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[摘 要]通信联络系统与井下人员定位系统、监测监控系统、紧急避险系统、压风自救系统以及供水施救系统被确立为煤炭企业“六大系统”，因此通信联络系统的运行是否可靠与稳定直接关系着煤炭企业应急抢险能力的强弱。近几年，随着科学技术的迅速发展，通信技术与煤炭生产要求达到的标准更高，加之国家煤矿安全监察局要求对六大系统进一步加强建设完善，进一步提高煤炭企业通信联络系统的稳定性，使煤炭企业实现现代化、信息化更上个台阶，光纤通信、光纤环网通信及相关技术已被引入煤炭企业通信联络系统中。
[关键词]光纤通信 煤炭企业 稳定性
中图分类号：U285.16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0396-01
1、引言
光纤是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A.Hockham首先提出光纤可以用于通信传输的设想。近几年，光纤通信技术脱颖而出，已经成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术，其发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
2、光纤通信
2.1 光纤
光纤由纤芯、包层、涂敷层及外套组成，是一个多层介质结构的对称圆柱体。纤芯的主体是二氧化硅，里面掺有微量的其它材料，用以提高材料的光折射率。纤芯外面有包层，包层与纤芯有不同的光折射率， 纤芯的光折射率较高， 用以保证光信号主要在纤芯里进行传输。 包层外面是一层涂料，主要用来增加光纤的机械强度，以使光纤不受外来损害。光纤的最外层是外套，也是起保护作用的。
光纤的两个主要特征是损耗和色散。损耗是光信号在单位长度上的衰减或损耗，用db/km表示，该参数关系到光信号的传输距离，损耗越大，传输距离越短。光纤的色散是由光纤中传输的光信号的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播而产生的，光纤的色散现象对光纤通信极为不利，光纤数字通信传输的是一系列脉冲码，光纤在传输中的脉冲展宽，导致了脉冲与脉冲相重叠现象，即产生了码间干扰，从而形成传输码的失误，造成差错。为避免误码出现，就要拉长脉冲间距，导致传输速率降低，从而减少了通信容量。
2.2 光纤通信的原理
光纤通信的原理是：在发送端首先把要传送的语音信号变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度变化而变化，并通过光纤发送出去。在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。
2.3 光纤通信的特点
（1）频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆有更大的传输带宽。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps。
（2）损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于0—20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。
（3）抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界中雷电、电离层变化的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高电压输电线平行架设。这一点对于强电领域的通信系统特别有利。
（4）无串音干扰，保密性好。光波在光纤中传输，因为光信号被完全的限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，泄漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。
除以上特点外，光纤还有径细、重量轻、柔软、易于敷设，光纤的原材料资源丰富、成本低，温度稳定性好、寿命长等特点。
3、光纤环网通信
光纤环网是为了防止光纤网络中任何一条连接线断掉，影响连接中的一个区域所带来的网络安全隐患。它能防止任意一处连接发生故障而影响整体网络，使网络处于冗余模式，大大提高了通信系统的稳定性。
3.1 光纤环网通信的原理
光纤环网在物理连接上成环形，但在工作时整个网络成链状结构，环网上的每一个设备都知道并且能随时通知其他设备自己的状态。一旦有某一段网络发生故障，临近交换机就会马上通知其他交换机，在极短的时间内这一信息就会传遍整个网络，当所有设备都知道这一信息时，原来没有数据通过的那段链路马上进行数据传输。当损坏的网络修复后，网络便会恢复到初始的工作状态。所以，如果在系统工作时交换机的连接介质发生故障，环网的环形结构将会在设定时间内切换成拓扑结构的网络，从而保证系统的可靠性。
3.2 光纤环网通信在煤矿企业中的应用
近些年随着开采技术的迅速发展，很多大中型煤炭企业的采掘面延的伸距离远远超过了通信电缆的通信距离，通信质量不能满足生产需要。研究显示光纤通信具有频带极宽、损耗低、抗电磁干扰能力强、无串音干扰、资源丰富、成本低、温度稳定性好、寿命长等优点。因此，更多大中型煤炭企业相继引入了光纤环网通信。
（1）煤矿工业以太环网组建。工业以太环网可将煤矿各生产自动化子系统监测监控数据、工业视频图像、数字语音、调度数据等信息集成到环网中。
（2）煤矿工业以太环网中各子系统组建。井下工人员定位系统、无线通讯系统、安全监测监控系统、电力监控系统等各子系统的建设，在煤矿工业以太环网建成以后，可以统一接入以太环网进行数据传输，可以省去光纤线路的重复敷设。
（3）电话信号传输。主要用于企业部门之间、井上下员工及企内较远距离的电话信号传输及调度。
（4）局域网信号传输。主要用于各内部办公网络、销售网络、财务管理网络等。通过上述范围的光纤应用，各办公及井下各采区工作面的通信达到了快速清晰，计算机网络数据得到了快捷稳定的传输，给职工工作来了极大的便利。井下人员作业情况、环境情况、设备运转情况等都能通过以太环网集成后传到调度指挥中心，调度指挥中心能够高质高效地对煤炭生产各环节、各子系统的监控监测信息进行实时显示，使调度室和相关人员能够及时掌握矿井安全生产的信息，以达到集中控制和指挥调度，使企业的安全生产有了有力保障。
4、结束语
光纤通信在煤矿企业中的应用，各办公电话通信达到了快速清晰，井下监测网络数据得到了准确的传输。而且计算机网络数据的快捷稳定的传输，为煤矿企业的安全生产提供了强有力的保障，确保煤矿的安全生产。
参考文献
[1] 赵樟森.玻璃丝的神通—浅谈光纤通信[M].北京：清华大学出版社出版，2002：120一l23.
