)合一，統(tǒng)一承載5G、視頻監(jiān)控、生產(chǎn)控制等業(yè)務(wù)，l超大帶寬，彈性擴展：支持組建50GE/100GE主干環(huán)網(wǎng)，在現(xiàn)有萬兆環(huán)網(wǎng)基礎(chǔ)上帶寬提升了10倍，滿足礦山未來5-10年的帶寬增長需求，有力地保障了綜丟包率等指標(biāo)實時可視；并可以基于業(yè)務(wù)指標(biāo)，動態(tài)調(diào)整業(yè)務(wù)路徑，保障業(yè)務(wù)可靠性；支持50ms倒換，業(yè)務(wù)不中斷。l品質(zhì)無線，全面覆蓋：5G和Wi-Fi6協(xié)同，實現(xiàn)無線全覆蓋，廣泛聯(lián)接攝像頭、車輛、生產(chǎn)設(shè)備、傳感器等終端，解決布線復(fù)雜，光纖易折損，部署難華為Wi-Fi6具有信號強，超低時延，無損漫游等亮點，保證機器人巡檢、遠程l智能運維，快速定障：華為管理-控制-分析系統(tǒng)iMasterNCE三維一體，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視、可管、可控；利用數(shù)字地圖，全面展示網(wǎng)絡(luò)物理拓撲、邏輯拓撲、切片拓撲、業(yè)務(wù)拓撲，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分層可視，業(yè)務(wù)SLA實時監(jiān)控，配置自動下發(fā)；通14本章主要介紹華為智能礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)解決方案的幾個關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)切片、智能選路、隨流檢測、Wi-Fi6覆蓋、本質(zhì)安全。煤礦網(wǎng)絡(luò)，綜合承載遠控、視頻、定位、通信等業(yè)務(wù)，雖然節(jié)省成本、方便運維，但是可能帶來業(yè)務(wù)間相互影響，尤其遠控業(yè)務(wù)，通信指令需要確定性，而視頻業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量大，又容易突發(fā)，頻繁擠占帶寬。通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以保障遠控業(yè)務(wù)的確定性網(wǎng)絡(luò)切片是通過網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留的方式，實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離的一種網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)。我們經(jīng)多，城市道路變得擁堵不堪，為了緩解交通擁堵，交通部門需要根據(jù)不同的車輛類型、運營方式進行車道劃分和車流量管理，比如設(shè)置快速公交通道、非機動車專用通道等。網(wǎng)絡(luò)亦是如此，通信網(wǎng)絡(luò)也對網(wǎng)絡(luò)實行“車道網(wǎng)絡(luò)切片是指在同一個共享的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上提供多個邏輯網(wǎng)絡(luò)（切片每個邏輯網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于特定的業(yè)務(wù)類型。每個網(wǎng)絡(luò)切片都可以靈活定義自己的邏輯拓撲，SLA（ServiceLevelAgreement，服務(wù)水平協(xié)議）需求、可靠性和安全等級，以滿足不同業(yè)務(wù)的差異化需求，從而根據(jù)業(yè)務(wù)需求進行資源預(yù)留。資源預(yù)留技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)切片提供差異化SLA保障的關(guān)鍵。資源預(yù)留技術(shù)將物理網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)資源劃分為相互隔離的多份資源，分別提供給不同的網(wǎng)絡(luò)切片使用，保證網(wǎng)絡(luò)切片內(nèi)有滿足業(yè)務(wù)需求的可用資源，同時避免或者控制不同網(wǎng)絡(luò)切片之間的資源競爭與搶占。網(wǎng)絡(luò)切片中常用的資源預(yù)留技術(shù)，包括FlexE接口和信道化子接口。實際部署時，可基于不同的業(yè)務(wù)訴求選擇合適的資源預(yù)留lFlexE（FlexibleEthernet，靈活以太）技術(shù)通過把物理接口資源按時隙池化，在現(xiàn)對接口資源的靈活、精細化管理。每個FlexE接口之間帶寬資源嚴格隔離，等同于物理口。FlexE接口相互之間的時延干擾極小，可提供超低時延。l信道化子接口采用子接口模型，結(jié)合HQoS（HierarchicalQualityofService，分層服務(wù)質(zhì)量）機制，通過為網(wǎng)絡(luò)切片配置獨立的信道化子接口實現(xiàn)帶寬的靈活分配，每個網(wǎng)絡(luò)切片獨占帶寬和調(diào)度樹，為切片業(yè)務(wù)提供資源預(yù)留。信道化子接口相當(dāng)于設(shè)備為每個網(wǎng)絡(luò)切片劃分獨立“車道”，不同網(wǎng)絡(luò)切片的“車道”之間是實線，業(yè)務(wù)流量在傳輸過程中不能并線變換“車道”，從而確保不同切片的業(yè)務(wù)在設(shè)備內(nèi)可以嚴格隔離，有效避免流量突FlexE接口和信道化子接口相比，在硬件層面做了時分復(fù)用，具有更好的隔離效果。