導語：隨著煤礦智能化建設的推進，5G通信技術將發(fā)揮越來越重要的作用。本期轉化果平臺推薦的《礦用5G通信系統(tǒng)》，建立的煤礦5G獨立專網，具有穩(wěn)定可靠、數(shù)據安全、靈活組網等特點，實現(xiàn)了5G融合通信、5G+智能綜采綜掘、5G+高清視頻等典型應用，效果良好！歡迎致電400-1817-969！
一、 KT718（5G）礦用無線通信系統(tǒng)
KT718(5G) 礦用無線通信系統(tǒng)由調度服務器、礦山通用服務器、軟交換核心主機、地面交換機、一體機調度臺、5G 服務器組（核心網）、工作主機、KT624（5G）-S 礦用本安型手機、KJJ1140 礦用隔爆兼本安型萬兆工業(yè)以太環(huán)網交換機、DXJL3072/127J 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源、KT718(5G)-F1 礦用隔爆兼本安型無線基站、礦用隔爆型控制器、煤礦用通信光纜等組成。
1.2 系統(tǒng)特點
①核心網、MEC可下沉礦井，井下控制中心應用集成至MEC，保障采煤面超低時延控制類業(yè)務；
②5G礦用核心網對接礦井生產網絡和辦公網絡，并做數(shù)據安全隔離；
③為煤礦智能化提供高可靠的通信網絡、保障數(shù)據安全及生產數(shù)據不出礦區(qū)；
④利用CPE把礦井下不支持5G的生產設備接入5G網絡；
⑤組網靈活、快速部署。
二、礦用 5G 核心網（地面）
礦用5G核心網是礦用5G無線通信系統(tǒng)的核心設備，針對企業(yè)級用戶定制研發(fā)，采用服務化架構設計，支持虛擬化部署方式，支持控制面和用戶面分離，支持加密和完整性保護，支持UE接入鑒權及認證，支持UE注冊、連接、移動管理，支持用戶數(shù)據存儲管理，支持上行和下行數(shù)據包路由和轉發(fā)等功能。主要用于終端接入控制和移動性管理、會話控制和數(shù)據轉發(fā)、策略控制管理以及跨網絡連接等。
KT718(5G)-K1 礦用隔爆型控制器通過識別上行數(shù)據包的 IP 地址，將符合本地分流的數(shù)據包傳遞給現(xiàn)場就地應用，將從現(xiàn)場就地應用發(fā)送過來的下行數(shù)據與從地面 5G 核心網 UPF 單元發(fā)送過來的下行數(shù)據進行整合，實現(xiàn)井下數(shù)據就地轉發(fā)而無需繞經地面 5G 核心網的功能。礦用隔爆型控制器適用于需要實時就地控制，對數(shù)據傳輸時延要求高的場景。
KT718(5G)-K2 礦用隔爆型基站控制器為井下 5GC 主要用于井下基站設備與地面 5G 核心網通信中斷時，保障井下 5G 網絡獨立運行。適用于井下工作面等需要超高可靠數(shù)據傳輸?shù)膱鼍啊?
