GEPON网络在煤炭生产中的适用研究

「数字 技术通信技术与应用GEPON网络在煤炭生产中的适用研究耿友明(河北能源职业技术学院河北唐山063000)摘要:分析当前煤矿自动化和通信技术的功能特点,提出了今后要解决的一些关键技术问题。通过对比分析了煤矿在建设井下宽带网络传输系统的三种实现方式,对建设适用的井下宽带网络进行了可行性分析。关键词:煤矿信息化GEPON 工业以太网MCTP中图分类号:TD676文献标识码:A文章编号:1007-9416(2014)07-035-01Abstract:Analysis of functional characteristics of the current coal mine automation and communication technology, Some key technical problems shouldbe solved in the future. Through the comparative analysis of the coal mine in three ways to construct underground broadband network trasmission system,the underground broadband network construction is carried out a feasibility analysis. On the broadband network construction is suitable for the feasbilityanalysis.Key Words:The coal mine information GEPON Industrial Ethernet MCTP1概述层实现紧密相连的信息集成,避免了由于协议,上的差异而造成的煤炎是我国的第- -能源,在能源比重中占据70%之多,具有不可 “信 息孤岛”。设计煤矿控制系统时，无论在产品的强度、材质的选替代的作用。煤矿的安全生产水平直接影响着我国工业信息化的建用、适 用性、实时性、可操作性可靠性、抗干扰性、本质安全性等方面设进程，应用信息化技术对煤矿生产体系进行系统化、集约化改进都能实现井 下恶劣环境的需要。是我国煤炭工业的迫切需求。我国煤炭的产量高居世界第一,但安2.2 MCTP网络一-综合传输 系统平台全形势却十分严峻、如何加强信息技术建设进而改进煤炭安全生产MCTP为本安型宽带多通道工业以太网综合接人系统,采用.技术,是当前备受关注的一一个课题。在国务院下发的《关于进一一步加SDH+现场 总线的光纤传输技术,结合几经优化的工业以太网数据强企!业安全生产的通知》以及国家安全生产监督管理总局、国家煤交换技术， 为煤矿生产提供综合信息平台,其光纤环传输距离可以矿监察局下发的《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”》中高达40KM, 能够实现语音.数据.视频灵活接人，使得煤矿"井下监均要求在产在建煤矿必须建设完善六大安全避险系统,既，监测监测、 自动化生产.调度电话及工业电视只通过一-对光纤实现宽带传控系统、人员定位系统、通讯联络系统、紧急避险系统、压风自救系输2.3 GEPON网络统和供水施救系统。文件指出,煤企必须形成高产高效建设的布局，全矿实现对生产过程监测监控、矿井安全环境监测、生产过程信息GEPON是一种:采用点到多点的网络结构.中间采用无源光分化应用等方面的网络化、自动化、智能化。依据要求,今后煤矿必须路器和暗光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDMA时分媒体访要建设成诸多现代信息化技术与自动化控制技术为一体,通过布设间控制方式 提供多种业务综合宽带接，人技术。-般由OLT(光线路基于网络的大型开放式分布控制系统实现全矿井监控管统一,从終端).ONT(光网络单 元和无源光纤分配器等组成。GEPON是广泛而代替煤矿传统的生产控制模式,建设成煤矿各个生产步骤的自动应用的宽带接 人网技术。而煤矿专用GEPON系统成功解决了线路化控制、生产综合调度,保证煤炭安全.高效.集中产出，以实现高产冗余,0LT主机设备冗余和ONU本安化等问题。高效低成本的目标。矿用GEPON系统具备如下技术特点:截止目前,在煤矿中得到推广的网络模式是工业以太网、专用(1)采用以太网传输协议,涵盖了太网所有应用的优点。TCP/IP工业控制Controlnet网GEPON网络和MCTP系统。