信道化子接口在轉(zhuǎn)發(fā)層面是隔離的，但物理出口是共享的，所以FlexE接口在保證業(yè)務(wù)時延和抖動上，具有更好的效果。一般在其他切片擁塞情況下，F(xiàn)lexE接口下的業(yè)務(wù)最大抖動可以控制在10us以內(nèi)，信道化子接口下的業(yè)務(wù)最大抖動控制在100us以內(nèi)。FlexE技術(shù)對IP設(shè)備自身能力要求較高，F(xiàn)lexE切片最小帶寬粒度為1G；而信道化子接口應(yīng)用相對簡單，信道化子接口可實現(xiàn)1M帶寬粒度的切片。通過構(gòu)筑端到端切片網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載，并對不同業(yè)務(wù)進行精細化管理，實現(xiàn)礦山業(yè)務(wù)“一網(wǎng)打盡、一切到底”，如圖3-1所示。在綜采面遠控場景，從業(yè)務(wù)角度來看，既需要部署大量攝像頭做監(jiān)控，又需要保障遠控指令不受視頻突發(fā)的影響，兩個業(yè)務(wù)一個是大帶寬、高突發(fā)訴求，另一個是低時延、高可靠訴求。通過在一張網(wǎng)上部署兩個切片，一個承載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，另一個承載采煤遠控業(yè)務(wù)，可實現(xiàn)二者業(yè)務(wù)流量轉(zhuǎn)發(fā)過程中物理隔離，視頻監(jiān)控的流量突發(fā)，不會對遠控業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。煤礦井下環(huán)境惡劣，光纖在部署和設(shè)備運行中容易故障，比如井下安裝拉扯、車輛剮蹭等情況都可能造成光纖損傷。當(dāng)鏈路質(zhì)量差，時通時斷，會嚴重影響遠控業(yè)務(wù)的可靠性。SRv6提供了智能選路的能力，提高業(yè)務(wù)可靠性，減SRv6簡單來講即SR（SegmentRouting，段路由）+IPv6，是新一代IP承載協(xié)議。其采用現(xiàn)有的IPv6轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，通過靈活的IPv6擴展頭，實SR的核心思想是將報文轉(zhuǎn)發(fā)路徑切割為不同的分段，并在路徑頭節(jié)點往報文中插入分段信息，中間節(jié)點只需要按照報文里攜帶的分段信息轉(zhuǎn)發(fā)即可。這樣的路徑分段，l面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)可編程，SID不僅可以指示網(wǎng)元節(jié)點或鏈路，還可以指示業(yè)務(wù)功l可靠性高，SRv6的TI-LFA機制，實現(xiàn)IGP域內(nèi)任意拓撲任意故障的本地快路由，提供小于50ms的故障恢復(fù)性能。l協(xié)議簡化、彈性擴展，SRv6的段ID采用IPv6地址格式，當(dāng)井下光纖損傷，可靠性較低時，整體網(wǎng)絡(luò)除了提供對于重要的業(yè)務(wù)，比如采煤機，掘進機，液壓支架等設(shè)備的遠程控制，應(yīng)該有更智能的手段去保障。整體網(wǎng)絡(luò)通過SDN控制器進行業(yè)務(wù)路經(jīng)規(guī)劃和管理，使用SRv6技術(shù)，在IPv6擴展頭中添加業(yè)務(wù)節(jié)點，形成SRv6路徑；當(dāng)檢測到業(yè)務(wù)通信質(zhì)量開始劣化，就及時調(diào)整路徑，保證遠控類業(yè)務(wù)的可靠性和連續(xù)性。如圖3-2所示。煤礦井下環(huán)境復(fù)雜，故障排查費時費力，人員上下井一次，在途時間就要2~3個小時；同時，井下通信故障后，沒有很好的定位手段確認故障點，故障恢復(fù)時間長?；贗FIT技術(shù)，可以實現(xiàn)流量精準(zhǔn)畫像，獲得真實的業(yè)務(wù)質(zhì)量情況。在遠程控制等場景下，了解網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提前進行故障排查和處理；當(dāng)存在任意報文丟包時，能準(zhǔn)確感IFIT（In-situFlowInformationTelemetry，隨流檢測）是一種通過對網(wǎng)絡(luò)真實業(yè)務(wù)流進行特征標(biāo)記，以直接檢測網(wǎng)絡(luò)的時延、丟包、抖動等性能指標(biāo)的檢測技術(shù)。相對尤其適用于高可靠業(yè)務(wù)的質(zhì)量保證和快速定位。如圖3-3所示。智能運維系統(tǒng)通過真實業(yè)務(wù)的異常主動感知、故障自動定界、故障快速定位和故障自愈恢復(fù)等環(huán)節(jié)，構(gòu)建一個自動化的正向循環(huán)，適應(yīng)復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。IFIT與Telemetry（Telemetry，遙感勘測）、大數(shù)據(jù)分析以及智能算法這四大技術(shù)相結(jié)合，可共同構(gòu)建智能運維系統(tǒng)。基于IFIT構(gòu)建閉環(huán)的智能運維系統(tǒng)如圖3-4所示。