工业通信网络

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工业通信网络范文第1篇

关键词：网络工程；课程体系；通信类课程；实践

文章编号：1672-5913（2013）01-0062-04

中图分类号：G642

0 引言

网络工程专业是在计算机科学与技术、通信工程和电子工程等专业的基础上，通过多专业知识不断交叉、融合而发展壮大的一门较新的学科和专业。与计算机专业相比，网络工程专业基本上是从计算机专业的计算机网络专业方向发展起来的，其教学组织管理大多也由计算机学院/系实施。网络工程专业的知识体系主要是通过精简一部分计算机专业课程，增加一部分网络与通信类课程来构建，其专业课程可分为4个系列：电子类、计算机类、通信类和网络类，如图1所示。其中网络类课程主要涉及IP层以上的有关协议和理论，更加关注IP网、企业网、专用网和互联网及其设备和系统的开发、规划、组网、安全与管理，它与计算机类课程一起构成网络工程专业的骨干课程体系。通信类课程主要由通信工程专业的部分专业课程精简而来，其主要知识单元涉及网络体系结构中IP层以下的协议知识，偏重于电信或广电等公用网络系统平台及设备的开发与建设。因此，学好通信类课程是学好网络类课程的一个重要基础，而且两者相辅相成。只有融会贯通地理解并掌握两者的主要专业知识，才能理解三网融合、全程全网的大概念，掌握完整的网络与通信知识体系。另外，网络工程专业与市场需求和应用结合密切，更加强调工程性、系统性和实践性。

目前有关网络工程专业实践内容探讨的研究和论文较多，但对通信类系列课程实验环节的研究则较少。例如，文献[3]介绍了国防科技大学计算机学院通过开展多类型、多层次实验教学，加强网络工程专业人才实践能力培养的有关经验和建议；文献[4]给出了武汉大学计算机学院建设网络工程实训平台的方案、实验项目以及实践改革思路和措施。但上述两文献涉及的实验平台、项目和方法主要针对的是“计算机网络”等网络类系列课程。文献[5]介绍了北京邮电大学电信工程学院建设全程全网综合型实验室的构建方案与设想、实验设置与开发，以及部分实施情况和所收到的成效。实验网络平台涉及电话网、移动网、智能网、接入网、光纤网、信令网、同步网、网管网、数据传输网等，主要针对通信专业的实验室建设。因此，无论从实验设备购置、实验深度，还是从实验学时等方面来看，都不太适合网络工程专业的实验建设。文献[2]给出了网络工程专业开设通信类系列课程及其主要知识单元的有关看法和建议，但并未对有关课程实践内容的设置给出相关见解和说明。因此，本文将在文献[2]的基础上，作补充和探讨。

1 通信类课程内容实验设置

网络工程专业的通信类课程主要源自通信工程专业相应的课程，实验内容和手段丰富、成熟，主要问题是如何适当取舍。目前较常用的课内通信实验工具有两类：一是“教学实验箱+常用仪表”，二是通信仿真软件或系统。两者均可开展包括信号变换、编/解码、基带和频带传输、多路复用、无线信道衰落以及电信、移动等各类通信网络主要技术方面的实验，实验项目基本可涵盖理论教学中的所有重要知识点，并可与课堂教学同步展开；实验层次可囊括从基础验证实验到综合设计和创新实验，以及从综合课程设计到本科毕业设计课题；实验方法和技术都是长期教学经验的结晶和科研成果的浓缩。利用硬件实验箱或系统不但可以加深学生对知识点的理解，还可熟悉实验工具的使用，提高动手能力。利用通信仿真软件，如MATLAB和SystemView等，界面直观明了，实验开展更加丰富灵活。例如，通过拖拽SystemView功能元件库中的图符块（Token）并配置好参数，就可构成各式各样的仿真系统，对相应信号频域和时域的波形进行动态观察及分析，概念、原理和现象显示清晰明了，分析窗口还可给出眼图、星座图及BER等曲线图，非常有利于学生加深理解和掌握课堂理论知识。

实验教学体系一般可分为基础验证、综合设计和研究创新三个层次。课内实验项目大多以验证性实验为主，综合设计性实验为辅，目的是为了加深对课程理论知识的理解，增强基本专业技能的训练。根据文献[2]，由于专业定位、数理基础、学时限制等原因，网络工程专业通信类系列课程可设置在5门左右（见图1）。主要教学内容以基本的通信理论和电信、卫星、光纤、移动等通信网的关键技术原理为主，对一些复杂而抽象的信号变换、电磁传播等数学知识仅作介绍。课程理论及实践教学的基本要求是能支撑网络类系列课程的学习和实践。因此实验项目的设置也应与之相适应。我们根据教学实践经验，提出如下几点看法：

