摘要：依据《国家能源安全战略行动计划(2013—2020)》以及《煤炭工业发展"十三五"规划》的要求,为了实现"节约、清洁、安全",建成集约、安全、高效、绿色的现代先进高效的智慧煤矿,采用现场调研、装备研发、现场调试、工业性试验等研究方法,系统地对深井平台网络通信进行优化和改造,针对目前深井平台老旧网络的升级和改造要求,在目前芯片国产化的大背景下,采用整套国产自主可控的交换芯片和处理器方案,完成符合矿用标准的本安型多光口万兆三层交换机的研发及制作工作,交换机通信端口采用硬件实时监控技术,实时反馈数据及端口工作状态到控制台,满足井下恶劣环境下使用;应对井下较为湿热的工作环境,采用动态功耗可控的工作模式,可远程随时将无用的端口关闭,减少功耗及散热。智能环路检测保护功能。自动检测井下现场如智能工作面、视频监控、水泵控制、人员定位等网络;有效避开或减少井下各大旧网络拓扑中升级改造时存在的网络故障;采用先进的图形化管理界面,实时显示井下设备的动态信息及告警监控,如CPU、内存、温度、端口信息、带宽阀值告警等。因此,针对深井老旧矿井现有复杂条件下的网络改造和设备升级,从设计入手进行针对性研究,解决深井复杂条件下网络设备的通信安全和通信稳定性,及后期扩容升级改造需要解决的老旧设备兼容性问题,实现深部复杂条件下的网络升级改造,同时项目研究成果具有广泛的推广应用前景。

摘要：针对目前煤矿井下通信中日渐增多的带宽需求和通信要求,提出一种大功率多光口本安万兆交换机的设计方案。硬件电路由万兆交换电路、隔离电源模块、电源管控单元、DDM及光模块电路组成,软件设计基于嵌入式Linux操作系统。该多光口本安万兆交换机符合本安设计要求,适用于煤矿井下复杂恶劣的工作环境、支持万兆上行通讯或组成冗余环网,多个光口可依现场环境配置为万兆或千兆,具有很高的可靠性和实时性,满足井下工业以太网本安终端设备的数据传输要求。

摘要：在在交换机转发架构中,数据报文的目的 IP地址一旦写入硬件转发表,数据包将不会再经过TCP/IP协议来转发,而是由交换芯片完成三层转发。当数据报文由交换芯片转发后TCP/IP的ARP处理状态机就不会进入probe状态,而是进入stale状态,然后该ARP表项就会被删除。当ARP表在"有人使用"的情况下,这种处理会引起频繁删除添加ARP表和硬件转发表,从而导致网络震荡。针对此问题,设计了一种交换机ARP老化的实现方法,当ARP对应的IP设备不在网络中可以被老化,回收ARP资源;对于那些在网络中存在的设备,不做老化处理,保证他们在网络中使用的流畅性。