banner.jpg)
[中國，武漢，2021年11月21日] 今日，作為2021中國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會的重要活動，主題為“5G礦山，掘進未來”的5G+礦山分論壇在武漢隆重召開，華為5G產(chǎn)品線總裁彭紅華發(fā)表了題為“5G DMN智慧礦山創(chuàng)新解決方案，重定義地下通信網(wǎng)絡(luò)”的主題演講。他指出：“基于5G DMN（地下移動通信網(wǎng)絡(luò)）愿景的連接泛在、性能極致、一網(wǎng)多能、運維極簡4個技術(shù)體系，華為提出了5G DMN的技術(shù)創(chuàng)新方向，構(gòu)建全彈性、全感知、全融合的網(wǎng)絡(luò)，解決礦山行業(yè)在數(shù)智化轉(zhuǎn)型中遇到的關(guān)鍵問題，助力打造智能感知、智能決策和自動執(zhí)行的智能化體系。”
圖：華為5G產(chǎn)品線總裁彭紅華在2021中國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會發(fā)表演講
以煤礦為代表的礦山行業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用。利用5G等新一代信息通信技術(shù)可以加速礦山的全面數(shù)智化轉(zhuǎn)型進程，以實現(xiàn)少人化、無人化，為礦山行業(yè)帶來提質(zhì)、降本、減碳和增效等巨大價值。5G在智慧礦山中應(yīng)用廣泛，包括數(shù)據(jù)回傳、智能巡檢、裝備遠程控制、智能調(diào)度等，其網(wǎng)絡(luò)需求可以歸納為：千兆上行能力、E2E 20ms的低時延、米級的準定位、每年故障時間小于5-50分鐘的高可用網(wǎng)絡(luò)等。
在煤礦智能化探索中，我們發(fā)現(xiàn)當前地下通信網(wǎng)絡(luò)存在4大挑戰(zhàn)：環(huán)境復(fù)雜、性能挑戰(zhàn)大、多網(wǎng)并存和運維困難。地下環(huán)境復(fù)雜，存在瓦斯、粉塵、水害等多種雜質(zhì)，對網(wǎng)絡(luò)干擾大，另外多為狹長線狀分布，地下低發(fā)射功率和特殊傳播環(huán)境容易造成覆蓋受限。性能挑戰(zhàn)大主要表現(xiàn)在上行速率以及定位需求。地下人員、環(huán)境和生產(chǎn)對安全監(jiān)控需求迫切，僅2公里采煤巷道需部署40~60個攝像頭，綜采面需部署攝像頭的密度更高，對上行需求大。礦山監(jiān)控管理、應(yīng)急救援、智能作業(yè)等也都需要較高精度的定位。目前地下多網(wǎng)并存，語音呼叫有2G、3G、4G和有線，物聯(lián)有NB-IoT、2G、LoRa和Sigfox等技術(shù)，定位有UWB、ZigBee等，控制有局域網(wǎng)工業(yè)總線等，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、決策和執(zhí)行能力都過于分散，易形成數(shù)據(jù)孤島，從而影響智能化決策。這些不同網(wǎng)絡(luò)的運營管理平臺是相互獨立，帶來運維困難、運維效率低且無法形成協(xié)同。這4大挑戰(zhàn)一定程度制約了礦山全面智能化發(fā)展，亟待利用5G加快數(shù)智化轉(zhuǎn)型進程。
5G DMN構(gòu)想，重定義了地下移動通信網(wǎng)絡(luò)，未來將會形成天地通信、地面通信、地下通信三張通信網(wǎng)。當前地面通信作為廣域大覆蓋場景，2G、3G、4G和5G移動通信體系已非常成熟并持續(xù)演進，但礦山等地下場景作為相對獨立的狹長封閉空間，在無線電傳播特征、網(wǎng)絡(luò)部署及應(yīng)用的安全性、可靠性、可用性等方面均具有獨特性。為了更好地推動技術(shù)標準和產(chǎn)業(yè)成熟，解決礦山智能化當前面臨的挑戰(zhàn)并能夠長期持續(xù)發(fā)展，中國移動和華為聯(lián)合提出了5G DMN創(chuàng)新解決方案構(gòu)想，重定義地下移動通信網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)于礦山的全面智能化升級。
圖：DMN地下移動通信網(wǎng)絡(luò)，未來三張通信網(wǎng)之一
基于5G DMN愿景的連接泛在、性能極致、一網(wǎng)多能、運維極簡4個技術(shù)體系，華為提出了5G DMN的技術(shù)創(chuàng)新方向，構(gòu)建地下通信全彈性、全感知、全融合的網(wǎng)絡(luò)。5G DMN創(chuàng)新解決方案，旨在解決礦山行業(yè)在數(shù)智化轉(zhuǎn)型過程中遇到的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，助力打造智能感知、智能決策、自動執(zhí)行的礦山智能化體系。5G DMN將通過重定義連接、重定義能力、重定義場景，建設(shè)一張極簡、智能、意圖驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)，滿足地下作業(yè)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)處理、遠程控制等應(yīng)用要求，助力實現(xiàn)智慧礦山。
