煤矿5G网络的组网方法、组网装置和煤矿5G网络系统与流程

本发明涉及通信，具体而言，涉及一种煤矿5g网络的组网方法、组网装置、计算机可读存储介质和煤矿5g网络系统。

背景技术：

1、煤矿5g网络具备高可靠、大带宽、低时延、易部署、易维护的特点，能够支持上下行带宽时隙调整，并在各类复杂环境下长时间稳定运行，满足智能矿山建设对网络传输高可靠性、高实时性、高上行大带宽的需要。5g是新一代移动通信技术，具备大带宽、低时延、广连接的特性，是第一个从标准设计之初，就考虑到行业应用需求的蜂窝网络技术。目前，中国已经部署了全球最大的5g网络，网络能力基本完善，产业配套基本成熟，网络成本持续下降，技术红利亟待释放。5g技术赋能煤矿智能化，为解决好煤矿井上下的通讯问题提供了全新方案，为我国智能矿山的建设注入了新动力和新活力。基于5g技术，结合云计算、大数据、工业互联网、人工智能、机器人等新一代信息技术，未来我国智能矿山将具备资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程可视化、信息传输网络化、生产管理与决策自主化的能力，并将改变传统的生产组织与用工形式，同时打破安全、环境等对煤炭开发利用的制约，有力促进煤炭工业的高质量发展。

2、现有技术的实现方式是构建独立的煤矿5g专网，使5g网络的所有应用及控制功能在煤矿园区内闭环，保障数据不出煤矿园区，与运营商大网连接保证与外网语音和数据的互联互通，相当于在煤矿构建了一套完整的5g网络，对独立于运营商的5g网络。对于煤矿而言，存在部署成本高、维护难度大等问题。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种煤矿5g网络的组网方法、组网装置、计算机可读存储介质和煤矿5g网络系统，以至少解决现有技术中部署成本高的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种煤矿5g网络的组网方法，所述煤矿5g网络包括核心网、承载网和接入网，所述承载网分别于所述核心网和所述接入网通信连接，所述方法包括：建立一体化移动边缘计算平台，所述一体化移动边缘计算平台包括边缘用户面和移动边缘计算平台，所述边缘用户面与所述移动边缘计算平台通信连接，所述边缘用户面用于处理并转发煤矿本地数据；控制所述接入网获取煤矿园区内监控设备监测到的监测数据，所述监控设备用于监控煤矿地面安全状况和煤矿设备的运行状态；控制所述边缘用户面通过所述承载网的接入层接收所述接入网发送的所述监测数据，并根据预定分流策略将第一监测数据传输至所述移动边缘计算平台，所述接入层用于提供所述监控设备连接到网络的能力，所述预定分流策略为根据所述监测数据的数据类型分流至对应的目的处理地址，所述数据类型分为本地业务数据和非本地业务数据，所述本地业务为在煤矿园区内部网络处理的业务，所述非本地业务为在煤矿园区外部网络处理的业务，所述第一监测数据为所述数据类型为本地业务数据的所述监测数据；控制所述移动边缘计算平台将所述第一监测数据传输至本地业务平台，使得所述本地业务平台代替所述核心网来处理所述第一监测数据，所述本地业务平台为对监测设备所监测到的数据进行处理的服务器平台。

3、可选地，所述接入网包括地面接入网和井下接入网，所述地面接入网用于向地面提供5g网络服务，所述井下接入网用于向井下提供5g网络服务，控制所述接入网获取煤矿园区内监控设备监测到的监测数据，所述方法还包括：所述煤矿井上的所述监测数据从依次通过所述地面接入网中的cpe、基站设备进行数据传输至所述边缘用户面，所述基站设备分别与所述cpe和所述承载网的接入层通信连接，所述cpe用于5g网络与其他网络协议的转换，所述基站设备用于发送、接收和处理数据信号；所述煤矿井下的所述监测数据从依次通过所述井下接入网中的cpe、工业网关和所述基站设备进行数据传输至所述边缘用户面，所述工业网关分别与所述cpe和所述基站设备通信连接，用于不同网络协议之间的转换以及对所述煤矿井下的所述5g网络的监测和控制。

4、可选地，所述边缘用户面包括多个出口交换机和多个通信接口，多个所述出口交换机用于本地网络与外部网络的通信，在控制所述边缘用户面通过所述承载网的接入层接收所述接入网发送的所述监测数据，并根据预定分流策略将第一监测数据传输至所述移动边缘计算平台之前，所述方法还包括：控制所述边缘用户面将多个所述出口交换机与对应所述接入层的交换机建立连接，使得所述边缘用户面与所述接入层通信连接；控制所述边缘用户面根据对应所述通信接口分别与省级用户面和基站设备建立连接，以控制所述边缘用户面接收从所述基站设备传输至所述承载网的接入层的所述监测数据和将第二监测数据传输至所述省级用户面，所述省级用户面为与外部网络通信节点，用于数据的路由和转发，所述第二监测数据为所述数据类型为非本地业务的所述监测数据，所述路由为将所述第二监测数据从源地址发送到目的地址的过程。