1）实验内容除了开设一些重要且较抽象的通信原理或技术方面的实验外，建议尽量设置一些与计算机类或网络类课程关联较大的实验内容。这样，不仅可提高学生的学习兴趣，也有助于加强和巩固计算机和网络类课程知识。例如，除了专门设置调制解调、码分扩频等实验外，可选择数字信号编码（如CRC、HDB3编码）、计算机数据传输通信系统测试（见图2）等实验。在图2中，两台计算机通过通信原理实验箱连接，实验内容涉及计算机通信软件的设置与使用、RS232接口、数据通信控制规程、不同速率下的系统性能测量、信道误码和调制解调方式对通信性能的影响等知识点。

2）插图2具体实验项目安排要注意循序渐进、先易后难、先模块后系统。例如，在图2中，可先单独做BPSK/DBPSK实验和汉明编码实验，再做计算机数据传输系统测试实验。对于BPSK/DBPSK实验，如采用SystemView仿真软件，可先做BASK/BFSK的验证性实验，即给出完整的原理框图及所有图符模块和参数配置，实验目的是验证原理和熟悉仿真软件的使用。做BPSK/DBPSK实验时，则抽掉部分功能模块或仅给模块不给参数，让学生自己根据原理，设计、配置和调试系统，锻炼学生的综合设计能力。被抽掉的模块和参数最好是对应于学生容易忽视但又重要的知识点。

3）不同的实验项目可采用不同的实验工具，有利于学生了解和掌握更多的实验手段，也为今后毕业设计、创新研究甚至将来深造或科研打下一定基础。例如，“信号分析与处理”使用MATLAB工具，“数据通信”等其他课程就采用通信实验箱或SystemView仿真软件。在上述调制解调实验中采用SystemView，则在计算机数据传输系统实验中使用原理实验箱。如果条件允许，还可购置程控交换机、SDH设备、移动通信等实用设备，构建出真实的通信实训环境，通过开设演示验证、设备操作、配置、管理以及互通测试等各种类型的实验，使学生能尽快地建立真实、完整的通信和网络系统概念和掌握系统工作原理。

验证性或综合性实验能够使学生尽快熟悉并掌握实验设备，为后续进阶型及自主设计型实验打下良好的基础；使学生从实验中逐步增强发现问题、分析问题、解决问题、积累实用经验的能力。通过实验不但能够加深对基本理论知识的理解，还能提高工程实践素质，激发创新意识。

2 综合课程设计和创新实验设置

通过提供高水平的实验系统或仿真平台，开设综合课程设计、本科毕业设计、创新项目竞赛等实验项目，使学生能进一步巩固基础知识、接触科研前沿、锻炼科研能力、提高工程素质、培养创新精神。

网络工程专业知识领域较广，口径较宽，需要开展和加强的实践项目也较多。因此根据专业培养目标，目前大多数院校开设的综合课程设计主要对应的是网络类系列课程，如网络工程课程设计、网络协议或应用软件开发课程设计、网络管理课程设计、网络攻防课程设计等。因此，如何在有限的实践学时内，开展通信类系列课程的综合课程设计及创新研究也是值得探讨的问题。我们认为可采取以下思路：

1）开展一些相对简单且与计算机或网络类知识紧密结合的综合课程设计，便于学生上手，提高积极性。例如，将计算机编程、仿真及硬件相结合，利用集成的仿真工具，通过电路原理图及硬件描述语言设计出通信电路，编译仿真后下载到实验板芯片上，并完成从设计、仿真到制作、验证的整个实验过程。

2）在网络工程等综合课程设计中增加一些与通信类知识单元有关的综合设计内容。通过购置一些程控交换设备、SDH光纤网设备、宽带接入网等设备，并集成入网络实训系统中，开设从底层通信到上层网络协议及应用，从语音到数据，从管理到传输，从接入网到核心网等综合课程设计内容。

3）结合毕业设计环节和创新研究竞赛，根据指导老师所从事的科研项目，如无线传感网、RF网、认知无线电等，开展一些有关通信新技术方面的研究和创新项目，并将这些科研项目设备融入到实验室网络与通信综合实验平台中，由此不断积累经验，完善系统，开设更多的综合或创新实验项目，丰富整个实验体系。

另外，也要加强实验教学管理，制定灵活的实验室开放和成绩评定等制度，提高学生课内学时实验效率，并鼓励学生利用课余时间加强和丰富实验内容。

3 结语

随着三网融合、物联网、云计算等发展，网络工程专业知识体系及内涵也在不断发展和成熟。计算机类和网络类课程构成了网络工程专业的主要知识体系，通信类课程是学好网络类课程的重要基础。而通信类课程的实践教学是掌握通信与网络类课程知识，实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节。本文在文献[2]的基础上，就网络工程专业如何开展通信类系列课程实验设置提出了相关建议，有待进一步实践验证和完善。

