任東愷

摘 要 文章首先針對(duì)4G通信系統(tǒng)的概念以及涉及到的相關(guān)核心技術(shù)進(jìn)行了說(shuō)明，而后進(jìn)一步就油田組織應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行了討論，對(duì)于深入了解油田環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸需求有著積極意義。

關(guān)鍵詞 4G；油田；通信；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）08-0110-01

當(dāng)前的油田工作環(huán)境中，兩個(gè)方面的推動(dòng)力量成為了油田通信環(huán)境不斷向前進(jìn)步的決定作用，其一在于其內(nèi)部不斷發(fā)展的自動(dòng)化技術(shù)，這是為了更好地保證整個(gè)油田工作環(huán)境的安全與效率；而另一個(gè)方面則是整個(gè)社會(huì)環(huán)境中通信領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用飛速發(fā)展，光纖作為通信主干網(wǎng)絡(luò)的地位逐步奠定，并且隨著當(dāng)前更為靈活的組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的需求也日漸明朗，其對(duì)于油田工作的推動(dòng)意義更是獲得了或方面的認(rèn)可。

1 4G通信系統(tǒng)的概念以及核心技術(shù)

4G移動(dòng)通信即指第四代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，從本質(zhì)上看是3G與WLAN的統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)，在當(dāng)前的應(yīng)用環(huán)境中，是以流媒體數(shù)據(jù)傳輸作為主要的服務(wù)對(duì)象而存在的技術(shù)。

從4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特征角度看，首先是較高的傳輸速度，相對(duì)于之前3G網(wǎng)絡(luò)的20Mbit/s的傳輸速率而言，4G網(wǎng)絡(luò)能夠在理想的狀況下實(shí)現(xiàn)100Mbit/s的傳輸速率，這一速率能夠?qū)α髅襟w疏浚傳輸保持良好的支持態(tài)度，因此也能夠更為有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)于移動(dòng)通信應(yīng)用本身的推動(dòng)。其次，4G網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，對(duì)于智能化的實(shí)現(xiàn)有著更多的關(guān)注，從設(shè)備一直到傳輸?shù)倪^(guò)程，都體現(xiàn)著智能化的影響。相關(guān)的設(shè)備能夠依據(jù)信息的傳輸需求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)適應(yīng)，即便是復(fù)雜的多信道傳輸環(huán)境，智能化設(shè)備通常也仍然能夠?qū)崿F(xiàn)。與此同時(shí)，4G網(wǎng)絡(luò)本身較強(qiáng)的兼容性能和相對(duì)于DSL更好的覆蓋特征，都是幫助4G網(wǎng)絡(luò)登上歷史舞臺(tái)的重要推動(dòng)力量。

從技術(shù)角度看，4G網(wǎng)絡(luò)所涉及到的核心技術(shù)主要有四個(gè)方面。其一是正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing），此種技術(shù)負(fù)責(zé)將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，并且通過(guò)調(diào)制實(shí)現(xiàn)在每個(gè)子信道上傳輸，從本質(zhì)上看是實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)流的串并轉(zhuǎn)化。其二是多入多出技術(shù)（MIMO，Multiple-Input Multiple-Output），該項(xiàng)技術(shù)是利用多個(gè)天線在收發(fā)兩端同時(shí)工作，在空域上擴(kuò)展傳輸通道進(jìn)而提高系統(tǒng)的傳輸速率。在理想的情況之下，此種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在不增加天線的發(fā)射功率和系統(tǒng)帶寬的情況下有效提升整個(gè)系統(tǒng)的通信能力。其三在于軟件無(wú)線電技術(shù)，這是一種借由現(xiàn)代化軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的無(wú)線電技術(shù)，其價(jià)值在于實(shí)現(xiàn)了軟硬件多個(gè)層面的整合，構(gòu)建起了靈活的多功能系統(tǒng)。其四則是切換技術(shù)，這是一種面向移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)服務(wù)的基礎(chǔ)技術(shù)，其職責(zé)在于在移動(dòng)終端進(jìn)行移動(dòng)的過(guò)程中，尤其是從一個(gè)通信區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)通信區(qū)域的時(shí)候，為了保持通信業(yè)務(wù)連續(xù)性而改變信道所進(jìn)行的鏈路偵測(cè)、仲裁和建立、斷開(kāi)等操作的綜合性技術(shù)。切換技術(shù)以及相關(guān)算法的優(yōu)劣，直接關(guān)系到整個(gè)4G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的水平以及用戶的使用體驗(yàn)問(wèn)題。