圖：5G DMN技術(shù)創(chuàng)新方向，構(gòu)建地下通信三全網(wǎng)絡(luò)
全彈性是指通過構(gòu)建彈性網(wǎng)絡(luò)，匹配業(yè)務(wù)的時空不確定性，實現(xiàn)泛在連接。5G DMN網(wǎng)絡(luò)需要具備靈活頻譜、彈性拓撲、資源軟定義等能力，以應(yīng)對礦山深度覆蓋、大上行、動態(tài)作業(yè)等場景的特殊需求。靈活頻譜方面，考慮井下是全封閉場景，與地面公網(wǎng)無頻率干擾風險，可考慮重構(gòu)地下頻譜使用模式，通過頻譜重組、SUL、載波聚合和頻譜共享等技術(shù)按需靈活配置更多的上行時隙資源，顯著提升上行性能，滿足地下應(yīng)用場景的大上行容量訴求以及靈活兼容其他制式的訴求。彈性拓撲是指基于業(yè)務(wù)的覆蓋調(diào)整，小區(qū)免切換、小區(qū)拓撲可動態(tài)調(diào)整等技術(shù)，滿足地下業(yè)務(wù)場景動態(tài)變化、高可靠性等訴求。資源軟定義是指通過網(wǎng)云業(yè)一體化、E2E切片、邊緣計算等技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源和計算資源協(xié)同部署，滿足礦山對地面地下網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一部署和資源動態(tài)均衡的要求。
全感知通過全域智能感知，集體智慧實現(xiàn)智能決策。5G DMN網(wǎng)絡(luò)具備多維感知能力，包括大量的各類傳感器數(shù)據(jù)、高清視頻數(shù)據(jù)、精準位置數(shù)據(jù)等，助力智能決策，達到全面智能化的目的。
全融合是指消除信息孤島實現(xiàn)深度融合，業(yè)務(wù)高效協(xié)同，一網(wǎng)多能。5G DMN網(wǎng)絡(luò)具備良好的兼容性和優(yōu)異的性能，通過統(tǒng)一的設(shè)備和統(tǒng)一的組網(wǎng)，滿足各種業(yè)務(wù)的差異化訴求，簡化部署和運維。5G DMN網(wǎng)絡(luò)需要通過網(wǎng)絡(luò)切片、智能協(xié)同等技術(shù)實現(xiàn)地上地下一網(wǎng)通，用一張專網(wǎng)實現(xiàn)地上生活流、地上辦公流和地下作業(yè)流的有序隔離和統(tǒng)一管理。
5G DMN網(wǎng)絡(luò)需要具備深度覆蓋和泛在連接，低頻具有天然優(yōu)勢。5G DMN網(wǎng)絡(luò)通過引入上下行解耦技術(shù)按需靈活組合頻譜，提供千兆上行能力，進一步有效滿足煤礦井下的多種業(yè)務(wù)需求，實現(xiàn)一網(wǎng)多能。結(jié)合覆蓋、容量和成本等因素，加速優(yōu)質(zhì)頻譜資源的重耕和發(fā)掘，實現(xiàn)場景化的低、中、高頻協(xié)同，以獲得極致性能，實現(xiàn)頻譜價值最大化。
基于礦山的特點和低頻的優(yōu)勢，華為聯(lián)合中國移動等產(chǎn)業(yè)合作伙伴提出了5G DMN創(chuàng)新解決方案：通過低頻一體化小型RRU基站設(shè)備，提供遠覆蓋和大上行能力，并通過NB-IoT接入各種窄帶物聯(lián)業(yè)務(wù)。該創(chuàng)新解決方案具有遠覆蓋、大上行、準定位、大物聯(lián)四大超強能力，能很好的滿足礦山等行業(yè)需求。
在構(gòu)建5G DMN創(chuàng)新解決方案的同時，我們也很關(guān)注配套終端產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建。經(jīng)過產(chǎn)業(yè)伙伴們的共同努力，目前5G DMN智慧礦山解決方案的終端生態(tài)已逐步成熟，終端類型也在逐漸豐富，不僅有5G數(shù)據(jù)終端、礦用5G CPE、礦用5G 4K攝像儀、礦用5G手機等，還有Dongle、網(wǎng)關(guān)、T-Box、模組等。
當前中國移動聯(lián)合華為等產(chǎn)業(yè)合作伙伴提供了端到端的5G智慧礦山解決方案。面向未來，我們將繼續(xù)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)合作伙伴，在滿足礦山行業(yè)標準的基礎(chǔ)上，深入結(jié)合5G移動通信技術(shù)發(fā)展，持續(xù)加強大上行、定位、高可靠、融合感知等技術(shù)研究，推動更多的地下5G應(yīng)用場景，攜手開創(chuàng)5G DMN地下移動通信新產(chǎn)業(yè)，助力智慧礦山的數(shù)智化轉(zhuǎn)型。
