井下LTE+高精度定位解決方案

井下4G+高精度定位解決方案能源礦山行業(yè)解決方案2023年12月Content目錄01.4G數(shù)字化礦山需求02.4G數(shù)字化礦山方案方案優(yōu)勢和亮點03./01.4G數(shù)字化礦山需求數(shù)字化智能礦山的發(fā)展移動寬帶和智能終端的普及，推動數(shù)字化智能礦山的蓬勃發(fā)展0118001600140012001000

800

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400200(單位:百萬)全球移動智能終端的迅猛發(fā)展Desktop

PCSmartphonesMobile

PCMedia

Tablets*據(jù)咨詢公司Gartner提供數(shù)據(jù)

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2014伴隨LTE的規(guī)模運營和移動智能終端的廣泛普及，移動辦公蓬勃發(fā)展。02移動辦公提供了更佳的用戶體驗和更高的辦公效率。03越來越多的人在工作中使用自己便攜的移動設(shè)備，包含智能手機(jī)和平板電腦。04移動寬帶和智能終端的普及推礦山自動化、數(shù)字化、智能化生產(chǎn)快速發(fā)展。數(shù)字化智能礦山對無線通信系統(tǒng)的要求01防爆安全：要求無線通信系統(tǒng)和終端設(shè)備工作穩(wěn)定、性能可靠，符合隔爆與本安要求。02移動通訊：要求無線通信系統(tǒng)能夠滿足基本語音、短信等需求，并且能與公網(wǎng)互聯(lián)互通。03井下覆蓋：要求井下無線通信系統(tǒng)滿足井下巷道長、分層多以及金屬屏蔽多等特殊場景需求，滿足本安標(biāo)準(zhǔn)。04無線寬帶：要求無線通信系統(tǒng)提供高速數(shù)據(jù)能力，滿足視頻監(jiān)控、視頻通話、定位和生產(chǎn)采集數(shù)據(jù)無線高速傳輸。05集群調(diào)度：要求井下各工種之間、地面與井下之間能夠協(xié)同工作、即時通訊、統(tǒng)一指揮調(diào)度等集群通信功能。06精確定位：要求對井下施工作業(yè)人員和車輛進(jìn)行精確定位，定位信息實時傳送給指揮調(diào)度中心，顯示人員和車輛的實時位置。數(shù)字化智能礦山對無線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的需求運輸檢驗視頻監(jiān)控視頻通話動態(tài)視頻調(diào)度生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息行業(yè)眾多領(lǐng)域均存在移動寬帶和精確定位的需求精確定位信息UWB01數(shù)據(jù)寬帶化行業(yè)應(yīng)用需求和公網(wǎng)業(yè)務(wù)爆炸性增長，需要高速快捷的平臺以支持更豐富的應(yīng)用。020304業(yè)務(wù)多媒體化除傳統(tǒng)語音外，對數(shù)據(jù)集群，特別是動態(tài)視頻集群業(yè)務(wù)，需求越來越強(qiáng)烈。工業(yè)自動化井下精確定位信息、環(huán)境監(jiān)測信息、智能控制信息、設(shè)備工作狀態(tài)信息、災(zāi)害預(yù)警信息等，實現(xiàn)集中管理。投資低成本化需縮短建網(wǎng)周期，提升投資回報比。05終端多樣化形式多樣化、多模化、通用化。。。。。。。數(shù)字化智能礦山對無線通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)和功能需求VoLTE語音電話點對點視頻IM即時消息集群調(diào)度通信：語音調(diào)度、視頻調(diào)度實現(xiàn)與公網(wǎng)用戶互通實現(xiàn)2G/3G和4G用戶互通井上井下視頻監(jiān)控運輸線路可視化管理環(huán)境監(jiān)測：采集井下環(huán)境數(shù)據(jù)并回傳給監(jiān)測分析中心溫度、濕度、可燃性氣體濃度等設(shè)備監(jiān)控：采集井上井下生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)信息并回傳給生產(chǎn)管理中心移動辦公：訪問公司內(nèi)網(wǎng)，處理內(nèi)網(wǎng)郵件，內(nèi)部IM通訊等井下人員、車輛精確定位/02.4G數(shù)字化礦山方案4G數(shù)字化智能礦山方案概述萬兆光纖傳輸環(huán)網(wǎng)運營商傳輸網(wǎng)煤礦傳輸網(wǎng)煤礦生產(chǎn)辦公煤礦有線調(diào)度

