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。

0 引言
1 井下5G网络部署面临的挑战
2 基于5G C-RAN技术的数字化矿山全光网系统架构
3 关键技术
3.1 半有源光网络架构
3.2 低成本WDM高速传输
3.3 智能管控平台
4 实验分析
4.1 实验平台
4.2 WDM光模块性能验证
4.2.1 光信号测试
4.2.2 眼图测试
4.2.3 高低温环境测试
4.3 网络管控功能验证
5 现场应用
6 结论

申雪,刘吉超,李龙飞.基于5G C-RAN技术的数字化矿山全光网研究[J].工矿自动化,2023,49(03):85-92+99.DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.18065.