[2] 曹志刚.现代通信原理[M].北京：清华大学出版社，2001：15.
[关键词]光纤通信 煤炭企业 稳定性
中图分类号：U285.16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0396-01
1、引言
光纤是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A.Hockham首先提出光纤可以用于通信传输的设想。近几年，光纤通信技术脱颖而出，已经成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术，其发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
2、光纤通信
2.1 光纤
光纤由纤芯、包层、涂敷层及外套组成，是一个多层介质结构的对称圆柱体。纤芯的主体是二氧化硅，里面掺有微量的其它材料，用以提高材料的光折射率。纤芯外面有包层，包层与纤芯有不同的光折射率， 纤芯的光折射率较高， 用以保证光信号主要在纤芯里进行传输。 包层外面是一层涂料，主要用来增加光纤的机械强度，以使光纤不受外来损害。光纤的最外层是外套，也是起保护作用的。
光纤的两个主要特征是损耗和色散。损耗是光信号在单位长度上的衰减或损耗，用db/km表示，该参数关系到光信号的传输距离，损耗越大，传输距离越短。光纤的色散是由光纤中传输的光信号的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播而产生的，光纤的色散现象对光纤通信极为不利，光纤数字通信传输的是一系列脉冲码，光纤在传输中的脉冲展宽，导致了脉冲与脉冲相重叠现象，即产生了码间干扰，从而形成传输码的失误，造成差错。为避免误码出现，就要拉长脉冲间距，导致传输速率降低，从而减少了通信容量。
2.2 光纤通信的原理
光纤通信的原理是：在发送端首先把要传送的语音信号变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度变化而变化，并通过光纤发送出去。在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。
2.3 光纤通信的特点
（1）频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆有更大的传输带宽。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps。
（2）损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于0—20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。
（3）抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界中雷电、电离层变化的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高电压输电线平行架设。这一点对于强电领域的通信系统特别有利。
（4）无串音干扰，保密性好。光波在光纤中传输，因为光信号被完全的限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，泄漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。
除以上特点外，光纤还有径细、重量轻、柔软、易于敷设，光纤的原材料资源丰富、成本低，温度稳定性好、寿命长等特点。
3、光纤环网通信
光纤环网是为了防止光纤网络中任何一条连接线断掉，影响连接中的一个区域所带来的网络安全隐患。它能防止任意一处连接发生故障而影响整体网络，使网络处于冗余模式，大大提高了通信系统的稳定性。
3.1 光纤环网通信的原理
光纤环网在物理连接上成环形，但在工作时整个网络成链状结构，环网上的每一个设备都知道并且能随时通知其他设备自己的状态。一旦有某一段网络发生故障，临近交换机就会马上通知其他交换机，在极短的时间内这一信息就会传遍整个网络，当所有设备都知道这一信息时，原来没有数据通过的那段链路马上进行数据传输。当损坏的网络修复后，网络便会恢复到初始的工作状态。所以，如果在系统工作时交换机的连接介质发生故障，环网的环形结构将会在设定时间内切换成拓扑结构的网络，从而保证系统的可靠性。
3.2 光纤环网通信在煤矿企业中的应用
近些年随着开采技术的迅速发展，很多大中型煤炭企业的采掘面延的伸距离远远超过了通信电缆的通信距离，通信质量不能满足生产需要。研究显示光纤通信具有频带极宽、损耗低、抗电磁干扰能力强、无串音干扰、资源丰富、成本低、温度稳定性好、寿命长等优点。因此，更多大中型煤炭企业相继引入了光纤环网通信。
（1）煤矿工业以太环网组建。工业以太环网可将煤矿各生产自动化子系统监测监控数据、工业视频图像、数字语音、调度数据等信息集成到环网中。
（2）煤矿工业以太环网中各子系统组建。井下工人员定位系统、无线通讯系统、安全监测监控系统、电力监控系统等各子系统的建设，在煤矿工业以太环网建成以后，可以统一接入以太环网进行数据传输，可以省去光纤线路的重复敷设。
（3）电话信号传输。主要用于企业部门之间、井上下员工及企内较远距离的电话信号传输及调度。
（4）局域网信号传输。主要用于各内部办公网络、销售网络、财务管理网络等。通过上述范围的光纤应用，各办公及井下各采区工作面的通信达到了快速清晰，计算机网络数据得到了快捷稳定的传输，给职工工作来了极大的便利。井下人员作业情况、环境情况、设备运转情况等都能通过以太环网集成后传到调度指挥中心，调度指挥中心能够高质高效地对煤炭生产各环节、各子系统的监控监测信息进行实时显示，使调度室和相关人员能够及时掌握矿井安全生产的信息，以达到集中控制和指挥调度，使企业的安全生产有了有力保障。
4、结束语
光纤通信在煤矿企业中的应用，各办公电话通信达到了快速清晰，井下监测网络数据得到了准确的传输。而且计算机网络数据的快捷稳定的传输，为煤矿企业的安全生产提供了强有力的保障，确保煤矿的安全生产。
参考文献
[1] 赵樟森.玻璃丝的神通—浅谈光纤通信[M].北京：清华大学出版社出版，2002：120一l23.
[2] 曹志刚.现代通信原理[M].北京：清华大学出版社，2001：15.