Probe on 5G architecture applied in coal mine underground
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摘要: 通过对比、分析5G非独立组网（NSA）和独立组网（SA）架构的网络部署及优缺点，结合煤矿井下4G“一网一站”已普遍应用的现状，提出了基于NSA的煤矿井下4G与5G融合网络架构，利用4G网络实现语音、调度功能，5G网络拓展其他智能化应用，以最大程度地减少投资。研究了煤矿井下5G网络传输方式，重点探讨了5G承载网的3种前传组网方案及适用场景：光纤直连方案适用于井下水泵房、变电所等场所的机器人巡检，虚拟现实（VR）/增强现实（AR）培训，无人值守工作面等场景；无源波分复用方案适用于井下网络部署简单、独立维护性强的场景；有源光传送网方案可灵活适应不同场景。探讨了智能巡检机器人、环境监测与安全防护、VR/AR智慧煤矿、井下车辆无人驾驶4种煤矿井下5G网络切片应用场景，分析了不同场景下5G组网架构的应用模式。Abstract: Through comparing and analyzing network deployment of 5G non-standalone (NSA) and standalone (SA) as well as their advantages and disadvantages, and combining with current status of 4G "one network one base-station" generally applied in coal mine underground, a 4G-5G fusion network architecture of coal mine underground based on NSA is proposed which uses 4G network to realize voice and dispatch functions and 5G network to expand other intelligent applications, so as to minimize investment. 5G network transmission modes in coal mine underground are researched, and three front-haul transmission networking schemes of 5G hosted network are focused on as well as their applicable scenes: Fibre-optical direct-connection scheme is applicable for scenes including robot inspection in underground pump house, substation and other places, virtual reality(VR)/augmented reality(AR) training, unattended working face; Passive wavelength division multiplexing scheme is applicable for underground scenes with simple network deployment and high independent maintainability; Active optical transport network scheme is applicable for different scenes flexibly. Four application scenes of 5G network slice in coal mine underground are probed on, which are intelligent inspection robot, environment monitoring and security protection, VR/AR smart coal mine and driverless vehicle, and application modes of 5G networking architecture in different scenes are analyzed.
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