核心網(wǎng)eNB煤礦4G核心網(wǎng)運營商4G公網(wǎng)煤礦井上煤礦井下4G+UWB定位基站4G+UWB定位基站定向天線定向天線定向天線煤礦4G手機(jī)無線監(jiān)控數(shù)據(jù)終端車輛定位人員定位無線監(jiān)測煤礦4G手機(jī)公網(wǎng)4G手機(jī)一網(wǎng)：井下采用公網(wǎng)頻點4G基站覆蓋，通過礦山4G核心網(wǎng)與電信的核心網(wǎng)對接，實現(xiàn)井下4G專網(wǎng)和井上電信4G公網(wǎng)“一網(wǎng)”覆蓋。一站：井下采用一體化4G+UWB基站，同時支持4G無線和UWB精確定位“一站”式覆蓋，提高性價比，降低傳輸、工程安裝和維護(hù)成本。一機(jī)：使用定制全網(wǎng)通手機(jī)，使用電信4G手機(jī)卡，接入井下4G網(wǎng)絡(luò)和井上電信4G網(wǎng)絡(luò)。井上、井下用戶均可與三大運營商的公網(wǎng)用戶進(jìn)行語音、短信互通。一卡、一號：礦山用戶統(tǒng)一采用電信的公網(wǎng)4G手機(jī)卡和手機(jī)號碼，無需更換號碼。一體化調(diào)度：4G核心網(wǎng)可與礦山調(diào)度系統(tǒng)和固話交換機(jī)對接，實現(xiàn)有線用戶、4G無線用戶一體化調(diào)度。視頻調(diào)度：可擴(kuò)展支持視頻調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)4G手機(jī)之間，以及與調(diào)度指揮中心之間的可視化調(diào)度功能。精確定位：井下4G綜合通信分站支持UWB定位功能，可實現(xiàn)人員、車輛等精確定位，定位信息實時傳送至后臺指揮中心。NB物聯(lián)網(wǎng)：未來井下4G綜合通信分站可支持NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)功能，可實現(xiàn)井下各種傳感器采集信息回傳。4G數(shù)字化智能礦山方案：4G寬帶通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)移動基站聯(lián)通基站電信基站井下專網(wǎng)用戶礦山本地寬帶網(wǎng)絡(luò)Internet移動公網(wǎng)用戶電信公網(wǎng)用戶井下覆蓋井上覆蓋井上充分利用電信的4G無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋；井下根據(jù)容量要求，可采用電信1.8GHz單頻點或1.8GHz+2.1GHz雙頻點本案基站，支持UWB定位功能；礦山用戶使用電信公網(wǎng)號碼；礦山4G專網(wǎng)核心網(wǎng)與電信的核心網(wǎng)對接，實現(xiàn)礦山手機(jī)與三大運營商的語音、短信業(yè)務(wù)；礦山4G專網(wǎng)核心網(wǎng)與本地有線寬帶網(wǎng)絡(luò)對接，礦山手機(jī)通過本地有線寬帶訪問互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)手機(jī)上網(wǎng)業(yè)務(wù)功能。中國電信核心網(wǎng)礦山4G專網(wǎng)核心網(wǎng)中國移動核心網(wǎng)中國聯(lián)通核心網(wǎng)井上專網(wǎng)用戶聯(lián)通公網(wǎng)用戶井下專網(wǎng)用戶井下專網(wǎng)用戶井下4G+UWB基站中國移動網(wǎng)絡(luò)中國電信網(wǎng)絡(luò)中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)4G數(shù)字化智能礦山方案：與調(diào)度系統(tǒng)對接多媒體調(diào)度系統(tǒng)，全面接管調(diào)度礦區(qū)原有固話、2G、3G專網(wǎng)用戶；最終實現(xiàn)固話、2G、3G、4G用戶統(tǒng)一調(diào)度；可擴(kuò)展支持4G視頻調(diào)度；可實現(xiàn)與礦山已建有線語音調(diào)度系統(tǒng)對接；業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)固定/移動一體化調(diào)度。指揮調(diào)度中心SIPBTS調(diào)度服務(wù)器AGCFiMag多媒體調(diào)度系統(tǒng)ApBSC礦山原有3G網(wǎng)絡(luò)礦上原有固定電話用戶線SIPIMS核心網(wǎng)CSCFLTE核心網(wǎng)

