衛(wèi)星通信技術(shù)在大慶油田中的發(fā)展應(yīng)用
楊天翼

摘要：本文從大慶油田生產(chǎn)實際出發(fā)，提出衛(wèi)星通信是符合油田應(yīng)急通信保障要求的通信方式。并闡述了油田通信保障系統(tǒng)的功能要求，規(guī)劃了衛(wèi)星通信應(yīng)急保障組網(wǎng)方案， 提出了衛(wèi)星通信技術(shù)在油田的下一步發(fā)展。
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星 網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)急通信
大慶油田通信需求分析
大慶油田公司是中國最大也是最重要的石油生產(chǎn)企業(yè)，在我國能源安全方面具有非常特殊的戰(zhàn)略地位。大慶油田通信公司作為全國最大的企業(yè)專用信息通信網(wǎng)，承擔著保障大慶油田各種通信需求的任務(wù)，目前油田通信保障任務(wù)面臨：一是作業(yè)現(xiàn)場的工作環(huán)境惡劣，自然災(zāi)害如：沙塵暴、暴風雪、水災(zāi)、地震等時有發(fā)生，對通信的穩(wěn)定安全性是極大的考驗；二是作業(yè)地域較廣，施工作業(yè)場所高度分散，加大了通信保障的難度。為確保大慶油田公司安全生產(chǎn)，并具有應(yīng)對可能發(fā)生的各種突發(fā)事件的能力，在突發(fā)事件發(fā)生時能夠快速響應(yīng)，應(yīng)建立建全一套科學(xué)的較為完備的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
衛(wèi)星通信技術(shù)介紹
衛(wèi)星通信具有覆蓋面積大、傳輸距離遠、通信頻帶寬、容量大、通信線路穩(wěn)定、組網(wǎng)方式靈活、通信成本與通信距離無關(guān)等諸多優(yōu)點。與常規(guī)通信手段必須依賴地面設(shè)施如光纜、電線桿、基站等不同，衛(wèi)星通信是利用空中的衛(wèi)星作為中繼而進行地球上無線電臺、站之間的通信，主要技術(shù)特點有以下幾點：
1．靈活組網(wǎng)的VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)，可以支持星狀、網(wǎng)狀、混合網(wǎng)及樹狀等靈活組網(wǎng)，以實現(xiàn)多級業(yè)務(wù)傳輸功能；
2．新建衛(wèi)星系統(tǒng)與原有衛(wèi)星通信系統(tǒng)無縫結(jié)合，互聯(lián)互通；
3．綜合衛(wèi)星網(wǎng)管系統(tǒng)，可實現(xiàn)多套不同體制、不同類型的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的監(jiān)控、管理；
4．多種通信傳輸方式結(jié)合，支持地面光纖、微波、3G及衛(wèi)星通信多種通信鏈路鏈接；
5．石油部門為重要的生產(chǎn)戰(zhàn)略部門，系統(tǒng)主站支持主站異地備份、自動切換功能；
6．系統(tǒng)配置移動衛(wèi)星站、便攜站，滿足用戶應(yīng)急指揮的需求；
7．選擇的衛(wèi)星通信設(shè)備應(yīng)具備Turbo 編碼功能，以降低信道解調(diào)的門限，降低功放功率，提高系統(tǒng)的性價比;
8．配置衛(wèi)星信道TCP協(xié)議加速器，以提高衛(wèi)星鏈路對IP數(shù)據(jù)的傳輸效率，最大限度利用衛(wèi)星通信帶寬資源;
9．衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)采用IP平臺，建立以IP地址交換為核心的衛(wèi)星通信廣域網(wǎng)絡(luò)，把各遠端站點的局域網(wǎng)通過衛(wèi)星路由連接，實現(xiàn)衛(wèi)星廣域網(wǎng)互聯(lián)；
10．采用支持上行功率自動控制AUPC、動態(tài)帶寬調(diào)整BoD技術(shù)的先進衛(wèi)星通信系統(tǒng)，進一步提供衛(wèi)星帶寬資源利用率，并降低衛(wèi)星通信系統(tǒng)對惡劣天氣的影響，提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。
組網(wǎng)建設(shè)方案
在綜臺比較和論證后大慶油田通信公司與中國航天恒星有限公司合作擬定了詳細的技術(shù)方案并付諸實施：
一期應(yīng)急指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)具備完整的應(yīng)急指揮調(diào)度能力，當災(zāi)害發(fā)生時，配置應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)的各重要生產(chǎn)場所可以在第一時間以衛(wèi)星電話方式將災(zāi)情上報，上級可根據(jù)情況調(diào)配便攜式應(yīng)急衛(wèi)星通信站或“動中通”應(yīng)急衛(wèi)星通信車趕赴現(xiàn)場進行指揮調(diào)度，保障通信，并傳輸實時數(shù)據(jù)或音視頻信號（注：需另外配置音視頻傳輸設(shè)備）至指揮中心。
根據(jù)現(xiàn)狀與需求，依據(jù)設(shè)計思路與原則，本案擬以VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)為主，建設(shè)一個衛(wèi)星中心站，一臺動中通衛(wèi)星應(yīng)急通信車、一臺便攜式移動站，實現(xiàn)突發(fā)情況下各小站可快速趕赴現(xiàn)場，構(gòu)建應(yīng)急現(xiàn)場與指揮中心之間的高速雙向衛(wèi)星通信鏈路。同時，網(wǎng)絡(luò)配置無線對講系統(tǒng)、衛(wèi)星移動電話、北斗導(dǎo)航通信手持機等多種手段，構(gòu)建一個綜合應(yīng)急指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)。
