通信網(wǎng)絡(luò )結構在煤炭企業(yè)信息化建設中的應用

摘要：礦區通信網(wǎng)絡(luò )結構是煤炭企業(yè)信息化建設的重要基礎。本文在闡述通信網(wǎng)基本網(wǎng)絡(luò )形狀的基礎上，結合煤炭礦區的特殊性及淮南礦區企業(yè)通信專(zhuān)網(wǎng)成功建設案例，分析礦區通信網(wǎng)絡(luò )結構的設計思路、規劃方案，實(shí)現礦區信息化網(wǎng)絡(luò )的本質(zhì)安全。

關(guān)鍵詞：通信專(zhuān)網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò )結構；主干網(wǎng)絡(luò )；子干網(wǎng)絡(luò )；環(huán)形網(wǎng)

1概述

近年來(lái)，隨著(zhù)煤炭工業(yè)現代化的建設。礦區信息化建設也在快速發(fā)展，信息技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)、調度監控、自動(dòng)控制、管理和數據服務(wù)等方面發(fā)揮著(zhù)日益重要的作用。礦區通信已邁入高速率、大容量、綜合化時(shí)代，礦區通信網(wǎng)絡(luò )和通信技術(shù)正在不斷地更新和升級。

礦區通信網(wǎng)絡(luò )是礦區企業(yè)信息化建設的基礎和關(guān)鍵要素，適中的規模和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò )結構可以使信息技術(shù)在礦區發(fā)揮最佳效用。由于礦區煤炭資源的自然分布特性和產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)性，集團級企業(yè)轄屬單位在地域上形成點(diǎn)多面廣、戰線(xiàn)長(cháng)的特點(diǎn)，局礦間距甚至達到上百公里，各單位所處的地理環(huán)境也存在較大的差異性。礦區通信網(wǎng)絡(luò )結構需適應礦區企業(yè)自身的特殊性。本文結合網(wǎng)絡(luò )的基本形狀和礦區的特殊性分析礦區通信網(wǎng)絡(luò )結構的設計思路、規劃方案。

2網(wǎng)絡(luò )基本形狀及其比較

(1)環(huán)形網(wǎng) 環(huán)形網(wǎng)在企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)建設中是比較常見(jiàn)的組網(wǎng)方案，基本的組網(wǎng)形式為：集團公司企業(yè)所屬生產(chǎn)礦、地面單位的信息系統(以下統稱(chēng)為節點(diǎn))通過(guò)傳輸媒介(如光纜、電纜、微波等)串聯(lián)起來(lái)。且兩兩首尾相連。構成閉合環(huán)。

環(huán)形網(wǎng)內每一個(gè)節點(diǎn)可以在環(huán)內通過(guò)兩個(gè)方向實(shí)現數據的發(fā)送和接收。環(huán)形網(wǎng)具有自愈保護能力和抗災害性。生存能力很強，適應礦區復雜的地理環(huán)境。

(2)線(xiàn)形網(wǎng)

線(xiàn)形網(wǎng)的基本形式為：把涉及通信的每個(gè)節點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，使首尾兩個(gè)節點(diǎn)開(kāi)放，便組成了線(xiàn)形網(wǎng)。線(xiàn)形網(wǎng)結構簡(jiǎn)單。是一種較為經(jīng)濟的網(wǎng)絡(luò )結構。這種結構無(wú)法應付節點(diǎn)和鏈路失效問(wèn)題，生存性較差。

(3)星形網(wǎng)

星形網(wǎng)的基本形式為：把涉及通信網(wǎng)中的一個(gè)特殊的樞紐節點(diǎn)與其余所有節點(diǎn)相連，而其余所有節點(diǎn)之間互相不能直接相連時(shí)，就形成了星形拓撲，又稱(chēng)樞紐形拓撲。在這種拓撲結構中，除樞紐節點(diǎn)之外的任意兩節點(diǎn)間的連接都是通過(guò)樞紐節點(diǎn)進(jìn)行的，這種結構對樞紐節點(diǎn)依靠性過(guò)大，存在樞紐點(diǎn)的潛在瓶頸問(wèn)題和失效問(wèn)題。

