從通信技術發展史來看,1G、2G一直到現在的第五代通信技術,除了速度更快、用戶體驗更好外,標準也不斷地向融合方向發展——前幾代通信技術都有幾種不同標準,現在的第五代通信技術只有一種標準。
5G優勢可以總結為三大方面:大帶寬、廣連接、低延時。其可以應用于萬人體育場實時播放、智慧城市、智慧工廠、遠程醫療、無人機等不同場景。將這三大優勢進行組合,可以搭起物理空間和信息空間溝通的橋梁。
像工業制造領域的機床一樣,5G作為一個基礎工具結合不同的材料或技術就能加工成不同的產品,以滿足不同的應用需求。通過組合各種技術,5G可以同時支持各種差異化場景,實現業務場景的定制和組件化。
不同于以往的通信技術,5G技術的主攻方向是垂直行業的應用,如工業控制場景等。5G技術需要與其他新興技術結合,為工業應用場景的實現提供基礎設施保障,從而重塑傳統產業;牽引云大物智移深度融合,創新應用和服務,實現萬物互聯和數據價值的提升。
煤礦智能化需要5G的支撐
無論是傳感層、傳輸層、控制層還是后端的應用開發層,發展煤礦智能化都需對傳統煤礦業務場景進行重塑,而煤礦智能化應用和系統融合等對承載的網絡也提出了新要求和新標準。傳統網絡已經不能滿足煤礦智能化的要求,需要從系統工程的角度,利用5G技術重構網絡整體架構、創新應用場景和新業務模式。
在數據層面,智能化開采感知數據有三大特征:數據類型多樣化、數據生成速度快、數據體量增長快。從數據類型來看,除了傳統視頻、語音、文本等外,又增加了高清視頻等,這些新增數據類型對網絡也有了更多個性化需求。
在智能化開采傳輸需求層面,隨著智能化開采的不斷推進,數據類型越來越多樣化,5G切片管理技術能夠提高網絡資源利用效率,實現不同場景的隔離劃分,滿足智能化開采對網絡高效利用和數據安全傳輸的需求。
在智能化開采決策控制需求層面,不僅數據需求更加廣泛、全面,協同控制互聯互通更加頻繁,而且遠程實時性控制要求更高,如果延時過長就可能導致隱患,通過重構現有網絡,5G技術的低延時特征可以解決這一問題。
在場景應用需求方面,新技術采用云、邊、端互訪更多,新技術發展端到端訪問更加頻繁,新場景資源調配靈活度要求更高。通過梳理包含煤礦智能工作面、高精密傳感器、工業圖像處理等在內的30多種智能化開采應用場景,對比帶寬要求等,發現4G能夠滿足的應用場景越來越少,5G技術才能解決當前的痛點問題。
煤礦5G建設和應用要有產業鏈和生態意識
礦山5G應用急需解決的問題是礦用5G標準和專有頻段的確定與合法化。
MEC邊緣計算的核心就是將業務向邊緣遷移或下沉、微服務化,這也是未來產業發展的趨勢。
網絡切片是5G網絡的核心價值,基于共享的無線網絡、傳輸網絡和核心網絡,面向特定業務需求(如大帶寬、低延時、大連接)提供差異化的服務等級。網絡切片能有效降低網絡建設成本,具備網絡的智能化能力和靈活組網能力,并保持業務隔離,保障業務安全。網絡切片+邊緣計算是5G保障行業部署的基礎能力。
智能化開采不僅要有網絡等硬件基礎設施的開發,針對后續應用的軟件開發同樣不可缺少。不同場景間有一定關聯,結合大數據、人工智能等技術能夠開發出新的場景,比如遠程運維問題。隨著煤礦智能化的深入發展,高端設備運維的門檻會越來越高,依賴傳統設備制造企業派人維修的方式已不能滿足煤礦安全高效生產的需求,運用5G技術將現場高清視頻、設備識別終端、機器人化執行終端和遠程專家知識等融合起來可實現遠程實時維修。
在軟件開發方面,5G技術和其他技術的應用場景有很大的不同,現在的軟件開發必須考慮5G網絡本身的特性,這也是5G技術后期開發時需要注意的問題。
5G應用平臺建設需要注意頂層設計系統專業、多網融合靈活配置、轉換環節嚴格控制和工業控制安全為先等關鍵點。
5G技術不單是網絡設計,是要結合應用場景的專業化設計,所以需要在建設前完成頂層設計。同時,5G不是要消滅其他網絡傳輸技術,而是能夠和其他網絡融合應用,并讓各網更加高效地運行。再者,煤礦5G應用是一個產業鏈行為,不是單純建網,更不是網絡運營商或建設商能夠獨立完成的事,需要智能終端商、智能應用軟件開發商、煤炭開采企業等上下游企業共同打造和維護煤礦5G應用生態,以5G撬動人工智能、大數據、物聯網、區塊鏈等一批先進技術的煤礦落地應用,相應產業模式也應隨之改變。以往大而全的獨立發展模式將會變得非常困難,注重專業化并加強產業合作將是未來的發展方向。