基于nb—iot数据采集终端设计的目的

基于nb—iot数据采集终端设计的目的是降低能耗，减小体积。随着"智慧城市"的快速发展，物联网应用逐步深入到了生活各个方面，远程数据采集系统的研究与应用已经成为物联网领域研究的热点然而现有无线采集终端功耗大的特点极大的制约了物联网进一步的广泛应用，低能耗，体积小的数据采集系统应运而生。

煤矿开拓设计、地测、采掘、运通、洗选、安全保障、生产管理等主要生产系统要具备自感知、自学习、自决策与自执行的基本能力。

这是煤矿智能化建设的基本要求，实现这一基本要求，依托的则是 物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、装备机器化等现代矿山的智能开发技术。

物联网作为智能开发技术之一，不断颠覆传统技术架构，正在为IT基础设施、人工智能、区块链技术、智能机器人等领域的突破发展铺平道路。

精英数智 科技 股份有限公司

借助物联网技术

谋新求变

研发 “物联网数据服务平台”

夯实煤矿全链路数据底座

广泛应用各种感知技术

物联网上部署多种类型传感器，采集煤矿全域子系统数据，诸如煤炭、危化、燃气等企业各类子系统数据，仅煤炭行业数据就支持环境安全、灾害监测、人车安全、大型设备监控、生产设备监控、供电、运输等三十余个子系统数据的接入。

泛化融合互联网等多类网络

适应各种不同类型的网络和传输协议，可将传感器采集到的海量数据信息进行正确和及时的传输、保证数据不丢失、支持断点续传、数据传输延迟可缩小到秒级，可实现复杂网络的多级、多路数据分发传输。

智能处理数据实现感知控制

将采集数据与智能处理相结合，利用云计算、模型识别等各种智能技术，通过分析海量信息、加工和处理有意义的数据，扩充应用领域。

此外，物联网数据服务平台还以坚实的数据底座向上支撑煤矿生产的多场景需求，满足多产品智能管控的要求，诸如综采工作面、掘进工作面、瓦斯抽放管控、探放水智能监测系统、辅运系统、主运系统以及矿山综合管控系统等。

物联网数据服务平台

力破“数据孤岛”“数据烟囱”

实现数据融合互通共享

多源融合物联网数据、消除数据孤岛，做煤矿全域智慧生产联动和煤炭行业生产态势分析的数据基石。为大数据分析、人工智能提供体系化的全域数据支撑服务。

物联网数据服务平台

支撑煤矿全域数据治理工作

精英物联网数据服务平台自上线以来，完成了山西、山东、安徽省级和晋控集团级等区域的安全监控系统的数据治理。先后开展5次省级/集团级安全监控数据治理培训，在省/集团的矿端数据在线率可达90%以上；省/国家的数据在线率可达98%以上；数据质量显著提高，报警精确度大幅提升。

“物联网将是下一场工业革命的支柱

并成为近年来最具影响力的技术之一”

古老的煤炭开采行业

历经数千年 历史 的发展

正在数字经济时代焕发新生

下一步

物联网技术怎样革新破旧

引领煤矿智能化发展

我们躬身入局

一起见证这场 科技 蜕变

物联网终端是物联网中连接传感网络层和传输网络层，实现采集数据及向网络层发送数据的设备。它担负着数据采集、初步处理、加密、传输等多种功能。物联网各类终端设备总体上可以分为情景感知层、网络接入层、网络控制层以及应用/业务层。每一层都与网络侧的控制设备有着对应关系。

物联网终端常常处于各种异构网络环境中，为了向用户提供最佳的使用体验，终端应当具有感知场景变化的能力，并以此为基础，通过优化判决，为用户选择最佳的服务通道。终端设备通过前端的RF模块或传感器模块等感知环境的变化，经过计算，决策需要采取的应对措施。

近年来，云计算、物联网、人工智能等技术的蓬勃发展，全社会面向数字化的转型步伐不断加快，企业上云已成为必然趋势。电信运营商需要为众多企业和个人提供高效的上云连接能力。
同时运营商白身网络也面临着云化转型和重构的挑战。以数据中心为核心，基于软件定义网络(sofW are defined network, SDN)、网络功能虚拟化(neW ork function virtualization, NFV)的云化网络是通信网络演进的基本方向，未来的网络演进中，云与网的紧密性不断增强，不断深度融合。
1 目前存在的问题
在云服务时代，运营商一方面要经营传统的语音、短信、专线等连接型业务，一方面要继续提供海量带宽去供给应用，此外还有新增的面向工业互联网、车联网等低时延或确定性时延的业务以及面向VR C virtual reality，虚拟现实)/ARC augmented reality，增强现实)、云游戏等需要大量算力的图像渲染业务。但是，目前运营商的城域网架构与这些业务的提供能力并不适应。
城域网结构复杂，
目前，运营商习惯一类业务假设一张承载网，已经建成由分组传送网（PTN）与无线接入网IP化（IPRAN）网元组成的移动承载网。由光线路终端（OLT）和宽带接入服务器（BRAS）组成的固网承载网。和dialup专线承载网和通信云数据中心网络（DC）等，各网络运行和管理相对独立，存在较大差异。
而业务快速开通是云网协同的重要特征，这在当前结构复杂的环境下难以实现。
网络建设和扩容成本过高
由于每张网都是端到端建设，网络设备之问存在着大量的背靠背连接，对需要多张网协同的业务，连接成本明显增加，而且还存在着接入层与核心汇聚层之问不同厂商设备解祸的难题，这种情况导致网络升级扩容会带来更多的成本提升。
网络缺乏智能性
在端到端的业务面前，通信云DC越来越成为业务的中心，但是多张网络的协同管理和控制一直没解决好，如果采用分区分域建设管控系统的话，又会增加控制架构的层级，降低控制的效率。
综上，建设一张能够提供云服务、满足云网融合要求的、高
效、低成本的智能城域网，已成为运营商面前的迫切任务。
2智能城域网架构
从运营商网络面临的实际问题和未来云化业务的承载需求出发，这里采用国际通用标准(CSR和E***)，按照城域网范围内全业务统一承载的要求，业务层面通过控制器实现端到端拉通，并且采用与OTT C over the top)相同的网络架构和盒式设备模块化方式组网，以lOGE/100GE标准以太网接口为基本接口单元，提出了一种新型的智能城域网架构，如图所示

