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5G通信系统在煤矿安全中的应用

摘要：煤矿资源作为社会发展中最为重要的能源之一，尤其在现阶段资源供

应紧张、资源需求量增加，怎样提高煤矿开采效率和确保开采安全，实现煤矿开

采的智能化发展已经成为当下煤矿行业发展的关键所在。而5G通信技术的出现，

就为煤矿智能化发展提供了更为有效的技术支撑，5G通信系统的大宽带、低延时、

并发高优势有效解决了以往煤矿开采过程中感知难度大、数据传输稳定性差、远

程控制延迟高等问题，为煤矿生产管理奠定了更为可靠的通信基础。通过5G技

术能够构建更加高效可靠稳定的信息通信系统，不仅可以实现对煤矿开采过程中

的高精度实时定位，有效掌握各种设备设施以及环境因素的变化，及时排查和识

别煤矿生产中的安全隐患和异常变化，实现对井下各个生产过程的可视化智能监

控。同时还可以与VR技术、智能巡检机器人、智能控制等技术相结合，提高煤

矿开采的智能化和自动化程度，减少人为安全因素的影响。因此文章先对5G技

术在煤矿安全管理应用中的优势和重要性进行了分析，然后对当下矿用F5G工业

光网的功能特征进行了分析，如VLAN业务隔离规划、QoS功能、高可靠安全保障

等，指明了5G通信系统在煤矿应用的技术基础，最后结合煤矿实际情况，探讨

了5G通信系统在安全生产中的应用。

关键词：5G通信系统；F5G工业光网；煤矿安全

15G技术对于煤矿安全管理的重要性

科研人员在进行5G网络技术的研发早期，主要形成和确定的应用场景为三

类，其中高级移动宽带具有较强的可靠性和通信稳定性，能够利用科学有效的技

术方案和措施来解决在进行宽带安装业务过程中面临的各种问题。其中包含的两

个可靠通信技术为低延迟通信和多机通信，低延迟通信方案主要作用于煤矿开采

过程中挖掘机和采矿车辆的控制，并将其与矿山的位置之间做好科学的安排，多

机通讯再进行解决时，主要可以适用传感器等相关科技手段来进行信息的收集，

可以提高整个设备控制的安全性[1]。所以，在进行采煤过程中，利用5G通讯技

术的优势较为明显，主要表现在该技术能够提高整个煤矿开采流程的效率和速度，

及时发现煤矿开采中的安全问题，但现阶段煤矿开采企业单位内使用的4G技术

并不能满足需求，甚至可能会造成数据传递的误差和延误性，整体信息传播的速

度也极低。然而，由于4G网速的限制，可能就会对机器视觉产生一定的误差，

不能及时生成高清视频来满足操作人员的观察和监督，甚至可能会影响后期的辨

识度，严格限制整体的远程操控体系，这些都表明5G技术相较与4G技术更能满

足当代煤矿行业发展的主要需求。

2煤矿所用F5G工业光网的功能分析

矿用F5G工业光网架构是基于PON技术的新型工业局域网组网方案，继承了

PON网络大带宽、高可靠性、扁平化、易部署、易管理等优点，同时组网上考虑

工业网络高可靠要求，支持TypeC双归属保护，实现ONU手拉手保护，保证网络

每个环节都做到冗余保护。同时F5G可承载煤矿井下智能开采、掘进、运输、安

全监控等系统的各类以太信号回传，主接头盒往接入设备侧采用ODN预链接方案，

免熔接多级分光扩展。F5G工业光网具有以下特性满足煤矿井下多系统融合、多

元异构数据的通信传输要求。

（1）VLAN业务隔离规划。F5G工业光网采用二层数据承载技术，使用VLAN

技术来对不同业务划分不同的VLAN，满足不同业务网络相互隔离。井下多个生产、

智能化子系统使用不同的VLAN进行业务隔离，多个系统互不影响。

（2）QoS功能。F5G服务质量QoS可实时评估井下各类数据服务需求，高可

靠面向业务提供端到端的服务质量保证。全光POL网管平台统一对OLT、ONU设

备集中管理，实现业务高带宽、低时延、防抖动等指标的灵活部署、资源统

一管理、集中故障监测。

（3）高可靠安全保障。F5G全光网ONU支持802.1X认证，支持对接入终端

的认证，防止非法终端接入；XGS-PON网络支持上下行双向AES加密传输；工业

光网支持防DDOS攻击、防DHCPsnooping等网络安全措施。

（4）运维管理功能。F5G工业光网网络系统满足井下环境的监控和运维管理，

采用融合运维管理平台esight，支持服务器虚拟化，交换机、路由器、WLAN、防

火墙、PON、eLTE、统一通信、智真、视频监控等设备以及应用系统和机房设施

的统一管理。

35G通信系统在煤矿安全生产的具