19從上述過程中可以看出，在整體智能運維系統(tǒng)中，IFIT根據(jù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量實現(xiàn)從端到端法分析的數(shù)據(jù)來源，也是實現(xiàn)智能運維系統(tǒng)故障精準(zhǔn)定界定位和故障快速自愈能力的基石。除了IFIT隨流檢測以及Telemetry高速采集外，大數(shù)據(jù)平臺通過秒級查詢、高效處理海量IFIT檢測數(shù)據(jù)的能力，并且單節(jié)點故障不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，保障數(shù)據(jù)高效可靠地分析轉(zhuǎn)化；智能算法支持將質(zhì)差事件聚類為網(wǎng)絡(luò)群障（即計算同一周期內(nèi)質(zhì)差業(yè)務(wù)流的路徑相似度，將達到算法閾值的質(zhì)差業(yè)務(wù)流視為由同一故障導(dǎo)致，從而定位公共故障點識別準(zhǔn)確率達90%以上，可以提升運維效率，有效減少業(yè)務(wù)受損時間。通過IFIT等四大技術(shù)共同保障智能運維系統(tǒng)閉環(huán)，推進智能運維方案優(yōu)化，可以很好地適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)的演進。203.4Wi-Fi6覆蓋在礦山生產(chǎn)無人化、少人化的大趨勢下，煤礦智能化終端越來越多，光纖部署復(fù)雜、難度大、易損壞，希望減少線纜；同時為了井下保障人員安全，要精確定位井下人員位置，所以，對無線通信和高精確人員定位的訴求越來越強烈，需要有一個全覆蓋的Wi-Fi6是下一代802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的簡稱。Wi-Fi6繼承了Wi-Fi5（802.11ac）的特lOFDMA頻分復(fù)用技術(shù)：OFDMA是通過將整個信道資源劃分成多個子載波（也可稱為子信道子載波又按不同RU類型被分成若干組，每個用戶可以占用一組或多組RU以滿足不同帶寬需求的業(yè)務(wù)。RU數(shù)量越多l(xiāng)上/下行MU-MIMO技術(shù)：MU-MIMO使用信道的空間分集來在相同帶寬上發(fā)送獨立的數(shù)據(jù)流，與OFDMA不同，所有用戶都使用全部帶寬，從而帶來多路復(fù)用增益。實現(xiàn)同一時刻AP與多個終端之間同時傳輸數(shù)據(jù)，大大提升了吞吐量。Wi-Fi6標(biāo)準(zhǔn)允許OFDMA與MU-MIMO同時使用，但OFDMA與MU-MIMO技術(shù)是有區(qū)別的。OFDMA支持多用戶通過細分信道（子信道）來提高并發(fā)效率；MU-MIMO支持多用戶通過使用不同的空間流來提高吞吐量。l更高階的調(diào)制技術(shù)(1024-QAM)：Wi-Fi5采用的256-QAM正交幅度調(diào)制，每個符號傳輸8bit數(shù)據(jù)（2^8=256Wi-Fi6采用1024-QAM正交幅度調(diào)制，每個符號位傳輸10bit數(shù)據(jù)（2^10=1024）。從8到10提升了25%，也就是相對于Wi-Fi5來說，Wi-Fi6的單條空間流數(shù)據(jù)吞吐量又提高了25%。Wi-Fi6帶來更大的覆蓋范圍和帶寬，以實現(xiàn)AP和UWB基站同覆蓋；大容量、高可靠的Wi-Fi6無線網(wǎng)絡(luò)和高精度UWB定位系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和高精度人員定位系統(tǒng)，共電源、共傳輸、共站址，減少運維設(shè)備數(shù)量，減少故障點，滿足井下人員定位、巡檢機器人、單兵裝備、井下打車等井下智能化應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)訴求，如圖3-5所示。煤礦井下在采煤過程中，經(jīng)常會伴生瓦斯等可燃氣體，所以，所有在煤礦井下應(yīng)用的電氣設(shè)備具備防爆能力，避免設(shè)備產(chǎn)生的電火花、電弧及高溫造成爆炸、火災(zāi)等嚴重l隔爆型：是隔離存在的點火源，在設(shè)備正常運行時，將能產(chǎn)生引爆源的部件放入隔爆外殼體內(nèi)，隔爆外殼能承受內(nèi)部的爆炸壓力而不致?lián)p傷，并能防止爆炸傳播l本質(zhì)安全型：是限制點火源的能量，通過相關(guān)技術(shù)限制電路能量，使電氣設(shè)備中因為隔爆型和本質(zhì)安全型的技術(shù)差異，對應(yīng)設(shè)備的具體形態(tài)也有差異，總體上說，隔爆產(chǎn)品比較笨重，安裝、搬遷困難；日常維護，斷電才能開箱；部署位置受限，比如回風(fēng)等場所不能使用。本安產(chǎn)品重量輕，安裝、搬遷方便；可帶電開箱操作，運維方對于井下整體網(wǎng)絡(luò)來說，主干節(jié)點要求功能豐富、端口多，且設(shè)備部署在硐室，硐室環(huán)境較好，有較大的空間和良好的供電，以及穩(wěn)定的硐室環(huán)境，所以主干節(jié)點一般采用隔爆設(shè)備；接入節(jié)點對端口數(shù)量要求不高，但是會部署在工作面、巷道等環(huán)境惡劣22的地方，建議采用本安款型，有更好的安全性和可運維性。