【华为】新一代井下网络技术白皮书_16页_7mb

华为与山东能源集团煤矿井下新一代网络技术白皮书总结

核心内容

本白皮书由山东能源集团有限公司与华为技术有限公司联合发布，旨在探讨煤矿井下新一代网络技术的应用与发展，以应对煤矿智能化带来的通信网络挑战，推动煤矿行业向更安全、更高效、更智能的方向发展。

主要观点

• 煤矿智能化发展对通信网络提出了更高的要求，包括大带宽、低时延、高可靠和多业务综合承载。
• 井下网络面临多网林立、网络风暴、带宽不足、无线覆盖不全、运维困难等挑战。
• 新一代网络解决方案采用“SDN + 切片”架构，结合IPv6+、SRv6、IFIT、Wi-Fi 6等技术，实现一网承载、业务隔离、智能运维、高可靠性、超大带宽等目标。

关键信息

煤矿智能化业务发展对通信网络的要求

1. 传输带宽大：井下需支持高清视频、远程控制等业务，单个工作面需4Gbit/s以上带宽。
2. 传输时延小：井下网络时延应不大于20ms，以满足远程控制需求。
3. 可靠性高：网络可靠性需大于99.99%，保障关键业务的连续性。
4. 多业务综合承载：需支持视频、控制、监测、通信等业务共存，避免互相干扰。

煤矿井下网络的现状与挑战

• 现状：当前煤矿井下网络包括有线调度通信网、安全监测监控网、工业以太网、5G通信网和工业视频网。
• 挑战：
  • 多网林立，造成网络重复建设。
  • 网络风暴影响业务稳定性。
  • 带宽不足，无法满足未来业务增长需求。
  • 无线覆盖不全，影响移动设备应用。
  • 运维复杂，故障排查耗时。

煤矿井下新一代网络解决方案

• 定义：基于“SDN + 切片”架构，采用“IPv6+”技术，实现井下多种业务统一承载。
• 架构：分为井上核心、井下骨干、井下接入三层，支持切片隔离、路由转发、网络自愈等功能。
• 关键特征：
  • 一网承载，实现业务隔离。
  • 超宽覆盖，支持5G与Wi-Fi 6共部署。
  • 智能运维，支持分钟级故障定位。
  • 网络高可靠，支持快速倒换与广播风暴抑制。
  • 带宽易扩展，支持未来5-10年带宽需求。
• 关键技术：
  • 网络切片技术：实现业务隔离与带宽分配。
  • SRv6技术：支持路径优化与故障快速恢复。
  • 高精时钟同步技术：满足5G基站时间同步需求。
  • 随流检测技术（IFIT）：实现业务质量实时监测。
  • Wi-Fi 6远距离覆盖技术：支持井下无线全覆盖与定位系统融合。

井下新一代网络优势

• 一网打尽、一切到底：支持多种业务统一承载，减少网络节点数量。
• 稳定可靠、避免环路：采用三层组网，避免广播风暴。
• 超大带宽、弹性扩展：支持五万兆/十万兆带宽，满足未来业务增长。
• 5G承载、Wi-Fi覆盖：支持5G网络部署，满足远程控制与视频传输需求。
• 智能运维、快速定障：实现业务质量可视、可管、可控，提升运维效率。

应用场景

• 5G业务承载：用于综采面、掘进面等移动业务场景。
• 安全监测监控：通过切片技术保障数据传输的稳定性。
• 远程控制：保障采掘设备控制的低时延、高可靠。
• 视频传输：支持高清视频监控与智能分析。
• 人员定位及语音通信：结合Wi-Fi 6与UWB实现高精度定位与无线通信。
• 无轨胶轮车、电机车等场景：实现远程无人监控与自动巡检。

实践案例

• 李楼煤业有限公司：
  • 部署了新一代网络，实现业务切片隔离与带宽动态分配。
  • 网络带宽提升10倍，网络容量提升5倍。
  • 通过切片网络解决传统网络存在的多网重复、运维困难、带宽不足等问题。
  • 实现网络自愈时间小于50ms，故障定位时间缩短至分钟级。
  • 通过SDN控制器实现智能路由调整与业务保障。

总结与展望

煤矿井下新一代网络技术是实现煤矿智能化的重要支撑，其采用的网络切片、SRv6、IFIT等技术有效解决了传统网络的诸多问题。未来，随着煤矿智能化水平的提升，新一代网络将进一步承载更多智能应用，推动行业向“少人则安、无人则安、智能生产、降本增效”的方向发展。同时，需要产学研合作，共同推动技术标准制定与网络实践落地。

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