华为-智能工厂4G-eLTE无线解决方案及应用

企业业务BG能源行业解决方案部Version:V1.0(2014.12)创新发展赢取未来——华为4GeLTE的智能工厂无线解决方案1Content“智能工厂”无线通信现状、需求华为基于4GeLTE智能工厂无线解决方案124GeLTE智能工厂无线方案创新产品和应用3“智能工厂”展望42多网建设，缺乏统筹；维护困难，成本较高——呼唤多业务统一承载！TetraWirelessHARTWiFi能否通过1张宽带无线网络，统一承载语音、数据和视频等业务？3G公网3G公网巡检仪WiFi单兵3G公网巡检仪巡检仪ISA100语音业务数据业务视频业务3纯语音沟通效率低——呼唤可视化的生产调度指挥通信手段只有语音汇报问题描述不清，管理者看不到现场，无法快速做出准确的决策无法深入了解工程进展以及面临的问题没有视频，不能准确了解现场情况场景2：重大工程升级现场场景3：突发事故现场场景1：巡检现场跑冒漏滴问题无法说清4窄带网络，无法满足丰富物联应用——呼唤全面物联，高效管理！灌区无线覆盖装置区无线覆盖移动巡检无线视频监控人员定位无线抄表物流管理码头无线覆盖人&车物流资产仪表数采•计量数据采集•能耗数采•环境数据采集•仓储管理：物流出入库统计，库存统计•资产管理：重要资产的生命周期管理•巡检人员定位•临时施工人员出入管理•车辆是否按规定车速行驶？5智能工厂工业无线网的建设目标网络宽带化、承载统一化1、语音、视频、数据等多业务统一承载2、提供高清视频接入能力3、提供广泛物联网接入能力工厂透明化、管理高效化1、全面感知能力，提升管理水平2、实时在线业务，提升管理效率智能工厂业务可视化、系统融合化1、可视化生产调度2、可视化应急指挥3、临时点无线监控4、与视频会议、视频监控等融合6“智能工厂”无线通信需求•更多业务需求：多媒体集群、高清视频、数据、移动作业、无线抄表•物联网接入终端越来越多：人、车、物•带宽满足现在和未来发展需求多业务、大容量广覆盖、深覆盖•罐区：罐体及内部液体对无线损耗大；存在多径现象。•装置区：钢架结构吸收无线传播能力；发射、绕射复杂。•控制室等室内覆盖•少量基站广实现覆盖，减少部署成本•网络架构扁平、简单；减少维护成本•适合企业用户中小容量及一体化设备，减少设备成本经济性、易部署EPCRAN高安全、高可靠•数据的安全性•用户的合法性•支持设备级、单板级可靠保障•平均无故障时间74GLTE专网：智能工厂建设的最佳选择对比分析4GLTE专网WIFI3G/4G公网覆盖距离广覆盖局域覆盖，穿透能力差广覆盖成本优势少量部署。长期看，有综合成本优势密集部署。布点、布线及维护成本高免建设，免维护，只管使用；长期看不具备成本优势多业务承载专业集群，300ms组呼建立支持宽带数据；不支持语音集群对讲，延时明显非专业集群，延时明显并发用户数360020~1003600移动能力强弱，切换时延长，有丢包强安全性高一般一般可靠性高一般。易受干扰一般，易出现升级导致停止服务等现象终端管理能力良好弱弱可部署非防爆区部署防爆区部署，布线取电困难非防爆区部署QoS9级差，信道抢占/退避机制需和公网用户共用，易出现拥塞等现象传输时延几十ms几十ms几百ms84G：LTE(LongTermEvolution)WiFi(NoMobility)TETRAoverlayLTEWiMAX(802.16m)LTEUMB(AlreadyDied)NofutureStayathome&officeLTEA/BWiMAX(802.16e)CDMA2000(EvDo)UMTS(HSPA)TD-SCDMA(HSPA)TETRA/P25CDMA2000(1X)GSM(EDGE)4GBeyond4G3G2G9Content“智能工厂”无线通信现状、挑战华为基于4GeLTE智能工厂无线解决方案124GeLTE智能工厂无线方案创新产品和应用3“智能工厂”展望410LTE网关GPS手持终端车