有線接入，建議選擇萬兆接入本安路由器，可實現(xiàn)端到端切片和5G邊緣接入，建議采用千兆本安Wi-Fi6AP，巷道內(nèi)800米覆蓋，覆蓋范圍內(nèi)帶寬不小于100Mbps，滿足移動業(yè)務(wù)訴求，和本安UWB基站結(jié)合，形成一體化綜合分站，進行23方案應(yīng)用華為智能礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)解決方案，已在多個省市，多家煤礦落地，本章主要介紹該方案在山西S煤礦、山西X煤礦、山東N煤礦和安徽Z煤礦的成功應(yīng)用，主要從業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)、解決方案以及方案價值幾個維度進行介4.1山西S煤礦：NetEngine打造智能礦控、設(shè)備管控、GIS一張圖”五個方面建設(shè)，以實現(xiàn)“安全生產(chǎn)和減人提效”的長期24方案應(yīng)用山西S煤礦現(xiàn)用環(huán)網(wǎng)建于2008年，主干采用千兆斷增加，帶寬流量越來越大，同時為了煤礦生產(chǎn)智能化建設(shè)，實現(xiàn)井下無人少程控制，就需要在煤礦井下部署大帶寬、低延時、高可靠的網(wǎng)絡(luò)。原有網(wǎng)絡(luò)主要面臨l網(wǎng)絡(luò)可靠性低，遠控業(yè)務(wù)缺乏保障：井下環(huán)境惡劣，光纖可靠性不足；當(dāng)前的二層環(huán)網(wǎng)容易出現(xiàn)環(huán)路，導(dǎo)致廣播風(fēng)暴，長時間影響業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)質(zhì)量未知，不確定l網(wǎng)絡(luò)帶寬小，且不支持5G業(yè)務(wù)承載：傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)采用二層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，只的二層打通，不滿足5G承載的要求；同時現(xiàn)有千兆環(huán)網(wǎng)帶寬也不滿足未來智能l運維定位困難：多環(huán)網(wǎng)獨立維護，運維壓力大；故障處理，事件觸發(fā)，沒有手段監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；網(wǎng)管功能弱，發(fā)生故障逐段排查，很難定界，井下問題定位耗時在業(yè)務(wù)發(fā)展過程中，針對煤礦智能化發(fā)展中的網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)，針對性地采用華為推出的智能礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)解決方案，采用SDN架構(gòu)，使用路由器構(gòu)建超寬的井下生產(chǎn)環(huán)網(wǎng)，主干網(wǎng)絡(luò)帶寬50Gbps，可保障5~10年井下各類高清視頻的回傳所需的帶寬。為了實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離和高可靠，智能礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)解決方案采用SRv6、切片等“IPv6+”技術(shù)，為煤礦生產(chǎn)提供可靠、高效的聯(lián)接，實現(xiàn)井下業(yè)務(wù)的可靠通信。方案架構(gòu)如圖4-1所示。25方案應(yīng)用l超寬承載：通過NetEngine8000M6/M8構(gòu)建一張井下井上50GE主干環(huán)網(wǎng)，實現(xiàn)井下業(yè)務(wù)自動化、智能化、無人化，各類智能應(yīng)用持續(xù)發(fā)展。另外，智能礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)解決方案支持5G基站26方案應(yīng)用lSRv6統(tǒng)一承載，切片保障業(yè)務(wù)：SRv6是“IPv6+”的基礎(chǔ)承載技術(shù)，支持業(yè)務(wù)路徑調(diào)優(yōu)、切片等能力，是5G承載的標(biāo)準(zhǔn)配置之一，和5G基站有成熟的同步機制和保護方案，可發(fā)揮5G最大的優(yōu)勢。同時，采用EVPN+SRv6，兼容井下二層和三層業(yè)務(wù)，統(tǒng)一承載。可實現(xiàn)最優(yōu)路徑轉(zhuǎn)發(fā)，并基于實時SLA監(jiān)控，路徑自動調(diào)整，保證遠程操控等重要業(yè)務(wù)的丟包、時延、抖動等業(yè)務(wù)質(zhì)量。并通過lSDN架構(gòu)，可管可視：iMasterNCE管控析平臺+隨流檢測技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)配置自動下發(fā)，業(yè)務(wù)質(zhì)量實時可視，網(wǎng)絡(luò)故障快速定位。工作人員不僅可以從網(wǎng)管大屏上看到井下網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用率，以及各種告警信息，還可以實時看到各種煤礦業(yè)務(wù)的時延、丟包、抖動的情況，全網(wǎng)狀態(tài)一目了然。一旦業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量下降，工作人員還可以進行預(yù)測性的分析維護，分鐘級定位網(wǎng)絡(luò)故障，大大提升了網(wǎng)絡(luò)50GE/100GE超寬環(huán)網(wǎng)，支持5G等新技術(shù)承載，滿足智能化建設(shè)日益增長的帶網(wǎng)絡(luò)切片實現(xiàn)業(yè)務(wù)安全隔離；SRv6路徑基于業(yè)務(wù)l智能運維，效率提升30%管-控-析一體，圖形化管理，簡單易維；隨流檢測，故障精確定位，業(yè)務(wù)質(zhì)量可27方案應(yīng)用4.2山西X煤礦：OptiXPTN綜合承載使山西X煤礦作為煤炭行業(yè)無人化和智能化建設(shè)的積極響應(yīng)者，提早規(guī)劃建設(shè)國內(nèi)5G+智能化煤礦，實現(xiàn)了井下部分工作的可視化、自動化、少人化。