2 4G網(wǎng)絡(luò)在油田環(huán)境下的應(yīng)用特征

通過(guò)上述對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特征，綜合當(dāng)前油田工作環(huán)境中的通信需求，可以發(fā)現(xiàn)油田環(huán)境下的4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用呈現(xiàn)出如下幾個(gè)方面的顯著特征。

首先從油田需求角度看，既有的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)其妥善服務(wù)。光纖作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鞲删W(wǎng)絡(luò)，其地位已經(jīng)得到充分肯定，但是當(dāng)前在整個(gè)社會(huì)范圍內(nèi)，更為彈性的工作方式頻繁出現(xiàn)在組織內(nèi)部，無(wú)線通信已經(jīng)成為客觀需求，在這樣的情況下，4G作為先進(jìn)無(wú)線技術(shù)的演進(jìn)方向必然受到關(guān)注。與此同時(shí)，油田通信環(huán)境本身在可靠性方面的要求更為突出，油田組織本身的工作環(huán)境，在地理層面上呈現(xiàn)出很大的分散特征，并且還會(huì)涉及到諸多方面的惡劣因素，諸如高溫高壓等工作環(huán)境，甚至是諸多人類無(wú)法適應(yīng)的工作環(huán)境都會(huì)囊括其中，對(duì)于這種情況，自動(dòng)化系統(tǒng)通常會(huì)取代人類展開(kāi)工作，但是同時(shí)相關(guān)的工作狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)，都需要經(jīng)由油田組織內(nèi)部局域網(wǎng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，展開(kāi)進(jìn)一步的判斷和分析。與此同時(shí)，隨著更多自動(dòng)化技術(shù)的成熟，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中開(kāi)始逐漸出現(xiàn)流媒體格式，這給曾經(jīng)橫行的3G網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)，為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)于多層面數(shù)據(jù)的傳輸，4G網(wǎng)絡(luò)必然會(huì)在油田環(huán)境中得到重視。

當(dāng)前油田工作環(huán)境中，需要4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用予以支持的方面眾多。相對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸職能，重點(diǎn)包括工作現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和語(yǔ)音調(diào)度兩個(gè)方面，通常而言，對(duì)于這兩個(gè)方面通信需求的滿足，在油田領(lǐng)域中通常會(huì)采用本地?zé)o線局域網(wǎng)加以實(shí)現(xiàn)，尤其是對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集工作而言更是如此。但是隨著自動(dòng)化水平的不斷提升，更多流媒體數(shù)據(jù)出現(xiàn)在油田工作環(huán)境中，這種數(shù)據(jù)傳輸需求的主要體現(xiàn)，主要來(lái)源于諸多視頻監(jiān)控。自動(dòng)化系統(tǒng)中，工作一線的相關(guān)狀態(tài)，通常采用自動(dòng)化儀表加以記錄并且報(bào)送數(shù)據(jù)處理單元，因此通常只有離散型數(shù)據(jù)傳輸需求存在，但是為了能夠更好地確保儀表以及其他各種自動(dòng)化設(shè)備能夠在極端環(huán)境下正常工作，必須對(duì)這些設(shè)備展開(kāi)保護(hù)，其中就包括對(duì)其工作環(huán)境以及相關(guān)工作狀態(tài)的監(jiān)控；與此同時(shí)，更多為了確保整個(gè)工作環(huán)境以及廠區(qū)安全的監(jiān)控系統(tǒng)投入使用，進(jìn)一步加大了流媒體的數(shù)據(jù)量。以往此類流媒體監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通常都在較小范圍內(nèi)利用WLAN加以傳輸，之后進(jìn)入以光纜或者銅導(dǎo)線作為媒介的有線傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)。但是隨著技術(shù)進(jìn)步以及人們對(duì)于更為靈活工作形式的需求出現(xiàn)，以及WLAN本身面臨的諸多不穩(wěn)定特征，尤其是此種無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)在面臨諸多干擾和極端環(huán)境時(shí)候表現(xiàn)出來(lái)的不穩(wěn)定特征，都給油田工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)。而對(duì)應(yīng)地4G網(wǎng)絡(luò)則可以通過(guò)自身穩(wěn)定性以及其對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)某笕萘浚行Ы鉀Q這一問(wèn)題，為油田工作提供更為穩(wěn)定和值得信賴的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

3 結(jié)論

當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)環(huán)境中，諸多4G無(wú)線通信技術(shù)日漸成熟，并且應(yīng)用在包括油田在內(nèi)的諸多工作領(lǐng)域中，初步為集成通信系統(tǒng)的建立奠定了基礎(chǔ)。就當(dāng)前油田工作環(huán)境和數(shù)據(jù)傳輸需求而言，應(yīng)當(dāng)對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)保持積極態(tài)度加以引入，推動(dòng)工作環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)成長(zhǎng)。

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