4G通信系統(tǒng)在油田環(huán)境下的應用特征分析

任東愷

摘 要 文章首先針對4G通信系統(tǒng)的概念以及涉及到的相關核心技術進行了說明，而后進一步就油田組織應用環(huán)境進行了討論，對于深入了解油田環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸需求有著積極意義。

關鍵詞 4G；油田；通信；應用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0110-01

當前的油田工作環(huán)境中，兩個方面的推動力量成為了油田通信環(huán)境不斷向前進步的決定作用，其一在于其內(nèi)部不斷發(fā)展的自動化技術，這是為了更好地保證整個油田工作環(huán)境的安全與效率；而另一個方面則是整個社會環(huán)境中通信領域的相關技術與應用飛速發(fā)展，光纖作為通信主干網(wǎng)絡的地位逐步奠定，并且隨著當前更為靈活的組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成，無線通信網(wǎng)絡的需求也日漸明朗，其對于油田工作的推動意義更是獲得了或方面的認可。

1 4G通信系統(tǒng)的概念以及核心技術

4G移動通信即指第四代移動電話行動通信標準，該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，從本質(zhì)上看是3G與WLAN的統(tǒng)一實現(xiàn)，在當前的應用環(huán)境中，是以流媒體數(shù)據(jù)傳輸作為主要的服務對象而存在的技術。

從4G網(wǎng)絡的應用特征角度看，首先是較高的傳輸速度，相對于之前3G網(wǎng)絡的20Mbit/s的傳輸速率而言，4G網(wǎng)絡能夠在理想的狀況下實現(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現(xiàn)對于移動通信應用本身的推動。其次，4G網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)的過程中，對于智能化的實現(xiàn)有著更多的關注，從設備一直到傳輸?shù)倪^程，都體現(xiàn)著智能化的影響。相關的設備能夠依據(jù)信息的傳輸需求實現(xiàn)自動適應，即便是復雜的多信道傳輸環(huán)境，智能化設備通常也仍然能夠?qū)崿F(xiàn)。與此同時，4G網(wǎng)絡本身較強的兼容性能和相對于DSL更好的覆蓋特征，都是幫助4G網(wǎng)絡登上歷史舞臺的重要推動力量。

從技術角度看，4G網(wǎng)絡所涉及到的核心技術主要有四個方面。其一是正交頻分復用技術（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing），此種技術負責將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，并且通過調(diào)制實現(xiàn)在每個子信道上傳輸，從本質(zhì)上看是實現(xiàn)了數(shù)據(jù)流的串并轉(zhuǎn)化。其二是多入多出技術（MIMO，Multiple-Input Multiple-Output），該項技術是利用多個天線在收發(fā)兩端同時工作，在空域上擴展傳輸通道進而提高系統(tǒng)的傳輸速率。在理想的情況之下，此種技術可以實現(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系統(tǒng)的通信能力。其三在于軟件無線電技術，這是一種借由現(xiàn)代化軟件來實現(xiàn)控制的無線電技術，其價值在于實現(xiàn)了軟硬件多個層面的整合，構(gòu)建起了靈活的多功能系統(tǒng)。其四則是切換技術，這是一種面向移動端實現(xiàn)服務的基礎技術，其職責在于在移動終端進行移動的過程中，尤其是從一個通信區(qū)域移動到另一個通信區(qū)域的時候，為了保持通信業(yè)務連續(xù)性而改變信道所進行的鏈路偵測、仲裁和建立、斷開等操作的綜合性技術。切換技術以及相關算法的優(yōu)劣，直接關系到整個4G網(wǎng)絡服務的水平以及用戶的使用體驗問題。

2 4G網(wǎng)絡在油田環(huán)境下的應用特征

通過上述對于4G網(wǎng)絡的技術特征，綜合當前油田工作環(huán)境中的通信需求，可以發(fā)現(xiàn)油田環(huán)境下的4G網(wǎng)絡應用呈現(xiàn)出如下幾個方面的顯著特征。

首先從油田需求角度看，既有的網(wǎng)絡已經(jīng)難以實現(xiàn)對其妥善服務。光纖作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鞲删W(wǎng)絡，其地位已經(jīng)得到充分肯定，但是當前在整個社會范圍內(nèi)，更為彈性的工作方式頻繁出現(xiàn)在組織內(nèi)部，無線通信已經(jīng)成為客觀需求，在這樣的情況下，4G作為先進無線技術的演進方向必然受到關注。與此同時，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，甚至是諸多人類無法適應的工作環(huán)境都會囊括其中，對于這種情況，自動化系統(tǒng)通常會取代人類展開工作，但是同時相關的工作狀態(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，展開進一步的判斷和分析。與此同時，隨著更多自動化技術的成熟，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中開始逐漸出現(xiàn)流媒體格式，這給曾經(jīng)橫行的3G網(wǎng)絡帶來了一定的挑戰(zhàn)，為了能夠更好地實現(xiàn)對于多層面數(shù)據(jù)的傳輸，4G網(wǎng)絡必然會在油田環(huán)境中得到重視。

當前油田工作環(huán)境中，需要4G網(wǎng)絡的應用予以支持的方面眾多。相對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸職能，重點包括工作現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和語音調(diào)度兩個方面，通常而言，對于這兩個方面通信需求的滿足，在油田領域中通常會采用本地無線局域網(wǎng)加以實現(xiàn)，尤其是對于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集工作而言更是如此。但是隨著自動化水平的不斷提升，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)，主要來源于諸多視頻監(jiān)控。自動化系統(tǒng)中，工作一線的相關狀態(tài)，通常采用自動化儀表加以記錄并且報送數(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化設備能夠在極端環(huán)境下正常工作，必須對這些設備展開保護，其中就包括對其工作環(huán)境以及相關工作狀態(tài)的監(jiān)控；與此同時，更多為了確保整個工作環(huán)境以及廠區(qū)安全的監(jiān)控系統(tǒng)投入使用，進一步加大了流媒體的數(shù)據(jù)量。以往此類流媒體監(jiān)控數(shù)據(jù)通常都在較小范圍內(nèi)利用WLAN加以傳輸，之后進入以光纜或者銅導線作為媒介的有線傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)。但是隨著技術進步以及人們對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，尤其是此種無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)在面臨諸多干擾和極端環(huán)境時候表現(xiàn)出來的不穩(wěn)定特征，都給油田工作帶來了挑戰(zhàn)。而對應地4G網(wǎng)絡則可以通過自身穩(wěn)定性以及其對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)某笕萘浚行Ы鉀Q這一問題，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。

3 結(jié)論

當前數(shù)據(jù)傳輸技術環(huán)境中，諸多4G無線通信技術日漸成熟，并且應用在包括油田在內(nèi)的諸多工作領域中，初步為集成通信系統(tǒng)的建立奠定了基礎。就當前油田工作環(huán)境和數(shù)據(jù)傳輸需求而言，應當對4G網(wǎng)絡保持積極態(tài)度加以引入，推動工作環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)成長。

參考文獻

[1]柳宏楚.4G移動通信技術探討[J].計算技術與信息發(fā)展，2009（10）.

[2]楊濤.4G網(wǎng)絡發(fā)展的關鍵技術及前景探討[J].信息通信，2013（1）.endprint