载台A1-21A1-22A1-31A1-33一体化LTE核心网LTE分布式基站多媒体集群调度应急指挥无线数采移动作业视频监控应用层网络层终端层移动视频巡检临时施工监控物联网数采定位终端仓储出入仓已有园区网络BBURRUPLMN/PSTN/Tetra/moto对讲调度服务器录播服务器网络管理仓储管理事发现场人员定位4G卡PAD视频巡检移动作业基于4GeLTE的解决方案应用架构11视频上传视频分发同一终端支持语音和视频业务，实现可视化生产调度指挥支持视频分发，在远程专家指导下，进行现场作业和应急事故处理。支持GPS实时定位，提高员工作业安全调度中心应用场景一：语音集群+视频调度+GIS，提高生产调度指挥效率12MonitoringsystemVideoconferencesystemMediaGatewayeLTE应用场景二：可视化应急指挥——既听得见，又看得见同一终端支持语音和视频业务，指挥中心如身临现场，更高效解决问题移动视频可以方便获取更多现场视频信息，精准决策；支持和视频监控、视频会议系统融合，提升调度、应急效率。客户价值系统能力单小区传输能力达到50M上行；支持8M,4M,2M高清和0.5M标清支持移动终端进行实时视频通话；现场动态视频调度和分发直接接入或通过CPE转接接入，快速部署，保护投资13厂区网络生产调度中心场景介绍按计划启动巡检，从终端上获得巡检路径，实时了解人员位置信息。现场视频实时回传，详细记录“整个巡检过程，出事故后快速进行回溯。可以远程查阅生产信息系统，对照现场情况进行确认。按照电子流程逐一检查，不必担心漏检。巡检中意外情况发生，终端会倒地告警。落实巡检制度明确巡检规程生产车间图片或视频回传提高巡检质量：五元组合全程记录，远程查阅3D信息智能业务：一机多能，便于第三方软件开发提高巡检安全：倒地告警，路径跟踪，视频确认，快速确认位置信息客户价值巡检路径跟踪4巡检数据关联，保证巡检质量巡检人员巡检数据输入及内容记录五元组积累优化5数据分析，优化巡检全厂巡检数据2智能巡检3巡检数据实时回传T:235℃P:3.1MPaL:1.2m巡检线路巡检内容1制定巡检计划巡检数据应用场景三：无线视频巡检，实时全面掌握生产动态14偏远监控点罐区视频监控入侵监测安规识别路径跟踪周界、道路及门口生产调度指挥中心炼化车间中控室炼化装置储罐数字视频数据安保监控3报警联动2分权分域视频监控门禁IDS5视频智能分析烟焰检测4机动视频监控1全厂集中监控应用场景四：无死角监控，主动预防，消除安全隐患无线监控有效减少布线困难，实现无死角全面监控智能分析，防患于未然场景介绍利用无线网络进行外来施工临时点，重要检修、工程情况随时掌握；视频智能分析，帮助完成入侵监测、安规识别、烟焰检测等；和其他安防系统报警联动，快速切换至事件现场；生产管理人员可以随时抽查了解现场视频信息；客户价值临时作业监控点生产管理人员15应用场景五：无线仪表数采，全面物联eCNSLTELTE抄表业务平台LTE网关LTE网关无线仪表工业Mesh网络LTE回传网络业务平台无线抄表：降低安装成本、节省安装调试时间、提供全面生产信息，提高运营效率。抄表管理软件客户价值解决测点分散、被铁路、河流、围墙分割等情况下布线困哪问题。节省电缆、桥架、接线箱、端子柜等大量安装材料，缩短了施工周期和维护费用，节省了大量人力及物耗。系统能力单扇区支持300个激活点；单基站支持3600个激活采集点。抄表数据上传延时50ms上行提供50Mbps接入带宽16IntranetOfficeNetworkoftheEnergyEnterpriseVPN防火墙维修处理现场巡检现场网关安全服务器信息查询远程会议流程审批(火票签发)应用场景六：移动作业，实现随时随地接入管理者在现场无线作为有线的延伸，方便现场人员远程查询信息系统及处理业务流程，提高生产办公效率。