修英磊

摘要：4G技術在吉林油田的應用是基于LTE的無線通信技術，根據(jù)油田數(shù)字化業(yè)務的需要進行定制研發(fā)的。這種基于IP的新一代無線通信技術，能夠在非視距的條件下為用戶提供固定、游牧、便攜及車速移動等應用場景下的寬帶無線接入業(yè)務。可以提供高速、高帶寬的數(shù)據(jù)上下行接入業(yè)務，亦可提供集群語音、視頻監(jiān)控等多種增值業(yè)務。遵循實用性、可靠性、安全保密性、先進性、經(jīng)濟性等原則，同時具備標準化、容量大、性能強、升級簡便、管理方便等特點，可以使油田各單位在數(shù)十公里的范圍內仍能保證高速傳輸，足以滿足油田通常所需的傳輸速率，而且為以后油田新業(yè)務的開展提供了廣闊的空間。

關鍵詞：4G網(wǎng)絡；LTE技術；油田；油氣生產；監(jiān)控

一、4G網(wǎng)絡的技術特點

4G網(wǎng)絡可以提供更高的帶寬，通過更加靈活的頻譜配置方案（1.4～20MHz）來提升網(wǎng)絡效率和單個基站效率，還可以通過弱化基站控制器設備實體、采用公共無線資源管理控制基站來簡化系統(tǒng)結構，減少網(wǎng)絡節(jié)點，從而更加有效地提供服務，同時可以大大提升運營商的利潤空間。采用由NodeB構成的單層結構。這種結構有利于簡化網(wǎng)絡和降低延遲，實現(xiàn)了低時延、低復雜度和低成本的要求。該技術的優(yōu)秀能力體現(xiàn)如下：

1、性能卓越的無線移動通信網(wǎng)絡，提供高速數(shù)據(jù)傳輸能力

在20MHz帶寬配置時，單小區(qū)峰值速率下行可以達到100Mbps，上行可以達到50Mbps.

支持上下行業(yè)務帶寬的靈活配比，滿足采油廠的各種特定應用場景。并支持移動終端高速運動場景，基站和終端使用特有算法解決了高速移動場景下多普勒頻移的影響，能在350KM/H高速移動時，仍然可以保障數(shù)據(jù)下載和上傳能力。

2、靈活的組網(wǎng)方式，最大限度節(jié)約用戶投資

支持多種行業(yè)專網(wǎng)無線頻率（1.4GHz/1.8GHz/800MHz/400MHz）組網(wǎng)，在同一張無線通信網(wǎng)絡，用戶可以根據(jù)不同區(qū)域的頻率資源情況，采用兩種以上頻率進行覆蓋。

支持多種頻寬（1.4M/3M/5M/10M/20MHz）組網(wǎng)，可有效利用零散頻段，滿足擁有不同頻段資源的行業(yè)用戶需求。

3、專業(yè)語音集群，提供無延遲移動通話體驗

現(xiàn)有公網(wǎng)TD-LTE技術更側重于數(shù)據(jù)業(yè)務，采用VoIP的方式實現(xiàn)集群語音業(yè)務，在時延、呼叫建立時間等方面不能滿足專業(yè)語音集群的性能要求。采用了大量創(chuàng)新技術，可以提供專業(yè)語音集群的所有功能，語音集群業(yè)務指標達到了業(yè)界領先水平：群組建立時延小于300ms，話權申請/話權搶占小于150ms，單小區(qū)支持160個群組并發(fā)。

4、視頻調度，提升溝通效率

基于無線移動網(wǎng)絡提供了視頻調度功能。

·調度臺可以指定手持終端或固定攝像頭回傳視頻

·手持終端可以主動向調度臺發(fā)起視頻回傳

·視頻畫面可以在調度臺顯示，也可轉發(fā)至大屏顯示

·調度臺可以選擇回傳視頻，向網(wǎng)內任意指定終端分發(fā)

視頻調度功能使聯(lián)合工作團隊在執(zhí)行任務時實現(xiàn)遠程面對面交流成為可能，讓調度指揮員及相關人員實時了解現(xiàn)場情況，減少了溝通成本，提高了團隊工作效率。

