光纤通信系统在煤矿中的应用

光纤通信系统在煤矿中的应用

【摘要】光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。光纤通信的核心是利用光在优质玻璃中传输时衰减很小，特别是在具有特定芯尺寸的优质光纤中，光的传输性能大大提高，从而可将信号进行远距离有效传输。本文首先介绍了光纤通信的特点，其次阐述了光纤通信系统，重点论述模拟光纤工业电视监控系统和光纤通信系统在煤矿中的应用，光纤通信系统在煤矿企业中的应用，为煤矿企业的安全生产提供了强有力保障，给职工生活带来了极大的便利。

【关键词】光纤通信系统煤矿应用

随着现代科学技术的迅速发展，光纤通信应用的范围越来越广，光纤通信的在煤矿企业中的应用，不仅给煤矿企业的安全生产提供了有力的保障，而且也给职工的生活带来了很大的便利。

1 光纤通信

光纤通信是指采用光导纤维（即光纤）作为传光媒介的通信方式。即在光通信中，传输媒介不是空气，而是光导纤维。（1）频率高、频带宽。频带的宽窄代表传输容量的大小。载波频率越高，可以传输信号的频带宽度就越宽。光纤通信使用的频率极高，可见光的频率高达THz，比甚高频频段（VHF）高出百万倍，比特高频频段（UHF）高出十万倍。（2）通信容量大。一对光纤的传输能力理论值为20亿路电话和1000万套电视节目。（3）保密性能好。由于光纤的特殊结构，光波只能在光纤中传播，泄露极其微弱，很难窃听光纤中的传输信号，故其保密性能好。且可经过高温、低温和危险地段等。（4）损耗小、中继距离长。由于光纤的损耗比电缆等传输媒介的损耗小得多，故其中继距离特别长，一般为几百公里，甚至上千公里或上万公里。（5）抗干扰能力强。由于光纤是绝缘体，不怕雷击和高压等电磁干扰。同时，光波的频率极高，而各种干扰频率一般较低，故其抗干扰能力极强。（6）成本低、寿命长。石英玻璃原料丰富，只用数克石英便可拉制出1公里的光纤，重量轻，使用寿命长，一般为25年以上。

2 光纤通信系统的组成

光纤通信系统一般由电端机（收发）、光发射机、光接收机、光中继器以及光缆等组成。

（1）发送电端机。发送电端机主要完成电信号的处理工作，如调制等，然后送往光发射机。电端机既可以送出模拟信号，也可以送出数字信号。输出模拟信号的电端机一般是载波机或电视发送设备，对应的光纤通信系统称为模拟光纤通信系统。输出数字信号的电端机主要有脉冲编码调制（PCM）设备，对应的光纤通信系统称为数字光纤通信系统。（2）光发射机。光发射机是将发送电端机送来的电信号转换为光信号，并送进光缆中进行传输。电光转换主要由光源器件

来完成。目前光源器件包括半导体激光二极管和发光二极管。激光二极管发射激光，功率大，波谱窄，适用于大容量、远距离的光纤通信系统。发光二极管发射荧光，功率小，波谱宽，适用于小容量、短距离的光纤通信系统。（3）光缆。光缆作为传输媒介，主要任务是传送光信号。光缆是由若干根光纤组成，依据使用的需要，光纤数目可以由几根到数千根不等。通常，一根光纤传送一个方向的光信号，故双向通信需要两根光纤。但采用波分复用技术后，一根光纤便可实现双向传输。（4）光中继器。光中继器是将传输一段距离后的光信号进行放大，以实现远距离传输。目前，常用的中继方式是光/电/光再生方式，即首先通过光电转换将接收到的微弱光信号转换为电信号，然后对电信号进行放大处理，最后再经过电光转换器转换为光信号，耦合进光纤中继续传输。（5）光接收机。光接收机是将接收到的光信号还原为电信号，然后送到接收电端机。电光转换主要由光电检测器来完成。目前常用的有PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）两种。后者在转换的同时，还可利用雪崩效应对光信号进行放大，有利于提高接收灵敏度。（6）接收电端机。接收电端机的作用同发送电端机的作用相反，如解调等。

3 模拟光纤工业电视监控系统在煤矿中的应用

模拟光纤工业电视监控系统由光纤工业电视系统井下部分、光纤数据传输系统井下部分、光纤工业电视系统井上部分、光纤数据传输系统地面部分、图像数据接收转换、显示部分和多媒体图像联网部分组成。（1）实时监视重要场合。综采工作面顺槽皮带机头、前部输送机、强力皮带机头、机尾、装载皮带、主、副井绞车房、地面储装运系统、选煤厂及电厂的重要设备和关键岗位等。（2）多媒体图像联网功能：通过计算机控制切换卡，实现对工业电视监控器的控制，以及在领导办公室终端（显示器或电视机）上定点、循环、选择观看全部工业电视图像。（3）局、矿远程图像数据传输功能。利用波分复用（WDM）技术，从矿到局可以上行传输安全生产调度综合信息、工业电视图像；从局到矿可以下行传输闭路电视、电视会议和公共信息。实现局、矿之间远程图形、图像及数据的交互传输。

4 光纤通信在煤矿企业中的应用

（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、工业电视视频图像、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。井上下工业电视系统、人员定位系统、无线通讯系统、安全监测系统、皮带集控系统、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。主要用于从总公司至下属各矿企及下属各矿企内较远距离的电话信号传输。（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，使职工家属能够收看到清晰的电视，办公及家庭电话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，给职工工作和生活带来了极大的便利。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。

5 结语

总之，光纤通信在煤矿企业中的应用，不仅使职工家属能够收看到清晰的电视，办公电话通信达到了快速清晰，井下工业电视及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，给职工生活带来了极大的便利，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.

[3]林如俭.光纤电视传输技术[M].北京：电子工业出版社，2001.