井下用戶MMES/P-GWSIPSIPMGCF電信關(guān)口局井上用戶MapAgentSIPSIP4G數(shù)字化智能礦山方案：UWB精確定位定位技術(shù)定位精度安全性穿透性抗干擾功耗傳輸速率傳輸距離建設(shè)成本藍(lán)牙2~10米較高好較弱較低0.7~2Mbps10m低RFID區(qū)域性定位較低差弱極低不支持雙向通信5m極低WiFi5~10米低較差較強(qiáng)較高近距離最高300Mbps30m較低Zigbee3~5米較高好較強(qiáng)低250kbps70m低UWB6~15厘米極高好強(qiáng)低近距離可達(dá)1Gbps80m高紅外線5~10米高差強(qiáng)高無近高幾種無線定位技術(shù)對比UWB精確定位技術(shù)具有精度高、安全性高、穿透能力強(qiáng)等明顯優(yōu)勢，是未來井下精確定位發(fā)展趨勢。4G數(shù)字化智能礦山方案：UWB精確定位井下本安4G綜合基站，集成UWB高精度定位功能；井下人員及車輛全部安裝UWB定位標(biāo)簽；人員及車輛的定位數(shù)據(jù)通過傳輸環(huán)網(wǎng)，實時傳送給井上的定位后臺處理系統(tǒng)，可以在定位后臺實現(xiàn)人員和車輛管理、標(biāo)簽管理以及井下實時定位觀測；定位后臺系統(tǒng)將車輛定位數(shù)據(jù)報給調(diào)度中心，調(diào)動中心可實現(xiàn)車輛的相關(guān)調(diào)度工作，提升車輛使用效率，大大降低生產(chǎn)成本；業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)“4G移動通信+UWB精確定位”一體化基站，減少客戶投資和后期維護(hù)費用。車輛人員調(diào)度中心定位服務(wù)器定位后臺系統(tǒng)本安4G綜合基站（集成UWB定位）可定制UWB定位標(biāo)簽名稱參數(shù)規(guī)格最大位移速度40km/h尺寸52mmx59mmx9mm重量小于50g功耗小于1W供電300mAh鋰電池標(biāo)簽待機(jī)時間每天8小時，續(xù)航2周工作溫度-40℃～85℃（濕度5%～95%無凝露）4G數(shù)字化智能礦山方案：UWB精確定位通信終端和定位卡綁定：將通信終端和定位卡進(jìn)行綁定；綁定方式可以是一個物理設(shè)備，也可是兩個獨立設(shè)備通過后臺進(jìn)行關(guān)聯(lián)綁定；通訊終端上安裝APP，接收后臺的推送的定位信息和地圖信息。定位和通訊后臺融合：提供傳統(tǒng)定位后臺的定位顯示、軌跡回放、考勤管理、數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計分析等功能；將定位信息和地圖信息推送給通訊終端，實現(xiàn)井下導(dǎo)航；根據(jù)管理權(quán)限，將相關(guān)人員位置信息推送給調(diào)度員通訊終端，實現(xiàn)實時現(xiàn)場調(diào)度。定位和通訊融合新功能：井下導(dǎo)航：定位后臺把位置信息和地圖信息推送給通訊終端，結(jié)合導(dǎo)航軟件，可以實現(xiàn)井下實時導(dǎo)航，可以實現(xiàn)類似滴滴叫車接送服務(wù)以及物質(zhì)設(shè)備的遞送服務(wù)?，F(xiàn)場調(diào)度：井下現(xiàn)場調(diào)度人員根據(jù)權(quán)限，可以在終端上獲得附近相關(guān)人員、車輛的實時位置，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時指揮調(diào)度，提高調(diào)度效率；基于位置的呼叫：人員、定位卡和終端三者綁定，在顯示系統(tǒng)上看到某個人員，可以直接點擊進(jìn)行呼叫，提高通訊效率。。。。。。。