参考文献：

[1]毛羽刚，徐明，网络工程专业调查及思考[J]，计算机工程与科学，2010（增刊1）：60-61。

[2]毛羽刚，曹介南，徐明，网络工程专业通信类课程设置[J]，计算机教育，2010（23）：119-121。

[3]蔡开裕，朱培栋，曹介南，等，提高网络工程专业人才素质之我见[J]，计算机教育，2010（23）：55-58。

工业通信网络范文第2篇

本文主要讨论的是基于SDH技术的公路网通信系统的网络保护，因为此系统主要是针对高速公路系统，并且在此路段，多为山区，传输业务量比较大，数据比较多，因而对于传输网的消耗比较大，很大可能降低网络传输信息的安全性以及网络寿命都会受到不同程度的影响。为了提高网络传输的可靠性和SDH网络的生存能力，SDH网络通常采用一定的保护机制，包括设备保护、路径保护和网络恢复。

1 网络保护的重要性

设备保护针对的是网络节点的保护，可以通过提供额外的硬件设备来实现。当工作单板出现故障时，备用的单板可以迅速的取代工作单板继续工作，本文设计中就采用备用单板方式进行数据传输保障保护。对于网络的关键节点，设备保护显得尤为重要。

路径保护主要是对传输线路以及网元节点的线路终端接口的保护，而不保护网元节点本身的故障。当系统的性能劣化到一定的程度时或者线路传输中断时，路径保护利用节点之间预先分配好的容量提供一条额外的路径传输信号。由于事先设置好了保护路径，其倒换速度非常之快，在50ms以内完成。一定的主用容量需要一定的备用容量来保护，因此备用容量无法在网路上实现共享。当网络容量有限、结构复杂时，就需要网络恢复措施了。

当链路或节点失效时，网络恢复利用节点之间任意可用的容量，重新配置一条路径恢复业务，其中包括节点的快速交换、路由的重新分配等，一般由网络中的交叉连接设备完成。如图1所示，站A和站B开通了10个2M业务，通过线路1直接通信。当线路1发生故障时，站点A的DXC立即根据站点C和站点D当前可用的冗余容量，将这10个2M业务重新进行分配：将3个2M业务通过ACB路由传送，将剩下7个2M业务通过ADB路由传送，从而完成网络恢复。网络恢复提高了网络容量的利用率，节约了网络资源，但由于复杂的倒换控制，业务的恢复较保护所需的时间更长，保护动作的完成一般需要数秒到数10秒。

图1 网络的恢复

2 线路自动切换保护

SDH线形网采用与传统PDH网络近似的线路保护倒换方式，可分为1+1保护和1：n保护。

2.1 1+1保护

1+1的网络保护结构，即每一个工作系统都配有一个专用的保护系统，两个保护系统互为主备用。如图2所示，在发送端，SDH信号被同时送入工作系统和保护系统，接收端在正常情况下选收工作系统的信号。同时接收端复用段保护功能（MSP）不断监测收信状态，当工作系统性能发生劣化时，接收端立即切换到保护系统选收信号，使业务得到恢复。

这种保护方式采用“并发优收”保护策略，不需要自动保护倒换协议（APS）。工作通路的发端永久地桥接于工作段和保护段，保护倒换全由收端根据信号的好坏自动进行。因此 1+1保护简单、快捷而可靠。但因为是专用的保护，1+1不提供无保户的附加业务通路，信道利用率较低。

2.2 1：n保护

1：n的保护方式中，n个工作系统共享一个保护系统。如图3所示一个1：n的特例1：1的形式。在正常情况下，工作系统传送主用业务，保护系统传送服务级别较低的附加业务。当复用段保护功能（MSP）监测的主用信号劣化或者失效时，额外业务将被丢失，发端将主用业务倒换到保护系统上，而收端也将切换到保护系统选收主用业务，主用业务因而得到恢复。

图3 1：1保护

这种方式需要自动保护倒换协议（APS），其中K1字节b5～b8的“0001”～“1110”[1～14]指示要求倒换的工作系统的编号，因此n的值最大为14。相对于1+1保护方式，1：n倒换速率慢一些，但是信道利用率高。

2.3 工作原理

1+1和1：n的保护方式是线路自动切换保护，其基木工作原理是，当传输网络中主工作系统发生中断或性能劣化到一定程度后，由系统倒换将信号自动转换至备用系统传输。它的切换保护时间非常之短，可以在50ms内自动调整完成，对所信道中传输业务几乎不产生影响。线性网络保护机制简单而快速，但其仅仅保护线路，因而多应用于点到点保护；此外，一般主用光纤和备用光纤是同沟同缆铺设的，一旦光纤被切断，这种保护方式就无能为力了。除了SDH线形网络保护外，还有SDH环形网络保护，SDH环网最大的优点之一就是具有网络的自愈性，因为本文设计的保护方式是1+1保护，所以对1+1保护和1：n保护做一简单的介绍，两种保护的介绍主要是让大家了解和比较各种不同的保护方式的优缺点。