l井下多張網(wǎng)絡(luò)并存，維護點多、成本高。目前井下有綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、一鉆一視頻網(wǎng)絡(luò)、EPON視頻網(wǎng)絡(luò)、漏話通信網(wǎng)絡(luò)等多張物理網(wǎng)絡(luò)，每個更新、安全保障都需要相應(yīng)的人力物力財力的投入，出現(xiàn)故障不便排查和維修，l原有井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)不支持5G。原有二層環(huán)網(wǎng)采用二層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，只是做數(shù)據(jù)的二層打通，不滿足5G承載的要求，且容易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，l不支持高清視頻等更大帶寬應(yīng)用和業(yè)務(wù)發(fā)展訴求。隨著煤礦的數(shù)字化建設(shè)和智能化升級，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也越來越大，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不滿足5G業(yè)務(wù)和其他智能化針對山西X煤礦智能化發(fā)展中面臨的業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，華為推出了智能礦山融合I解決方案，為煤礦生產(chǎn)提供高效連接，讓井下生產(chǎn)端的數(shù)據(jù)上的去，讓數(shù)據(jù)端的智能下的來，其方案架構(gòu)如圖4-2所示。28方案應(yīng)用l50GE超寬環(huán)網(wǎng)，滿足未來5年網(wǎng)絡(luò)需求，并支持向100GE平滑演進。整體網(wǎng)絡(luò)分為一個井上50GE的SPN工業(yè)環(huán)、兩個井下50GE的SPN工業(yè)環(huán)。網(wǎng)絡(luò)按照“一張網(wǎng)”要求進行規(guī)劃，綜合承載不同業(yè)務(wù)（有標(biāo)準(zhǔn)或特殊規(guī)定需要物理隔離lSPN綜合承載，實現(xiàn)多網(wǎng)合一。通過網(wǎng)絡(luò)嚴格隔離的邏輯平面?？梢员Ｕ瞎I(yè)控制、語音通信等時延敏感業(yè)務(wù)流量不受其l支持5G承載。SPN是中國移動提出的面向5G承載的創(chuàng)新傳送網(wǎng)技術(shù)，并在中國移動5G建網(wǎng)中大規(guī)模商用，方案成熟度高，且會隨數(shù)據(jù)通信行業(yè)發(fā)展持續(xù)演29方案應(yīng)用l通過隨流檢測技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的管理?；赟DN架構(gòu)，引入了隨流檢測技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)的健康度、業(yè)務(wù)流量的傳輸質(zhì)量都可以在集控中心的大屏上看得清清楚楚。一旦業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量發(fā)生劣化，工作人員還可以進行預(yù)測性的分析維護，分鐘級定位網(wǎng)絡(luò)故障位置，無需運維人員下井逐一插拔光模塊查找問題，極大地提升了l超寬環(huán)網(wǎng)兼容現(xiàn)網(wǎng)，平滑升級：支持煤礦現(xiàn)有工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)接入，保護客戶投資。l面向未來統(tǒng)一規(guī)劃，節(jié)省建網(wǎng)成本：1GbpsFlexE切片粒度，5倍于業(yè)界精細度；FlexE一網(wǎng)多平面，承載5G、視頻監(jiān)控、生產(chǎn)控制等多種業(yè)務(wù)，安全隔離，節(jié)省建網(wǎng)成本，真正實現(xiàn)“一張網(wǎng)”，解決多張網(wǎng)絡(luò)帶來的維護困難、升級困難等問l成熟的5G承載技術(shù)：在運營商獲得大規(guī)模商l業(yè)務(wù)可靠性高，運維更高效：簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，多業(yè)務(wù)嚴格隔離，可靠性高，運維器，萬兆到工作面山東N煤礦通過新的網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)技術(shù)，對煤礦進行智能化升級改造。他們堅持以點30方案應(yīng)用l工作面帶寬不足：人工智能實現(xiàn)井下少人無人，井下綜采面和掘進面需要高清攝像頭的大規(guī)模部署，但是井下網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力越來越大，比如工作面全景視頻，l接入設(shè)備本安化：煤礦井下防爆類型中，本質(zhì)安全型防爆安全性最好，隔爆款型設(shè)備笨重安裝難。