IP化組網技術在油田生產通信網絡中的應用探述

摘要：數字化技術是油田自動化、信息化、智能化等優勢技術的集成，是油田發展的必然趨勢，對提高生產效率、降低安全風險、降低管理費用具有重要作用。從通信網絡的IP化發展趨勢、IP的通信網絡功能模型，IP的通信網絡架構與組成、油田生產通信網絡中應用IP化組網技術重要性、油田生產通信網絡中IP化組網技術具體應用、油田通信專網網絡安全、油田生產通訊網絡優化與IP化趨勢下的油田專用網建設，網絡安全措施等方面進行探討。

關鍵詞：IP化；油田生產；通信網絡；應用

一、前言

我國油田目前面臨的主要問題有：一是要確保繼續增加產量；二是要繼續降低生產成本；三是要應對因今后石油市場萎縮而出現的人員過剩，要嚴格控制員工人數的迅速增加；四是要加強對職工的關懷，以滿足職工多樣化的需求，減少勞動強度，改善勞動環境。因此，我國油田采用了各種方法，其中，數字技術在油田生產中的運用是最成功的，數字技術是將聲、光、電、磁等復雜的數據轉化為可測量的數據，并將其轉化成相應的數學模型，然后將其儲存在電腦中，進行數據的整合和分配。IP化組網技術具有高速率、高容量、高抗干擾性、不失真、保密性好等優點，易于電腦操作。數字化技術是將自動化、信息化、智能化等先進技術有機地結合在一起，并根據油田生產的特點，提出了一種基于數字技術的新思路，充分發揮其潛能，緊緊圍繞著生產流程，將信息化技術與傳統油田工業相結合。當前油田生產通訊系統存在著設備和線路維護工作難度大、高頻率遠端用戶出現故障等問題，嚴重影響到新業務的升級。IP化組網技術在油田生產通訊網絡中的應用，既可以解決以上問題，又可以提高油田通信的可靠性和效率。

二、基于IP的通信網絡架構與組成

與傳統的通訊網絡相比，IP通訊網絡具有較大的開放性和靈活性，同時也具有較大的網絡拓撲結構。從功能上來說，IP通信網絡的各個層面都是以標準的接口進行交互的，在標準界面中，可以劃分為四個層次：訪問層、傳輸層、控制層、業務層、應用層。其中，存取層的功能主要是通過多種設備來實現對不同用戶的訪問，主要的接入層裝置有：信令網關、中繼網關、各類接入網關、綜合接入設備等。傳輸層是指所有業務和媒體流通過包傳輸網絡進行傳輸的數據包傳輸。因此，傳輸層的網絡應當是一個具有高效率、穩定和可靠的IP包傳輸網絡。

三、IP化組網技術在油田生產通訊網絡中的具體應用

油田通信系統 IP改造的關鍵在于核心交換機技術，承載網絡建造，網絡管理與多個區號的統一管理。通過因特網實現遠程用戶的有效部署，擴大了光組網的覆蓋面，該系統能有效地改善油田的生產數據穩定，保證了油田通信的高品質。

（一）油田通信系統功能完善中應用IP化組網技術

SIP是一種SIP協議，它通常用于創建、修改一個或多個使用者的會話，并以此為媒體，以其核心軟交換技術與SIP技術相結合，為IP話音交流創造了良好的溝通環境。利用IP技術把各種網絡聚合起來，IMS的特性促進了網絡的進一步融合，從而使整個系統的工作效率更高，同時也提高了系統的可靠性。隨著時間的推移，信息技術、因特網、物聯網、大數據、人工智能等技術的不斷發展與融合，對信息化社會的發展起到了重要的促進作用。IP化組網技術在各個行業中得到了廣泛的應用，并在各個行業中積極推進了現代化、智能化的發展。作為油田信息化的重要組成部分，它擔負著生產、辦公、通信、生產調度、應急通信、維護、應急通信等核心任務。通過采用核心軟交換技術，提高了油田生產通訊網絡的可靠性，提高了采油通信網絡的容錯率。

它的主要功能是利用VMware的VSphereHA來重啟其他主機上的虛擬機，減少服務器的失敗概率，提高硬件的備份效率，6個硬件服務器，即使有兩個服務器停機，也能確保整個油田的通訊網絡安全。利用IP化組網技術的優點，使油田生產通訊網絡的各項功能得到最大程度地優化，軟件的轉換主要采用雙工方式，當軟硬件失效時，通過向備用節點發送故障節點的通信量，訪問伙伴節點后臺數據庫，實現穩定對話，按呼叫處理實例，將日常作業中使用的兩個結點平均分配通信量，并將各處理過程以文字方式儲存于各呼叫點的后備結點[1]。

（二）IP化網絡技術在業務載體網絡可用性的提升

IP組網技術用于業務承載網，其目的在于增強業務的可用性，并以IP網為基礎，通過軟交換平臺與客戶電話進行通訊。三層IP網主要包括核心、匯聚和接入三個層次，這三個層次構成了一個網絡體系，提高服務處理效率，確保網絡的安全。為了減少單個節點從核心層到匯聚層的失效幾率，在核心交換機和核心服務器間使用雙網卡，雙鏈路形成鏈路，以提高油田通信網的可靠性，有效地控制單點設備的故障。

