Explorer toutes les voies de la communication à l'échelle de la mine : LATYS FOCUS par rapport à d'autres options industrielles

Les environnements miniers souterrains posent de sérieux défis en matière de communication sans fil : les parois rocheuses épaisses, les tunnels étroits, les machines lourdes et les aménagements en constante évolution sont autant de facteurs qui obstruent et affaiblissent les signaux. Pourtant, une connectivité fiable est vitale pour la sécurité, l'automatisation et l'efficacité, car elle permet de transmettre des données, des voix et des vidéos en temps réel dans toute la mine. Nous examinons ici les principales technologies de connectivité souterraine et les défis spécifiques auxquels elles sont confrontées, qu'il s'agisse de la complexité de l'infrastructure, de la latence élevée, de la fragilité du matériel ou de la couverture limitée, qui, ensemble, laissent un fossé entre les solutions actuelles et les exigences des opérations modernes. Enfin, nous présentons notre nouvelle approche (LATYS FOCUS) qui comble ces lacunes.

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Répéteurs et prolongateurs de signaux

Les répéteurs de signaux et les prolongateurs Wi-Fi sont souvent les premiers outils déployés pour renforcer la connectivité dans une mine. Ils amplifient et rediffusent un signal existant, étendant la couverture aux zones mortes voisines. Ces dispositifs sont peu coûteux, rapides à installer et ne nécessitent pas de travaux d'infrastructure importants. Toutefois, ils ne créent pas un nouveau réseau, mais étendent simplement la portée du réseau existant. Les prolongateurs Wi-Fi peuvent réduire de moitié la largeur de bande effective car ils doivent recevoir et retransmettre sur le même canal, et offrent souvent moins de 50 % de la vitesse d'origine tout en augmentant le temps de latence. Ils peuvent aggraver la congestion, ne pas assurer une itinérance transparente et poser des problèmes de sécurité ou de compatibilité. L'emplacement est également délicat ; si un prolongateur est placé là où le signal est déjà faible, les performances peuvent en fait se dégrader. Ces limites peuvent amener de nombreuses entreprises à envisager des réseaux maillés sans fil, qui peuvent étendre la couverture sans dépendre entièrement de la force d'un seul signal en amont.

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Réseaux maillés sans fil

Les réseaux maillés sans fil déploient plusieurs radios (nœuds) dans la mine, chacune relayant les données à la suivante dans une chaîne multi-sauts. Bien que cette architecture offre une certaine souplesse, elle se heurte à des difficultés considérables sous terre. La bande passante se dégrade souvent à chaque saut, en particulier dans les configurations à une seule radio où le trafic de retour et le trafic utilisateur sont en concurrence pour le même canal. Les nœuds multiradio peuvent maintenir un débit plus élevé, mais ils ont un coût élevé et nécessitent une configuration plus complexe. La consommation d'énergie élevée et les interférences limitent encore la faisabilité des déploiements à grande largeur de bande. Chaque saut ajoute également un temps de latence, qui peut rapidement atteindre des niveaux inacceptables pour les tâches critiques telles que les machines télécommandées ou les flux vidéo en direct, et le débit global diminue inévitablement à mesure que le nombre de sauts augmente. Enfin, la configuration de la mine évoluant constamment - de nouveaux tunnels sont ajoutés, d'anciens sont effondrés -, les conceptions statiques sont inapplicables. Un réseau maillé doit constamment s'auto-réparer et se réacheminer lorsque les nœuds se déplacent ou tombent en panne, un processus à la fois complexe sur le plan technique et perturbant sur le plan opérationnel. En bref, si les réseaux maillés peuvent fonctionner en théorie, en pratique leurs limites en termes de bande passante, de latence et d'adaptabilité les rendent difficilement compatibles avec les conditions exigeantes de l'exploitation minière souterraine moderne. Pour assurer une couverture cohérente et ininterrompue le long des galeries principales, sans dépendre de liaisons sans fil multi-sauts, de nombreuses mines se tournent vers les "Leaky Feeder Systems".

