Underground Propagation Range Tests With POYNTING’s MinePoynt HELI y miniHELI antenas

Proyectos información:

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

Introducción

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” antenas y nuestro nuevo “MiniHELI”serie de antenas.

Es importante señalar que MinePoynt “HELI” antenas y nuestro nuevo “MiniHELI”La serie de antenas son diseños registrados de POYNTING y/o tecnologías patentadas basadas en diseños de antenas polarizadas circulares. Estas antenas son las más adecuadas para la minería y otros tipos de entornos de RF hostiles. En algunos casos donde se utilizan antenas convencionales, la propagación de RF es bastante limitada y disminuye rápidamente a lo largo del túnel. Lea nuestro Preguntas Frecuentes lo que explica los beneficios de las antenas polarizadas circulares para túneles.

Caso de prueba 1: Pruebas de VoIP en minas de carbón

Ya Batho realizó pruebas en una mina de carbón en 2017 para probar los servicios de VoIP en la mina. En esta prueba se utilizaron puntos de acceso WiFi M-Cube intrínsecamente seguros (IS) de Ya Batho, conectados a POYNTING. 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.

Esta área de una mina de carbón es bastante ondulada con algunas secciones bajo agua pesada, obstruidas con objetos metálicos que crean un ambiente hostil para las radiofrecuencias. Aquí es donde surgen las antenas polarizadas circulares como la MinePoynt”HELI“Las antenas prosperan.

Los resultados de las pruebas en el escenario AP, medidos en una tableta VoIP, dieron como resultado niveles RSSI suficientes a 600 m de distancia del AP. Se probó con éxito un enlace de malla en la misma zona a una distancia de 950 m. El enlace de malla se configuró en la banda WiFi de 2.4 GHz y logró un rendimiento de 10 a 13 Mbps.

Prueba 2: Pruebas VoIP de Gold Mine

En una configuración de prueba similar a la de la mina de carbón anterior, se realizaron pruebas en una mina de oro para evaluar las condiciones de RF en los túneles de una mina de oro. Se configuró un conjunto de teléfonos Ya Batho M (auriculares SIP VoIP) para usar PTT (Push-to-Talk) para comunicarse entre sí, con su punto de acceso inalámbrico M-Cube como fuente de red WiFi.

Se puede ver un resumen de los resultados en la ilustración del diseño del túnel anterior, donde se alcanzaron niveles RSSI de -59 a 459 m de distancia del punto de acceso y -72 dBm a aprox. A 660m. Estas pruebas son importantes para determinar la cantidad de Aps a implementar y sus ubicaciones óptimas.

Caso de prueba 3: Túnel de mina de platino

En 2018 se realizó una prueba en una mina de platino, en un túnel de aprox. 3m de diámetro, donde ScanRF Projects, Rajant Corporation y POYNTING participaron en la realización de las pruebas junto con los representantes de la mina. Se probó un prototipo de antena, que recibió el sobrenombre de POYNTING Quad. HELI, which is now released as part of the new MiniHELI rango. Esta antena es una antena polarizada circular 2×2 MIMO 2.4GHz + 2×2 MIMO 5GHz. Todas las pruebas se realizaron utilizando la antena prototipo, conectada a una malla cinética Rajant ME4.

Las dos primeras mediciones de esta prueba se registraron utilizando dispositivos de prueba con antenas integradas. A aprox. 155 m, se midió un RSSI de -64 dBm en 5 GHz y -60 dBm en 2.4 GHz. El punto de prueba se trasladó a aprox. 200 m con resultados RSSI de entre -63 dBm en 5 GHz.

Se tomó un conjunto secundario de mediciones, esta vez de Rajant a Rajant, en modo malla con la misma antena prototipo en un extremo, pero con una antena 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.

En este escenario de prueba, donde se utilizaron antenas de 2.4 GHz + 5 GHz, se puede ver que 5 GHz funcionó mejor. Esta antena ahora está disponible en configuraciones unidireccionales y bidireccionales. Estas antenas están disponibles en un conjunto completo, que proporciona espacio para Rajant ME4/LX5 y otros tipos de radios y nodos. Por favor vea nuestro Producto breve.

Caso de prueba 4: Rebajes de mina de platino

Un segundo escenario de prueba se estableció dentro de la misma mina mencionada anteriormente. Esta vez en el área del rebaje activo. La prueba se configuró utilizando un nodo Rajant ME4, nuevamente en modo AP, conectado al prototipo de antena MIMO de 2.4 GHz y 5 GHz. Las mediciones de prueba se realizaron utilizando los mismos dispositivos de prueba con antenas integradas.

La zona minera activa tenía una altura de techo de aprox. 1.5 a 1.8 m de altura, lo que hace poco práctica la implementación temporal de un AP/Nodo localizado en esa área. Por lo tanto, el Rajant ME4 con la antena POYNTING se instaló fuera del túnel de entrada, que también tenía entre 1.5 y 1.8 m de diámetro. Por lo tanto, se tomaron medidas en puntos de muestra dentro del área del tajeo activo con la fuente irradiando efectivamente desde el exterior, iluminando el área del tajeo activo con conectividad WiFi. 

Las mediciones en los puntos de muestra indicaron que la señal que se originaba en el exterior era suficiente dentro de esa área, lo que demuestra que un AP/nodo localizado proporcionaría excelentes capacidades de telemetría y automatización para un área de tajeo activo conectado.

Caso de prueba 5: Mina de carbón

Otras pruebas realizadas por representantes de ScanRF Projects y Rajant Corporation en 2019, esta vez en una mina de carbón con túneles subterráneos mucho más grandes, que también mostraron resultados excepcionales.

Los resultados de la prueba en este caso se realizaron entre dos nodos de malla Rajant, cada uno conectado al sistema de POYNTING. HELI antenas en una configuración MIMO 2.4×2 de 2 GHz + MIMO 5×2 de 2 GHz. Solo la primera medición de prueba se realizó en un escenario de línea de visión (LOS), después de lo cual el túnel se dobló y giró en varias direcciones, incluidas pendientes ascendentes y descendentes.

Las mediciones de prueba proporcionaron resultados interesantes de distancia versus intensidad de señal y rendimiento logrado en todas las ubicaciones de prueba. En este enlace de RF en malla de 'backhaul', se lograron excelentes resultados de rendimiento TCP de 68 Mbps a alrededor de -52 dBm a 670 m de distancia, sin ningún otro nodo de RF en el medio. En este caso de prueba, 2.4 GHz funcionó mejor que 5 GHz. Las pruebas se limitaron a 1 km para determinar el alcance de la propagación de RF, en las que también se lograron resultados razonables. 

Conclusión:

La elección de antenas adecuadas para una mina (y otros tipos de minas y túneles) ayuda al equipo de TI industrial a lograr la mejor propagación posible en la implementación subterránea, garantizando así la topología de red óptima desde una perspectiva rentable, al mismo tiempo que proporciona un terreno subterráneo resistente. Red de comunicación para permitir rigidez, estabilidad y rendimiento de la red RF de calidad industrial.

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