（三）IP化組網技術在油田生產通訊系統維護中的應用

在相同的網絡管理系統中，所有的硬件設備都可以整合在一起，組成一個油田生產通訊系統，網絡管理服務器可以利用SNMPV3與各個網絡部件的通信支持來收集各個網絡部件的報表信息，在相同的拓撲結構中，服務器、各層級交換機、中繼網關、綜合接入設備等都可以顯示，并用不同的顏色標示出不同的報警級別，如果發生了故障，就會在設備之間的鏈接中顯示連接。報警統計是一個突出的特征，能夠迅速、精確地確定各類設備的故障，并對各種軟件、硬件資源的實時統計，包括內存利用率、寬度利用率等，能精確顯示各種軟件和硬件資源，便于管理者對設備資源的統一調度和管理。另外，在油田生產通信系統中應用 IP化組網技術，能夠實時地顯示設備的工作狀態，并能實現對設備的遠程監測，為維護人員提供了遠程監控的有利條件，在此基礎上，既節約了油田通信系統維護的時間，又在某種程度上減少了運行費用[2]。

（四）多區號集中管理應用IP化組網技術

根據油田原油的生產通訊系統在不同區域之間進行的數據統計和分析，為了實現區域內的語音通訊，必須將程序開關部署到不同的區號上，并利用因特網作為一個媒介，實現多個區號之間的通訊，盡管在一定程度上能滿足油田通信的需要，但其通信網絡卻太過復雜，給故障管理帶來了更大的困難。因此，針對多區號的集中管理，利用IP組網技術將多區號的用戶信息配置到軟交換中心，并結合油田生產通信特點及實際需求，選用適當的方法，使各區號的電話號碼在一個集成接入裝置上進行部署，通過對各區號進行最優的訪問，通過對多個區號進行綜合管理，為油田作業區域的通信提供高質量的通信服務，使油田智能化的優勢得到了充分的體現。

（五）掌上油田技術

目前，油田企業的業務系統只能在企業內部網中運行，沒有了內部網的支撐，很難起到應有的效果，為了提高辦公效率，實現互聯互通，許多公司都在積極推行移動辦公工程。隨著油田的建設，隨著生產規模的增大，隨著設備的不斷增多，系統的使用日益復雜，對企業的需求也日益提高。隨著時間的推移，油田企業要不斷地完善自己的軟件和硬件，而通過信息化平臺，可以達到最大限度地減少生產成本，提高生產效率，從而實現實時辦公。應用掌上油田技術可以適應目前油田開發的需要，在技術和軟件方面進行創新，構建相應的信息平臺，既可以充分利用現有的平臺優勢，又可以打破局域網的局限，通過辦公平臺，實現了大量的審批表單、多流程的無紙化辦公，并利用軟件技術對多個工作流程進行數據的處理與傳遞，從而大大提高了管理的效率，同時，通過構建多學科、多區域協作的工作機制，既可以降低員工的投入，又可以降低工作強度，從而達到移動辦公的目的[5]。利用信息化平臺和通信技術，實現了移動辦公平臺的搭建。建立相應的信息平臺，可以快速地處理各種業務，提高生產效率，提高生產效率，從而達到智能化油田建設的目的。

四、油田通信專網網絡安全問題

近幾年IP技術的突破和發展，使IP網絡成為一種必然的潮流，從程控、傳輸、無線等網絡逐漸轉向以IP為基礎的網絡，各種IP網絡設備也隨之出現。我國大多數特大型公司在初期就已建成了自己的專用通信網絡，但在長期的使用中，存在著設備老化、隨著軟交換、以太網、城域網、寬帶接入等技術的逐步推廣，IP網絡的改造與更新也在不斷進行。隨著通信專網的不斷發展，傳統的網絡管理與維護方法已無法適應，它已不再是一個封閉的內網，它是一個與因特網連接的IP網，它的許多設備都暴露在因特網中，因此，網絡中的安全和攻擊都會對企業的通訊系統造成嚴重的危害，造成嚴重的經濟損失和不良的社會后果。

（一）授權訪問

為方便管理與維護，該設備提供 Telnet、 SNMP等網絡服務，但并未實施與配置有關的安全存取控制，使使用者可以在局域網內外自由出入，無法有效防范網絡駭客，而非授權的外來者，則可以通過互聯網的服務，獲得有關網絡設備的資料，乃至完成相關的作業。

（二）身份認證

一些設備在出廠時使用預先設置的用戶名和密碼，或者在網絡上以明文方式傳送使用者名稱與口令，造成裝置易受密碼泄漏，導致設備數據泄露或設置更改。同時，管理員帳號的管理也沒有那么嚴密，普通的密碼都比較簡單，而且也不會經常強制更新。