5、可选地，在控制所述边缘用户面根据对应所述通信接口分别与省级用户面和基站设备建立连接之前，所述方法还包括：控制所述省级用户面与控制面建立连接，形成中心网，所述控制面用于管理和控制煤矿5g网络的运行，所述中心网代替所述核心网来处理中心数据，所述中心数据包括所述第二监测数据和网络设备的运行状况数据，所述网络设备包括防火墙、所述交换机和所述基站设备，所述运行状况数据用于表征所述网络设备通信是否出现异常；控制所述中心网分别与所述承载网中的核心层和移动边缘计算业务管理平台通信连接，使得所述中心网通过所述核心层接收所述运行状况数据并将所述运行状况数据传输至移动边缘计算业务管理平台，来控制所述移动边缘计算业务管理平台管理所述网络设备，所述核心层用于提供所述网络设备之间的高速传输。

6、可选地，所述控制面包括策略控制功能网元和会话管理功能网元，所述策略控制功能网元用于管理策略规则，所述会话管理功能网元用于配置所述边缘用户面的数据流量控制并将数据流量路由到正确的目的地，控制所述边缘用户面通过所述承载网的接入层接收所述接入网发送的所述监测数据，并根据预定分流策略将第一监测数据传输至所述移动边缘计算平台，包括：将所述预定分流策略通过所述策略控制功能网元发送给所述会话管理功能网元，所述会话管理功能对所有所述监测数据进行集中调度；在所述监测数据为所述第一监测数据的情况下，将所述第一监测数据通过所述边缘用户面传输至所述移动边缘计算平台；在所述监测数据为所述第二监测数据的情况下，将所述第二监测数据通过所述边缘用户面传输至所述省级用户面。

7、可选地，在控制所述移动边缘计算平台将所述第一监测数据传输至本地业务平台之前，所述方法还包括：在所述一体化移动边缘计算平台与所述本地业务平台之间部署防火墙，使得所述本地业务平台处于安全状态。

8、可选地，在控制所述移动边缘计算平台将所述第一监测数据传输至本地业务平台之后，所述方法还包括：所述本地业务平台接收并处理所述第一监测数据，得到处理数据，所述处理数据用于表征监控区域的对象是否存在异常，并根据所述处理数据转发至相应的所述监控设备，使得所述监控设备监测出现异常的所述对象的运作状态。

9、根据本技术的另一方面，提供了一种煤矿5g网络的组网装置，所述煤矿5g网络包括核心网、承载网和接入网，所述承载网分别于所述核心网和所述接入网通信连接，所述装置包括：建立单元，用于建立一体化移动边缘计算平台，所述一体化移动边缘计算平台包括边缘用户面和移动边缘计算平台，所述边缘用户面与所述移动边缘计算平台通信连接，所述边缘用户面用于处理并转发煤矿本地数据；获取单元，用于控制所述接入网获取煤矿园区内监控设备监测到的监测数据，所述监控设备用于监控煤矿地面安全状况和煤矿设备的运行状态；第一传输单元，用于控制所述边缘用户面通过所述承载网的接入层接收所述接入网发送的所述监测数据，并根据预定分流策略将第一监测数据传输至所述移动边缘计算平台，所述接入层用于提供所述监控设备连接到网络的能力，所述预定分流策略为根据所述监测数据的数据类型分流至对应的目的处理地址，所述数据类型分为本地业务数据和非本地业务数据，所述本地业务为在煤矿园区内部网络处理的业务，所述非本地业务为在煤矿园区外部网络处理的业务，所述第一监测数据为所述数据类型为本地业务数据的所述监测数据；第二传输单元，用于控制所述移动边缘计算平台将所述第一监测数据传输至本地业务平台，使得所述本地业务平台代替所述核心网来处理所述第一监测数据，所述本地业务平台为对监测设备所监测到的数据进行处理的服务器平台。

10、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。

11、根据本技术的又一方面，提供了一种煤矿5g网络系统，包括：一体化移动边缘计算平台，一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。

12、应用本技术的技术方案，在上述煤矿5g网络的组网方法中，上述煤矿5g网络包括核心网、承载网和接入网，上述承载网分别于上述核心网和上述接入网通信连接，首先，建立一体化移动边缘计算平台，上述一体化移动边缘计算平台包括边缘用户面和移动边缘计算平台，上述边缘用户面与上述移动边缘计算平台通信连接，上述边缘用户面用于处理并转发煤矿本地数据；然后，控制上述接入网获取煤矿园区内监控设备监测到的监测数据，上述监控设备用于监控煤矿地面安全状况和煤矿设备的运行状态；之后，控制上述边缘用户面通过上述承载网的接入层接收上述接入网发送的上述监测数据，并根据预定分流策略将第一监测数据传输至上述移动边缘计算平台，上述接入层用于提供上述监控设备连接到网络的能力，上述预定分流策略为根据上述监测数据的数据类型分流至对应的目的处理地址，上述数据类型分为本地业务数据和非本地业务数据，上述本地业务为在煤矿园区内部网络处理的业务，上述非本地业务为在煤矿园区外部网络处理的业务，上述第一监测数据为上述数据类型为本地业务数据的上述监测数据；最后，控制上述移动边缘计算平台将上述第一监测数据传输至本地业务平台，使得上述本地业务平台代替上述核心网来处理上述第一监测数据，上述本地业务平台为对监测设备所监测到的数据进行处理的服务器平台。本技术通过在煤矿园区只部署核心网的用户面功能，建立一体化移动边缘计算平台，从煤矿园区内的园区设备获取数据依次通过接入网和承载网传输至一体化移动边缘计算平台，在一体化移动边缘计算平台进行处理实现本地数据卸载后，直接将数据传输到企业内网的本地业务平台，达到了在企业内网数据不出煤矿园区的情况下，降低了部署成本，解决了煤矿5g网络的部署成本高的问题。