Underground Propagation Range Tests With POYNTING’s MinePoynt HELI Und MiniHELI Antennen

Der Info:

  • Location: Ya Batho, South Africa
  • POYNTING-Produkt:
    • 2x  HELI-3: Circular Polarised, Uni-Directional Mine/Tunnel Antenna; Wi-Fi

Einleitung

POYNTING MinePoynt antennas have been the subject of testing and evaluation in various underground demonstrations and deployments over the last several years. Although the results are usually shared with us, we are usually prohibited to publish the details of the tests. However, in a select number of cases, we are able to share some limited information. We provide an overview of tests performed on both our MinePoynt “HELI”-Antennen und unser neues „MiniHELI” Antennenserie.

Es ist wichtig zu beachten, dass MinePoynt „HELI”-Antennen und unser neues „MiniHELI„Antennenserien sind von POYNTING eingetragene Designs und/oder patentierte Technologien, die auf zirkular polarisierten Antennendesigns basieren. Diese Antennen eignen sich am besten für den Bergbau und andere raue HF-Umgebungen. In einigen Fällen, in denen herkömmliche Antennen verwendet werden, ist die HF-Ausbreitung recht begrenzt und nimmt im Tunnel schnell ab. Lesen Sie unsere FAQ Dies erklärt die Vorteile zirkular polarisierter Antennen für Tunnel.

Testfall 1: VoIP-Tests im Kohlebergwerk

Ya Batho führte 2017 Tests in einer Kohlenmine durch, um VoIP-Dienste in der Mine zu testen. In diesem Test wurden die eigensicheren (IS) WiFi M-Cube Access Points von Ya Batho verwendet, die mit POYNTINGs verbunden waren HELI-3 circular polarised 17.5dBi antennas in a 2×2 MIMO configuration. Measurements were conducted with Ya Batho’s IS Android tablets. The AP was installed at the incline sub feeder, with measurements conducted down the conveyor belt pathway to both VoIP handsets and in a ‘backhaul’ AP to AP scenario.

Dieser Bereich einer Kohlenmine ist ziemlich hügelig, einige Abschnitte stehen unter starkem Wasser und sind mit Metallgegenständen verstopft, die eine HF-unfreundliche Umgebung schaffen. Hier kommen zirkular polarisierte Antennen wie die MinePoynt zum Einsatz.HELI„Antennen gedeihen.

Testergebnisse im AP-Szenario, gemessen an einem VoIP-Tablet, ergaben ausreichende RSSI-Werte in 600 m Entfernung vom AP. Eine Mesh-Verbindung im gleichen Bereich wurde im Abstand von 950 m erfolgreich getestet. Die Mesh-Verbindung wurde im 2.4-GHz-WLAN-Band konfiguriert und erreichte einen Durchsatz von 10 bis 13 Mbit/s.

Test 2: Gold Mine VoIP-Tests

In einem ähnlichen Testaufbau wie in der vorherigen Kohlemine wurden Tests in einer Goldmine durchgeführt, um die HF-Bedingungen in den Tunneln einer Goldmine zu bewerten. Ein Satz Ya Batho M-Phones (SIP-VoIP-Handset) wurde für die Kommunikation untereinander über PTT (Push-to-Talk) konfiguriert, wobei ihr M-Cube Wireless Access Point als WLAN-Netzwerkquelle diente.

Eine Zusammenfassung der Ergebnisse ist aus der Abbildung des Tunnellayouts oben ersichtlich, wo RSSI-Werte von -59 in 459 m Entfernung vom Zugangspunkt und -72 dBm in ca. 660 m Entfernung vom Zugangspunkt erreicht wurden. XNUMXm entfernt. Diese Tests sind wichtig, um die Anzahl der bereitzustellenden Aps und deren optimale Standorte zu bestimmen.

Testfall 3: Platin-Minentunnel

Im Jahr 2018 wurde ein Test in einer Platinmine in einem ca. 3 m langen Tunnel durchgeführt. XNUMX m Durchmesser, an der ScanRF Projects, Rajant Corporation und POYNTING zusammen mit den Vertretern der Mine an der Durchführung der Tests beteiligt waren. Es wurde ein Antennenprototyp getestet, der den Spitznamen POYNTING Quad erhielt HELI, which is now released as part of the new MiniHELI Reichweite. Bei dieser Antenne handelt es sich um eine 2×2 MIMO 2.4GHz + 2×2 MIMO 5GHz zirkular polarisierte Antenne. Die Tests wurden alle mit der Prototypantenne durchgeführt, die mit einem kinetischen Rajant ME4-Netz verbunden war.

Die ersten beiden Messungen dieses Tests wurden mit Testgeräten mit integrierten Antennen aufgezeichnet. Bei ca. 155 m wurde ein RSSI von -64 dBm auf 5 GHz und -60 dBm auf 2.4 GHz gemessen. Der Testpunkt wurde auf ca. verschoben. 200 m mit RSSI-Ergebnissen zwischen -63 dBm auf 5 GHz.