KT718(5G)-F1 礦用隔爆兼本安型無線基站為射頻單元主要用于將基帶數(shù)字信號轉換成模擬信號，然后調制成高頻射頻信號，再通過功放單元放大功率，通過天線發(fā)射出去。支持、射頻通道按需開停、本地聯(lián)機調測和軟件升級以及本地/遠程復位等功能。
KT718(5G)-F2 礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站主要用于負責基帶數(shù)字信號處理及上層協(xié)議棧。支持軟件遠程升級，支持連接多核心網等功能。
本安型基站是一種小型化、低功率、分布式設備，針對礦山特殊應用場景定制化研發(fā)一款5G基站。主要功能：將基帶信號轉為射頻信號發(fā)射出去，將接受到的射頻信號轉為基帶信號；BBU控制內RRU傳輸成環(huán)結構。
礦用本安型 5G 雙頻基站主要用于將礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站的基帶數(shù)字信號轉換成模擬信號，然后調制成高頻射頻信號，再通過功放單元放大功率，通過天線發(fā)射出去，從而實現(xiàn)井下 5G SA 信號的有效覆蓋，同時提供 TDD 2.6G，F(xiàn)DD 700M兩個 5G 信號覆蓋。
基站通過天饋接收射頻信號，將接收信號下變頻至中頻信號，并進行放大處理、模數(shù)轉換。發(fā)射通道完成下行信號濾波、數(shù)模轉換、射頻信號上變頻至發(fā)射頻段。提供射頻通道接收信號和發(fā)射信號復用功能，可使接收信號與發(fā)射信號共用一個天線通道，并對接收信號和發(fā)射信號提供濾波功能。
5G 無線接發(fā)器礦用 5G 信號轉換器該設備是一種將高速 5G 信號轉換成有線信號的無線終端設備。CPE 在礦用 5G 系統(tǒng)中作為 5G 終端設備，為非 5G 礦用設備（如：攝像頭，采煤機，掘進機等）提供 5G 網絡接入服務。
礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站集中管理整個基站系統(tǒng)，包括操作維護、信令處理和系統(tǒng)時鐘。提供基站與傳輸網絡的物理接口，完成信息交互。完成上、下行數(shù)據基帶處理功能，并提供與射頻模塊通信的 CPRI 接口。
KJJ127 礦用隔爆型信號傳輸接口采用隔爆設計，符合煤安要求，可提供 GE、10GE、25GE、50GE 等 Ethernet 接口來支持 Ethernet 業(yè)務的接入和傳送。支持自組環(huán)網，可下掛萬兆、千兆、百兆環(huán)網交換機以及各類以太網設備。
礦用本安型手機，支持中國移動、中國聯(lián)通、中國電信 4G 和 5G 頻段，采用大屏設計，高清攝像，支持 VONR 高清語音及高清視頻通話。
16.1 DXJL3072/127J礦用隔爆(兼本安)型鋰離子蓄電池電源
DXJL3072/127J 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源（以下簡稱電源）可用于 5G 設備及其他需要大容量后備電源的系統(tǒng)中。電源由防爆外殼、電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、變壓器、AC/DC 開關電源、DC/DC 電壓變換及顯示屏等組成。
DXJL1344/48J 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源（以下簡稱電源）可用于 5G 設備及其他需要大容量后備電源的系統(tǒng)中。電源由防爆外殼、電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、變壓器、AC/DC 開關電源、DC/DC 電壓變換及顯示屏等組成。
DXJL512/24X 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源（以下簡稱電源）可用于 5G 設備及其他需要大容量后備電源的系統(tǒng)中。電源由防爆外殼、電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、變壓器、AC/DC 開關電源、DC/DC 電壓變換及顯示屏等組成。
17.1 組網方案一：核心網+接入網（二級架構）
專網專用：礦用輕量化 5G 核心網，數(shù)據不出礦區(qū)，安全可控。
組網靈活：基站支持星型和串行組網，適應各種巷道。
架構精簡：支持端到端的切片功能，進一步減少時延。
