4G通信系統在油田環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境進行了討論，對于深入了解油田環境數據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

當前的油田工作環境中，兩個方面的推動力量成為了油田通信環境不斷向前進步的決定作用，其一在于其內部不斷發展的自動化技術，這是為了更好地保證整個油田工作環境的安全與效率；而另一個方面則是整個社會環境中通信領域的相關技術與應用飛速發展，光纖作為通信主干網絡的地位逐步奠定，并且隨著當前更為靈活的組織內部結構形成，無線通信網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，從本質上看是3G與WLAN的統一實現，在當前的應用環境中，是以流媒體數據傳輸作為主要的服務對象而存在的技術。

從4G網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網絡的20Mbit/s的傳輸速率而言，4G網絡能夠在理想的狀況下實現100Mbit/s的傳輸速率，這一速率能夠對流媒體疏浚傳輸保持良好的支持態度，因此也能夠更為有效地實現對于移動通信應用本身的推動。其次，4G網絡在數據傳輸實現的過程中，對于智能化的實現有著更多的關注，從設備一直到傳輸的過程，都體現著智能化的影響。相關的設備能夠依據信息的傳輸需求實現自動適應，即便是復雜的多信道傳輸環境，智能化設備通常也仍然能夠實現。與此同時，4G網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網絡登上歷史舞臺的重要推動力量。

從技術角度看，4G網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，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，并且通過調制實現在每個子信道上傳輸，從本質上看是實現了數據流的串并轉化。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兩端同時工作，在空域上擴展傳輸通道進而提高系統的傳輸速率。在理想的情況之下，此種技術可以實現在不增加天線的發射功率和系統帶寬的情況下有效提升整個系統的通信能力。其三在于軟件無線電技術，這是一種借由現代化軟件來實現控制的無線電技術，其價值在于實現了軟硬件多個層面的整合，構建起了靈活的多功能系統。其四則是切換技術，這是一種面向移動端實現服務的基礎技術，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域移動到另一個通信區域的時候，為了保持通信業務連續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劣，直接關系到整個4G網絡服務的水平以及用戶的使用體驗問題。

2 4G網絡在油田環境下的應用特征

通過上述對于4G網絡的技術特征，綜合當前油田工作環境中的通信需求，可以發現油田環境下的4G網絡應用呈現出如下幾個方面的顯著特征。

首先從油田需求角度看，既有的網絡已經難以實現對其妥善服務。光纖作為數據傳輸的主干網絡，其地位已經得到充分肯定，但是當前在整個社會范圍內，更為彈性的工作方式頻繁出現在組織內部，無線通信已經成為客觀需求，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境，在地理層面上呈現出很大的分散特征，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境，甚至是諸多人類無法適應的工作環境都會囊括其中，對于這種情況，自動化系統通常會取代人類展開工作，但是同時相關的工作狀態信息和數據，都需要經由油田組織內部局域網傳輸到數據中心，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，傳輸的數據中開始逐漸出現流媒體格式，這給曾經橫行的3G網絡帶來了一定的挑戰，為了能夠更好地實現對于多層面數據的傳輸，4G網絡必然會在油田環境中得到重視。

當前油田工作環境中，需要4G網絡的應用予以支持的方面眾多。相對傳統的數據傳輸職能，重點包括工作現場數據采集和語音調度兩個方面，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加以實現，尤其是對于現場數據采集工作而言更是如此。但是隨著自動化水平的不斷提升，更多流媒體數據出現在油田工作環境中，這種數據傳輸需求的主要體現，主要來源于諸多視頻監控。自動化系統中，工作一線的相關狀態，通常采用自動化儀表加以記錄并且報送數據處理單元，因此通常只有離散型數據傳輸需求存在，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境以及相關工作狀態的監控；與此同時，更多為了確保整個工作環境以及廠區安全的監控系統投入使用，進一步加大了流媒體的數據量。以往此類流媒體監控數據通常都在較小范圍內利用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據網。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，以及WLAN本身面臨的諸多不穩定特征，尤其是此種無線數據傳輸網在面臨諸多干擾和極端環境時候表現出來的不穩定特征，都給油田工作帶來了挑戰。而對應地4G網絡則可以通過自身穩定性以及其對于數據傳輸的超大容量，有效解決這一問題，為油田工作提供更為穩定和值得信賴的數據傳輸服務。

3 結論

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

參考文獻

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