3DP relève les défis spécifiques à l’exploitation minière avec une solution LTE sur mesure

Alors que le LTE offre des avantages indéniables aux utilisateurs de tous types – y compris un haut niveau de prévisibilité, de qualité de service et de connectivité à des distances plus longues que les réseaux de style Wi-Fi – son application dans le secteur minier crée des défis spécifiques concernant son utilisation, rapporte 3DP.

Premièrement, LTE a été développé avec un biais pour que les consommateurs téléchargent des informations à partir du réseau (en utilisant la liaison descendante) tandis que les applications d’extraction téléchargent généralement des données sur le réseau (en utilisant la liaison montante). Donc, il y a un aspect asymétrique en jeu avec LTE.

Cela est exacerbé car la plupart des équipements utilisateur LTE (UE) industriels ne fonctionnent pas dans une configuration d’antenne MIMO à la fois en liaison descendante et en liaison montante, explique 3DP. Comme la technologie est orientée vers le téléchargement du réseau vers l’UE, l’UE (également appelé modem LTE ou CPE) utilisera ses deux antennes pour recevoir le signal, ce qui facilite la transmission de données à un débit plus élevé. Lors du fonctionnement en mode de liaison montante uniquement, une antenne transmettra au réseau LTE. «Une autre façon de l’expliquer est qu’avec deux antennes généralement disponibles, les deux sont physiquement capables de recevoir, mais une seule est physiquement capable de transmettre», explique la société.

Cela peut être problématique dans l’exploitation minière, car la taille des véhicules peut efficacement masquer l’antenne d’émission unique d’un côté du véhicule à partir de la station de base LTE à laquelle elle doit se connecter.

Ce problème est résolu avec l’Osprey Intelligent Endpoint®, selon 3DP, car la société a conçu un commutateur dynamique intelligent pour la fonction de transmission du point final. Ce commutateur RF est implémenté indépendamment du modem LTE, offrant une flexibilité dans le choix du modem intégré à l’Osprey.

L’implémentation du commutateur RF comprend un algorithme d’hystérésis pour empêcher le battement entre les antennes d’émission.

«Cela signifie que si la décision du commutateur de changer d’antenne était basée uniquement sur la qualité de la connexion à chaque fois que la machine bougeait, elle changerait d’antenne, battrait et créerait une perte de performances», explique 3DP. «L’algorithme d’hystérésis a un seuil configurable afin qu’un changement ne se produise que si l’augmentation des performances est significative. Nous avons également implémenté un délai configurable qui peut être réglé pour correspondre à la dynamique du mouvement de l’environnement. Le résultat est un point de terminaison qui répond à l’environnement minier, mais pas au détriment des performances. »

À titre d’exemple, les mineurs qui n’ont accès qu’au LTE public devront généralement gérer une couverture et une capacité du réseau qui n’ont jamais été conçues pour les applications minières mobiles. En revanche, les réseaux LTE privés spécialement conçus et construits devraient être plus performants par rapport à ces applications, explique 3DP.

«La possibilité de configurer l’Osprey pour s’adapter à l’un ou l’autre des scénarios, ou à tout autre scénario intermédiaire, signifie que nos clients tireront le meilleur parti de leur réseau malgré tout», déclare la société.

Défier la solution VXLAN L2 / L3

Le deuxième défi concerne le fait que les applications minières actuelles sont de la couche 2; c’est-à-dire qu’ils fonctionnent au niveau MAC du réseau, selon le modèle à 7 couches OSI.

LTE est une technologie de couche 3, qui utilise un routage segmenté sur IP.

Pour résoudre ce problème, une structure de couche 2 doit être créée au-dessus du réseau de couche 3. Traditionnellement, il existe plusieurs façons de faire cela: GRE, L2TP et IPSEC sont tous des exemples de tunnels «à l’ancienne» qui ressemblent beaucoup à un VPN.

«Le problème avec ces options est qu’elles ne sont pas« sans état », ce qui complique davantage la détection des tunnels rompus et le temps de rétablissement de la connexion», explique 3DP. «Cela entraîne une perte de temps de connexion et des paquets perdus, ce qui équivaut à de mauvaises performances.

L’industrie minière s’est tournée vers les technologies L2 issues de déploiements de serveurs de données à grande échelle. Un protocole de tunneling appelé VXLAN est devenu la solution courante dans le secteur minier, mais la solution n’est pas simple, selon 3DP.

«VXLAN ne prend pas en charge la fragmentation et le réassemblage des paquets, ce qui crée des problèmes pour nos mineurs utilisant LTE comme technologie de réseau», explique 3DP. «Les déploiements LTE typiques ne prennent en charge qu’une taille de paquet MTU maximale de 1 500 octets, donc si un paquet provenant d’une application fonctionnant sur le réseau est plus volumineux que cela, le paquet sera abandonné. Une solution de contournement quelque peu maladroite consiste à définir manuellement les applications pour envoyer des paquets plus petits ou pour réduire la taille de MTU sur une base par périphérique. »

Les solutions de tunneling nécessitent une appliance de back-office qui prend en charge la création du tunnel et fonctionne comme un concentrateur pour toutes les connexions sur le terrain, selon 3DP. Il a besoin de savoir quels périphériques clients fonctionnent sur le réseau et, encore une fois, ce n’est pas un problème transparent à résoudre avec VXLAN. L’appareil doit être constamment mis à jour avec la liste des appareils d’exploitation.

«Nous avons choisi une approche différente et, surtout, une approche qui résout ces deux problèmes de manière native, sans effort manuel supplémentaire ni configuration par appareil de la structure de couche 2», déclare la société.