3 网络保护方式的选择

在高速公路通信传输系统中，对于传输系统的可靠性要求并不会像对电信公司一样。他们是既要考虑传输系统的可靠性也要考虑将要付出的设备成本。此外，在高速公路通信系统中，光缆的铺设一般是高速公路的中间位置，因为这个位置对高速公路来说一般是种植花草的，既能挡住车的灯光，也能够起到美化作用。对光缆也起到一定的保护作用，网络的保护是保证数据业务能够正常传送的关键所在，本文综合以上多种因素，所以在高速公路光传输网络的网络保护方式采用1+1的保护方式。

采用1+1保护系统，两块主控单板互为主备份，当主用单板出现故障时，备用单板自动接管主用单板的业务。保护子网是指具有完整自保护功能的网络结构，它是构成传输网络的网络单元。在T2000网管中保护子网，它不仅包括具有完整自保护功能的网络结构，如复用段环、通道保护环等，还包括无自保护功能的网络结构，如无保护环、无保护链等，符合本文的设计要求。只有创建了网元，对网元做了基本配置，并且网元之间的纤缆连接已正确建立，才有足够的资源来创建保护子网。这些也就是创建保护子网的前提。

如果要用逻辑系统的观点来看的话，那么创建保护子网的实质就是通过创建保护子网给各网元配置了相应的逻辑系统，并将各单板光口（或VC4）映射到逻辑系统中去，同时将这些孤立的逻辑系统联系起来，构成一个完整的网络结构。从这里也可以看出，保护子网与逻辑系统不同，逻辑系统是一个孤立的网元级的概念，而保护子网则是全网性的，网络级的概念。那些配置了可以构成保护子网的逻辑系统的网元，如果在网管侧没有正确的纤缆连接，是无法构成保护子网的，导致这些逻辑系统只能是孤立节点。根据业务需求，本文设计的网络需要在网元NE1、NE2、NE3组成一个二纤双向保护环，根据T2000的图形化界面进行设置即可。

创建SNCP业务的保护，主要是针对跨环业务的保护。SNCP是双发选收的业务，所以需要在每一条路径上建立VC4服务层路径。创建VC-12的SNCP业务对，选择子网连接保护优先，再选择相应的源和宿。选择双发点和选收点。选收点为跨环节点（不是业务宿），在SNCP业务控制中可以查看SNCP业务状态。

由上述可知，NE4链到环上的业务可以通过建立SNCP保护，即将环与链的节点NE1创建为SNCP节点，在NE1网元中配置SNCP节点/创建二纤双向复用段保护环。

参考文献：

[1]江代有，SDH技术及其在高速公路联网中的应用[J].现代电子技术，2003.

[2]李中云，SDH网络的基本拓扑与组网应用[M].淮海工学院学报，2001，1.

工业通信网络范文第3篇

关键词：供电企业；信息网络；运维管理系统；建设及应用

供电企业生产经营业务正在持续上涨，保证电力系统运行安全、稳定对供电企业发展与电能安全使用而言都非常重要，因此，加强电力系统运维技术研究很有意义。随着信息化的步入，采用信息网络运维管理系统，能够在很大程度上提升设备系统运行监控水平、运行信息采集水平、设备故障维修水平。而要想顺利建设与应用信息网络运维管理系统，还需要供电企业对信息网络运维管理系统的功能、方案设计、部署、流程以及岗位配备要求等方面了解。

1信息网络运维管理系统在供电系统中有很重要的作用意义

1.1运维管理在应用过程中存在的问题

①供电企业的运维管理人员通常是由项目建设人员同时负责的,很容易产生重项目、轻运维的问题,管理人员过度强调技术,对于运维管理的重视度不足。②供电企业对于网络运维管理工作缺乏规划化的方法和制度,对于运维管理工作的执行力度不足,在解决管理中的各项问题时,容易受各种人为因素的影响,表现出了较大的随意性,针对问题处理的具体过程和最终结果缺乏全面的记录,相关设备及系统运维台账有待完善。③运维管理人员在工作积极性和主动性上还有待提高,通常都是出现问题之后才被动地去解决问题,工作效率较低。