矿用GEPON网协议 方便多用,接口型号全，使用范围广用户多,技术成熟;PON技络系统是一种新的产品,它是一种采用点到多点网络结构、无源光术通信时没有冲突,充分利用带宽优势。而GEPON是将PON技术与纤传输方式.基于高速以太网平台和TDM(Time Division以太网传输协议组合在一起,使得PON技术 和以太网的所有优点共Mutiplexing时分MACMedia Aees Contro)媒体访问控制方集一 身,每-一个以太网设备都能邇过以太网口接人GBPON系统,而式并能提供多种综合业务的宽带接人技术，它适合于综合传输视所有基于TCP/ IP协议的软件都可应用于GEPON系统;(2)井下设备频、数据、语音等信息,应用前景宽广。井下工业环网将传统分散式布设简 单，系统具有高可靠性。煤矿专用GEPON系统中设备较简改变为集中式，在大巷内各系统无需重复布线，克服了多条线路之单,最为复 杂的设备也只有两种,分别是冗余控制器和OLT,-般只间的数据传输干扰,避免了各设备安全监控子系统公共干路由于重需各 一台,并且只需放置在地面。布置在井下中的设备是分光器和复建设且容易形成的“信息孤岛”。ONT。分光器属于无源设备,故障率趋于零，由于采用的是光无源分支技术,单个的ONT故障并妨碍不了整个系统的正常运行,而且2工业以太网系统、MCTP、GEPON的比较ONT的功能以及组成相对环网交换机和MCTP节点也简单得多。这2.1工业以太网种系统功能分配特点.结构组成、布置方式使系统具有较高的可靠工业以太网是应用I业控制领域的以太网技术,在技术上与商性， 这也是GEPON系统能够成功应用在井下环境的最大保障;(3)成用以太网兼容(EEE802.3标准),工业以太网技术具有价格低廉、稳本随接 人点的增加而降低。鉴于GEPON系统中大部分的设备都结定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富.应用广泛以及支持技术成熟等优点,工业以太网提供了开放的标准,是企业从现场控制到管理下转第37页收稿日期:2014-06-18作者简介:耿友明(1979- -), 男,河北保定人，工程硕士,采煤讲师,河北能源职业技术学院矿中国煤化工与巷道施工技术方向的教学与研究。YHCNM HG35，)「数宇技术通信技术与应用按理D_ LDC. IDTY应该是4940T_17, WOR 019C:0060=7D90 0001 004B第三步:检查R_ _ACE确认问题所在T 18, WOR 019C :0066=49A0 000D 0039这时可以检查R_ ACE做-一个对照，T_ 19, WOR 019C :006C=49A0000E 0039<379:1="R_ ACE" ,2="D_ DATA. CE"&0&”22D0H"&”T_ 20, WOR 019C :0072=49A0 000F 0039D_ LDC. IDTY”&0&"4940* .T 21, WOR 019C:0078=7F90 0001 004B显示成功,有此组合。T_ 22, WOR 019C :007E=49A0 0010 0039<379:1="R_ ACE” ,2="D_ DATA_ CE" &0&”22D0H" &”T_ 23, WOR 019C:0084=FFFF 0001 00FFD_ LDC IDTY" &0&"49A0”.T_ 24, WOR 019C:008A=FFFF 0001 00FF显示不成功,没有这个组合。T_ 25, WOR 019C :0090=FFFF 0001 00FF由此确认是R_ LDC_ SONS中的数据错了。显示一下H'T 26, WOR 019C :0096=86E00001 004B30F的R_ LDC. SONS数据:T_ 27, WOR 019C :009C=6A00001 001B> REL:130F ,R _LDC_ SONST 28, WOR 019C:00A2=FFFF 0001 00FFR_ LDC. SONS 1E32 (7730T)(表2)T_ 29, WOR 019C :00A8=84E0 0001 004BPRIMARY AREAT_ 30, WOR 019C:00AE= =FFFF 0001 00FFT_1, WOR 019C :0000=22D00001 002ET_31,WOR 019C:00B4=FFFF 0001 00FFT_2, WOR 019C :006=49A0 0001 0039T 32, WOR 019C:00BA=FFFF 0001 00FFT_ 3, WOR 019C :000C=49A00002 0039注意:N7# # # XBD模块在这个RELATION中对应一个T_ 4, WOR 019C :0012=49A00003 0039TUPLE, B12版本的SACEDH模块对应16个TUPLE, B2版本的T_5, WOR 019C:0018= -49A0 0004 0039SDH32XFX模块对应32个TUPLE,- .