4G數(shù)字化智能礦山方案：4G+UWB綜合站無線橋接方案4G+UWB定位基站，采用雙頻方案：B12.1GHz+B31.8GHz；采用1.8GHz頻點覆蓋井下通訊終端的數(shù)據(jù)和語音；采用2.1GHz頻點作為無線橋接回傳的頻點；上一級無線回傳的數(shù)據(jù)加上本級覆蓋的數(shù)據(jù)合路一起，無線回傳給上一級4G基站，直至最后一級基站能夠直接接到光纖傳輸環(huán)網(wǎng)；采用雙頻點方案，可以完全消除井下終端覆蓋和無線回傳橋接之間的干擾；大大提升無線橋接的效果。萬兆光纖傳輸環(huán)網(wǎng)煤礦井下4G+UWB定位基站4G+UWB定位基站定向天線定向天線定向天線煤礦4G手機(jī)無線監(jiān)控數(shù)據(jù)終端車輛定位人員定位無線監(jiān)測LTE無線橋接LTE無線橋接LTE頻點f1用于井下無線覆蓋LTE頻點f2用于無線橋接主要業(yè)務(wù)功能匯總：語音、數(shù)據(jù)、調(diào)度、精確定位業(yè)務(wù)1VoLTE語音電話短消息集群語音單呼通話集群語音組呼通話優(yōu)先級呼叫話權(quán)優(yōu)先級通話狀態(tài)顯示用戶狀態(tài)顯示等等語音和集群2語音和視頻調(diào)度群組管理和調(diào)度動態(tài)重組用戶調(diào)度多選呼叫強(qiáng)插、強(qiáng)拆等等調(diào)度功能3高速移動寬帶數(shù)據(jù)為自動化、智能化生產(chǎn)提供高速無線寬帶數(shù)據(jù)通道高清視頻監(jiān)控等等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)4圖形化定位顯示實時位置監(jiān)控人員和設(shè)備管理車輛速度管理歷史軌跡回放區(qū)域控制和報警管理考勤或統(tǒng)計管理地圖管理WEB訪問數(shù)據(jù)存儲和維護(hù)可定制開發(fā)拓展功能UWB精確定位/03.優(yōu)勢和亮點優(yōu)勢和亮點1：支持多種通信方式接入和一體化調(diào)度與已建專網(wǎng)對接與礦山原有固話有線電話網(wǎng)對接與礦山原有2G/3G無線專網(wǎng)對接語音互通與礦山原有2G/3G用戶和固話用戶語音互通與運營商公網(wǎng)2G/3G用戶和固話語音互通一體化調(diào)度礦山固話、2G/3G/4G手機(jī)用戶統(tǒng)一調(diào)度業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)固定/移動一體化調(diào)度高精度定位人員和車輛高精度定位及管理，1米級定位精度可實現(xiàn)基于車輛定位的派車調(diào)度管理與原有調(diào)度對接與礦山原有語音調(diào)度系統(tǒng)對接與運營商對接可與運營商2G/3G/4G移動公網(wǎng)對接可與運營商有線固話網(wǎng)路對接礦山4G解決方案優(yōu)勢和亮點2：電信級的核心網(wǎng)軟硬件平臺高融合度：一體化核心網(wǎng)產(chǎn)品，符合相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，單個物理節(jié)點集成了全套4G核心網(wǎng)EPC和IMS核心網(wǎng)功能，可擴(kuò)展支持NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)功能；高集成度：基于全I(xiàn)P平臺，方便維護(hù)使用，采用高性能服務(wù)器硬件和模塊化大容量軟件設(shè)計，實現(xiàn)大容量和高吞吐量；高可靠性：采用電信級的軟件和硬件設(shè)計，滿足7*24小時連續(xù)運行的電信的可靠性要求；維護(hù)便捷：采用客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，方便組網(wǎng)和維護(hù)，所有網(wǎng)元的維護(hù)操作可以通過本地和遠(yuǎn)程方式完成；功能完善：支持各種3G/4G移動終端、固話、IP智能終端的接入，支持VoLTE語音、視頻通話，以及即時消息、群組管理、集群調(diào)度等豐富的業(yè)務(wù)功能，支持與運營商移動和固話網(wǎng)絡(luò)對接。