1.2信息网络运维管理系统建设与应用的作用与意义

应用信息网络运维管理系统,可以对供电企业的拓扑结构进行有效管理,促进拓扑结构图在准确性上的提高，为故障定位工作的有效开展创造条件，通过网络运维管理系统的拓扑图系统能够及时反映出电力系统中网络布线信息，更方便于监控工作者对电力系统网络运维动态情况实时了解。在网络运维管理系统的功能发挥作用下，借助SNMP系统实现设备综合管理，包括交换器、路由器、防火墙等多个系统管理内容，并在拓扑图的显示下对设备现场运行情况加以掌握。信息网络运维管理系统在供电企业中还有更多的作用，如：对电力运行信息数据有效统计，实现数据报表信息化模式；在报警功能上作用突出，能够对异常运行信息及时发现，为运维技术人员提供一手故障信息，保证维修及时；信息网络运维管理系统在记录网络流量信息方面非常厉害，可对网络设备日常运行信息进行及时审计、分析，对信息之间的关联性充分分析，可及时查出于不正确的信息位置；信息网络运维管理系统对电力信息采集方面占有绝对的优势，不仅信息采集精准、真实、有效，同时还能够对海量的信息及时整理、上报与保存，通过相关的加密系统实现信息安全保护，促进电力信息能够被有效的利用，使得各项设备工作能够正常运行。因此，供电企业必须要不断加强信息网络运维管理系统的建设工作,对其进行充分利用,促进运维管理流程的规范化和科学化发展,提高运维故障定位的准确性和及时性,有效将各种运维问题解决,促进运维服务质量的大幅提升。

2信息网络系统的方案设计及部署分析

2.1信息网络系统方案设计

对供电企业信息网络运维管理系统的系统方案进行科学设计。通用网管系统对网络设备、服务器、系统数据库以及中间件等网络元件的具体运行状态信息进行有效采集,对采集到的信息数据进行统一汇总和科学整理,整理完毕后将其存储到网络管理数据库内部,有效提供信息数据,促进系统运行分析模块的正常工作。网管数据信息展示系统通过数据库将相关数据读取出来并开展展示工作,同时,将网络管理信息系统中发生的事件进行统一整理,储存到事件管理数据库中。

2.2信息网络系统部署

对供电企业网络运维管理系统进行科学部署。将网络管理服务器安装到一台服务器上,网络管理系统开展实时数据采集服务,网络设备及服务器负责历史数据方面的采集服务工作;将ITIMMonitor-ingServer服务安装到另一台服务器上,主要负责对全部服务器的运行状况进行全面监督控制。在各个网管的主机上面安装网管客户端,实现实时监督控制。每个服务器都配备有ITIMMonitoringA-gent,专门进行服务器运行数据信息的采集工作。

3信息网络运维管理系统运行的基本流程

供电企业信息网络运维管理系统的运行具有一定的流程规范原则，其实这一规范原则在供电企业中非常普遍，也非常重要，可以说是每一道运行工序都要遵循的原则，包括设备运行监控环节、设备故障处理环节、网络流量信息统计环节等，而每一个环节中，都要有相关的管理人员进行规范控制与流程监督，做到制度控制人员行为，流程控制事态发展，进而实现供电系统规范性、系统性运行发展。构建规范性的运维工作故障处理流程对提高运维工作效率与质量有非常重要的意义。首先，建立设备检测与监控系统，对设备运行前与运行期间都要进行定时全面检测与不定时设备运行检测，以保证对设备中存在的问题及时发现，并通过相关检测人员的工作经验与相关检测知识的掌握，对设备的异常情况进行分析，并找到问题所在，同时还要预防以往经常发生的故障问题，做到早预防，无故障。不仅如此，还要结合现代电力运维技术发展，制定科学的故障处理措施，保证问题发生时能够做到及时处理。其次，值班人员要实施24小时轮班站岗制，提高监管工作效率，充分利用网络管理系统，实现全程监控，保证故障发生上报及时、处理及时。当运维工作人员在接收故障信息后，要第一时间对异常信息进行分析，并采取针对性的解决措施进行抢修，若是故障难度较高，解决过程中还需要进一步研究，则要立即上报给运维中心，提高设备修复速度，及早实现设备正常运行。最后，运维工作人员要对故障位置准确定位，要对故障发展进行有效控制，避免故障延伸，造成更严重的后果，在控制故障不再继续发展的情况下，对故障进行解决处理。运维人员好要对故障的可修复性进行快速判断，对不能修复的故障要及时提出返厂要求，为故障争取更有效的技术支持。

4运维管理岗位配备

供电企业要想做好信息网络运维管理系统建设工作，实现该系统的有效利用，就必须要重视运维管理岗位配备问题，建设层级管理部门，每一个管理结构都要有相应的管理范围与责任，包括人员管理、机房管理、环境管理、检修管理、信息管理等等，每一个部门都要设置专业的管理人才，并做好相应的专业知识培训工作，保证岗位配备合理，技术水平到位。

参考文献

[1]庞占星.电力信息通信中运维管理系统的应用分析[J].城市建设理论研究:电子版,2015,5(28).

