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《計算機與數字工程雜志》2014年第七期

礦用工業gepon綜合通信系統為礦用環境提供以太網、POTS、CAN、RS485和CVBS（BNC接頭）等業務子系統的信息接入，實現了維護圖形化、遠程化并且對全網重要設備實現備份，從而降低維護的難度，提高了系統的安全性。同時也實現了在統一的傳輸網絡平臺和統一的軟件平臺基礎上，將最新傳輸技術應用在生產、管理調度、監控、安全等各個環節，進而在完善和改進現有的井下系統的同時，實現了煤礦的安全、生產、經營、管理等信息集成。

1系統構架選擇

礦用GEPON網絡架構主要有樹狀和環狀兩種冗余方式。樹狀冗余的特點是分支靈活、傳輸距離遠、光口所接光網絡終端數多，但光纜布線施工復雜，備用光纖故障監測較難實現。環狀冗余的特點是光纜布線施工簡單、備用光纖故障監測容易、故障冗余切換時間短，但其每個光口所接光網絡終端數一般不超過十個。但當設置點數較多時，可設置多個環。因此本通信傳輸系統次采用環狀冗余型結構。

2主要設備

1）光線路終端OLT光線路終端OLT是GEPON系統的中心設備，它向核心以太網提供四個千兆以太網端口，向ONT設備提供四個千兆以太網光纖端口，具有二層／三層交換和光纖端口冗余功能。每臺OLT設備可以安裝兩個OLT功能模塊，每個OLT模塊有四個千兆光以太口，且OLT設備中配置了環狀冗余控制器，可以實現300ms的線路冗余控制［9］。2）本安綜合接入器KJJ24電火花和熱效應是引起爆炸危險氣體爆炸的主要點燃源，KJJ24礦用本質安全型多通道光網接入器就是通過限制電火花和熱效應兩個可能點燃源的能量來實現防爆的。通過分布式雙冗余供電模式，實現低功率的本安防爆技術要求。KJJ24礦用本安型多通道光網接入器把井下各個通訊子系統的信號傳輸到井上的數據匯聚設備。匯聚設備再把井下各子系統的信號分配給井上的各個子系統的監控設備。KJJ24礦用本安型多通道光網接入器，適合于具有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井中使用。

3系統設計

多媒體通信技術的發展給礦井綜合監控注入了新的活力，多媒體礦井監控通信系統成為礦業綜合通信的發展趨勢。如在井下的一些監控點安放攝像頭，利用數字視頻遠程監控技術可在礦井監控系統內建立監控調度中心，對遠程現場的圖像、聲音及其他敏感資料進行實時監控，將那里發生的情況及時、準確地傳輸到井上監控中心或指揮中心，以便各級領導和員工及時了解和處理井下發生的事件。但由于煤礦井下生產的特殊性，通信方式及技術受到礦井本身結構及其井下環境的影響，使地面很成熟的通信技術在井下巷道通信中不能正常使用。而光纖是井下接入網中最好的傳輸媒介，GEPON作為一種多業務寬帶接入網技術因具有高性價比、強擴展性、易安裝開通等優點，對礦井監控通信是一種很好的選擇。礦用GEPON綜合通信系統平臺包括井上綜合接入、井下語音一體化調度、井下監控承載、井下監測接入、井下人員定位和井下緊急廣播六個子系統。礦用GEPON綜合通信系統結構如圖1所示。1）井上多業務綜合接入子系統井上多業務綜合接入子系統廣泛應用于井上生產區以及辦公區域，接入匯聚單元OLT布放在核心機房，本安綜合接入器布放在業務接入點，滿足辦公電子流、語音通信流、視頻會議流、監控監測數據流等多種業務統一承載。根據業務屬性，靈活設定隔離方式、優先級，保障數據傳輸的安全性與可靠性。井上多業務綜合接入子系統結構如圖2所示。2）井下語音一體化調度子系統井上設備主要包含接入匯聚單元OLT、軟交換調度服務器、調度臺、調度分機、地面普通話機等組成；井下設備主要由礦用本安型綜合接入器KJJ24、礦用本安電話機、礦用本安基站、礦用手機等組成，實現井下有線、無線語音一體化調度功能，通過調度臺實現了語音通信的強接、強拆、強插、監聽、轉接、會議等相關調度功能。井下語音一體化調度子系統結構如圖3所示。3）井下監控承載子系統井上設備主要有接入匯聚單元OLT、服務器、各類工作站、總線解碼器、地面交換機等組成；井下設備主要有本安綜合接入器KJJ24、本安兼隔爆攝像機、本安視頻服務器等組成。通過對井下環境和現場畫面的實時在線監控顯示，及時掌握相關信息，當井下出現故障等情況，實現自動報警，地面監控中心根據換面指揮井下人員工作，為礦山企業的生產和安全保駕護航。井下監控承載子系統結構如圖4所示。4）井下監測接入子系統井上設備主要由接入匯聚單元OLT、各類監測服務器、操作臺、地面交換機等組成；井下設備主要由本安綜合接入器KJJ24、各類監測傳感器等組成。煤礦安全監測系統既能在地面中心站連續自動監測礦井各種環境參數、生產情況等，又可以實現網上實時信息共享和，每天輸出監測報表、對異常狀況實現聲光報警和超強斷電控制。井下監測接入子系統結構如圖5所示。5）井下人員定子系統井上設備主要由接入匯聚單元OLT、主備用定位服務器、工作臺、大屏顯示等組成；井下設備主要有本安綜合接入器KJJ24、無線數據接收器、礦用無線標識卡、本安數據接收機組成。人員定位系統通過對井下人員和移動設備位置的監測，實現井下人員考勤、人員跟蹤定位、災變救援支持、日常安全管理等多種綜合應用功能，使對井下作業人員的指揮調度更方便，對管理制度的落實更快捷、準確。井下人員定位子系統結構如圖6所示。6）井下緊急廣播子系統井上設備主要由接入匯聚單元OLT、服務器、工作臺、調度臺等組成；井下設備主要由本安綜合接入器KJJ24、本安廣播終端等組成。在出現突發事件時，可直接播放應急預案中設置好的預案語音文件，實現突發事件的快速引導；可與現行報警系統對接，實現報警聯動廣播功能。井下緊急廣播子系統結構如圖7所示。

4結語

在建立基于工業GEPON網絡的礦用綜合信息傳送系統后，煤礦井上與井下現有的通訊信息系統以及后期建設的各系統都可以通過綜合信息傳送系統的主干通道，即一條通道傳輸各種信息，不再需要原有的各個系統單獨專用的線纜?？蓪崿F監測監控信號、工業電視視頻信號、井下調度電話信號的統一傳輸，實現真正的“三網合一”。

作者：張婷單位：上海電子信息職業技術學院通信系