在接入側(cè)需要設(shè)備本安化l網(wǎng)絡(luò)運維困難：智能化應(yīng)用的增加推動網(wǎng)絡(luò)規(guī)模持續(xù)擴張，井下多廠商設(shè)備分割承載；傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理手段單一，故障定位手段欠缺，運維人員只能依賴告警和業(yè)決方案，首先在試點工作面為，依托智能化升級改造人工干預(yù)控制為輔”的中厚煤層智能化開采方式，部署全景化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，承載綜采面攝像頭，直觀監(jiān)控現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，加大安全隱患排查力度，對生產(chǎn)進行實時監(jiān)督考慮到井下面臨瓦斯、一氧化碳等易燃易爆物的風(fēng)險，山東N煤礦應(yīng)用萬兆本安路從接入路由器到主干路由器開通端到端切片，統(tǒng)一承載監(jiān)控視頻、移動通信、人員定位等業(yè)務(wù)，解決井下系統(tǒng)多、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，業(yè)務(wù)混雜無保障的難題，為井下多元數(shù)據(jù)融合，安全生產(chǎn)提供支撐。山東N煤礦綜采工作面架構(gòu)如圖4-3所示。方案應(yīng)用l井下綜采面攝像機，以及機電設(shè)備通過萬兆本安路由器接入主干環(huán)網(wǎng)，并通過井上的核心節(jié)點與礦山調(diào)度中心形成傳輸鏈路，將攝像機監(jiān)控到的數(shù)據(jù)信息傳輸至l井下50GE主干環(huán)網(wǎng)由NetEngine系列路由器組成，既滿足上行大帶寬，又可通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，實現(xiàn)井下多業(yè)務(wù)高質(zhì)量綜合承載，主要包括井下遠程控制、通信定位、視頻監(jiān)控、5G等業(yè)務(wù)。liMasterNCE對井下主干設(shè)備和接入本安設(shè)備進行統(tǒng)一管理，對于三方設(shè)備也可以基于SNMP納管，實現(xiàn)全網(wǎng)拓撲統(tǒng)一可視；并對井下網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)統(tǒng)一監(jiān)控，對32方案應(yīng)用l支持網(wǎng)絡(luò)切片，引領(lǐng)礦山建網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。支持端到端網(wǎng)絡(luò)切片，業(yè)務(wù)嚴格隔離，一網(wǎng)l具備5G基站承載能力。支持SyncE（同步以太網(wǎng)）和IEEE1588v2（精準(zhǔn)時鐘l智能運維，提高運維效率。井下硐室主干設(shè)備、巷道本安設(shè)備、三方設(shè)備統(tǒng)一管4.4安徽Z煤礦：Wi-Fi6全覆蓋，通信實安徽Z煤礦要求實現(xiàn)井下無線通信全覆蓋，以保障井上井l部分區(qū)域無通信覆蓋，威脅煤礦井下人員安全：井下人員由于違突發(fā)異常等情況，造成事故，部分區(qū)域無法通信，受傷后可能長時間得不到救援l有線接入成本高，作業(yè)不靈活：攝像頭、傳感器、有線電話等設(shè)備，通過有線部l無線接入帶寬不足：當(dāng)前井下攝像頭清晰度不夠，且數(shù)量有限，接入帶寬制約高l缺少無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋：需要部署移動網(wǎng)絡(luò)支撐機器人巡檢、人員定位等新型移動33方案應(yīng)用針對安徽Z煤礦智能化發(fā)展中面臨的業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，華為推出了智能解決方案，為煤礦生產(chǎn)提供高效無線連接。在安徽Z煤礦部署1XXX臺Wi-Fi6AP，實現(xiàn)整座礦山關(guān)鍵區(qū)域100%Wi-Fi6覆蓋，加強對環(huán)境的全面監(jiān)控，使能安全煤礦安全生產(chǎn)。其方案架構(gòu)如圖4-4所示。通過Wi-Fi6AP構(gòu)建井下無線網(wǎng)絡(luò)，在巷道、硐室進行部署，通過現(xiàn)有井下環(huán)網(wǎng)做數(shù)據(jù)回傳。考慮到大部分井下環(huán)境為長條形巷道，AP基站之間做不大于5方便設(shè)備部署。井下WLAN網(wǎng)絡(luò)承載巡檢、移動終端視頻回傳業(yè)務(wù)，支持有軌電機車、單軌吊、巡檢機器人等數(shù)據(jù)的回傳。UWB定位系統(tǒng)跟Wi-Fi6AP融合部署，實l單兵裝備Wi-Fi接入：智能頭盔、手機終端、手持巡檢設(shè)備，隨時隨地接入網(wǎng)絡(luò)。34方案應(yīng)用l巡檢機器人Wi-Fi接入：機器人巡檢，無縫漫游，數(shù)據(jù)回傳不卡頓。l數(shù)據(jù)回傳Wi-Fi接入：攝像頭/傳感器監(jiān)控數(shù)據(jù)，人員移動通話，業(yè)務(wù)流暢。l無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，通信實時可達：關(guān)鍵區(qū)域（除回風(fēng)巷外的）Wi-Fi全覆蓋，井lUWB共站部署，總成本降低50%：Wi-Fi6+UWB融合，降低建網(wǎng)投資。