工业通信网络范文第4篇

[关键词] 煤矿； 自动化系统； 通信网络； 现场总线

进入了21世纪，以工业以太网为代表的信息网络技术进入了快速的发展阶段，使得集计算机综合自动化系统的通信网络来传输煤矿各系统之间信息得到了实现，并且各系统之间的信息传输也逐渐的采用了总线传输方式，如CAN、Rs232总线传输方式就广泛的应用在传输煤矿各个系统内部的数据信息上，使得煤矿自动化系统水平进入了一个新的台阶。

一 煤矿自动化系统的通信网络

工业以太网是一种符合IEEE802.3（以太网）和802.11（无线局域网）标准的高性能的局域网络。通过工业以太网用户可以建立高性能、宽范围的通信网络。目前随着互联网技术的广泛应用，Ethernet传输速率和Ethernet交换技术都将得到了有效的提高和发展，使Ethernet全面应用于工业控制领域，煤矿自动化系统得到了广泛的实施，

在煤矿企业，矿井传统的通信网络是以链型或者以星型网络拓补为主，其各个子系统自成网络，导致了系统的带宽低、可靠性差、不具备冗灾性能。目前以太网技术在煤矿自动化系统中的应用，提高了矿井通信系统的可靠性。并且通过无线以太网技术，可以实现无线组环的功能，比如在煤矿的开采工作面的主运顺槽和辅顺槽与主副大巷连接，这样就能够实现两个顺槽的无线组网，而大巷与有线以太网相连接就实现了开采工作面、主副顺槽、大巷之间形成了一个环路，以便对设备进行回撤，也就简化了施工与运维的难度，提高了系统的可靠性和冗灾性。无线以太网和有线网络采用标准以太网802.3协议与工业以太网进行无缝连接，这样无线以太网设备就可作为工业以太网的接入点来对已经建成的工业以太网的数据进行传输，充分的利用了原有资源，同时以太网通过无线延伸到移动的采掘和掘进工作面，有利于提高网络的灵活性和便利性。

随着科技的进步，计算机综合自动化技术在煤矿企业内广泛的应用，目前煤矿各个生产和监控的子系统的自动化程度越来越高，同时也越来越复杂，其子系统的数量和种类也在不断的增加，但是现有的子系统的传输方式则是采用“星型”或“链型”网络拓扑结构用有线的传输方式接入，将受到现场环境和位置的限制，则需要架设线缆，并且其移动不灵活还缺少链路冗余，可能会出现一碰就断的现象。而基于无线以太网技术的无线自动化适配设备的接入将面向网络侧采用无线以太网技术来接入井下的工业以太网，面向被控设备和子系统侧提供了以太网、总线通信、串行通信等多种接口，便于利用原有资源，并且采用无线以太网技术的自动化接入适配设备将不受线缆的限制，从而实现了便捷的无线接入，提高了系统的可靠性。

二 煤矿现场总线

CAN-bus（Controller Area Network）总线最早由德国Bosch 公司提出的当时主要用于汽车内部单元与控制中心之间的数据通信。因为其具有良好的性能，所以目前被广泛应用于其他领域中，如工业自动化、电力通信、楼宇建筑、汽车电子、电梯网络以及安防消防等诸多领域，并且逐渐成为这些行业的主要通信手段。现场总线CAN-bus 具有以下诸多特点：

1）国际标准的工业级现场总线，传输可靠，实时性高。

2）传输距离远（无中继时最远10Km），传输速率快（最高1Mbps）。

3）单条总线最多可接110 个节点，并可方便的扩充节点数。

4）总线上各节点的地位平等，不分主从，突发数据可实时传输；

5）非破坏的总线仲裁技术，可多节点同时向总线发数据，总线利用率高。

6）出错的CAN 节点会自动关闭并切断和总线的联系，不影响总线的通信。

7）报文为短帧结构并有硬件CRC 校验，受干扰概率小，数据出错率极低。

8）对未成功发送的报文，硬件有自动发功能，传输可靠性很高。

9）具有硬件地址滤波功能，可简化软件的协议编制。

10）通信介质可用普通的双绞线、同轴电缆或光纤等。

11）CAN-bus 总线系统结构简单，性价比极高。

CAN-bus总线在网络开放性、网络通信距离、通信可靠性、数据传输实时性、网络节点数目以及系统设计成本等各个方面都将具有强大的优势，所以当CAN-bus总线在煤矿通信系统中开始应用时就得到了广大用户的认可，目前已经成为煤矿行业首选的通信网络设备。由CAN-bus所构建的现场煤矿设备网络，将能够使得管理者和主控设备及时的了解和处理当前的矿井情况，能够第一时间的发现事故隐患，及时的对其进行处理从而避免危机的发生。而且目前基于CAN-bus现场总线技术已经完全成熟，用其来构建煤矿行业的通信网络或者开发某一特定的通信设备从技术上来说已经不存在任何的门槛，其CAN-bus现场总线本身也符合安全要求，所以其与通常煤矿行业所应用的RS-485标准相比较，CAN-bus现场总线具有更大优势，目前完全可以取代RS-485网络。采用CAN-bus现场总线技术可以组建出一个具有高可靠性、远距离、多主方式和多节点的通信网络设备，并且CAN-bus现场总线技术还可以直接使用RS-485的标准传输光缆和拓扑结构方便快捷的在原有设计资源上进行系统升级。

