LINKSTAR衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在油田物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

郝 兵，吳美華，宋殿文

（塔里木油田公司信息與通訊技術(shù)中心，庫爾勒 841000）

近年來，塔里木油田物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)步伐不斷加快，物聯(lián)網(wǎng)作為信息化與工業(yè)化融合的重要途徑和載體，是信息化基礎(chǔ)設(shè)施提升和應(yīng)用的重要體現(xiàn)，也是促進(jìn)油田企業(yè)產(chǎn)業(yè)化、信息化高端發(fā)展的歷史機(jī)遇，已成為建設(shè)數(shù)字油田、智能油田的關(guān)鍵。本文就利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)助力物聯(lián)網(wǎng)做一個(gè)淺析。

1 油田油氣工程物聯(lián)網(wǎng)的需求概述

油田物聯(lián)網(wǎng)是傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)包括衛(wèi)星通信技術(shù)在油田生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，隨著信息技術(shù)和自動(dòng)化工藝的不斷發(fā)展，用戶單位已不再滿足于簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)報(bào)表的接收，對(duì)可視化技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的需求日益增加，具體表現(xiàn)為將油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、工業(yè)視頻等各類信息高度集中，以實(shí)時(shí)傳輸?shù)姆绞綄F(xiàn)場(chǎng)的多路視頻信號(hào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景顯示并與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行互動(dòng)，確保操作和決策人員迅速準(zhǔn)確地掌握所有信息并快速?zèng)Q策，達(dá)到監(jiān)控油氣勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)饶康摹?/p>

2 油田油氣工程物聯(lián)網(wǎng)在視頻傳輸方面的發(fā)展現(xiàn)狀

油田所屬勘探開發(fā)區(qū)域均在“死亡之?！彼死敻缮衬叭僳E罕至的戈壁灘，具有點(diǎn)多、面廣、相隔距離遙遠(yuǎn)等特點(diǎn)，中國(guó)移動(dòng)等運(yùn)營(yíng)商信號(hào)很難通達(dá)，可以采用的通信手段較少?？碧介_發(fā)井采集的數(shù)據(jù)量小且為非實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)，因而對(duì)油井的真實(shí)工作狀態(tài)無法準(zhǔn)確的掌握，導(dǎo)致對(duì)油井的診斷時(shí)間拖得很長(zhǎng)而降低生產(chǎn)效率。不能對(duì)油井進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，一般的技術(shù)體制無法滿足大容量、高帶寬的需求，因而也無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的可視化技術(shù)應(yīng)用。

3 油田衛(wèi)星網(wǎng)特點(diǎn)

塔里木油田目前自建一套衛(wèi)星主站，以美國(guó)Linkstar的衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)備為主，該系統(tǒng)具有星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的TDM/TDMA的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，能夠在遠(yuǎn)端用戶和網(wǎng)絡(luò)主站之間提供基于IP 的多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)連接。這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)量可以是非對(duì)稱的，可根據(jù)具體的業(yè)務(wù)流向及其流量，對(duì)從網(wǎng)絡(luò)主站到遠(yuǎn)程終端的共享出境衛(wèi)星鏈路、以及多條同時(shí)從遠(yuǎn)程終端到網(wǎng)絡(luò)主站的中、低容量的入境衛(wèi)星鏈路的信道帶寬進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，從而保證用戶應(yīng)用的需求。這套系統(tǒng)使用中星10號(hào)衛(wèi)星（東經(jīng)110.5°）進(jìn)行衛(wèi)星通信，最高可實(shí)現(xiàn)入境1.6Mb/s、出境10Mb/s的通信帶寬。

4 利用linksta r衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻技術(shù)方案

（1）載波帶寬保證。增加入境載波帶寬來實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)視頻傳輸，這部分帶寬由專門的載波承載，其他小站用戶不能進(jìn)入這些載波和使用這部分帶寬，根據(jù)理論計(jì)算，以標(biāo)準(zhǔn)320*240分辨率200kb/s的參數(shù)計(jì)算，上傳6路視頻需要1200kb/s帶寬，實(shí)際測(cè)試結(jié)果能達(dá)到峰值1400kb/s，這樣每個(gè)1600kb/s 的入境載波帶寬能夠傳輸6路視頻信號(hào)。

（2）對(duì)每路視頻采用固定CIR的方式，其他小站不能占用這部分帶寬，只用于視頻傳輸，從而保證視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。

圖1 Linkstar系統(tǒng)圖

（3）IP地址規(guī)劃：為每個(gè)衛(wèi)星遠(yuǎn)端站規(guī)劃一個(gè)8個(gè)地址的IP子網(wǎng)，其中有四個(gè)地址可用于視頻傳輸，分別是鉆臺(tái)、罐區(qū)、井場(chǎng)和移動(dòng)攝像頭。

（4）QoS端保證：在QoS上開設(shè)了一個(gè)專用“管道”用于傳輸視頻，對(duì)出入境載波帶寬做了設(shè)定，同時(shí)把需要傳輸視頻的源地址和目的地址納入其中并把優(yōu)先級(jí)提到最高，確保視頻順利傳輸。

（5）衛(wèi)星主站增加相應(yīng)的硬件（網(wǎng)關(guān)信道單元）用于承載增加的入境載波。

遠(yuǎn)端站的視頻信號(hào)經(jīng)衛(wèi)星傳送至衛(wèi)星主站落地，再由地面網(wǎng)絡(luò)傳送至相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器，再到中控室，從而完成視頻、音頻、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)的傳輸。

5 結(jié)束語

利用linkstar衛(wèi)星網(wǎng)傳輸井場(chǎng)多路視音頻信號(hào)不僅在理論上可行，在實(shí)際應(yīng)用中也收到了很好的效果。為油田高效開發(fā)、降低消耗、安全生產(chǎn)、提高工作效率和管理決策水平提供了可靠的保障?！?/p>