主要通信技术在油田生产方面的应用探讨

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  通信公司做为油田的辅助生产单位,对油田的生产发展起着支撑和保障作用,随着客户对石化服务的提出了越来越高的要求,通信网络的可靠性和可管理性已经成为目前油田行业的迫切需要。
  目前在技术上,通信公司实现了全网交换实现了程控化,传输实现了数字化,通信服务功能从单纯固定电话发展为集市话、数据传输、图像传输、增值业务为一体的综合性通信网。近年来,油田的通信公司紧跟电信发展的时代步伐,把数据业务和宽带网作为发展的重中之重,并加大了对数据业务和宽带网建设的投入,实现油区多功能、多层次、高速先进、完整统一的宽带网络,油田通信发展进入了新的阶段,本文就目前主要的通信技术在油田的应用展开探讨。
  一、基于数传电台技术的应用
  数传电台是我们油田信息化建设不可缺少的无线通信技术手段,在过去的10多年的时间内,无线数传电台技术为油田的信息化做出了重大的贡献。该技术投资少、见效快,覆盖距离远、运行稳定,毫无疑问它是油井数字化建设的不二的技术选择。目前随着油田生产对图像业务、应急通信、调度等综合性的业务需求越来越多,要求网络带宽越来越大,实时性要求越来越高。在实际工作中,数传电台还是需要继续发挥它的重要作用,对于正在建设中的油田生产井,它可以作为一种临时性的技术手段,不再适合大规模部署。而新的基于无线宽带接入的移动WiMAX标准化技术,则带来了最高的带宽能力、最大的用户容量、最综合的业务支持能力、最优化的投入产出效率的应用效果,是目前为止保障油田通信生产、适应业务需要的最佳的无线通信技术。
  二、基于GPRS/CDMA-1X技术的应用
  GPRS/CDMA-1X公网技术已经广泛地应用于油田生产建设中,它的主要优势体现在可提供广域的无线IP连接、建设周期短,建设成本低。油田不需要建设专用网络;利用GPRS业务平台构建油井数据采集传输系统,设备安装方便、维护简单;GPRS DTU功耗为200mW左右,比较适合野外恶劣的供电环境,可以满足太阳能供电的要求。
  但也存在问题,首先GPRS是公网技术,下行带宽大、上行带宽小,而生产上则要求上行带宽大、下行带宽小,同时实时性差,丢包率太高,GPRS的时延容易受到网络负荷和环境的影响,当用户较多时网络的质量就急剧下降,每个用户的服务质量均下降,这也是使用GPRS后大家普遍感觉非常失望、反差很大的根本原因。另外GPRS/CDMA-1X因租用公网网络,随时间累积,其线路租用费用对油田生产来讲也是一笔很大的支出。
  三、基于无线网桥(802.11a)技术的应用
  无线网桥技术主要广泛地应用于油田生产的视频监控方面,在“工业数据采集传输”方面有它的技术局限性。其主要优势是:首先是TCP吞吐量在20~50Mbps之间,所以说宽带能力比较突出,可以满足大部分的视频监控和数据采集的需要;其次是无线网桥专用网络,不受公众的影响,实时性很好,应用广泛。同时由于有大量应用,设备基本都在国内生产,产品和维护成本价格低,性能价格比非常高。支持点对点和点对多点、MAC地址绑定、安全加密,WiFi终端都可以接入,网络可任意部署,技术成熟度高,目前在视通的情况下,点到点传输距离可达50km以上。缺点是数据采集终端需要改进,采用开放频段,在城区存在其他无线用户的干扰。无线网桥技术是目前视频监控等应用的最为理想的技术选择。
  四、基于MESH WiFi技术的应用
  MESH WiFi技术,是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性,首先它是“WiFi技术”,其次它具有“MESH功能”,是“WiFi技术的一次创新和发展”。它的优势体现在,首先WiFi产品的终端非常丰富,所有WiFi终端都可以接入MESH WiFi网络,所以终端多样化(PDA、无线网卡、CPE等多种形态),价格也比较便宜。同时网络可以无限延伸和扩大,支持高速移动,MESH节点移动速度可以达到200公里/小时而且没有切换之间的延时,自带网络管理软件,可以随时查看网络上的任何信息。网络可以自组网,几乎不用调试,前期和后期的维护成本都很低。缺点是投资高,有效覆盖面积小,如果要实现油田生产的全部覆盖,需要近上亿的投资。
  五、基于McWiLL技术的应用
  McWiLL:是国内北京信威通信自主研发的移动宽带无线接入(BWA)系统,也是SCDMA综合无线接入技术的宽带演进版。它的优势体现在McWiLL采用专用技术和频率,提供系列化的终端产品,集成了调度平台、视频平台等,是一款适合数据采集应用的专用产品;McWiLL采用智能天线技术、可以较好地提供语音业务,还可以提供一定的数据接入能力。同时由于该技术是在上世纪90年的无线本地环(WLL)技术的基础上发展起来的,是窄带WLL技术和宽带无线技术之间的过渡技术,该技术起源于美国的Navini公司,在引进中国后进行了“变频”的研究开发,但是核心的技术五年来一直没有任何发展,实际上,Navini已经在4年前停止了对该产品的继续研究开发,所以McWiLL存在明显的技术风险,因为它的标准和体制--McWiLL是私有的,不是标准化的技术,没有办法迅速地降低成本,无法形成规模效益,不利于长期的发展。技术演进更是不可能的,5年来技术核心部分没有任何改进和优化;McWiLL采用全向天线,增益较小,造成覆盖距离较短,另外全向天线无法调整俯仰角度,如果基站和CPE之间落差较大时,无线信号无法“飘在天上”,无法到达地面,盲区很多,设备庞大,占地,耗电量巨大,即不经济也不绿色,所以不可能大范围使用。
  总之,随着数字化油田的兴趣,各种通信技术在油田生产中起着越来越重要的作用,油田在投资时会综合考虑各种通信技术在生产中实际应用效果,根据这些通信技术的特点进行合理选择和推广应用,通信信息化技术的推广应用对降低油田生产成本、提高效益起着重要作用。
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