三 煤矿通信网络中的CAN-bus的发展趋势

CAN-bus现场总线是一个开放的标准，几乎所有的国际半导体公司都为其提供了开发CAN-bus 产品的支持。只需简单地约定网络应用层的通信协议，就能够将设备阶段进行互连互通，从而形成多种设备相互通信的数据网络。利用CAN-bus现场总线可以方便地构建煤矿行业的井下通信主干网络。而作为现场总线CAN-bus 网络的一个设备节点，CANET-E 网关可以与以太网Ethernet 实现互连互通这样就可以将现场总线CAN-bus 接入无处不在的Internet 网络，实现数十公里以外或者整个地区的运行数据采集、管理，来满足煤矿行业现场数据的现代化管理要求。所以对于井下的CAN-bus 设备节点也可以与Wireless 网络实现互连互通来构成小范围的无线数据采集网络。所以由此看来，煤矿行业的CAN-bus 网络正朝着三层网络的方向发展。

采用光纤通信的CAN-bus 网络也是煤矿行业通信网络的一个发展趋势，它与传统的双绞线传输方式相比，光纤的低传输损耗使传输距离大为增加，更适应煤矿行业中远距离传输的需求。在未来发展中光纤通信方式、双绞线通信方式的两种CAN-bus 网络将并存于煤矿行业中。

四 结束语

计算机综合煤矿自动化系统的通信网络与现场总线的应用，使得煤矿自动化技术有了很大的提高，提升了煤矿企业的管理水平。随着科技的进步，社会的发展还应不断的对计算机综合煤矿自动化系统的通信网络与现场总线进行改进，使其能够更好的服务于煤矿企业。

[参考文献]

[1]饶运涛等编著.现场总线CAN原理与应用技术[M].北京航空航天大学出版社， 2003

[2]朱小江.现场总线CAN-bus在煤矿通信中的应用[J].中国煤炭. 2010（S1）

工业通信网络范文第5篇

【关键词】 第三次工业革命电力信息通信网络

中图分类号：TN915.853 文献标识码：A

近年来，石油资源趋紧，生态环境恶化和大自然对人类报复的加剧，引发了人们对自身该向何方的思考和寻求新的能源出路的探索，由此催生了新的技术和产业革命。第三次工业革命就是要将互联网技术和可再生能源结合起来，利用互联网技术构建智能电网实现绿色能源共享网络。然而由于设计理念的局限性，我国传统的电网系统通信网络已经不能满足时展的新需求，因此，充分利用电力信息技术建设智能电网具有十分重要的意义。

一、第三次工业革命基本理念

历史上每一次新的工业革命都是通过新的通信技术和能源体系相结合而产生的。第三次工业革命也不例外，它基本理念是将互联网技术和可再生能源结合起来。后工业时代的能源窘境要求我们必须向可再生能源转型，而可再生能源分散式的本质更需要扁平化，合作性的组织机构，因此第三次工业革命将每个建筑转化为微型发电厂，广泛收集可再生能源。同时，利用互联网技术将电网转化为能源共享网络，使用氢及其他存贮技术实现间歇式能源的存储，这种能源模式通过互联网把分散的可再生能源形成一个系统的共享网络促成供应者和使用者的合作和利益共享。

二、当前我国电网系统通信网络存在的主要问题

电力信息通信网络的建设是构建智能电网的前提和重要环节，当前我国电网系统通信网络仍然存在的许多问题，对于严重阻碍了智能电网的建设主要体现在一下方面：

（一）通信系统的结构不合理

我国电力信息通信网络的结构复杂，基本上都是由树型或者星型结构构成。因而造成电力信息通信网络结构存在可靠性低、资源共享能力差的问题。一般情况下电力通信系统的网络运行管理分为一级通信系统网络、二级通信系统网络和三级系统通信网络, 电力线路的结构相对较为复杂。一旦电力信息网络中心或者其站点出现故障，整个电力信息通信系统都有可能因此瘫痪。经过长期的持续运行许多通信设会进入护理期或者老化期，直接阻碍着电力信息通信网络的稳定和发展。