3智能城域网特点
该架构的主要特点：
（1）简洁架构
借鉴通讯云DC的架构特点，以DC为核心，将城域网进行重构，在网络的核心汇聚层优先使用交换机组网，既提高了转发容量，又降低了转发协议要求，且多厂商之问的管理互通与解祸性良好，随着城域网业务的不断丰富，只需通过增加叶了(leaf)节点即可接入新的边缘网元，城域核心汇聚层只做横向扩展，结构长期保持稳定。
（2）融合承载
当前网络仅通过不同的接入层网元，即可实现对家庭宽带、SG移动承载、通信云等业务的综合承载，不需面向每一种业务端到端垂直建网，同时有效降低时延。
（3）自动高效
通过引入SR和E***业务，网络天然具备基于SDN的白动化和可编程能力，并且通过统一的业务编排系统打通通信云内外，可实现快速的业务开通和差异化的服务保障。在有低时延、广泛连接等业务需求。
（4）网络和业务分离
通过在城域引入数据中心架构，构建通信云资源池承载各专业虚拟化网元，将网络和业务能力分离，网络通过SDN集中控制实现连接和承载，业务基于NFV方式的云化网元完成，保证业务的快速开发和灵活性。
综上所述，智能城域网本质上是采用以DC为中心、云网一体的思想，利用SR+E***等新型路由协议技术，重构城域网络。面向云化网元和用户的综合承载，采用“核心+边缘”转发架构与融合的核心设备，实现架构的统一，采用多种边缘设备，实现SG、家庭宽带、大客户、通信云网元的承载。构建智能城域网的目标是建设一张以通信云DC为中心的扁平化、统一承载的城域网网络。
4 组网模型
针对新型城域网，按照运营商本地网的规模大小，分为3类：
（1）小型城域网
通信云DC双局址设置，DC局房距离一般小于50 kmo智能城域网一对核心设备分局址设置，通信云DC内边缘网络设备下挂多个服务器，有效节省局问光纤资源，核心设备兼做边界出口网络设各。
（2）中等规模的城域网，
通信云DC双局址设置，实现分区域“覆盖+负载”分担;每局址设置成对智能城域网核心设备，核心设备兼做边界出口网络设备，即每个通信云DC扩展了一对核心设各。
（3）大型规模城域网，
通信云DC多局址规划，并设置两级核心设备，即每局址设置单台智能城域网核心设备，同时设置一对一级核心设备用于转发通信云DC问流量。每局址普通核心设备兼做边界出口网络设备，为减少局问传输资源需求以及规避DC局单点故障,DC外边缘设备就近双归至两个通信云DC的核心设各上。
5 组网业务模式
考虑到智能城域网多业务承载特性，基于智能城域网架构，设计了针对城域内SG回传、家庭宽带、专线和通信云4种主要业务的承载方案。
（1）5G回传业务
对于5G回传业务，智能城域网主要是将基站
流量接入SGC的用户面功能(user plane funcrion,UPF)等核心网网元。在SG基站侧，由基站接入设各接入城域网边缘设备。
（2）家庭宽带业务
对于家庭宽带业务，智能城域网使用SR，接入边缘设备至通信云边缘设备采用SR转发互联网业务，在智能城域网内部，使用E***承载。
（3）专线业务
对于专线业务，在城域网内，二层点到点专线业务使用E*** ***承载，E***路由使用BGP E***地址族传递，边缘汇聚设备及vRR作为路由反射器反射BGP E***路由。
（4）通讯云业务
对于通信云业务，通信云spine与智能城域网核心设各合设，通过边缘设各接入通信云资源池，这里又根据边缘设备是否支持SR/E***协议分成两种情况。
a）如果边缘设备不支持SR/E***，那么边缘设备不起三层网关，仅做二层连接，通信云资源池网关设置为智能城域网核心设备的选播网关(anycast GW，边缘设备通过MC-LAG技术提供服务器跨机箱链路聚合。
b）如果边缘设备可以支持SR/E***，边缘设备采用SR/E***，实现端到端的SR/E***业务承载。
6 结语
随着5G时代的到来，云/网融合业务将会快普及，面向云服务的网络重构已经迫在眉睫。通过引入支持云网深度融合的智能城域网，可以有效解决目前城域网络的问题，并对未来网络更好地提供低时延、高可靠、强算力等新型业务打下了良好的基础。未来，随着5G SA的发展和基于IPv6的分段路由(SRv6）等技术的进一步应用，网络将继续朝着协议简化、功能增强、灵活控制、边界扩展的方向发展，智能城域网将为支持运营商业务的升级演进起到重要的作用。

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