定制開發(fā)：基站、天線等定制開發(fā)，更加適應井下環(huán)境。
17.1.2 主要設備配備
專網專用：礦用輕量化 5G 核心網，數(shù)據不出礦區(qū)，安全可控。
萬兆承載：萬兆工業(yè)環(huán)網承載 5G 數(shù)據傳輸，支持精確時鐘協(xié)議。
組網靈活：基站支持星型和串行組網，適應各種巷道。
架構精簡：支持 MEC 下沉至工作面、進一步減少時延。
17.2.2 主要設備配備
18.1 系統(tǒng)介紹
項目煤礦通過建設KT718(5G)無線通信專網系統(tǒng)，用于承載智能化建設各類子系統(tǒng)的無線業(yè)務，基于5G網絡逐步推進煤礦井上下各安全生產系統(tǒng)智能化改造，提高經營質效，降低成本，減少直接生產人員，改善安全狀況，優(yōu)化安全生產管理模式，創(chuàng)建本質安全型高產高效礦井，打造成智能化煤礦示范工程，通過本次信息化建設，逐步實現(xiàn)礦井的生產過程自動化、安全監(jiān)控數(shù)字化、安全生產管理智能化的目標。
智能化掘進系統(tǒng)通過 5G 完成集控箱、梭車、連采機之間視頻回傳和控制信號的傳輸、交互；以及調度中心智能化掘進遠控系統(tǒng)與工作面集控中心之間的視頻數(shù)據和控制信號的低延時傳輸，在集控室通過礦用隔爆型控制器 (MEC) 實現(xiàn)對視頻、控制信號的數(shù)據本地分流，數(shù)據就地運算處理。
梭車、連采機上各安裝 2 臺礦用本安型無線信號轉換器 (CPE)，分別與梭車、連采機上的高清攝像頭、PLC 對接，工作視頻、控制信號通過 5G 網絡回傳到集控中心或地面調度室，實現(xiàn)掘進工作狀態(tài)實時監(jiān)控和連采機、梭車的遠程控制。
配備自帶5G模組的礦用本安型高清攝像儀，分別部署于中央變電所、中央水泵房、掘進工作面，5G高清攝像儀自帶5G模組，使用5G專網SIM卡，通過5G網絡實現(xiàn)視頻數(shù)據的回傳至辦公樓調度中心。
5G高清攝像儀上的5G專網SIM卡在核心網采用固定IP地址的方式，保證每臺 5G 高清攝像儀對應的IP地址固定不變，調度中心可以根據IP地址標記攝像儀的位置。
一、 KT718（5G）礦用無線通信系統(tǒng)
KT718(5G) 礦用無線通信系統(tǒng)由調度服務器、礦山通用服務器、軟交換核心主機、地面交換機、一體機調度臺、5G 服務器組（核心網）、工作主機、KT624（5G）-S 礦用本安型手機、KJJ1140 礦用隔爆兼本安型萬兆工業(yè)以太環(huán)網交換機、DXJL3072/127J 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源、KT718(5G)-F1 礦用隔爆兼本安型無線基站、礦用隔爆型控制器、煤礦用通信光纜等組成。
1.2 系統(tǒng)特點
①核心網、MEC可下沉礦井，井下控制中心應用集成至MEC，保障采煤面超低時延控制類業(yè)務；
②5G礦用核心網對接礦井生產網絡和辦公網絡，并做數(shù)據安全隔離；
③為煤礦智能化提供高可靠的通信網絡、保障數(shù)據安全及生產數(shù)據不出礦區(qū)；
④利用CPE把礦井下不支持5G的生產設備接入5G網絡；
⑤組網靈活、快速部署。
二、礦用 5G 核心網（地面）
礦用5G核心網是礦用5G無線通信系統(tǒng)的核心設備，針對企業(yè)級用戶定制研發(fā)，采用服務化架構設計，支持虛擬化部署方式，支持控制面和用戶面分離，支持加密和完整性保護，支持UE接入鑒權及認證，支持UE注冊、連接、移動管理，支持用戶數(shù)據存儲管理，支持上行和下行數(shù)據包路由和轉發(fā)等功能。主要用于終端接入控制和移動性管理、會話控制和數(shù)據轉發(fā)、策略控制管理以及跨網絡連接等。
主要參數(shù)如下：
KT718(5G)-K1 礦用隔爆型控制器通過識別上行數(shù)據包的 IP 地址，將符合本地分流的數(shù)據包傳遞給現(xiàn)場就地應用，將從現(xiàn)場就地應用發(fā)送過來的下行數(shù)據與從地面 5G 核心網 UPF 單元發(fā)送過來的下行數(shù)據進行整合，實現(xiàn)井下數(shù)據就地轉發(fā)而無需繞經地面 5G 核心網的功能。礦用隔爆型控制器適用于需要實時就地控制，對數(shù)據傳輸時延要求高的場景。
主要參數(shù)如下：
KT718(5G)-K2 礦用隔爆型基站控制器為井下 5GC 主要用于井下基站設備與地面 5G 核心網通信中斷時，保障井下 5G 網絡獨立運行。適用于井下工作面等需要超高可靠數(shù)據傳輸?shù)膱鼍啊?
