工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺(tái)(全版)

1、2010-09-26,王衛(wèi)軍 主任 高級(jí)工程師,工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺(tái)原理及應(yīng)用,2010-09-26,2010-09-26,一、工業(yè)以太網(wǎng)基本概念,2010-09-26,以太網(wǎng)是一種應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)，它包括 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（10Mbps）、快速以太網(wǎng)（100Mbps）、 千兆以太網(wǎng)（1000 Mbps）以及10G以太網(wǎng).,快速以太網(wǎng)是一種擁有100Mbps帶寬，基于載波偵聽多路訪問和沖突的檢測技術(shù)。 它主要分以下三個(gè)子類： 100BASETX 100BASEFX 100BASET4,目前在我國煤礦井下搭建的工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺(tái)主要為快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)。,交換機(jī)性能排名：赫斯曼、莫杉、西門子 1

2、、什么是以太網(wǎng)？,2、什么是快速以太網(wǎng)？,2010-09-26,什么是 100BASETX ？ 一種使用5類數(shù)據(jù)級(jí)無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速 以太網(wǎng)技術(shù)。 其中： 100BASETX 100BASETX以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)： 使用兩對雙絞線（一對發(fā)送數(shù)據(jù)，一對接收數(shù)據(jù)） 使用RJ45連接器； 傳輸信號(hào)頻率：125MHz； 最大網(wǎng)段長度：100米； 支持全雙工數(shù)據(jù)傳輸。,傳輸速度: 100Mbps,表示基帶,表示： 雙絞線,2010-09-26,3.使用MICFDDI、ST或SC連接器；,一種使用光纜，帶寬為100Mbps的快速以太網(wǎng)技術(shù)。,什么是 100BASEFX ？,100BASEFX以太

3、網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)：,1.可使用（62.5和125um）單模和多模光纖；,2.多模光纖的最大連接距離為550米；單模光纖的最大連接距離為3000米,4.信號(hào)頻率為125MHz；,5.最大網(wǎng)段長度與所使用的光纖類型和工作模式有關(guān)， 可為：150m、412m、2000m或更長至10公里；,6.支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸; 特別適合有電氣干擾的環(huán)境、較大距離的連接、高保密環(huán)境等情況使用。,表示：光纖,2010-09-26,3.信號(hào)頻率為25MHz,一種使用3、4、5類無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速 以太網(wǎng)技術(shù)。,什么是 100BASET4？,100BASET4以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)：,1.使用4對雙絞線，3對用于傳送

4、數(shù)據(jù)，1對用于檢測沖突信號(hào)。,2.傳輸中使用8B6T編碼方式;,4.符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn);,6.最大網(wǎng)段長度:100米。,5.使用與10BASET相同的RJ45連接器，,表示：具有四對電話雙絞線,2010-09-26,什么是 千兆以太網(wǎng)？ 能提供1000Mbps數(shù)據(jù)帶寬，靈活處理新應(yīng)用和新數(shù)據(jù)類型； 采用與10M、100M以太網(wǎng)相同的幀格式、幀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、 全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統(tǒng)； 不改變傳統(tǒng)以太網(wǎng)的桌面應(yīng)用、操作系統(tǒng)；升級(jí)到千兆網(wǎng)無 需改變網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序、網(wǎng)管部件和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)； 能與10M、100M以太網(wǎng)很好地配合工作。 目前主要有1000BASESX， 1

5、000BASE LX、1000BASE CX 三種技術(shù)版本。,2010-09-26,千兆以太網(wǎng)的主要技術(shù)特點(diǎn)： 1000BASESX千兆網(wǎng)： 只支持直徑62.5um或50um的多模光纖； 工作波長為770-860nm； 傳輸距離為220-550m； 采用低成本短波的CD（光盤激光器）發(fā)送器 或VCSEL（垂直腔體表面發(fā)光激光器）發(fā)送器； 1000BASELX千兆網(wǎng)： 支持多模、單模兩種光纖，使用相對昂貴的長波激光器；,多模光纖直徑：62.5um或50um；工作波長：1270-1355nm；傳輸距離：550m。,單模光纖直徑：9um或10um ；工作波長：1270-1355nm； 傳輸距離約5k