17建设节奏建议智能工厂无线系统建设基本业务扩展应用专业语音集群短信调度视频调度与分发和视频会议系统互通视频监控识别无线视频监控无线网络智能终端、M2M模块、车载台等LTE基站、核心网、多媒体调度系统和视频监控系统互通生产调度中心人员定位移动巡检远程专家支持移动视频会议仓储管理无线采集和PSTN/PBX/Tetra/无线对讲等互通综合安防中心应急指挥中心应急通信车视频巡检摔倒检测一期有毒气体检测二期三期办公区移动办公18eLTE以一顶三：有效降低网络部署和维护成本华为eLTE（一张网）＝语音集群调度＋视频承载＋宽带数据承载VSTetra叠加WLAN（两张网）＝语音集群调度＋视频承载+宽带数据承载无线集群通信数据回传应急指挥视频调度无线视频监控人员定位Multi-serviceinOneSystem19Content“智能工厂”无线通信现状、挑战华为基于4GeLTE智能工厂无线解决方案124GeLTE智能工厂无线方案创新产品和应用3“智能工厂”展望420华为4GLTE在业内的影响力LTE核心规格标准制定：No.1贡献者全球LTE市场份额No.239,209项国内专利申请，12,477项海外专利申请。包含11,314项PCT专利申请26,539项专利申请获得批准（截至2012年6月）华为阿朗爱立信诺基亚三星高通0100200300293228211206159131Source:3GPP,June,2012专利情况：全球LTE市场份额华为占20%国内LTE市场份额排名第1市场情况：（截至2013Q4）21从LTE到eLTELTE面向的是公众用户eLTE面向的是行业用户面向不同的客户具备不同的特性eLTEVSLTE采用不同的设备LTE主要提供普通语音、数据和视频等业务eLTE还提供专业集群、可视化调度、可视化应急等业务LTE提供商业级设备；大型化设备。eLTE提供工业级设备；紧凑型设备。22华为4GeLTE系统：首家通过工信部鉴定首家通过工信部鉴定TD-LTE是具有自主知识产权的4G国际标准，华为eLTE作为业界唯一具备芯片、终端、主设备等端到端自主知识产权的宽带多媒体集群方案，安全可靠。2013年4月，由工信部通信科技委组织的专家评审组在天津对华为“TD-LTE宽带多媒体数字集群解决方案”进行技术评审鉴定，评审意见指出：•充分利用TD-LTE技术，基于自主设计的宽带数字集群芯片和创新的系统架构，实现了从终端到系统应用的融合了专业语音、数据和高清视频的多媒体集群调度业务。•系统创新性地在TD-LTE技术上实现了语音集群，达到了国际窄带专业集群TETRA的指标能力。•系统实现了与PSTN、PLMN以及TETRA集群系统的互联互通。23华为4GeLTE产品全貌TD-LTE宽带集群芯片EM350二次开发模块EP680行业宽带集群手持终端EG860室外型宽带接入终端e-BBUe-RRUe-CNSe-MDS首款中国宽带集群多媒体芯片方便灵活的二次开发模块首款专业宽带集群终端专业集群语音适用恶劣环境的室外CPE发货量超100万的BBU绿色、高能效，高可靠RRU业界最小的工业级核心网多媒体调度综合平台终端基站核心网、调度平台24要求：•RRU：18.5kg；上塔安装•电源：220VAC•接入带宽要求：建议千兆接入；或单独百兆接入。部署因地制宜：路边塔架安装炼化厂园区网RRURRUBBU控制中心装置区集控室厂区中间主干路路边照明塔架适合行业客户需求：分布式基站、实现更好的无线覆盖。25华为4GeLTE在石油行业的应用情况交付全球首个智能工厂4GeLTE项目开放合作，构建完整产业链；服务全球客户在新疆油田第一个实现生产物联网的实验局测试；在九江实现首家炼化智能工厂4GLTE系统试点应用在国内燕山、茂名、镇海等试点单位，进行全面演示和创新业务对接测试在沙特石油完成油井生产物联网业务对接测试；海外能源行业已签署3个联合创新合作备忘录26九江石化厂区无线覆盖规划建设目标•覆盖xx石化5~6平方公里厂区•满足20个集群群组•满足300个集群用户•满足视频通话、分发•满足10路高清无