(4)樹(shù)形網(wǎng)

樹(shù)形網(wǎng)的基本形式為：將點(diǎn)到點(diǎn)拓撲單元的末端節點(diǎn)連接到幾個(gè)特殊節點(diǎn)時(shí)就形成了樹(shù)形拓撲。樹(shù)形拓撲可以看成是線(xiàn)形拓撲和星形拓撲的結合。這種拓撲結構適合于廣播式業(yè)務(wù)。但存在瓶頸問(wèn)題。

(5)網(wǎng)孔形網(wǎng)

網(wǎng)孔形網(wǎng)的基本形式為：把涉及通信的許多節點(diǎn)直接互連時(shí)就形成了網(wǎng)孔形網(wǎng)，如果所有節點(diǎn)都直接互連，則組成理想網(wǎng)孔形網(wǎng)。網(wǎng)孔形結構不受節點(diǎn)瓶頸問(wèn)題和失效的影響。兩節點(diǎn)間有多種路由可選，可靠性很高，但結構復雜、成本較高，適用于業(yè)務(wù)量很大的地點(diǎn)。

以上闡述了通信網(wǎng)中的幾個(gè)基本網(wǎng)絡(luò )形式，這些網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構各有特點(diǎn)，在實(shí)際中都有不同程度的應用。在規劃建設礦區通信專(zhuān)網(wǎng)時(shí)，對網(wǎng)絡(luò )結構的選擇應結合礦區自身的特殊性，形成特色的組網(wǎng)思路和原則。實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)化和高效。

3網(wǎng)絡(luò )結構選擇思路和原則

(1)高生存型。礦區通信專(zhuān)網(wǎng)是礦區企業(yè)生產(chǎn)、管理、服務(wù)等方面的信息化手段，要求專(zhuān)網(wǎng)具有較高的安全性、可靠性和抗災難性。建網(wǎng)初期網(wǎng)絡(luò )設計時(shí)對網(wǎng)絡(luò )物理拓撲結構的選擇十分關(guān)鍵。確定的網(wǎng)絡(luò )結構能夠保證網(wǎng)絡(luò )受到災難時(shí)，網(wǎng)中承載的信息業(yè)務(wù)不受影響?；蛟谧疃痰臅r(shí)間內恢復正常。

(2)經(jīng)濟性。復雜的網(wǎng)絡(luò )結構給企業(yè)帶來(lái)較大的投資和運營(yíng)維護成本，增加建設和維護的難度，形成一定的資源浪費。簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )結構不能滿(mǎn)足企業(yè)信息化需要，可靠性較差。適中和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò )結構，使企業(yè)通信專(zhuān)網(wǎng)在建設和運營(yíng)時(shí)具有較佳的經(jīng)濟性和可靠性。

(3)可發(fā)展性。企業(yè)的規模和科技水平在不斷發(fā)展，新業(yè)務(wù)、新技術(shù)的不斷投入、引進(jìn)和使用，企業(yè)對信息技術(shù)的要求也在不斷地提高。另一方面，信息技術(shù)本身也在迅速發(fā)展，促進(jìn)和要求信息網(wǎng)絡(luò )結構適時(shí)改進(jìn)與升級。企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)建成后，應為企業(yè)長(cháng)期使用。企業(yè)在規劃設計專(zhuān)網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò )結構、規模、帶寬等方面需為企業(yè)和信息技術(shù)未來(lái)的發(fā)展保留一定的冗余度。

(4)網(wǎng)絡(luò )配置實(shí)現容易。優(yōu)化選擇的網(wǎng)絡(luò )結構，應使網(wǎng)絡(luò )內運行的信息系統、通信設備及節點(diǎn)間傳輸媒介的配置實(shí)現起來(lái)較為容易。