6、m。, 1000BASECX千兆網(wǎng):,采用150歐屏蔽雙絞線（STP）；,配線間,使用短跳線電纜連接服務(wù)器和高速外圍設(shè)備；,傳輸距離：25m。,2010-09-26,以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為傳輸平臺(tái)的煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng),2010-09-26,二、工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺(tái) 關(guān)鍵設(shè)備網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),2010-09-26,礦用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的定義及作用,定義: 用以連接井下工業(yè)以太網(wǎng)的本安終端設(shè)備。 2. 作用: 完成各終端設(shè)備相互間的數(shù)據(jù)傳輸。工作時(shí)通 過光纖收發(fā)器接收地面中心站下發(fā)的數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)對 數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化解環(huán)處理和將數(shù)據(jù)傳送到更遠(yuǎn)的其它交 換機(jī)或者中心站。,2010-09-26,由100M或1000M礦用網(wǎng)絡(luò)交

7、換機(jī)組成的井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng),2010-09-26,地面中心站主交換機(jī) 在系統(tǒng)中的連接示意圖,2010-09-26,1) 型號(hào)：KJJ103 2) 帶寬： 100M； 3) 系統(tǒng)存貯轉(zhuǎn)發(fā)速率： 148810 pps(脈沖數(shù)/秒) ； 4) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：自愈環(huán)網(wǎng)，點(diǎn)對點(diǎn)鏈接； 5) 延時(shí)：小于5 ms； 6) 冗余時(shí)間：300 ms； 7) 功耗：小于5 W。 8）接口配置:3對光纖接口，6個(gè)以太網(wǎng)電口（6個(gè)備用口）； 9）提供遠(yuǎn)距離2M口傳輸技術(shù)； 10）適用于煤礦井下I類電氣場所潮和密封符合IP54標(biāo)準(zhǔn)的要求。,礦用本安交換機(jī)的技術(shù)特點(diǎn),2010-09-26,KJJ103礦用本安交換機(jī)主要技術(shù)指

8、標(biāo),1端口: a) 電氣端口: RJ-45帶屏蔽 6個(gè)自適應(yīng)10/100 Base TX（10/100表示帶寬；Base表示 基帶傳輸; TX表示采用兩根雙絞線的自適應(yīng)全雙工/半雙工） b) 光纖端口（即fc連接器）： 2對100 Mbit/s (1M bit/s表示每秒傳輸105字節(jié)) c) RS485端口：4個(gè)（每路可接遠(yuǎn)距離分站4臺(tái)） d) LED指示燈： 分備用電源指示、通訊指示、電口指示、運(yùn)行指示、光口指示。,2光口參數(shù): a) 波長:單模-1310 nm;多模-850 nm； b) 發(fā)送光功率： 單模:-13 dbm(分貝毫瓦); 多模:-20 dbm； c) 收靈敏度： 單模:-

9、25 dbm; 多模:-35 dbm;,3電性能參數(shù) a)交換機(jī)： 3.3V/2400mA 額定: 3.3V/1200mA b)2M口主板:5V/1500mA 額定: 5V/300mA,2010-09-26,KJJ103礦用本安交換機(jī) 顯示窗口圖示,2010-09-26,KJJ103礦用本安交換機(jī) 顯示窗口注釋,交換機(jī)面板左側(cè)的指示燈圖,交換機(jī)面板右側(cè)的指示燈圖,2010-09-26,KJJ103礦用本安交換機(jī)工作原理圖,2010-09-26,交換機(jī)及外圍設(shè)備聯(lián)接框圖,2010-09-26,交換機(jī)內(nèi)的電路板布局,以太網(wǎng)轉(zhuǎn) 485通訊板,2010-09-26,本安電源板3.6V/5V轉(zhuǎn)換設(shè)置點(diǎn),

10、3.6V/5V轉(zhuǎn)換設(shè)置,3.6V/5V電源板,2010-09-26,交換機(jī)主要供電參數(shù),交換機(jī)主板 工作電壓：DC 3.6 (3.42-3.52)V 最大工作電流：1.5 A 交換機(jī)備用主板 工作電壓：DC 3.6(3.42-3.52) V 最大工作電流：1.5 A 485通訊板（2M口板） 工作電壓：DC 5.0 V（5.0-5.1V） 最大工作電流：300mA,2010-09-26,交換機(jī)電源航空插頭進(jìn)線顏色注釋,2010-09-26,網(wǎng)線的做法,1、平行線：,一端為：白橙,橙,白綠,蘭,白蘭,綠,白棕,棕； 另一端為：白綠,綠,白橙,蘭,白蘭,橙,白棕,棕。,平整面朝上,兩端均為：白橙,

