4G技術(shù)在油田環(huán)境中的應(yīng)用特征

王賀

摘要文章首先就4G的技術(shù)特征以及油田環(huán)境的信息需求展開了深入的分析，而后進(jìn)一步針對4G在油田環(huán)境中的應(yīng)用特征進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞4G；油田；應(yīng)用

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0114-01

在油田工作環(huán)境之下，通信系統(tǒng)占據(jù)了重要的地位，并且在整個油田工作體系中發(fā)揮著毋庸置疑的積極意義。隨著有點(diǎn)領(lǐng)域眾多自動化和半自動化設(shè)備以及技術(shù)的不斷引入，一方面不斷加強(qiáng)著油田本身工作環(huán)境的安全特征，提升了油田工作的整體效率，但是同時也從客觀上要求不同崗位和工作環(huán)節(jié)之間能夠搭建起更為順暢的信息通路，借以實(shí)現(xiàn)整個油田工作系統(tǒng)中的信息均衡。

14G的技術(shù)特征以及油田環(huán)境的信息需求

第四代移動通信技術(shù)，英文縮寫為4G，其產(chǎn)生的本質(zhì)在于對于既有的3G網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)，從整體數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的速率和質(zhì)量上都實(shí)現(xiàn)一個質(zhì)的提升。從技術(shù)角度層面看，4G技術(shù)包括TD-LTE（分時長期演進(jìn)，Time Division Long Term Evolution）和FDD-LTE（頻分長期演進(jìn)，F(xiàn)requency Division Duplexing Long Term Evolution）兩種制式。雖然在發(fā)展的過程中，4G一度飽受爭議，但是存在于社會中的對于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笈c日俱增，這成為了推動4G步入應(yīng)用領(lǐng)域的重要力量。

從數(shù)據(jù)傳輸特征角度看，4G技術(shù)支持100Mbps~150Mbps的下行網(wǎng)絡(luò)帶寬，這意味著其傳輸速度可以達(dá)到當(dāng)前主流傳輸技術(shù)3G的數(shù)十倍，如果以移動3G（TD-SCDMA）作為考量，4G會達(dá)到其當(dāng)前傳輸速率的35倍之多，而對于聯(lián)通當(dāng)前執(zhí)行的WCDMA而言，也超出了14倍，這對于當(dāng)前的無線數(shù)據(jù)傳輸而言，無疑是一個巨大的改善。

而對于油田工作環(huán)境而言，對于4G深入應(yīng)用的呼聲也與日俱增。首先，必須認(rèn)識到油田自身通信環(huán)境的險峻。由于油田生產(chǎn)環(huán)境中很多工作環(huán)節(jié)都分布在相對偏遠(yuǎn)的地區(qū)，并且工作環(huán)節(jié)之間也保持相對的分散，在這樣的環(huán)境之下，想要單純依靠運(yùn)營商提供的公共數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對于工作區(qū)域的全覆蓋，對于油田生產(chǎn)區(qū)域而言并不容易。而如果單純依靠企業(yè)內(nèi)部的WLAN，則會在抗干擾方面表現(xiàn)不盡如人意，并且架設(shè)成本也會成為油田工業(yè)組織頭疼的一個重要因素。而另一個方面，油田工業(yè)環(huán)境要求更高的傳輸效率得到應(yīng)用。這種需求在很大程度上來源于油田工作環(huán)境中自動化以及半自動化技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展。為了提升油田工作效率，以及油田工作環(huán)境本身的安全程度，在石油開采以及運(yùn)輸過程中大量引入了包括自動化儀表在內(nèi)的諸多數(shù)據(jù)監(jiān)測手段，這些手段為及時獲取到油田各個工作環(huán)節(jié)的狀態(tài)數(shù)據(jù)搭建起來必要的基礎(chǔ)，但是同時也使得大量的數(shù)據(jù)涌入油田通信網(wǎng)絡(luò)中。另一個方面，為了確保整個工作環(huán)境安全，對處于工作狀態(tài)中的相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)更為可靠的監(jiān)測，視頻監(jiān)控等手段得以引入，這雖然成為了保證油田工作環(huán)境安全的有一道有力后盾，但是同時也增加了流媒體這樣的特殊格式，進(jìn)一步給通信網(wǎng)絡(luò)帶來負(fù)擔(dān)。

24G在油田環(huán)境中的應(yīng)用特征

通過對于油田環(huán)境切實(shí)需求以及4G網(wǎng)絡(luò)本身技術(shù)特征的分析，可以發(fā)現(xiàn)4G技術(shù)涌入油田工作環(huán)境已然是大勢所趨。