（三）防護配置

在核心設備上安裝了防火墻，但是沒有做好策略檢查，沒有在調試中及時刪除策略，也沒有正確地配置策略，沒有定期更新設備，導致無法防御網絡攻擊，無法識別新的攻擊。

（四）安全審計

設備的日志信息未被錄入、未實施安全措施、未對其進行安全預警與風險分析，在發生突發事件時，往往因缺乏詳細的日志信息而難以對其進行及時的分析與處理。網絡規劃與維護人員缺乏網絡規劃與維護經驗，或是缺乏安全意識，大部分網絡項目并未進行細致的安全性評價，對項目的施工也缺乏專業的規劃與維護，當問題發生時，往往會忙于解決一些表面的問題。

五、優化油田生產通信網絡的建議

根據油田生產的特點，通信技術日趨成熟，應用范圍廣，不僅對油田的生產起到了至關重要的作用，而且還能方便地傳遞生產資料。要實現油田的遠程監控與管理，必須在實施IP組網技術的基礎上，對油田的通信網絡進行優化，通過對油田通訊系統的改進，加快了油田的信息化進程。

（一）強化無線通訊技術的運用

要實現石油生產向智能化、數字化轉型，就必須加強應用石油信息化技術，確保生產質量，保證生產安全。加強無線通訊技術，將 LTE無線技術應用于油田的日常應用，以實現油田生產數據的迅速傳遞，為油田數字化轉型提供強大的網絡支撐。采用LTE無線技術，實現了系統自動發送、再發送、最大限度地保證了油田生產數據的可靠傳輸，增強了油田生產通訊網絡的實效性。

為了進一步減少油田生產數據丟失的可能性，必須擴大現有油田通信網絡的覆蓋面，利用無線技術的優勢，縮短油田的生產數據傳輸周期，從全局的觀點出發，對整個油田的通信網絡進行了優化，實現了整個油田的通訊網絡覆蓋，從而減少了網絡鋪設的負荷，并對油田的通訊設備投資進行了有效的控制。由于油田的通信系統是通過互聯網進行的，其運營中應對其進行高度重視，提高油田通信系統對網絡惡意攻擊的抵御能力，改善油田通信系統的數據保密性，采取多種網絡安全措施。

（二）強化衛星通訊與油田生產通訊網絡的整合

衛星通訊覆蓋面廣，數據處理集中，采集動態，加強衛星通訊與油田生產通訊網絡的深度融合，使油田生產信息統一、集中，為油田穩定、安全生產提供了有價值的依據。由于受地形、環境等因素的限制，在油田的生產通訊網絡中采用了衛星通信技術，擴大了其覆蓋范圍，實現了對油田地區的快速數據傳送。

利用衛星通訊技術，可實現油田生產的實時監測，打破空間、空間、時間等限制，利用遙感技術，采集、整理、儲存油田生產數據，并自動生成相應數據表，使油田生產效益最大化。同時，利用衛星通信技術改造了煤礦井下的應急報警系統，采用自動控制技術，將其與油田的生產通訊網絡連接起來，實現了對現場的實時監測和管理，避免了重大的安全事故，保障了油田生產的安全。

（三）優化油田生產通信網絡架構

IP化組網技術的應用，為油田生產通訊系統的改造、更新、更新提供了技術支持；針對油田生產通訊網絡建設費用高，在提高油田生產信息傳輸效率的同時，必須加強對油田生產通信網絡架構的優化，一方面大力打造固定電話業務，基于 IP化組網技術，擴展油田各生產環節電話業務覆蓋范疇，保證電話暢通性，一旦出現意外情況，可通過電話及時預防性報告，盡快采取相應措施進行處理；而選擇具有較高性價比的通訊技術手段，不僅可以減少油田生產通訊網絡的投資，還可以安全地傳遞油田生產資料。通過優化油田的通信網絡，能夠適應不同的生產需求，并為開發智能化油田奠定了良好的基礎[4]。

六、結語

總之，IP化組網技術在油田生產通訊網絡中的合理運用，對提高油田通信系統的整體性能和性能的優化具有重要的技術支撐作用。提高油田生產通訊的穩定性，使油田生產通訊的各種需要得到最大程度的滿足，并可有效解決油田通信系統存在的問題，解決當前設備和線路維護困難，新業務升級緩慢的問題，提出了IP化網絡技術在油田生產中的應用，為油田信息化建設奠定了良好的基礎。

參考文獻

[1]許洪東，趙大偉.油田智能化建設的構想與實踐認識[J].電腦知識與技術，2019，15（31）：284-285+291.

[2]郭睿.油田通信技術措施優化[J].化學工程與裝備，2019，4（03）：181-182.

[3]王禎元.大數據分析在油田生產中的應用[J].數碼設計（下），2020，9（2）：120-121.

[4]曹國海.智慧油田信息安全體系建設路徑之研究[J].信息系統工程，2020（5）：66-67.

（作者單位：大慶油田天然氣分公司技術保障中心）