11、橙,白綠,蘭,白蘭,綠,白棕,棕；,2、交叉線：,2010-09-26,三、 KJJ103礦用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) 在工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)中的連接,2010-09-26,交換機(jī)在以太網(wǎng)中鏈接的原理框圖,2010-09-26,KJJ103交換機(jī)電口和光口示意圖,交換機(jī)的進(jìn)出線喇叭口,電口,光口,電口,本安電源,2010-09-26,交換機(jī)主板 (老),局端交換機(jī)開關(guān),接下一臺(tái)交換機(jī)光口,接上一臺(tái) 交換機(jī)光口,IP模塊,2010-09-26,交換機(jī)主板圖(新),遠(yuǎn)程分枝光口,復(fù)位安鍵,黃燈亮電源,綠燈亮運(yùn)行,RJ-45連接器,2010-09-26,系統(tǒng)各設(shè)備連接圖,2010-09-26,交換機(jī)與地面監(jiān)控主機(jī)的連接,

12、平行線,連接正常后, 交換機(jī)電口3通訊指示燈閃爍, 電口3電源指示燈常亮, 電腦網(wǎng)卡燈閃爍,2010-09-26,交換機(jī)與內(nèi)部加有2M口通訊板的近距離分站連接,內(nèi)部加有寬帶2M口板的近距離分站,連接正常后,交換機(jī)電口3的通訊指示燈應(yīng)點(diǎn)亮。,2010-09-26,交叉線,交換機(jī)與交換機(jī)之間用網(wǎng)線的連接,第二臺(tái) 交換機(jī),第一臺(tái) 交換機(jī),連接正常后,兩臺(tái)交換機(jī) 電口3的電源指示燈和通訊指示燈都將常點(diǎn)亮, 亮,2010-09-26,平行線,交換機(jī)主板,交換機(jī)2M口通訊板,分站主通 訊端口,交換機(jī)上的2M口通訊板與交換機(jī)主板及遠(yuǎn)距離分站的連接,平行線,監(jiān)控主機(jī),備注:,2. 每個(gè)電口掛接的分站數(shù)量最好4

13、臺(tái)以保證通訊快捷。,1.連接正常后,交換機(jī)的電口3通訊指示燈亮。,2010-09-26,交換機(jī)內(nèi)的2M口通訊板與遠(yuǎn)距離分站的連接,電纜通訊線,通訊指示燈D1D16,通訊指示燈D1D16,通訊指示燈D1D16,通訊指示燈D1D16,2010-09-26,交換機(jī)2M口板上的通訊指示燈(D1D16)注釋,以太網(wǎng)模塊發(fā)送指示,以太網(wǎng)模塊發(fā)送指示,單片機(jī)接收狀態(tài)指示,以太網(wǎng)模塊接收指示,D2.6.10.12為以太網(wǎng)模塊發(fā)送狀態(tài)指示燈，閃爍表示正常,D3.7.13.15為單片機(jī)回發(fā)狀態(tài)指示燈，閃爍表示回發(fā)正常,以太網(wǎng)模塊發(fā)送指示,以太網(wǎng)模塊發(fā)送指示,以太網(wǎng)模塊接收指示,以太網(wǎng)模塊接收指示,以太網(wǎng)模塊接收指

14、示,單片機(jī)回發(fā)狀態(tài)指示,單片機(jī)回發(fā)狀態(tài)指示,單片機(jī)回發(fā)狀態(tài)指示,單片機(jī)回發(fā)狀態(tài)指示,單片機(jī)接收狀態(tài)指示,單片機(jī)接收狀態(tài)指示,單片機(jī)接收狀態(tài)指示,2010-09-26,交換機(jī)接線圖,2010-09-26,用交換機(jī)在井下形成光纖冗余環(huán)網(wǎng),A,B,C,2010-09-26,1、 環(huán)網(wǎng)中的A,B,C三臺(tái)交換機(jī)必須設(shè)置一臺(tái)為局端；,A臺(tái)交換機(jī),B臺(tái)交換機(jī),C臺(tái)交換機(jī),交換機(jī)在井下環(huán)網(wǎng)中的實(shí)物連接,2、交換機(jī)上的光口指示燈用于指示光纖的連接狀態(tài), 該燈常亮，表示運(yùn)行正常。,注：,2010-09-26,作為遠(yuǎn)端設(shè)備（即從站）時(shí),需將主板上紅色撥碼開關(guān)的鍵1上撥、鍵2下?lián)堋?KIEN600型交換機(jī)的局端和遠(yuǎn)端