(5)適應現有網(wǎng)絡(luò )。企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中已經(jīng)建立和使用了一定規模和技術(shù)層次的通信網(wǎng)絡(luò )，原有網(wǎng)絡(luò )中的部分設施需要在新建網(wǎng)絡(luò )中繼續存留，新建網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)方案和技術(shù)規范具有兼容原有網(wǎng)絡(luò )保留部分的功能。

(6)適應礦區環(huán)境。礦區企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)是在礦區企業(yè)所處的地區范圍內建設的，企業(yè)轄屬的單位分布的地理環(huán)境各有特點(diǎn)，差異性也較大。網(wǎng)絡(luò )建設的難易度存在差距，對專(zhuān)網(wǎng)的組網(wǎng)方案影響較大。在建網(wǎng)初期，清晰和掌握企業(yè)內涉及通信的所有單位的地理分布和地形環(huán)境，并繪制這些單位地理位置分布拓撲圖，標注地形環(huán)境，作為專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )結構方案選擇的重要依據。 4網(wǎng)絡(luò )結構規期設計方案

不同地區的礦區企業(yè)，在企業(yè)規模、經(jīng)濟條件、信息化設施及所處地域的環(huán)境等方面存在差異性，規劃建設礦區企業(yè)通信專(zhuān)網(wǎng)時(shí)，依據各自企業(yè)自身的特點(diǎn)設計和選擇網(wǎng)絡(luò )結構方案和網(wǎng)絡(luò )模型。一個(gè)礦區企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)的整體網(wǎng)絡(luò )結構呈現出復雜性、多樣性，但它們都是由幾種基本形式的網(wǎng)絡(luò )結構組成的。

(1)淮南礦區專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )結構實(shí)例分析

該網(wǎng)絡(luò )結構是在對礦區原有通信網(wǎng)絡(luò )、地理環(huán)境等方面經(jīng)過(guò)廣泛調研、方案選擇、分析論證后設計的。網(wǎng)絡(luò )建成投入使用以來(lái)。雖經(jīng)歷了幾次較大的自然和突發(fā)性災害(強對流天氣、惡性交通、采煤塌陷區沉降等)，但網(wǎng)絡(luò )承載的信息業(yè)務(wù)沒(méi)有中斷，仍然安全運行。實(shí)踐表明，此網(wǎng)絡(luò )結構可靠性高，抗災難性強?；茨系V區通信專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )結構的主要特點(diǎn)：設置主環(huán)網(wǎng)、子環(huán)網(wǎng)，主環(huán)攜帶子環(huán)構成綜合性網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )的基本形式為環(huán)形網(wǎng)，以光纜為主要傳輸媒介。

(2)規劃礦區總體網(wǎng)絡(luò )結構

從全局的角度規劃礦區通信總體網(wǎng)絡(luò )結構，一般包括礦區通信主干網(wǎng)絡(luò )、子干網(wǎng)絡(luò )、礦井或其它下屬單位通信網(wǎng)絡(luò )。

①礦區通信主干網(wǎng)絡(luò )，是從全礦區內選擇一些具有代表性和特殊性的單位作為通信節點(diǎn)，并將這些節點(diǎn)通過(guò)傳輸媒介組織起來(lái)形成的網(wǎng)絡(luò )。主干網(wǎng)絡(luò )可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )中的通信節點(diǎn)匯接和管理子干網(wǎng)絡(luò )、礦井或其它從屬單位的網(wǎng)絡(luò )，覆蓋整個(gè)礦區通信。主干網(wǎng)絡(luò )設置數量根據礦區企業(yè)規模、組網(wǎng)條件來(lái)設定，一般1～2個(gè)即可。