從4G的應(yīng)用特征看，其在油田環(huán)境中能夠相對于以往既有無線通信網(wǎng)絡(luò)，首先在傳輸速率方面有著顯著提升。其次，在保持無線通信一貫的靈活性的基礎(chǔ)之上，4G網(wǎng)絡(luò)在增值業(yè)務(wù)方面與之前的3G網(wǎng)絡(luò)有著顯著差異，這種差異主要體現(xiàn)在4G網(wǎng)絡(luò)采用了正交頻復(fù)用技術(shù)，從而可以提供數(shù)字視頻廣播、數(shù)字音訊廣播等多樣化的增值服務(wù)。最后，4G在信號質(zhì)量上也更勝一籌，這也成為了4G代替既有無線通信網(wǎng)絡(luò)的重要優(yōu)勢之一。

從油田的應(yīng)用角度看，由于4G網(wǎng)絡(luò)在該環(huán)境中會和有線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)形成互補(bǔ)，因此其關(guān)注的重點(diǎn)以及優(yōu)勢集中體現(xiàn)在為那些需要即時獲取的信息提供必要服務(wù)的方面。而對于既往的3G網(wǎng)絡(luò)而言，4G的主要優(yōu)勢在于在帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率方面，因此能夠比3G網(wǎng)絡(luò)更好地支持包括流媒體在內(nèi)的大批量數(shù)據(jù)傳輸。

從油氣田工作數(shù)據(jù)的采集和反饋角度看，4G網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建智能化油氣田監(jiān)控系統(tǒng)以及信息反饋體系中功不可沒。在井口數(shù)據(jù)采集方面，4G網(wǎng)絡(luò)能夠有效推進(jìn)包括傳感器、無線傳輸系統(tǒng)、交換機(jī)、數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)等井口數(shù)據(jù)采集應(yīng)用實(shí)現(xiàn)高速高效運(yùn)行，在實(shí)時性方面表現(xiàn)更好，讓大量井口數(shù)據(jù)充分體現(xiàn)價值。同時，4G網(wǎng)絡(luò)還能夠在數(shù)據(jù)傳輸過程中提供更強(qiáng)的安全性。隨著傳輸速率和容量的提升，經(jīng)由4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在丟包方面得到了有效抑制，因此在可靠性和安全性方面，4G網(wǎng)絡(luò)的表現(xiàn)明顯更勝于3G。

從油氣田工作環(huán)境維護(hù)的角度看，4G的主要應(yīng)用環(huán)境在監(jiān)控領(lǐng)域得到了顯著的拓展。由于之前監(jiān)控數(shù)據(jù)通常以流媒體的形式存在，而3G無法對流媒體實(shí)現(xiàn)有效支持，因此對于油氣田生產(chǎn)環(huán)境中的諸多監(jiān)控數(shù)據(jù)，從井口監(jiān)控一直到整個油氣田生產(chǎn)環(huán)境的各個支持環(huán)節(jié)監(jiān)控，通常都會經(jīng)由有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)送達(dá)數(shù)據(jù)中心，或者分布式數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。這就造成了數(shù)據(jù)生成地點(diǎn)和處理地點(diǎn)的分離，一旦從監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)存在于環(huán)境的問題，想要實(shí)現(xiàn)必要的維護(hù)工作，就需要數(shù)據(jù)處理中心相關(guān)人員進(jìn)行指導(dǎo)。進(jìn)一步考慮到油田工作環(huán)境中可能面對的復(fù)雜地形，更有可能進(jìn)一步加劇無線傳輸本身實(shí)現(xiàn)過程的難度。因此既有3G網(wǎng)絡(luò)必然難以滿足油田工作環(huán)境需求，從而產(chǎn)生對于4G更寬帶寬傳輸環(huán)境的需求。

3結(jié)論

油氣田的生產(chǎn)工作環(huán)境復(fù)雜，涉及到的數(shù)據(jù)量眾多，并且隨著科技的發(fā)展呈現(xiàn)出顯著的增加趨勢。然而考慮到油田生產(chǎn)本身的連續(xù)型特征，必然會對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性提出相對較高的要求。而同時從需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)角度看，隨著自動化技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，不僅僅出現(xiàn)大量數(shù)據(jù)，更加出現(xiàn)諸如視頻監(jiān)控等在內(nèi)的多種流媒體數(shù)據(jù)表現(xiàn)，這些都為無線傳輸帶寬提出了新的要求。4G技術(shù)的產(chǎn)生，順應(yīng)時代的發(fā)展，并且能夠很好地為當(dāng)前油氣田生產(chǎn)環(huán)境提供無線可靠的數(shù)據(jù)通路，因此必須對其在油田工作環(huán)境中的應(yīng)用加強(qiáng)關(guān)注，積極引入，推動油田信息環(huán)境成熟。

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