2021年3月，中國煤科·煤炭科學技術研究院有限公司和華為技術有限公司共同發布了F5G智能化煤礦應用方案和白皮書；在國家礦山安全監察局的見證下，雙方聯合中國煤科所屬安標國家礦用產品安全標志中心有限公司、中煤科工能源科技發展有限公司共同成立了“智能礦山聯合實驗室”，標志著F5G技術在煤炭行業的普及正式啟動。2021年下半年，國家能源局將F5G技術寫入了《智能化煤礦驗收管理辦法（試行）》規范，為煤礦網絡技術選擇給出了指引參考。

聚焦“煤礦智能化”和“礦用網絡技術”等話題，華為走訪了中國礦業大學（北京）原副校長孫繼平教授，孫教授闡述了煤礦智能化發展方向，認為F5G和網絡硬切片技術是煤礦智能化建設的關鍵技術，是礦井有線寬帶傳輸系統的必然選擇，將與5G協同，為煤礦智能化構筑一條通暢的信息高速公路。

孫繼平教授

煤炭是我國主要的能源，在一次能源生產和消費結構中，煤炭占比均超過六成，是我國能源供應的壓艙石。大型化、智能化、機械化是現代化煤礦發展的方向。為了加快煤礦智能化建設，國家發改委、能源局等八部委聯合印發了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，目標就是促進智能化技術與煤炭產業融合發展，提升煤礦智能化水平，完善煤礦生產主要環節的信息化傳輸和自動化運行技術體系，實現掘進工作面減人提效、綜采工作面內少人或無人操作、井下和露天煤礦固定崗位的無人值守與遠程監控。

煤礦智能化落腳點是安全，關鍵支撐是大帶寬、低時延、高可靠網絡

煤礦智能化是煤炭行業高質量發展的核心，其目標是采煤效率提升、生產安全升級和井下少人無人化。煤礦智能化發展，是通過有線和無線寬帶網絡、物聯網、GIS、人工智能、大數據等技術，以新聯接技術為底座，達成煤礦全息業務的閉環運行體系，實現遠程控制和維護；智能化的目標，在于實現智慧化分析決策和系統預測預判，釋放更大的生產力。此外，智能化的另一個目標是解放人力，井下的工作人員越多，發生事故時遇險人員就越多，減少井下人員其實是個安全問題。孫繼平教授認為，煤礦智能化建設的目標，就是減人、提效、保安全；當務之急是建好煤礦信息高速公路，為礦井監控、通信、定位、監視、地面遠程控制等，提供大帶寬、低時延、高可靠、廣接入的信息傳輸通道。

未來礦山需要全礦井一體化信息傳輸網

在井下作業環境，涉及通信與信息交互的場景包含傳感監控、調度通信、人員和車輛定位及煤礦視頻監視等，目前至少有礦用有線調度通信網、煤礦安全監控網和礦用工業環網3張網，如果煤礦井下使用5G，還需增加礦用5G通信網，至少有4張網，增加了網絡部署和運維難度，增加了煤礦企業網絡建設成本，需要更多的網絡維護人員，不利于減少井下作業人員。如果采用同一張網絡承載不同類型的業務，傳統網絡采用QoS服務質量機制，一般情況下，可以保證最高優先級應用的實時性和可靠性，但當多路接口信號同時匯入且數據量大時，最高優先級業務的質量也難以保證。

孫繼平教授認為，為簡化煤礦網絡部署和維護，且實現監控、人員及車輛定位、視頻和語音通信等多種井下業務的高可靠承載，井下多張網絡融合是未來的必然趨勢，而不同業務間需要實現硬管道的隔離能力。硬管道能力，是將不同業務隔離在多個信道上，每個信道分配一定的帶寬，不同業務可以分配不同的信道，信道之間互不影響，保證所有業務的高可靠、低時延承載。因此，礦山的智能化建設，需要一張支持硬管道技術的全礦井一體化信息傳輸網。

煤礦智能化建設，F5G扮演著重要角色

井下網絡技術面向未來發展，要滿足安全可靠、長距離、大帶寬和低時延的業務承載能力。基于光纖的網絡在滿足以上需求的基礎上，通過無源分光器取代了傳統網絡的匯聚層設備，極大程度減少了危險環境中電火花風險，是未來井下通信技術發展的必然方向。

由歐洲電信標準協會提出，F5G基于兩層點到多點網絡架構，不同于傳統工業以太的逐層匯聚網絡架構，F5G的頭端節點部署在井上機房內，末端的光終端部署在井下，末端和頭端間長達數十公里的范圍內，都是由無源光器件組成，極大簡化了網絡部署和運維，大幅提升了井下的安全性。