5、多業(yè)務并發(fā)，完美實現(xiàn)多媒體調度

提供語音，視頻，短信，彩信，數(shù)據(jù)接入，定位等多種業(yè)務的并發(fā)功能，為多媒體調度奠定了網(wǎng)絡基礎。多媒體調度是指，調度指揮員可以通過4G網(wǎng)絡同時進行語音集群、視頻調度和圖文指令傳遞。提供的多業(yè)務并發(fā)功能，很好的實現(xiàn)了多媒體調度，帶來了更多應用的融合，不僅改變了傳統(tǒng)的工作模式，更重要的是可以為行業(yè)用戶的生產系統(tǒng)帶來溝通、運營模式的變革，顯著提升生產效率。

6、三級防護，保障4G系統(tǒng)容災能力

當出現(xiàn)火災、地震、水災等不可抗力，造成系統(tǒng)不同程度損毀時，4G網(wǎng)絡提供三級防護措施，盡可能的保障用戶可以繼續(xù)進行無線通話。三級防護措施是指：單站運行、終端脫網(wǎng)直通（DMO）、應急通信車。

單站運行：當核心網(wǎng)設備出現(xiàn)故障或核心網(wǎng)和基站之間的傳輸中斷時，基站自動進入單站運行模式，保障該基站覆蓋范圍內用戶仍然可以進行集群通話。一旦故障恢復，基站自動恢復原有工作模式。

脫網(wǎng)直通：當終端所屬基站出現(xiàn)故障時，終端自動進入脫網(wǎng)直通模式，在一定距離范圍內仍然可以繼續(xù)語音集群通話。

應急通信車：在無網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域，或者網(wǎng)絡設施被毀而無法工作的情況下，可以使用應急通信車，在事故現(xiàn)場臨時組建小型通信網(wǎng)絡，提供應急、機動的通信指揮功能。

7、高可靠性網(wǎng)絡，可以經(jīng)受各種應用環(huán)境考驗

吉林油田4G業(yè)務的所有配套設備，均支持備份功能，核心業(yè)務單板支持熱備份功能。網(wǎng)絡局部單元一旦出現(xiàn)異常，由備用單元繼續(xù)完成相關業(yè)務。核心網(wǎng)網(wǎng)絡設備是整個網(wǎng)絡的核心，可靠性要求更高，其特有的負荷分擔技術可以保證核心網(wǎng)單板某個進程異常時，自動喚醒備用進程進行負荷分擔，進行中的業(yè)務不會被中斷。即使核心網(wǎng)單板出現(xiàn)異常，熱備單板也可以快速切換到正常工作狀態(tài)。

二、4G技術應用范圍：

目前在油田中涉及到的主要視頻監(jiān)控業(yè)務功能有：

1）視頻巡檢與防偷盜

油氣區(qū)分布在荒原大漠地區(qū)，環(huán)境艱苦，交通不便；社會依托條件較差，配備具有入侵檢測功能的視頻，實時監(jiān)控人工巡檢困難的井區(qū)和交通要道，確保安全生產。

油田生產區(qū)與生活區(qū)交錯，油田設備資源存在被偷盜現(xiàn)象，配備具有入侵檢功能的視頻，及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場人為破壞和偷盜現(xiàn)象。

2）異常場景的現(xiàn)場確認

油氣生產過程中，需要生產設備實時監(jiān)控設備的工作狀態(tài)等信息，如果傳感器上報異常（如抽油機停轉），監(jiān)控室通過調用現(xiàn)場視頻進行現(xiàn)場的二次確認。

3）探測、報警及聯(lián)動控制

當檢測到氣體泄漏等發(fā)生報警時，可聯(lián)動多個設備協(xié)同工作，當監(jiān)視點發(fā)生報警時，系統(tǒng)自動啟動各種對應的聯(lián)動設備，并將視頻切換到相應的攝像機，開啟燈光，自動錄像，監(jiān)控中心可彈出報警信息，并有聲音報警和短消息提示。

三、結論：

在現(xiàn)代通信技術飛速發(fā)展的今天，4G技術依靠其強大的數(shù)據(jù)傳輸能力和便捷的組網(wǎng)結構，有著更加廣闊的發(fā)展空間，在數(shù)字化油田建設過程中將體現(xiàn)至關重要的作用，而其接入業(yè)務的開放特性也將更適用于油田未來的發(fā)展。

參考文獻

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[2]姚引娣.第四代移動通信系統(tǒng)及其關鍵技術[J]；西安郵電學院學報；2007年05期

（作者單位：吉林石油集團有限責任公司通信公司）