GEPON在矿建通信中的应用范文

《计算机与数字工程杂志》2014年第七期

矿用工业GEPON综合通信系统为矿用环境提供以太网、POTS、CAN、RS485和CVBS（BNC接头）等业务子系统的信息接入，实现了维护图形化、远程化并且对全网重要设备实现备份，从而降低维护的难度，提高了系统的安全性。同时也实现了在统一的传输网络平台和统一的软件平台基础上，将最新传输技术应用在生产、管理调度、监控、安全等各个环节，进而在完善和改进现有的井下系统的同时，实现了煤矿的安全、生产、经营、管理等信息集成。

1系统构架选择

矿用GEPON网络架构主要有树状和环状两种冗余方式。树状冗余的特点是分支灵活、传输距离远、光口所接光网络终端数多，但光缆布线施工复杂，备用光纤故障监测较难实现。环状冗余的特点是光缆布线施工简单、备用光纤故障监测容易、故障冗余切换时间短，但其每个光口所接光网络终端数一般不超过十个。但当设置点数较多时，可设置多个环。因此本通信传输系统次采用环状冗余型结构。

2主要设备

1）光线路终端OLT光线路终端OLT是GEPON系统的中心设备，它向核心以太网提供四个千兆以太网端口，向ONT设备提供四个千兆以太网光纤端口，具有二层／三层交换和光纤端口冗余功能。每台OLT设备可以安装两个OLT功能模块，每个OLT模块有四个千兆光以太口，且OLT设备中配置了环状冗余控制器，可以实现300ms的线路冗余控制［9］。2）本安综合接入器KJJ24电火花和热效应是引起爆炸危险气体爆炸的主要点燃源，KJJ24矿用本质安全型多通道光网接入器就是通过限制电火花和热效应两个可能点燃源的能量来实现防爆的。通过分布式双冗余供电模式，实现低功率的本安防爆技术要求。KJJ24矿用本安型多通道光网接入器把井下各个通讯子系统的信号传输到井上的数据汇聚设备。汇聚设备再把井下各子系统的信号分配给井上的各个子系统的监控设备。KJJ24矿用本安型多通道光网接入器，适合于具有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井中使用。

3系统设计

多媒体通信技术的发展给矿井综合监控注入了新的活力，多媒体矿井监控通信系统成为矿业综合通信的发展趋势。如在井下的一些监控点安放摄像头，利用数字视频远程监控技术可在矿井监控系统内建立监控调度中心，对远程现场的图像、声音及其他敏感资料进行实时监控，将那里发生的情况及时、准确地传输到井上监控中心或指挥中心，以便各级领导和员工及时了解和处理井下发生的事件。但由于煤矿井下生产的特殊性，通信方式及技术受到矿井本身结构及其井下环境的影响，使地面很成熟的通信技术在井下巷道通信中不能正常使用。而光纤是井下接入网中最好的传输媒介，GEPON作为一种多业务宽带接入网技术因具有高性价比、强扩展性、易安装开通等优点，对矿井监控通信是一种很好的选择。矿用GEPON综合通信系统平台包括井上综合接入、井下语音一体化调度、井下监控承载、井下监测接入、井下人员定位和井下紧急广播六个子系统。矿用GEPON综合通信系统结构如图1所示。1）井上多业务综合接入子系统井上多业务综合接入子系统广泛应用于井上生产区以及办公区域，接入汇聚单元OLT布放在核心机房，本安综合接入器布放在业务接入点，满足办公电子流、语音通信流、视频会议流、监控监测数据流等多种业务统一承载。根据业务属性，灵活设定隔离方式、优先级，保障数据传输的安全性与可靠性。井上多业务综合接入子系统结构如图2所示。2）井下语音一体化调度子系统井上设备主要包含接入汇聚单元OLT、软交换调度服务器、调度台、调度分机、地面普通话机等组成；井下设备主要由矿用本安型综合接入器KJJ24、矿用本安电话机、矿用本安基站、矿用手机等组成，实现井下有线、无线语音一体化调度功能，通过调度台实现了语音通信的强接、强拆、强插、监听、转接、会议等相关调度功能。井下语音一体化调度子系统结构如图3所示。3）井下监控承载子系统井上设备主要有接入汇聚单元OLT、服务器、各类工作站、总线解码器、地面交换机等组成；井下设备主要有本安综合接入器KJJ24、本安兼隔爆摄像机、本安视频服务器等组成。通过对井下环境和现场画面的实时在线监控显示，及时掌握相关信息，当井下出现故障等情况，实现自动报警，地面监控中心根据换面指挥井下人员工作，为矿山企业的生产和安全保驾护航。井下监控承载子系统结构如图4所示。4）井下监测接入子系统井上设备主要由接入汇聚单元OLT、各类监测服务器、操作台、地面交换机等组成；井下设备主要由本安综合接入器KJJ24、各类监测传感器等组成。煤矿安全监测系统既能在地面中心站连续自动监测矿井各种环境参数、生产情况等，又可以实现网上实时信息共享和，每天输出监测报表、对异常状况实现声光报警和超强断电控制。井下监测接入子系统结构如图5所示。5）井下人员定子系统井上设备主要由接入汇聚单元OLT、主备用定位服务器、工作台、大屏显示等组成；井下设备主要有本安综合接入器KJJ24、无线数据接收器、矿用无线标识卡、本安数据接收机组成。人员定位系统通过对井下人员和移动设备位置的监测，实现井下人员考勤、人员跟踪定位、灾变救援支持、日常安全管理等多种综合应用功能，使对井下作业人员的指挥调度更方便，对管理制度的落实更快捷、准确。井下人员定位子系统结构如图6所示。6）井下紧急广播子系统井上设备主要由接入汇聚单元OLT、服务器、工作台、调度台等组成；井下设备主要由本安综合接入器KJJ24、本安广播终端等组成。在出现突发事件时，可直接播放应急预案中设置好的预案语音文件，实现突发事件的快速引导；可与现行报警系统对接，实现报警联动广播功能。井下紧急广播子系统结构如图7所示。

4结语

在建立基于工业GEPON网络的矿用综合信息传送系统后，煤矿井上与井下现有的通讯信息系统以及后期建设的各系统都可以通过综合信息传送系统的主干通道，即一条通道传输各种信息，不再需要原有的各个系统单独专用的线缆。可实现监测监控信号、工业电视视频信号、井下调度电话信号的统一传输，实现真正的“三网合一”。

作者：张婷单位：上海电子信息职业技术学院通信系