油庫無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)選擇分析

滕漢榮

摘 要：無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋作為油庫有線網(wǎng)絡(luò)的補充，將無線網(wǎng)絡(luò)接入油庫內(nèi)網(wǎng)，為生產(chǎn)現(xiàn)場部署各類傳感器、手持終端、定位設(shè)備等的數(shù)據(jù)采集提供可靠的傳輸通道，不僅能滿足油庫的移動應(yīng)用要求，而且能不斷完善系統(tǒng)應(yīng)用和推進數(shù)據(jù)的集成共享，提升企業(yè)管理效率，增強企業(yè)競爭力。根據(jù)對LTE與工業(yè)WIFI的技術(shù)路線、投資成本和運維成本分析，結(jié)合油庫實際情況，推薦采用工業(yè)WIFI方式，建設(shè)油庫工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：油庫 無線網(wǎng)絡(luò) 技術(shù) 分析

中圖分類號：X820 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0037-02

目前，油庫自動化、信息化建設(shè)主要以有限網(wǎng)絡(luò)為主，但隨著油庫信息化建設(shè)的實際以及油庫操作確認、電子巡檢、移動視頻監(jiān)控（應(yīng)急）、無線設(shè)備數(shù)據(jù)采集等移動應(yīng)用的需要，需要在油庫建設(shè)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)。

無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋作為油庫有線網(wǎng)絡(luò)的補充，將無線網(wǎng)絡(luò)接入油庫內(nèi)網(wǎng)，為生產(chǎn)現(xiàn)場部署各類傳感器、手持終端、定位設(shè)備等的數(shù)據(jù)采集提供可靠的傳輸通道，不僅能滿足油庫的移動應(yīng)用要求，而且能不斷完善系統(tǒng)應(yīng)用和推進數(shù)據(jù)的集成共享，提升企業(yè)管理效率，增強企業(yè)競爭力。

1 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點

目前無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)眾多，根據(jù)自身特點應(yīng)用于不同領(lǐng)域。無線儀表傳輸應(yīng)用中需要考慮儀表的低功耗，通常采用一些低功耗的通信技術(shù)如LoRa、NB-IOT、Zigbee、WirelessHart等，該通信技術(shù)無法支持較高的流量速率要求。

移動應(yīng)用、視頻傳輸通常需要具備較高帶寬的通信能力和實時性，通常選擇LTE專網(wǎng)、WIFI網(wǎng)絡(luò)等通信技術(shù)。

由于網(wǎng)絡(luò)安全的相關(guān)要求，油庫生產(chǎn)網(wǎng)與辦公網(wǎng)或視頻網(wǎng)需要通過網(wǎng)閘強制隔離，因此，在油庫生產(chǎn)區(qū)建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)，只能在生產(chǎn)儀表數(shù)據(jù)采集和支持辦公網(wǎng)的移動應(yīng)用間選其一。無線網(wǎng)絡(luò)接入油庫辦公網(wǎng)，可通過VLAN將辦公網(wǎng)和視頻網(wǎng)進行邏輯隔離，滿足移動應(yīng)用和視頻傳輸?shù)男枨蟆?/p>

因此，適用油庫無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)重點對比可部署在辦公網(wǎng)絡(luò)的LTE或工業(yè)WIFI技術(shù)。建設(shè)庫區(qū)無線局域網(wǎng)不僅可支持各種移動應(yīng)用的通信需求，也支持語音、視頻傳輸。

2 技術(shù)路線的選擇分析

根據(jù)油庫無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求，對當前主流的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行對比，對不同技術(shù)在移動應(yīng)用支撐、視頻傳輸?shù)确矫婺芰M行綜合分析與評估，LTE與工業(yè)WIFI兩種通信模式在技術(shù)實現(xiàn)上均能滿足本項目的需求。而建設(shè)更大范圍的無線覆蓋工程才能體現(xiàn)LTE專網(wǎng)優(yōu)勢，企業(yè)園區(qū)仍以工業(yè)WIFI網(wǎng)絡(luò)為主。