个PCM对应一个TUPLE,T _6, WOR 019C:001E=49A0 0005 0039PCMID与D_ PCM ID是- -致的。T_7, WOR 019C:0024 =49A0 0006 00393解决方法T_ 8, WOR 019C :002A-49A0 0007 0039T_9, WOR 019C :0030=49A0 0008 0039将RELATION R_ LDC. SONS中的49A0修改为4940:T_ 10, WOR 019C :0036=49A00009 0039<378: 1="R_LDC_ SONS" ,NA=H' 130F2="D_ LDCINDEX " &0&"2" ,3="D_ LDC _IDTY" &0&"4940H",T_11,WOR 019C :003C=49A0 000A 0039SHOW , ECHO。T_12, WOR 019C:0042=88E0 0001 004BT 13, WOR 019C:0048=82E0 0001 004B本例中模块H'130F是SA CEDH模块,所以需要修改16个TUPLE。同样其他15个TUPLE都改掉,然后RB:SACELDC模块T_ 14, WOR 019C :004E=80E00001 004BH' 130F,下一次统计就正常了(表3)。T_15, WOR 019C :0054-49A0 000B 0039T_ 16, WOR 019C:005A=49A0 000C 0039上接第35页行，防爆性能好,抗干扰能力强,运行稳定;(61000M的无源网络以构简易,接入设备越多,系统规模越大,则平均成本就会随之降低。树状的网络结构为主 ,与煤矿巷道的树状分布相匹配适应。如果按系统满荷载全部接人计算,矿用GEPON系统的每MB带宽成4 结语.本在所有系统里是最低的。而如果按系统接人部分容量测算,当井煤矿自动化建设是实现煤矿高效安全开采的关键技术,在煤矿下节点设备(ONT)的数量超过5个时,其成本低于千兆以太环网，当综合信息化建设的井下GEPON宽带网络综合传输系统,还需要解节点设备(ONT)数量超过10个时,则成本低于百兆以太环网。随着煤决诸多问题,只有不断利用新技术.新手段完善提高煤矿自动化和矿生产规模的扩大和矿井信息化的建设发展,井下接入点的数量肯通信系统,进一步实现各接入系统.信息子单元之间的数据共享、集定会呈上升趋势,由此来看,煤矿专用GEPON系统的成本优势可见中控制，才能最终实现煤矿少人开采直至无人开采的目标,才能建一斑。设成本质安全型矿井。3应用可行性分析参考文献综合比较三种组网,从组网方式,主干传输方式.冗余切换时[1]王虹.综采工作面智能化关键技术研究现状与发展方向[J].煤炭.间、网络构架、组网及保护方式、与企业网兼容性等方面综合考虑,科学技术,2014(1).煤矿使用GEPON网络具备以下性能优点:(1)GEPON网络采用一根光纤 ,却实现了多线路工业电视信号、[2]梅昊.基于GEPON网络的中小型煤矿综合自动化系统的设计[J].安全监测系统信号.生产监控系统信号.调度通讯信号的同时传输，工矿自动化,2011(8).节约了大量的线路资金;(2)GEP0N采用下行广播、上行TDM通讯方[3]邓荣.煤矿自动化技术发展现状及发展趋势探讨[J].电子世界,式,每台网络终端ONT动态分配的流量可以保证了各个子单元数据2012(11).信息交换的时效性及传输质量;(3)GEPON网络拥有双总线环线两[4]王雪莉.基于WIFI通信技术的地下矿山生产调度系统研究[D].西种可采用的冗余方式,提高了系统的可靠性,增加了系统组网的灵安建筑科技大学,2010.活性<(4)OLT的1000M以太网接口,可以连接多台ONT设备,每台[5]付国军,杨明亮,许太山.综采无人工作面的整体设计与实现方法的构想[J].工矿ONT设备又有多个100M以太网口接人,使得带宽得到了保证;(5)中国煤化工GEPON采用无光源分支技术,单- -ONT故障不影响整个系统的运"MYHCNMH G(、( 37