CN102136974B - 一种综采工作面工业以太网系统 - Google Patents
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Abstract
一种综采工作面工业以太网系统，其特征在于，包括：三层交换机、内嵌交换机模块和无线AP模块的工作面综合接入器、铠装电缆、光缆、光电转换器；所述工作面综合接入器有多个，多个综合接入器串联连接；工作面综合接入器中内嵌的交换机模块具备多个可软件配置的网口，使串联的多个工作面综合接入器联网；所述工作面综合接入器还具有无线AP模块，所述无线AP模块提供全工作面的无线网络覆盖；三层交换机直接连接工作面工业以太网系统中的任意一个工作面综合接入器的任意一个网口，顺槽设备通过三层交换机接入工作面工业以太网系统；三层交换机可上链至矿井井上网络，实现地面对井下的远程监控、调度。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿综采工作面工业以太网系统，尤其涉及一种覆盖整个综采工作面的工业以太网网络系统。
背景技术
随着现代通信技术、网络技术和多媒体技术的迅速发展，煤矿用户对综采工作面的需求由原来单一的设备工况信息集成及上传而发展为包括话音、图象、视频、数据的多媒体业务，它主要的特征是需要带宽大、实时性要求高。满足这些需求的关键，需要设计一种可以传输语音、图象、视频、控制等多种信号的总线网络。
工业以太网在煤矿矿井被广泛应用，但主要用于矿井自动化建设，设计成防爆通信网络系统，研制的交换机体积大。综采工作面由于环境的特殊性，很难放置体积庞大的防爆通信网络设备。因此，现有的煤矿井下工业以太网大都仅布置到顺槽，而没有覆盖到整个工作面。因此，为保证整个工作面所有位置都可以实现多媒体数据传输、语音通讯、视频监控等业务，研究覆盖整个综采工作面的工业以太网网络系统显得尤为重要。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种综采工作面工业以太网系统，包括：三层交换机、内嵌交换机模块和无线AP模块的工作面综合接入器、铠装电缆、光缆、光电转换器；
所述工作面综合接入器有多个，多个综合接入器串联连接；
工作面综合接入器中内嵌的交换机模块具备多个可软件配置的网口，使串联的多个工作面综合接入器联网；
多个综合接入器中任意两个综合接入器之间的连接方式选自以下两种方式：
①单独使用铠装电缆：铠装电缆内至少包括以太网网线，铠装电缆的两端具有快速接头，其与工作面综合接入器的网口之间通过快速接头连接；
②使用铠装电缆与光电转换器、光缆的组合：铠装电缆内至少包括以太网网线，铠装电缆的两端具有快速接头，两个综合接入器的各自一个网口分别通过铠装电缆连接一个光电转换器，两光电转换器之间通过光缆连接；
所述工作面综合接入器还具有无线AP模块，所述无线AP模块提供全工作面的无线网络覆盖；
三层交换机直接连接工作面工业以太网系统中的任意一个工作面综合接入器的任意一个网口，顺槽设备通过三层交换机接入工作面工业以太网系统；三层交换机可上链至矿井井上网络，实现地面对井下的远程监控、调度；所述光电转换器至少还有两个，一个通过铠装电缆连接工作面工业以太网系统中任意一个综合接入器，另一个通过铠装电缆连接工作面工业以太网系统中与上述综合接入器至少间隔一个综合接入器的另一个综合接入器，两个光电转换器之间通过光缆互连；
所述工业以太网系统中网络的带宽达100Mb/s，无线网络带宽达54Mb/s；
串联的多个工作面综合接入器沿整个工作面布置；
其中每个工作面综合接入器还包括多个以太网网口，实现工作面上网络设备的接入。
其中所述光缆由多条具有快速插接接头的光缆段连接而成。
其中系统具有虚拟局域网、流量优先级管理功能。
本发明的优点在于：
1、有线以太网及无线局域网技术结合，覆盖整个工作面，满足工作面各个角落视频、语音等多媒体业务的需要；
2、以太网系统冗余设计，保证井下复杂情况下系统的正常运行；
3、各综合接入器之间可以使用铠装电缆和光缆并行的连接方式，满足长距离数据传输的需要；
4、铠装电缆和综合接入器之间使用快速插头连接，方便系统的布置和部件更换。
附图说明
附图1为本发明所述工作面工业以太网系统的一个优选实施方式的组成示意图。
具体实施方式
参见附图1，其描述了根据本发明所述的工业以太网系统的一个优选实施例。包括三层交换机、多个工作面综合接入器、铠装电缆、光缆、光电转换器；
所谓工作面综合接入器，是指在工作面实现网络连接、无线数据接收传输、数据基本处理、设备接入控制等功能的工作模块，其具体包括的模块可以根据井下的需要按其功能配置。在本发明中，其至少需要能实现网络连接和无线数据接收传输功能。
工作面综合接入器包括内嵌的交换机模块，多个工作面综合接入器通过内嵌的交换机模块串联连接，交换机模块具有多个可软件配置的网口，使串联的多个工作面综合接入器联网；
多个综合接入器中任意两个综合接入器之间的连接方式选自以下两种方式：
