基于4g无线通信技术建设油田专网的研究

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1、石油天然气学报(江汉石油学院学报)2013年3月第35卷第3期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Mar．2013VoL35No．3基于4G无线通信技术建设油田专网的研究郭l挠力(中石化西北油田分公司信息中心，新疆乌鲁木齐830011)[摘要]目前石油行业专网建设落后于油田快速发展的需求，选择合适的技术满足智能化油田生产的需求是各大油田面临的挑战。将目前的通信技术进行了比较，’分析了宽带无线通信技术的发展，介绍了4G技术在油田应用的可行性，结合较为成熟的Mcw

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3、LL技术，探讨了如何进行油田生产的数据采集、监控、扩展业务的通信专网建设。[关键词]4G；McWiLL；WiMAX；SCDMA；OFDMA；无线宽带通信技术；油田通信专网[中图分类号]TE937[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2013)O3—0377一O2由于油田所在地理位置往往具有特殊的环境，如海洋、山丘、沙漠、戈壁、农田地等，通信条件受到客观条件的限制，因而实现现场与监测中心之间的通信首要问题就是要克服地理环境所带来的限制，如光缆在油田、道路、河流、沙漠、湖泊的施工成本高、周

4、期长、维护相对困难。另外，油田区块的勘探与油气的采出具有不确定性，架设一个庞大的通信系统是一个费时耗资金的过程，投资风险已成为油田信息化建设必须要逾越的障碍。1目前油田专网常用通信技术存在的不足1．1光纤传输网不能完全满足油田信息化应用环境．光纤传输网具有高带宽、高可靠性的特点。但是油田多分布在比较偏远的地区，地广人稀，油井分配也不均匀，铺设光纤通信网络存在建设成本高、工期长等诸多问题。而且由于油田的工作性质，需要通信系统具有移动性功能，满足油田工人的室外移动办公，采用有线的通信方式不能满足油田

5、的移动通信需求。目前国内各大油田应采用光纤与其他通信方式相结合的建设其中方式，在主干网采用光纤，最后一公里采用有线与无线相结合的通信方式。1．2运营商公网不具备高安全性、多业务承载能力以运营商无线公网为主的无线接入网不能满足油田信息化发展中多样化信息采集以及网络安全的需求。随着我国数字化、智能化油田的不断发展，油田信息呈现多样化，既有油气井井口生产参数，还有视频监控、语音调度、自动化控制、危险气体探测等多业务信息。一体化信息流对信息传输链路提出了较高要求，尤其是并发数据要求传输链路具有高带宽性，

6、但运营商链路主要定位于服务公众用户，其上行业务的提供能力不能满足油田大量数据回传的需求；另外，由于运营商通信网是面向公众开放的网络，从无线终端到传输通道，再到运营商有线网络的整个传输链路的各环节都存在着信息泄露隐患，其链路的安全性无法满足油田生产的高可靠性需要。1．3WLAN等无线宽带技术覆盖范围小、易受干扰、建设成本高由于油田多分布在比较偏远的地区，地广人稀，油井分配不均匀等因素，WLAN等无线宽带接入网在网络覆盖方面很难满足油田实际应用环境需求，目前主要用于点对。点通讯；WLAN实现全向覆盖

7、就必须采用扇形或全向天线建站，基站与远端站塔架高度要求较高，基站建设成本相对较高；同时WLAN并没有专用的使用频段，容易受外界信号干扰，数据可靠性、安全性均得不到保障，无法在油[收稿日期]2013一O1—20[作者简介]郭晓东(1973一)，男，1996年成都理工大学毕业，工程师，现主要从事油田通信业务及信息系统管理工作。石油机械工程2013年3月田全面应用。2油田生产监控通信需求分析油田大多分布在比较偏远的地区，人口数量相对较少，而且也不集中，运营商公网通信系统的覆盖较差。同时，油田地域广阔、

8、采油气设备种类多、运行状态复杂、自然条件恶劣，尤其我国西部油田还存在着民族治安形势不稳定因素，需要通过完善的通信网络对这些设备的正常运行进行实时的监测。因此，油田通信系统必须满足以下需求：1)高可靠性油田通信设备使用在戈壁、沙漠、海洋、山丘等自然环境较为恶劣的地区，高温、寒冷、风沙、雨雪等自然现象会严重影响电子设备正常运行，因此，要求油田通信系统具有很高的可靠性。2)可扩展性油田通信设备的性能等不仅要满足当前要求，还要考虑未来升级与扩容的需要。3)多业务传输能力要具备同时传输网络数据、语音电话、

9、图形图像等多业务的能力。4)良好的经济性通信系统建设要充分考虑投入产出比，具备直接与间接经济效益；同时系统维护成本较低，要求易于建设，易于使用，易于维护。5)组网灵活通信系统能够实现快速组网、多种方式组网。3基用4G宽带无线技术的油田专网建设McWiII技术具备满足油田生产物联网对安全性、业务承载能力、网络覆盖、可靠性、应用范围的高需求。笔者以该系统为例探讨油田生产无线专网建设。3．1McWiLL技术在油田的适用性国内油田的油气井一般以油气处理站、计转站、计量站为中心成网状分布，分布面积较大、区