2.1 LTE專網(wǎng)技術(shù)分析

2.1.1 LTE網(wǎng)絡(luò)最小組成

核心網(wǎng)單元EPC：負責移動寬帶接入、會話管理、承載管理等。

基帶處理單元BBU：基帶處理單元，負責信號編碼、調(diào)制等功能。

射頻拉遠單元RRU：射頻拉遠單元，信號的射頻發(fā)射裝置。

LTE接收單元CPE：客戶端單元，LTE信號的接收單元。

2.1.2 LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力

選擇2.1GHz的FDD-LTE、2×15MHz帶寬、小區(qū)邊緣速率4Mbps/256kbps、基站側(cè)天線配置2×2MIMO、無線傳播模型為標準COST231HATA。FDD-LTE密集市區(qū)站點覆蓋半徑為320m，站間距480m；普通市區(qū)站點覆蓋半徑為440m，站間距660m。

2.1.3LTE網(wǎng)絡(luò)容量

由于LTE網(wǎng)絡(luò)不存在并發(fā)用戶數(shù)限制的情況，假定每個用戶都處于最佳的位置，可以均分基站的峰值速率。

2.1.4終端支持情況

LTE專網(wǎng)設(shè)備與支持市場上運營商的LTE網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備有所不同，LTE專網(wǎng)設(shè)備通常由LTE專網(wǎng)提供商進行定制，設(shè)備的普及率不高。

2.2工業(yè)WIFI網(wǎng)絡(luò)分析

WIFI無線網(wǎng)絡(luò)最小組成：AP接入點和一個上線終端（或無線網(wǎng)卡）。

WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力：目標覆蓋區(qū)域內(nèi)95%以上的位置，接收信號電平為-75dBm，接收機終端靈敏度為-77dBm。在實際工程規(guī)劃設(shè)計時，室外空曠覆蓋距離一般取250m，室內(nèi)覆蓋距離一般取80m。

WIFI網(wǎng)絡(luò)容量：市場上常用的5GHz的工業(yè)WIFI設(shè)備，具有雙射并發(fā)帶寬達2×300Mbps，以單模300Mbps（雙信道/40MHz帶寬，天線2×2）做無線覆蓋計算可滿足用戶上下行單向速率2Mbps時，建議并發(fā)用戶為50人。

終端支持情況：支持5GHz頻段WIFI的移動終端設(shè)備較多，適用于油庫防爆場合的產(chǎn)品也比較多。

3 投資成本分析

LTE專網(wǎng)：以華為LTE專網(wǎng)產(chǎn)品為參考，適用于油庫的單套LTE設(shè)備總費用預(yù)估160萬元，且不含實施等費用。

工業(yè)WIFI網(wǎng)絡(luò)：工業(yè)WIFI覆蓋設(shè)備較為普及，技術(shù)成熟也相對便宜，以西固油庫為例，建設(shè)工業(yè)WIFI網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部分費用預(yù)估80萬元左右，增加音視頻調(diào)度服務(wù)及軟件等總投資也低于160萬。

結(jié)合油庫的實地情況，WIFI網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署最大程度利用現(xiàn)有的監(jiān)控、照明燈桿安裝，減少重新立桿，減少建設(shè)成本。

4 維護成本分析

當前，無線AP/網(wǎng)橋設(shè)備已非常成熟，設(shè)備的使用壽命超過10年。對于無線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性最重要的在于設(shè)計和實施環(huán)節(jié)。

實施過程重點關(guān)注網(wǎng)橋天線角度的調(diào)節(jié)，保證信號質(zhì)量后固定牢靠。對于射頻線纜接口應(yīng)用用標準的防水處理，線纜固定應(yīng)留有一定的活動余量。

AP設(shè)備可通過網(wǎng)管設(shè)備進行統(tǒng)一管理、運維，無需經(jīng)常上桿拆裝，維護也相當方便。對于油庫新建無線網(wǎng)絡(luò)，可納入庫區(qū)現(xiàn)有的信息化網(wǎng)絡(luò)運維工作。

根據(jù)對LTE與工業(yè)WIFI的技術(shù)分析和投資、運維成本分析，建議采用工業(yè)WIFI方式，建設(shè)油庫工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，并接入油庫現(xiàn)有局域網(wǎng)絡(luò)，滿足油庫移動應(yīng)用需求。

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