①单独使用铠装电缆：铠装电缆内至少包括以太网网线，铠装电缆的两端具有快速接头，其与工作面综合接入器的网口之间通过快速接头连接；
此种方式主要适用于两综合接入器之间距离较近的情况；
②使用铠装电缆与光电转换器、光缆的组合：铠装电缆内至少包括以太网网线，铠装电缆的两端具有快速接头，两个综合接入器的各自一个网口分别通过铠装电缆连接一个光电转换器，两光电转换器之间通过光缆连接；
此种方式主要适用于两综合接入器之间距离较远的情况；
参见附图1，其在0#综合接入器与1#综合接入器之间采用了第②种连接方式，在其它综合接入器之间采用了第①种连接方式，这主要是由于连接三层交换机的0#综合接入器离其它综合接入器较远所至。在实际应用中，可以理解的是，不必拘泥于上述连接规范限制，本领域技术人员可以根据实际需要自由选择上述连接方式。另外，在本实施方式中，三层交换机与0#综合接入器之间采用了第①种连接方式，如果需要的话，其也可以采用第②种连接方式。
所述工作面综合接入器还具有无线AP模块，所述无线AP模块提供覆盖全工作面的无线网络。
继续参见附图1，三层交换机直接连接0#综合接入器的一个网口。在实际应用中，三层交换机可以根据布线的方便和井下情况的需要连接以太网系统中的任意一个工作面综合接入器的任意一个网口，顺槽设备(例如顺槽控制器)通过三层交换机接入工作面工业以太网系统；井上网络可以与三层交换机互链，实现地上网络与工作面以太网网络的通讯，方便地面对井下的远程监控、调度。参见附图1，工业以太网系统至少还包括两个光电转换器，两光电转换器分别通过铠装电缆使用快速接头连接两个间隔开来的综合接入器的网口，优选连接串联的综合接入器两端的综合接入器，两光电转换器之间通过光缆互连。这样，两综合接入器之间形成了一条冗余通路，将整个系统形成环网。在系统中某个综合接入器出现故障无法链接时，三层交换机仍然可以通过冗余通路链接所有正常的综合接入器，增加了系统的可靠性。上述光缆，可称之为冗余光缆，可以由多条具有快速插接接头的光缆段连接而成，以方便制造、安装和维护。
所述工业以太网系统中铠装电缆有线网络的带宽达100Mb/s，无线AP无线网络的带宽达54Mb/s，基本可以满足工作面多媒体的需要。
参见附图1，至少部分串联的多个工作面综合接入器沿整个工作面布置，通过铠装电缆的有线和无线AP的无线实现整个工作面的以太网覆盖，从而可以将工作面的视频、语音等多媒体信号可靠及时的传输到顺槽和地面。
由于工作面工作情况复杂，信息传输量大，传输信号众多，因此可以在系统中设置虚拟局域网、流量优先级管理功能，以保证最重要的数据流能动态地获得最优先的带宽支持。上述管路功能可以通过三层交换机和综合接入器中的硬件设置和软件编程得以实现。
以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种综采工作面工业以太网系统，其特征在于，包括：三层交换机、内嵌交换机模块和无线AP模块的工作面综合接入器、铠装电缆、光缆、光电转换器；
所述工作面综合接入器有多个，工作面综合接入器中内嵌的交换机模块具备多个可软件配置的网口，多个工作面综合接入器通过网口串联连接，使多个工作面综合接入器联网；
多个工作面综合接入器中任意两个相邻工作面综合接入器之间的连接方式选自以下两种方式：
①单独使用铠装电缆：铠装电缆内至少包括以太网网线，铠装电缆的两端具有快速接头，其与工作面综合接入器的网口之间通过快速接头连接；
②使用铠装电缆与光电转换器、光缆的组合：铠装电缆内至少包括以太网网线，铠装电缆的两端具有快速接头，两个工作面综合接入器的各自一个网口分别通过铠装电缆连接一个光电转换器，两光电转换器之间通过光缆连接；
所述工作面综合接入器还具有无线AP模块，所述无线AP模块提供全工作面的无线网络覆盖；
三层交换机直接连接综采工作面工业以太网系统中的任意一个工作面综合接入器的任意一个网口，顺槽设备通过三层交换机接入综采工作面工业以太网系统；三层交换机向上链接至矿井井上网络，实现地面对井下的远程监控、调度；所述光电转换器至少还有两个，一个通过铠装电缆连接综采工作面工业以太网系统中任意一个工作面综合接入器，另一个通过铠装电缆连接综采工作面工业以太网系统中与上述工作面综合接入器至少间隔一个工作面综合接入器的另一个工作面综合接入器，两个光电转换器之间通过光缆互连；
所述综采工作面工业以太网系统中网络的带宽达100Mb/s，无线网络带宽达54Mb/s；
串联的多个工作面综合接入器沿整个工作面布置。
2.如权利要求1所述的综采工作面工业以太网系统，其中每个工作面综合接入器还包括多个以太网网口，实现工作面上网络设备的接入。
3.如权利要求1所述的综采工作面工业以太网系统，其中所述光缆由多条具有快速插接接头的光缆段连接而成。
4.如权利要求1所述的综采工作面工业以太网系统，其中系统具有虚拟局域网、流量优先级管理功能。
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