6U一體化核心網(wǎng)名稱6U一體化核心網(wǎng)2U一體化核心網(wǎng)同時附著用戶數(shù)LTE12K，NB-IoT20KLTE1K~5K同時激活承載數(shù)LTE24K，NB-IoT40KLTE2K~10K支持基站數(shù)最大256個eNodeB最大64個eNodeB典型吞吐量LTE6Gbps，NB-IoT50Mbps（CP模式），NB-IoT2Gbps（UP模式）LTE1G~2Gbps外部接口不少于1個RJ45接口，1個RS232串口、2個標(biāo)準(zhǔn)USB接口、1個VGA接口2個GE網(wǎng)口（可擴(kuò)展），1個VGA接口、4個標(biāo)準(zhǔn)USB接口電源供電支持1+1冗余備份電源，交流220V50Hz或直流負(fù)48V供電，典型配置功耗小于1100W交流220V50Hz供電，典型配置功耗小于250W尺寸重量標(biāo)準(zhǔn)6U高，高266mm，寬486mm，深385mm，滿配重量小于33kg標(biāo)準(zhǔn)2U高，高88mm，寬482mm，深550mm，滿配重量小于13kg環(huán)境指標(biāo)工作溫度-5℃～50℃（濕度5%～85%）存儲溫度-40℃～70℃（濕度5%～95%）工作溫度-10℃～55℃（濕度5%～85%）存儲溫度-40℃～70℃（濕度5%～95%）2U一體化核心網(wǎng)優(yōu)勢和亮點3：采用井下一體化4G+UWB基站業(yè)界首次實現(xiàn)4G基站+UWB定位基站一體化設(shè)計，電信級軟硬件平臺，體積小、集成度高。支持FD-LTE1.8GHz單頻或1.8GHz+2.1GHz雙頻，支持2T2R或4T4R雙通道，支持MIMO智能天線技術(shù)。4G載波帶寬5MHz/10MHz/15MHz/20MHz靈活可調(diào)，4G通信峰值吞吐量達(dá)到300mbps。支持基于UWB的高精度定位，達(dá)到1米級定位精度。一體化基站4G與UWB模塊共用天線、共用傳輸，井下覆蓋半徑可達(dá)350米，大大提升性價比，降低客戶投資和維護(hù)成本。全I(xiàn)P傳輸，靈活方便，采用多種高效功放技術(shù)，覆蓋距離遠(yuǎn)，設(shè)備功耗低，減少基站數(shù)量；采用被動式散熱設(shè)計，無噪音。符合井下本安和隔爆要求，適應(yīng)復(fù)雜的井下環(huán)境，成熟、可靠、穩(wěn)定。可選配多種接口：廣播接口、千兆光口、百兆光口/電口、模擬視頻口、RS485接口、電話接口和監(jiān)測接口。礦用隔爆兼本安基站名稱4G基站功能UWB功能工作頻段F1800：1.8GHz公網(wǎng)F1821：1.8GHz+2.1GHz公網(wǎng)T1800：1.8GHz專網(wǎng)3.5GHz/4GHz發(fā)射功率24dBm（單通道250mW）12dBm載波帶寬20MHz500MHz用戶容量每小區(qū)200用戶每小區(qū)300張定位標(biāo)簽最大移動速度120km/h40km/h最大覆蓋半徑350米尺寸466.5mmx300mmx175.6mm重量35kg功耗20W（一體化基站，不含本安電源）工作溫度長期工作溫度-15℃～45℃（濕度5%～95%無凝露）礦用本安基站優(yōu)勢和亮點3：采用井下一體化4G+UWB基站業(yè)界首次實現(xiàn)4G基站+UWB定位基站一體化設(shè)計，電信級軟硬件平臺，體積小、集成度高。名稱4G基站功能UWB功能工作頻段F1800：1.8GHz公網(wǎng)F1821：1.8GHz+2.1GHz公網(wǎng)T1800：1.8GHz專網(wǎng)3.5GHz/4GHz發(fā)射功率24dBm（單通道250mW）12dBm載波帶寬20MHz500MHz用戶容量每小區(qū)200用戶每小區(qū)300張定位標(biāo)簽最大移動速度120km/h40km/h最大覆蓋半徑350米功耗20W（一體化基站，不含本安電源）工作溫度長期工作溫