（二）电力信息通信网络传输质量差

电力信息通信网络的网线一般为单股铜线，相对而言比较容易断裂；由于没有屏蔽层，网线就无法防止共模产生的干扰；线径太细导致网络传输距离的降低及可挂接设备的减少；由于不同地区的电力需求不同，电力信息通信网络节点也会比较复杂，与此同时，各个地区变电站数量的不断增加,各个变电站中新增的设备节点也随之不断串入原有的SDH环网中,导致电力系统网络拓扑结构由于缺乏优化而越来越复杂。不少电力通信业务需要跨环甚至是跨多环进行传输, 导致无法满足传输时的要求。原有通信网络上节点数量过多，容易使得电网抵抗失效事件的能力降低，从而影响电力信息通信网络的传输质量。

（三）标准不一致、管理不严谨

目前，电力信息通信网络中用户多采用基本输入模拟信号式接口，对经过调整后的信息难以传输，接口的多样化也给管理方面带来了巨大困难。在新技术发展日新月异的今天，企业如若不能跟上技术发展的脚步，及时制定严格的规则和标准来规范用户的行为，就可能为网络安全埋下隐患。

三、第三次工业革命下电力信息通信网络的建设方案

第三次工业革命中，电力信息通信网络不仅承载信息，更承载着能源；不仅处理信息交换，更负责能源分享。因此电力信息通信网络在建设过程中应该注意以下问题：

推进实体电网建设

作为电力信息通信网络的实际物理载体，实体电网是实现智能电网的基础。由于我国能源资源分布不均，经济发展不平衡, 如何及时、安全、合理地对全国能源进行再分配, 是中国经济发展必须解决的重大问题。因此，我国今后必须加大对不发达和欠发达地区发展的政策性支持,加大对骨干电网的建设,特别是对特高压电网的建设,以形成坚强的国家电网体系,为构建智能电网夯实基础。实现大区域之间电网的互联, 保证电网的协调发展，同时必须加强对地区间配电网的结构进行优化及升级, 构建灵活、坚固、可靠的配电网络, 以适应第三次工业革命中分布式电源和微网的柔性电力信息通信。在优化实体电网建设中，必须进行前瞻性的探索和科学系统的规划，从长远的利益出发，研究中国电网体系的发展。在技术手段上, 要积极推进技术创新，优先采用成熟的先进技术，使实体电网在结构上、装备上、技术上满足第三次工业革命中智能电网对能源共享和信息交换的需求。

优化信息交互平台

一方面，第三次工业革命对通信及信息技术和电网自动化水平提出了更高的要求，未来智能电网对信息交互平台的要求会更高，依赖性也会更强。建设支撑全景实时信息的电力信息传输系统成为智能电网的一项重要工作。因此，必须从战略高度重视新型信息、通信网络交互平台的设计。

另一方面，优化电力信息通信系统交互平台的过程中，应重视多层分布、结构扁平、功能可组和布置灵活等方面的设计。必须注重信息平台与电力系统业务的关联度，合理设计信息交互与共享的结构层次。尽量避免不必要的、甚至是有害的信息操作。同时, 新型电力通信网络的信息交互平台必须是灵活、坚固以及具有抗攻击和自防御能力的。必须考虑现有通信网络的改造和新兴通信网络体系的构建并行发展；给予各种新型电力信息通信网络体系结构更多研究和发展的空间，实现相关研发资源的充分整合。同时结合电网本身的优势,开展基于综合能源体系及通信系统网络结构的研究。积极构建安全、稳定、可靠、具有抗攻击和自防御能力的智能电网信息交互平台。

完善电力通信检测系统

电力信息通信系统服务器采用C/S模式,对整个通信网络的数据进行储存和处理。为了提高服务器处理数据的效率, 服务器的数据库应架设具有数据服务器、应用服务器以及文件服务器功能的数据库。为了保证电力通信检测系统的正常运行, 服务器的应采取双机集群的工作方式。使电力通信检测系统能够对机房以及所管辖变电站的防漏、防潮、防火、防尘、防寒等设施进行随时的监测；检查检查传输、交换等设备的运行情况和网管系统各项管理功能，确保管辖电路的资料是准确、齐全和调度电话录音系统、行政电话计费系统以及电源设备告警等系统的正常运行。此外, 为了提高服务器运行的持续性和数据的安全性, 可以采用为主服务器和备份服务器直连的方式, 通过系统软件来实现两机互为备份, 一旦主服务器出现故障，备用服务器就会自动切入, 确保整个电力信息通信网络持续健康运行。

结束语

第三次工业革命的提出，契合了全球能源危机和经济转型的变局，对于我国电力企业的发展提供了新的理念和巨大的挑战，能否建设世界一流的电力信息通信网络决定了我国通信和电力企业能够在新的经济革命中，转变发展方式，实现新的跨越式发展。 我们应充分吸收国内外智能电网的一些发展思想和技术思路,结合国内特点在第三次工业革命理念的指导下建设先进的电力信息通信网络。

参考文献：

[1]聂正璞 万莹. 信息通信融合在电力系统中的应用[J].新应用，2011(4).