l低時延大帶寬無線網(wǎng)絡(luò)，支撐智能化應(yīng)用：100M邊緣速率，滿足無線視頻、巡檢機器人等業(yè)務(wù)需求；低至20ms的時延以及預(yù)漫游技術(shù)，幫助有軌電機車、單35本章主要介紹礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)（煤礦）解決方案的主打產(chǎn)品：NetEngine系列路由器、OptiXPTN系列產(chǎn)品、AirEngine無線局域網(wǎng)系列產(chǎn)品和iMasterNCE網(wǎng)絡(luò)控制器。5.1NetEngine系列路由器NetEngine系列產(chǎn)品，包含NetEngine8000和NetEngineA800兩個系列，NetEngine8000系列產(chǎn)品帶寬大、端口數(shù)量和種類多、特性豐富。在煤礦場景，建議井上核心選用NetEngine8000M8；井下基于業(yè)務(wù)訴求，選用NetEngine8000M6、NetEngine8000M1D-B、NetEngine8000M1C、NetEngine8000M1A，在硐室做主干環(huán)節(jié)點或匯聚節(jié)點；NetEngineA800系列產(chǎn)品中的NetEngineA831E是萬兆本安款型，NetEngineA812E-S是千兆本安款型，體積小、重量輕，可以做接36NetEngine8000系列NetEngine8000系列路由器是華為公司推出的新一代高端景智能路由器產(chǎn)品，構(gòu)建架構(gòu)極簡、智能聯(lián)接和高可靠的智簡IP承載網(wǎng)。NetEngine8000系列具備超寬的網(wǎng)絡(luò)平臺、基于SRv6的智能聯(lián)接、全生命周期自動化三類型和高可靠的SLA質(zhì)量，是企業(yè)客戶數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最佳選擇。華為智能礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)解決方案中主要使用的NetEngine8000系列款型如圖5-1所示。圖5-1NetEngine8000系列NetEngine8000系列路由器具有如下優(yōu)勢和價值：超寬的融合承載平臺，最大14.4T/slot，領(lǐng)先業(yè)界1.5倍以上，滿足客戶全場景、大容量業(yè)務(wù)接入需求，一網(wǎng)滿足全業(yè)務(wù)融合承載，且支持設(shè)備向更大進。高密大容量和緊湊插卡盒式設(shè)備，滿足客戶需求的同時，極大節(jié)SRv6是面向未來的新一代極簡協(xié)議，天然支持IPv6，滿足海量地址空間接入；可以標(biāo)識應(yīng)用，實現(xiàn)時延、帶寬等智能選路，保障協(xié)議，簡化了配置。并通過iMasterNCE實現(xiàn)業(yè)務(wù)分鐘級自動開通。37基于iMasterNCE+IFIT的精準(zhǔn)隨流檢測，業(yè)務(wù)質(zhì)量實時可視，分鐘級快速故障NetEngine8000提供完善的網(wǎng)絡(luò)切片功能，具有良好的網(wǎng)絡(luò)資源分配能力，提NetEngine8000支持IPv6路由協(xié)議，包括靜態(tài)路由、OSPFv3、IS-ISv6、BGP4+等協(xié)議，支持IPv6終端的接入、IPv6訪問控制列表和基于IPv6的策略路NetEngine8000還支持IPv4和IPv6雙協(xié)議棧和IPv4/IPv6過渡技術(shù)，解決IPv6與IPv4之間的互通及IPv6孤島之間的互通，增強網(wǎng)絡(luò)的可擴展NetEngineA800本安系列NetEngineA831E/A812E-S面向礦業(yè)能源推出的萬兆/千兆本安路由器，NetEngineA831E支持高達41Gbps的端口容量，支持10GE、GE和FE接口，NetEngineA812E-S支持高達14Gbps的端口容量，支持GE和FE接口，靈活適配各種業(yè)務(wù)；無風(fēng)扇、自然散熱，配合本安箱保證業(yè)務(wù)安全，大幅降低投資成本。同時支持SRv6、網(wǎng)絡(luò)切片、IFIT、Telemetry等豐富特性。NetEngineA800系列本安路由器如圖5-238圖5-2NetEngineA800本安系列NetEngineA800本安系列路由器具有如下優(yōu)勢和價值：即插即用，業(yè)務(wù)自動部署；網(wǎng)絡(luò)切片使能多業(yè)務(wù)一智能監(jiān)測，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量可視，生產(chǎn)穩(wěn)定可靠；一鍵運維，隨流395.2OptiXPTN系列產(chǎn)品OptiXPTN900系列產(chǎn)品中，建議井上核心選用PTN990E，井下基于業(yè)務(wù)訴求，選用PTN980、PTN970C、PTN917-F，在硐室做主干環(huán)節(jié)點或匯聚節(jié)點，這些產(chǎn)品帶寬大、端口和端口種類多、特性豐富；PTN91A-F是萬兆本安款型，體積小、重量OptiXPTN900系列華為OptiXPTN900系列產(chǎn)品是面向分組傳送的簡易運維。PTN900系列具有全媒介接入、全媒介同步、全媒介管理等功能，可組建提高業(yè)務(wù)部署和網(wǎng)絡(luò)運維效率。OptiXPTN900系列產(chǎn)品如圖5-3所示。