Eine zweite Reihe von Messungen wurde durchgeführt, dieses Mal von Rajant nach Rajant, im Mesh-Modus mit derselben Prototypantenne am einen Ende, jedoch mit einem 2x HELI-3 (2.4GHz only) at the far end. The RSSI measured with the Rajant ME4 was -49dBm and 2ms ping time at that distance, in a non Line-of-Sight (NLOS) scanario. Directly after the tests were performed, a locomotive with several carriages passed through the narrow tunnel, which proved to have little affect on the system performance. The radio connection between the two Nodes remained at excellent levels i.e. RSSI of around -60dBm with a ping of 3ms.

In diesem Testszenario, bei dem 2.4-GHz- + 5-GHz-Antennen verwendet wurden, ist zu erkennen, dass 5 GHz besser abschneidet. Diese Antenne ist jetzt in unidirektionalen und bidirektionalen Konfigurationen erhältlich. Diese Antennen sind in einer kompletten Baugruppe erhältlich, die Platz für Rajant ME4/LX5 und andere Arten von Funkgeräten und Knoten bietet. Bitte sehen Sie sich unsere an Produktbeschreibung.

Testfall 4: Platinminenstollen

Ein zweites Testszenario wurde im selben zuvor erwähnten Bergwerk erstellt. Diesmal im aktiven Strossenbereich. Der Test wurde mit einem Rajant ME4-Knoten eingerichtet, wiederum im AP-Modus, verbunden mit der Prototyp-2.4-GHz- und 5-GHz-MIMO-Antenne. Testmessungen wurden mit den gleichen Testgeräten mit integrierten Antennen durchgeführt.

Der aktive Strossenabbaubereich hatte eine Deckenhöhe von ca. 1.5 bis 1.8 m hoch, was die vorübergehende Implementierung eines lokalisierten AP/Knotens in diesem Bereich unpraktisch macht. Der Rajant ME4 mit der POYNTING-Antenne wurde daher außerhalb des Eingangstunnels installiert, der ebenfalls etwa 1.5 bis 1.8 m Durchmesser hatte. Daher wurden Messungen an Probepunkten innerhalb des aktiven Strossenbereichs durchgeführt, wobei die Quelle effektiv von außen strahlte und den aktiven Strossenbereich über WLAN-Konnektivität beleuchtete. 

Messungen an den Probenahmepunkten zeigten, dass das von außen stammende Signal innerhalb dieses Bereichs ausreichte, was bewies, dass ein lokalisierter AP/Knoten hervorragende Telemetrie- und Automatisierungsfähigkeiten für ein angeschlossenes aktives Abbaugebiet bieten würde.

Testfall 5: Kohlebergwerk

Weitere Tests, die 2019 von Vertretern von ScanRF Projects und der Rajant Corporation durchgeführt wurden, diesmal in einem Kohlebergwerk mit viel größeren unterirdischen Tunneln, zeigten ebenfalls außergewöhnliche Ergebnisse.

Die Testergebnisse wurden in diesem Fall zwischen zwei Rajant-Mesh-Knoten durchgeführt, die jeweils mit POYNTINGs verbunden waren HELI Antennen in einer 2.4 GHz 2×2 MIMO + 5 GHz 2×2 MIMO Konfiguration. Nur die erste Testmessung fand in einem Sichtlinienszenario (LOS) statt, danach bog und verdrehte sich der Tunnel in verschiedene Richtungen, einschließlich Steigungen und Gefälle.

Die Testmessungen lieferten interessante Ergebnisse zur Entfernung im Vergleich zur Signalstärke und zum erreichten Durchsatz an den Teststandorten. In dieser vermaschten „Backhaul“-HF-Verbindung wurden hervorragende Ergebnisse mit einem TCP-Durchsatz von 68 Mbit/s bei etwa -52 dBm im Abstand von 670 m erreicht – ohne weitere HF-Knoten dazwischen. In diesem Testfall schnitt 2.4 GHz besser ab als 5 GHz. Die Tests waren auf 1 km begrenzt, um das Ausmaß der HF-Ausbreitung zu bestimmen, bei dem auch brauchbare Ergebnisse erzielt wurden. 

Fazit:

Die Auswahl geeigneter Antennen für ein Bergwerk (und andere Arten von Bergwerken und Tunneln) hilft dem Team von Industrial IT dabei, die bestmögliche Ausbreitung im Untergrundeinsatz zu erreichen und so die optimale Netzwerktopologie aus kosteneffizienter Sicht sicherzustellen und gleichzeitig einen robusten Untergrund bereitzustellen Kommunikationsnetzwerk, um die Steifigkeit, Stabilität und Leistung von HF-Netzwerken in Industriequalität zu ermöglichen.

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