15、設(shè)置,作為局端設(shè)備（即主站）時(shí), 需將主板上紅色撥碼開關(guān)的1、2鍵全部往下?lián)堋?KIEN6000型交換機(jī)工作時(shí)指示燈示意圖,2010-09-26,OMATE600型交換機(jī)的局端與遠(yuǎn)端設(shè)置,作為局端（即主站）使用時(shí),需將主板上紅色撥碼開關(guān)的1、2鍵全部往下?lián)堋?作為遠(yuǎn)端設(shè)備（即從站）使用時(shí),將主板上紅色撥碼開關(guān)的1、2鍵全部置中。,0MATE6000型交換機(jī)工作時(shí)指示燈示意圖,2010-09-26,SICOM3009型交換機(jī)局端與遠(yuǎn)端設(shè)置,此類交換機(jī)主板上無局端和遠(yuǎn)端設(shè)置開關(guān)。組建環(huán)網(wǎng)時(shí)需通過地面監(jiān)控主機(jī)進(jìn)入WEB網(wǎng)頁進(jìn)行主、從站設(shè)置（包括環(huán)網(wǎng)端口）。,SICOM3009型交換機(jī)工作時(shí)指示燈示意

16、圖,2010-09-26,在每一個(gè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中只允許有一個(gè)主站（即局端），而且被設(shè)為局端（即主站）的交換機(jī)的狀態(tài)，可以通過WEB里如下圖所示的端口狀態(tài)選項(xiàng) 進(jìn)行查詢（但切記只能查詢被設(shè)為局端的交換機(jī)）。,光纖環(huán)網(wǎng)連接時(shí)的注意事項(xiàng),2010-09-26,四、 在中心站主機(jī)上 設(shè)置地面交換機(jī)的IP模塊,2010-09-26,C2000設(shè)置程序的使用,啟動(dòng)C2000設(shè)置程序,點(diǎn)擊搜索菜單,得到所有網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備,1.點(diǎn)擊搜索菜單（在界面上顯示所有網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備）,2010-09-26,2.雙擊對應(yīng)模塊，進(jìn)入模塊設(shè)置,3. 輸入轉(zhuǎn)換器安裝地點(diǎn)，方便工程安裝維護(hù),2010-09-26,4. 設(shè)置本地網(wǎng)絡(luò)參數(shù),

17、5.設(shè)置串口參數(shù),點(diǎn)擊C2000網(wǎng)絡(luò)參數(shù),瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置方法圖解：,人員定位系統(tǒng)設(shè)置方法圖解：,瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)如此設(shè)置,瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)須如此設(shè)置,人員定位系統(tǒng)須如此設(shè)置,人員定位系統(tǒng)如此設(shè)置,修改完畢后點(diǎn)擊“確定”，并等到 “參數(shù)設(shè)置成功” 提示顯示，修改才表示成功；否則須重新設(shè)置。詳見上圖：,點(diǎn)擊,修改完畢后點(diǎn)擊“確定”，并等到 “參數(shù)設(shè)置成功” 提示顯示，修改才表示成功；否則須重新設(shè)置。詳見上圖：,2010-09-26,WEB網(wǎng)頁管理功能的使用,2010-09-26,工作中，井下工業(yè)以太網(wǎng)中的任意一臺(tái)交換機(jī)其ip地址、網(wǎng)關(guān)地址、端口使用情況、電源使用情況等，都可以通過WEB網(wǎng)頁進(jìn)行查詢、了解

18、。,注2：網(wǎng)關(guān)即Gateway，又稱為網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。 是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口”，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址。,注1：由于OMATE交換機(jī)、KIEN6000交換機(jī)及SICOM交換機(jī)的WEB網(wǎng)頁管理方法都基本相似，所以在這里僅介紹OMATE交換機(jī)。,2010-09-26,1、交換機(jī)狀態(tài)查詢（OMATE6000型）,首先打開IE瀏覽器，選擇一臺(tái)想要查詢的交換機(jī)，并在下圖所示的地址欄內(nèi)輸入該交換機(jī)的IP地址（如192.168.1.233 ）得到以下對話框：,點(diǎn)擊,然后在下圖所示的對應(yīng)欄中輸入用戶名：admin； 密碼：admin；點(diǎn)擊“確定”進(jìn)入設(shè)置界面（即管理界面）。,點(diǎn)擊