主要參數(shù)如下：
KT718(5G)-F1 礦用隔爆兼本安型無線基站為射頻單元主要用于將基帶數(shù)字信號轉換成模擬信號，然后調制成高頻射頻信號，再通過功放單元放大功率，通過天線發(fā)射出去。支持、射頻通道按需開停、本地聯(lián)機調測和軟件升級以及本地/遠程復位等功能。
主要參數(shù)如下：
KT718(5G)-F2 礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站主要用于負責基帶數(shù)字信號處理及上層協(xié)議棧。支持軟件遠程升級，支持連接多核心網等功能。
本安型基站是一種小型化、低功率、分布式設備，針對礦山特殊應用場景定制化研發(fā)一款5G基站。主要功能：將基帶信號轉為射頻信號發(fā)射出去，將接受到的射頻信號轉為基帶信號；BBU控制內RRU傳輸成環(huán)結構。
主要參數(shù)如下：
礦用本安型 5G 雙頻基站主要用于將礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站的基帶數(shù)字信號轉換成模擬信號，然后調制成高頻射頻信號，再通過功放單元放大功率，通過天線發(fā)射出去，從而實現(xiàn)井下 5G SA 信號的有效覆蓋，同時提供 TDD 2.6G，F(xiàn)DD 700M兩個 5G 信號覆蓋。
主要參數(shù)如下：
九、KT624（5G）礦用無線通信系統(tǒng)
KT624（5G）礦用無線通信系統(tǒng)由工作主機、5G服務器組（核心網）、網絡交換機、防火墻、DXJL2160/127J(A)礦用隔爆兼本安型鋰離子蓄電池電源、KT624(5G)-F礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站、KT624(5G)-F3 礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站、KJJ127（5G）礦用隔爆型信息傳輸接口、KT624(5G)-F1礦用隔爆兼本安型無線基站、KT624(5G)-S礦用本安型手機、煤礦用通信光纜等組成。
十、KT624(5G)-F礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站
礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站為中繼轉換處理單元，主要包括：高速接口模塊、信號處理單元、擴展接口和電源模塊，接收BBU發(fā)送的下行基帶數(shù)據，并向BBU發(fā)送上行基帶數(shù)據，實現(xiàn)與BBU的通信。將從BBU接收的數(shù)據下發(fā)到5G基站，也可將5G基站數(shù)據上傳到BBU。
主要參數(shù)如下：
基站通過天饋接收射頻信號，將接收信號下變頻至中頻信號，并進行放大處理、模數(shù)轉換。發(fā)射通道完成下行信號濾波、數(shù)模轉換、射頻信號上變頻至發(fā)射頻段。提供射頻通道接收信號和發(fā)射信號復用功能，可使接收信號與發(fā)射信號共用一個天線通道，并對接收信號和發(fā)射信號提供濾波功能。
主要參數(shù)如下：
5G 無線接發(fā)器礦用 5G 信號轉換器該設備是一種將高速 5G 信號轉換成有線信號的無線終端設備。CPE 在礦用 5G 系統(tǒng)中作為 5G 終端設備，為非 5G 礦用設備（如：攝像頭，采煤機，掘進機等）提供 5G 網絡接入服務。
主要參數(shù)如下：
礦用隔爆型數(shù)據傳輸分站集中管理整個基站系統(tǒng)，包括操作維護、信令處理和系統(tǒng)時鐘。提供基站與傳輸網絡的物理接口，完成信息交互。完成上、下行數(shù)據基帶處理功能，并提供與射頻模塊通信的 CPRI 接口。
主要參數(shù)如下：
KJJ127 礦用隔爆型信號傳輸接口采用隔爆設計，符合煤安要求，可提供 GE、10GE、25GE、50GE 等 Ethernet 接口來支持 Ethernet 業(yè)務的接入和傳送。支持自組環(huán)網，可下掛萬兆、千兆、百兆環(huán)網交換機以及各類以太網設備。
主要參數(shù)如下：
