基于5GC-RAN技术的数字化矿山全光网研究

摘要：

建设数字化矿山的首要问题之一是构建一张低时延、大带宽、高可靠的高品质信息网络,WiFi、4G等传统无线通信技术已无法满足矿山数字化转型的新需求.从数字化矿山对通信网络的需求出发,研究了 5G技术在井下矿山应用的必要性和部署难点,指出基于集中式无线接入网(C-RAN)的井下 5G组网方案可有效降低5G网络在井下的部署要求和难度,但须解决光纤资源消耗大、"哑资源"故障管理难 2个问题.提出了基于 5G C-RAN技术的数字化矿山全光网系统,从C-RAN接入网、高速全光网、智能管控平台 3个层面阐述了系统架构,并研究了半有源光网络架构、低成本波分复用(WDM)高速传输、智能管控平台等关键技术.该系统采用直检WDM技术节省光纤资源,可将光纤使用数量减少 91.67％,同时基于半有源架构、调顶操作维护管理(OAM)技术实现对光纤网络的低成本管控和灵活部署,破解井下巷道光纤资源紧张和光纤网络管理难题.实验结果表明:12个不同波长WDM光模块的发送光功率为 3.5～5.2 dBm,接收灵敏度为-16.9～-19.0 dBm,链路预算能力可达 21 dB以上,满足应用要求;消光比为 4.7～5.1 dB,眼图裕量大于 17.5％,表明了较高的信号质量;在低温-40℃和高温 85℃下,WDM光模块发送光功率、接收灵敏度均存在一定性能劣化,但仍然能够满足 10 km传输需求.现场应用结果表明,12个不同波长WDM光模块的发送光功率为 3.7～5.6 dBm,接收灵敏度为-17.9～-16.3 dBm,其中最差通道的链路预算能力仍在20.2 dB以上,满足应用要求.

关键词：数字化矿山、5G、全光网、集中式无线接入网、C-RAN、半有源光网络、波分复用、调顶操作维护管理

所属期刊栏目：49

分类号：TD655(矿山电工)

在线出版日期：2023-04-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：85-92,99