19、此對話框右側(cè)八個(gè)功能選項(xiàng)中的 “端口狀態(tài)” 彈出端口狀態(tài)界面：,點(diǎn)擊,在此界面中可查詢到該交換機(jī)環(huán)網(wǎng)光口即端口8和端口9；分支光口端口1的連接狀態(tài)，如為“斷開”則表示未連接設(shè)備。在環(huán)網(wǎng)中，如端口8和端口9為“斷開”則說明光纖已中斷，此時(shí)局端交換機(jī)中的環(huán)網(wǎng)告警燈應(yīng)點(diǎn)亮（正常時(shí)為滅）。 通過此界面還可查詢其他端口的連接狀態(tài)、主站設(shè)置情況和使用電源情況。,主站設(shè)置情況,使用電源情況,2010-09-26,1、交換機(jī)端口設(shè)置 （ OMATE6000型）,2、端口計(jì)數(shù) （ OMATE6000型）,在端口記數(shù)界面，網(wǎng)管人員可隨時(shí)觀察該交換機(jī)各個(gè)端口數(shù)據(jù)包的接收和發(fā)送情況，以判斷該交換機(jī)的運(yùn)行是否正常。,2

20、010-09-26,3、IP地址設(shè)置（ OMATE6000型）,首先點(diǎn)擊打開WEB管理界面左側(cè) “其它”選項(xiàng)中的 “IP設(shè)置”圖標(biāo)得到下圖，然后依照圖內(nèi)提示和標(biāo)注進(jìn)行設(shè)置或更改。設(shè)置完成點(diǎn)擊“提交”按鈕，并重啟交換機(jī)，設(shè)置方生效。,注：1.凡更改過IP地址的交換機(jī)，更改完畢之后必須對其子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)做相應(yīng)配置。 2.設(shè)置或更改過IP地址后必須重啟交換機(jī)才能生效。,2010-09-26,4、SNMP網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)置 （ OMATE6000型）,設(shè)置的目的： 以保證系統(tǒng)在監(jiān)控主機(jī)上能以圖表的方式顯示 Cisco路由器/交換機(jī)的帶寬使用情況；以圖形的方式顯示網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤；按端口和數(shù)據(jù)流向等進(jìn)行分類；當(dāng)交

21、換機(jī)某端口出現(xiàn)異常時(shí)能及時(shí)發(fā)送警告信息。,設(shè)置方法：,1.擊打開“其它”選項(xiàng)中的 “SNMP”圖標(biāo)進(jìn)入SNMP功能設(shè)置界面；,點(diǎn)擊,2.在服務(wù)器IP地址欄填寫裝有管理軟件的地面監(jiān)控主機(jī)的IP地址；,3.在界面中的報(bào)警的端口欄，選勾上需要報(bào)警的端口，然后點(diǎn)擊“提交“；,點(diǎn)擊,2010-09-26,五、常見故障處理,2010-09-26,1、交換機(jī)不啟動(dòng),故障原因1：供電電源問題,解決辦法： 查看機(jī)箱里是否有5V電源輸入。無輸入電源更換電源箱5V電源板。 查看5V-3.3V電源板上是否有3.3V電壓輸出。無輸出則更換轉(zhuǎn)換板。,故障原因2：供電電源正常，則交換機(jī)主板故障。,解決辦法： 更換交換機(jī)主板

22、,2010-09-26,2、接上網(wǎng)線后，PING不通。,故障原因：網(wǎng)線做錯(cuò),解決辦法：用測試儀檢查網(wǎng)線是否正確。,3、光口指示燈不亮,故障原因：光纖頭插接不對,解決辦法：交換光纖頭插接,2010-09-26,4、光纖連接不正常,故障原因：光纖有抽芯,解決辦法：用光纖檢測設(shè)備（ODDR）檢測光纖壞掉之處，重新熔接光纖。,故障原因：網(wǎng)絡(luò)中沒有設(shè)置局端或者設(shè)置了多個(gè)局端 。,5、形成環(huán)網(wǎng)后丟包嚴(yán)重,2010-09-26,6、環(huán)網(wǎng)無法形成,故障原因： 沒有設(shè)置環(huán)網(wǎng)功能 沒有設(shè)置局端； 設(shè)置了多個(gè)局端； 物理光纜斷開；,解決辦法： 指定一臺(tái)交換機(jī)，將其主板設(shè)置為局端形式。 如果是KIEN6000交換機(jī)，不設(shè)置跳線就不可能連接電口2和電口3（即靠近光口的上下兩個(gè)口） 如為OMATE6000交換機(jī)，則需檢查是否將環(huán)網(wǎng)的光纖連接到了交換機(jī)的分支