礦用本安型手機，支持中國移動、中國聯(lián)通、中國電信 4G 和 5G 頻段，采用大屏設計，高清攝像，支持 VONR 高清語音及高清視頻通話。
主要參數(shù)如下：
16.1 DXJL3072/127J礦用隔爆(兼本安)型鋰離子蓄電池電源
DXJL3072/127J 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源（以下簡稱電源）可用于 5G 設備及其他需要大容量后備電源的系統(tǒng)中。電源由防爆外殼、電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、變壓器、AC/DC 開關電源、DC/DC 電壓變換及顯示屏等組成。
主要參數(shù)如下：
DXJL1344/48J 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源（以下簡稱電源）可用于 5G 設備及其他需要大容量后備電源的系統(tǒng)中。電源由防爆外殼、電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、變壓器、AC/DC 開關電源、DC/DC 電壓變換及顯示屏等組成。
主要參數(shù)如下：
DXJL512/24X 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源（以下簡稱電源）可用于 5G 設備及其他需要大容量后備電源的系統(tǒng)中。電源由防爆外殼、電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、變壓器、AC/DC 開關電源、DC/DC 電壓變換及顯示屏等組成。
主要參數(shù)如下：
17.1 組網方案一：核心網+接入網（二級架構）
專網專用：礦用輕量化 5G 核心網，數(shù)據不出礦區(qū)，安全可控。
組網靈活：基站支持星型和串行組網，適應各種巷道。
架構精簡：支持端到端的切片功能，進一步減少時延。
定制開發(fā)：基站、天線等定制開發(fā)，更加適應井下環(huán)境。
17.1.2 主要設備配備
17.2 組網方案二：核心網+承載網+接入網（二級架構）
專網專用：礦用輕量化 5G 核心網，數(shù)據不出礦區(qū)，安全可控。
萬兆承載：萬兆工業(yè)環(huán)網承載 5G 數(shù)據傳輸，支持精確時鐘協(xié)議。
組網靈活：基站支持星型和串行組網，適應各種巷道。
架構精簡：支持 MEC 下沉至工作面、進一步減少時延。
17.2.2 主要設備配備
18.1 系統(tǒng)介紹
項目煤礦通過建設KT718(5G)無線通信專網系統(tǒng)，用于承載智能化建設各類子系統(tǒng)的無線業(yè)務，基于5G網絡逐步推進煤礦井上下各安全生產系統(tǒng)智能化改造，提高經營質效，降低成本，減少直接生產人員，改善安全狀況，優(yōu)化安全生產管理模式，創(chuàng)建本質安全型高產高效礦井，打造成智能化煤礦示范工程，通過本次信息化建設，逐步實現(xiàn)礦井的生產過程自動化、安全監(jiān)控數(shù)字化、安全生產管理智能化的目標。
18.2 現(xiàn)場設備部署
智能化掘進系統(tǒng)通過 5G 完成集控箱、梭車、連采機之間視頻回傳和控制信號的傳輸、交互；以及調度中心智能化掘進遠控系統(tǒng)與工作面集控中心之間的視頻數(shù)據和控制信號的低延時傳輸，在集控室通過礦用隔爆型控制器 (MEC) 實現(xiàn)對視頻、控制信號的數(shù)據本地分流，數(shù)據就地運算處理。
梭車、連采機上各安裝 2 臺礦用本安型無線信號轉換器 (CPE)，分別與梭車、連采機上的高清攝像頭、PLC 對接，工作視頻、控制信號通過 5G 網絡回傳到集控中心或地面調度室，實現(xiàn)掘進工作狀態(tài)實時監(jiān)控和連采機、梭車的遠程控制。
配備自帶5G模組的礦用本安型高清攝像儀，分別部署于中央變電所、中央水泵房、掘進工作面，5G高清攝像儀自帶5G模組，使用5G專網SIM卡，通過5G網絡實現(xiàn)視頻數(shù)據的回傳至辦公樓調度中心。
5G高清攝像儀上的5G專網SIM卡在核心網采用固定IP地址的方式，保證每臺 5G 高清攝像儀對應的IP地址固定不變，調度中心可以根據IP地址標記攝像儀的位置。