圖5-3OptiXPTN900系列40路由協(xié)議，支持明/密文認證，具備快速收斂功能，保證在復(fù)雜路由環(huán)境下安全L2VPN、L3VPN業(yè)務(wù)，支持TE（TrafficEngineering）部署，支持靈活QinQ，強大的可擴展組播能力，支持豐富的IPv4/IPv6組播協(xié)議，包括SSM、IGMPv3，IGMPSnooping等特性，可以靈活承載IPTV等視頻業(yè)務(wù)，可以滿足各種規(guī)模的提供完善的網(wǎng)絡(luò)切片功能，具有良好的網(wǎng)絡(luò)資源分配能力，提供面向支持IPv6路由協(xié)議，包括靜態(tài)路由、IS-ISv6等協(xié)議，支持IPv6訪問控制列表和OptiXPTN91A-FOptiXPTN91A-F面向礦業(yè)能源推出的萬兆本安路由器，可支持3*10GE光口，7*GE光口，4*GE電口，靈活適配各種業(yè)務(wù)；無風(fēng)扇、自然散熱，配合本安箱保證業(yè)務(wù)安全，大幅降低投資成本。同時支持網(wǎng)絡(luò)切片、IFIT等豐富特性。OptiXPTN91A-F如圖5-4所示。41圖5-4OptiXPTN91A-FOptiXPTN91A-F具有如下優(yōu)勢和價值：l強大的業(yè)務(wù)承載能力，適應(yīng)傳統(tǒng)的接入需求和新興的業(yè)務(wù)需求，滿足多業(yè)務(wù)融合l全方位可靠性解決方案，從多個層面提供可靠性保護，包括設(shè)備級、網(wǎng)絡(luò)級、業(yè)務(wù)級可靠性，形成了面向整個網(wǎng)絡(luò)的解決方案，滿足企業(yè)對各種業(yè)務(wù)的可靠性需求，99.999％的系統(tǒng)可用性是構(gòu)筑企業(yè)業(yè)務(wù)可靠互聯(lián)的基石。l高精度時鐘解決方案，IEEE1588v2是網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)的精密時鐘同步協(xié)議支撐大規(guī)模組網(wǎng)。外部時鐘源可通過設(shè)置優(yōu)先l智能網(wǎng)絡(luò)控制器NCE，實現(xiàn)全網(wǎng)的實時可視化感知和全生命周期自動化；基于NCE+IFIT的精準(zhǔn)隨流檢測，業(yè)務(wù)質(zhì)量實時可視，分鐘級快速故障定位。425.3AirEngine無線局域網(wǎng)AirEngine9700-M1是WLAN網(wǎng)絡(luò)的控制器，通過控制器對AP進行管理，包括地址分配、配置、漫游等內(nèi)容，部署于井上網(wǎng)絡(luò)中心；AirEngine5761-11EI是本安型AP，替代前期隔爆款型AirEngine6760R-51E，具有更小的體積、更輕的重量，和更好的AirEngine5761-11EIAirEngine5761-11EI是華為發(fā)布的支持Wi-Fi6（802.11ax）標(biāo)準(zhǔn)的本安（本質(zhì)安全）AP，如圖5-5所示。支持2.4GHz（2x2）和5GHz（2x2）雙頻同時提供業(yè)務(wù)，整機 速率可達1.775Gbps。滿足本質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)，具備電氣防爆能力，工業(yè)級設(shè)計，高可靠，圖5-5AirEngine5761-11EIAirEngine5761-11EI具有如下優(yōu)勢和價值：lWi-Fi6（11ax）標(biāo)準(zhǔn)802.11ax作為IEEE802.11最新一代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，可提升高密接入場景下用戶接43支持2.4GHz和5GHz雙頻MU-MIMO，實現(xiàn)AP同一時刻向多個終端發(fā)送數(shù)據(jù)，支持1024QAM調(diào)制，數(shù)據(jù)傳輸效率相比802.11ac（256QAM）提升25%；支持OFDMA技術(shù)，在同一時刻利用不同的子載波向多個終端傳輸數(shù)據(jù)，減少延支持空間復(fù)用技術(shù)，通過BSS著色機制（BSScoloring）使AP和終端可以區(qū)分支持目標(biāo)喚醒時間（Targetwaketime）機制，允許AP與終端之間協(xié)商休眠和喚醒時間，減少終端之間的沖突和不必要的喚醒次數(shù)，節(jié)省終端電l多入多出技術(shù)（MU-MIMO）支持MU-MIMO技術(shù)，最多支持4條空間流：2.4GHz頻段支持2條空間流，5GHz頻段支持2條空間流，MU-MIMO技術(shù)可實現(xiàn)AP同一時刻向多個終端發(fā)送數(shù)據(jù)，無線頻譜資源利用率成倍提升，提高了接入用戶數(shù)和帶寬，全新的1024QAM調(diào)制、更多的子載波、更高效的Symbol調(diào)度等技術(shù)使得2.4GHz射頻速率可達0.575Gbps，5GHz射頻速率可達1.2Gbps，整機速率高達1.775Gbps。合法AP、非法AP以及非Wi-Fi形成的干射功率和信道，以保證網(wǎng)絡(luò)處于最佳的性能狀態(tài)，提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性和用戶體驗。AirEngine9700-M1AirEngine9700-M1是華為面向中大型網(wǎng)絡(luò)推出的無線接入控制器，如圖5-6所示。AirEngine9700-M1最大可管理2048AP，轉(zhuǎn)發(fā)能力120Gbps。可靈活配置無線接44入點的管理數(shù)量。配合華為全系列802.11n/802.11ac/802.11ax無線接入點，可組建圖5-6AirEngine9700-M1AirE