②礦區通信子干網(wǎng)絡(luò )，是礦區內局部干線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，它是在一定的區域內分布相對集中或業(yè)務(wù)相近的單位通過(guò)傳輸媒介組織起來(lái)的網(wǎng)絡(luò )。子干網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)具有匯接礦井等單位內部網(wǎng)絡(luò )功能，子干網(wǎng)絡(luò )接入主干網(wǎng)絡(luò )。子干網(wǎng)絡(luò )數量的配置由礦區企業(yè)從屬單位所處的地理位置、業(yè)務(wù)種類(lèi)等方面的實(shí)際情況來(lái)定。

③礦井或其它從屬單位通信網(wǎng)絡(luò )，是礦區通信終端網(wǎng)絡(luò )。它包括生產(chǎn)調度、安全監控、行政通信、計算機網(wǎng)絡(luò )、視頻會(huì )議、自動(dòng)控制、有線(xiàn)電視等系統。

(3)確定網(wǎng)絡(luò )結構的形狀

①環(huán)形網(wǎng)具有高生存性，抗災能力強，礦區主干網(wǎng)絡(luò )、子干網(wǎng)絡(luò )盡可能地使用環(huán)形網(wǎng)方案組建。

②終端網(wǎng)絡(luò )結構形狀的配置比較靈活，方式較多，隨單位內部具體情況而定。但為了安全起見(jiàn)，需采用多通道方式實(shí)現信息的傳輸。

(4)網(wǎng)絡(luò )的組建和管理

①礦區主干網(wǎng)絡(luò )實(shí)現全程全網(wǎng)集中管理，子干網(wǎng)絡(luò )、終端網(wǎng)絡(luò )可實(shí)行分級管理。

②子干網(wǎng)絡(luò )匯接入主干網(wǎng)絡(luò )，主干網(wǎng)絡(luò )和子干網(wǎng)絡(luò )均可以匯接終端網(wǎng)絡(luò )。為了組網(wǎng)需要，主干網(wǎng)絡(luò )之間、子干網(wǎng)絡(luò )之間、子干網(wǎng)絡(luò )與主干網(wǎng)絡(luò )之間可實(shí)現相交、相連、相切。

③新建網(wǎng)絡(luò )結構具有可發(fā)展性，為企業(yè)網(wǎng)絡(luò )未來(lái)的擴容、更新和升級做好基礎。同時(shí)，也具有兼容性，能夠實(shí)現企業(yè)原有網(wǎng)絡(luò )的接入或與其它類(lèi)型網(wǎng)絡(luò )的互連。

④網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)之間的傳輸媒介以光纜為主，對條件受限的個(gè)別地點(diǎn)，采用微波或其它無(wú)線(xiàn)信道作為傳輸媒介。

5結束語(yǔ)

礦區通信技術(shù)經(jīng)過(guò)了多次的發(fā)展歷程，每一次的技術(shù)變革都帶來(lái)了通信網(wǎng)絡(luò )結構及其規模的升級。為適應技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展的需要，礦區企業(yè)網(wǎng)絡(luò )結構從傳統的、簡(jiǎn)單的點(diǎn)對點(diǎn)式的通信模式發(fā)展成現代的綜合性、多樣化的網(wǎng)絡(luò )結構。網(wǎng)絡(luò )中承載的業(yè)務(wù)由音頻、電報信號發(fā)展為可同時(shí)適時(shí)傳送的圖像、聲音、文字等數字信號?，F在，礦區企業(yè)的網(wǎng)絡(luò )結構不僅具有開(kāi)放式的外網(wǎng)互聯(lián)功能，還具備適應企業(yè)自身需求的安全監控、生產(chǎn)調度、自動(dòng)控制、視頻會(huì )議、自動(dòng)辦公、業(yè)務(wù)管理等功能。礦區企業(yè)的網(wǎng)絡(luò )結構有其自身的特殊性，對其規劃、建設和管理應按照企業(yè)安全生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理的需求和自身的特點(diǎn)進(jìn)行。

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