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SYSTÈMES D'ALIMENTATION NON ÉTANCHES (CÂBLE COAXIAL RAYONNANT)

Les systèmes d'alimentation à fuite utilisent des câbles coaxiaux spéciaux qui agissent comme des antennes continues, "laissant échapper" des signaux radio sur toute leur longueur. Ces câbles rayonnants sont généralement acheminés dans les tunnels principaux avec des amplificateurs de ligne tous les quelques centaines de mètres pour maintenir l'intensité du signal. Toutefois, si un câble est sectionné lors d'un dynamitage ou d'un effondrement, les communications peuvent être interrompues instantanément, à moins qu'il n'existe des chemins redondants. Le système dépend également de l'alimentation continue des amplificateurs, ce qui signifie qu'une seule panne peut perturber la connectivité dans une zone étendue. En outre, les lignes d'alimentation non étanches sont généralement limitées à des fréquences inférieures à 1 GHz - des fréquences plus élevées nécessiteraient un espacement des amplificateurs trop dense en raison de l'atténuation du signal. Ce fonctionnement à basse fréquence restreint également la largeur de bande disponible, ce qui rend le système adapté à la voix et à la télémétrie de base, mais inadéquat pour les applications à large bande à haut débit. L'installation de plusieurs câbles à proximité les uns des autres peut en outre provoquer des interférences ou une induction involontaire de courant, ce qui affecte à la fois la qualité du signal et la sécurité. Pour augmenter la capacité et relier ces systèmes à des liaisons à haut débit, les mines déploient souvent des "réseaux dorsaux à fibres optiques".
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Réseaux dorsaux en fibre optique

Le câble à fibre optique constitue l'épine dorsale de la plupart des systèmes de communication dans les mines, offrant une large bande passante et une grande fiabilité. Cependant, l'installation et la réparation de la fibre optique sous terre sont coûteuses et complexes, car elles nécessitent une main-d'œuvre qualifiée, des équipements lourds et une manipulation soigneuse pour acheminer les câbles à travers la roche ou les tranchées. Lorsqu'ils sont endommagés par des virages serrés, des écrasements, des coups de machines ou des chutes de pierres, les réparations nécessitent souvent des excavations coûteuses ou des épissures de précision. Malgré ses performances, la fibre est physiquement fragile, avec des défauts microscopiques qui s'aggravent sous l'effet du stress. Dans les mines accidentées et en constante évolution, l'acheminement, la protection et l'extension de la fibre ajoutent du temps et des coûts considérables. Pour combiner la couverture de zones étendues, la mobilité et la haute capacité sans avoir à installer la fibre en tout point, certaines exploitations optent pour des réseaux cellulaires privés LTE/5G.

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Réseaux cellulaires privés LTE/5G

Le déploiement d'un réseau cellulaire privé sous terre implique l'installation de petites stations de base (radios 4G LTE ou 5G NR) et d'un réseau central sur site dédié à la mine. Fonctionnant sur un spectre appartenant à la mine ou sous licence, ces systèmes offrent une couverture 4G/5G complète pour les téléphones, les appareils robustes et les capteurs IoT. Bien qu'il faille moins de cellules que pour le Wi-Fi, l'investissement initial reste élevé, couvrant les stations de base coûteuses, les composants centraux et l'intégration. De nombreuses mines ne disposent pas d'une expertise interne en matière de télécommunications pour la planification, le déploiement et l'octroi de licences d'utilisation du spectre, ce qui rend indispensable le recours à des intégrateurs externes. La propagation du signal nécessite une ingénierie précise pour surmonter la géométrie des tunnels et les effets de trajets multiples. L'ajout de fonctions de sécurité et de découpage du réseau accroît la complexité de la gestion, tandis que le marché privé de la 5G pour les mines reste immature, ce qui crée une incertitude quant à la préparation de l'écosystème, à la disponibilité des appareils et au soutien à long terme.

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Bien que chacune de ces technologies offre des capacités précieuses pour les opérations souterraines, elles présentent également des inconvénients importants : coûts élevés, complexité de l'infrastructure, flexibilité limitée et compromis inévitables en matière de performances. Aucune solution unique ne répond pleinement à l'évolution de la configuration d'une mine, aux exigences de sécurité et aux besoins de communication en temps réel.

C'est là que le LATYS FOCUS se distingue. En capturant les signaux Wi-Fi existants et en les amplifiant instantanément de 12 dBi- quadruplant ainsi la portée - sans ajouter de latence et en utilisant moins de 5 W de puissance, le LATYS FOCUS a un impact immédiat. Sa conception plug-and-play ne nécessite aucune intégration câblée et peut être positionnée partout où la couverture faiblit, fournissant une connectivité robuste et évolutive en quelques minutes. Conçu pour fonctionner avec les systèmes existants, il améliore la couverture là où les autres méthodes sont insuffisantes, comble les angles morts et offre une option à faible maintenance et à déploiement rapide pour les exploitants de mines qui ont besoin d'une connectivité fiable dès maintenant.

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