1．大慶油田應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)組成
以大慶油田有限責任公司生產(chǎn)運行部所在地為中心建立以衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)為主干、基層數(shù)字對講為主，并以衛(wèi)星移動電話、北斗導(dǎo)航通信為輔的應(yīng)急指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)。衛(wèi)星通信分別由中心站、應(yīng)急衛(wèi)星通信車、便攜式應(yīng)急通信站三種站型組成。數(shù)字對講系統(tǒng)以數(shù)字電臺+數(shù)字對講機組成。下圖為應(yīng)急指揮調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)組成示意圖。

圖1 應(yīng)急指揮調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)組成示意圖
1．1 建立應(yīng)急指揮網(wǎng)絡(luò)中心，作為全網(wǎng)的指揮調(diào)度中心承擔全網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理、通信匯接功能。
1．2 應(yīng)急衛(wèi)星通信車可作為移動指揮調(diào)度中心，為領(lǐng)導(dǎo)提供移動指揮調(diào)度功能。
1．3 建設(shè)便攜式應(yīng)急衛(wèi)星通信站；
2．應(yīng)急指揮中心
2．1 在大慶油田公司生產(chǎn)運行部建立應(yīng)急指揮網(wǎng)絡(luò)中心，正常工作時與各遠端小站傳輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)及調(diào)度電話，遠期可配置視頻會議系統(tǒng)，在中心站和各遠端站之間展開視頻會議；在應(yīng)急情況下，中心站作為指揮中心和調(diào)度中心，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活調(diào)度和管理、業(yè)務(wù)分配與互聯(lián)互通，保證救災(zāi)及應(yīng)急條件下的工作信息及時的傳遞，并接受小站傳回的現(xiàn)場信息，下達指揮、調(diào)度指令。
2．2配置應(yīng)急指揮中心室，實現(xiàn)集中顯示、控制、會商與決策、指揮調(diào)度。
3．移動車載指揮通信站
3．1 配置1輛“動中通”應(yīng)急指揮車，保障領(lǐng)導(dǎo)在行進中即可對突發(fā)事件進行指揮調(diào)度。
3．2 當受災(zāi)地區(qū)的沒有有效的通信手段，無法為應(yīng)急及救災(zāi)工作提供通信保障時，開赴現(xiàn)場，即可作為現(xiàn)場臨時衛(wèi)星通信節(jié)點，亦可作為現(xiàn)場臨時指揮中心。
3．3 車載配置應(yīng)有衛(wèi)星通信設(shè)備、無線數(shù)字車載電臺、無線AP、車載北斗導(dǎo)航通信系統(tǒng)、音視頻系統(tǒng)。
各車載站或便攜站配備無線單兵圖像傳輸系統(tǒng)，在車輛進不去的現(xiàn)場由人員背負進入，將現(xiàn)場視頻傳回指揮中心，為應(yīng)急指揮提供信息基礎(chǔ)。
4．便攜式通信站
4．1 配置1套“一鍵對星”便攜式衛(wèi)星站，保障應(yīng)急情況下趕赴現(xiàn)場，實現(xiàn)現(xiàn)場與指揮中心或與車載衛(wèi)星站之間的雙向衛(wèi)星傳輸。
4．2 站配置應(yīng)有衛(wèi)星通信設(shè)備、無線對講系統(tǒng)、衛(wèi)星移動電話、北斗導(dǎo)航通信系統(tǒng)、音視頻系統(tǒng)。
4．3 便攜站配備無線單兵圖像傳輸系統(tǒng)，在站點無法進入的現(xiàn)場由人員背負進入，將現(xiàn)場視頻傳回便攜站，通過衛(wèi)星信道回傳至指揮中心，為應(yīng)急指揮提供信息基礎(chǔ)。
衛(wèi)星應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)構(gòu)建一個基本的應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)，完成基本的應(yīng)急指揮調(diào)度通信功能，實現(xiàn)基本的應(yīng)急話音、數(shù)據(jù)傳輸功能。
應(yīng)用前景
大慶油田衛(wèi)星通信系統(tǒng)秉著“應(yīng)急為主、平戰(zhàn)結(jié)合；與現(xiàn)有系統(tǒng)相融合、互聯(lián)互通”的總體要求，建設(shè)了現(xiàn)行的應(yīng)急通信系統(tǒng)。隨著油田的不斷發(fā)展壯大，衛(wèi)星通信不僅僅可以應(yīng)用于應(yīng)急通信，在油田大力發(fā)展數(shù)字油田、拓展海外市場的今天，衛(wèi)星通信技術(shù)完全可以在更加廣闊的領(lǐng)域發(fā)揮它的作用，為油田生產(chǎn)提供更加先進、可靠的通信保障。在平時，該系統(tǒng)可為必要的作業(yè)場所提供必要的話音和數(shù)據(jù)傳輸使用，盡量減少衛(wèi)星帶寬資源的占用，而在應(yīng)急時，可以充分調(diào)動衛(wèi)星信道資源，對應(yīng)急突發(fā)現(xiàn)場區(qū)域進行重點覆蓋，提供大業(yè)務(wù)量傳輸能力。
結(jié)束語
大慶油田通信衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用的設(shè)備技術(shù)體制先進、運行穩(wěn)定可靠、后續(xù)維護費用低廉，為油田生產(chǎn)提供了可靠的通信保障手段。綜臺看來該系統(tǒng)在油田通信保障及應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用具有較高的性價比和良好的投資回報率。這首先得益于科學(xué)合理的制定需求計劃，合理的選用了衛(wèi)星通信方式采用了成熟先進的衛(wèi)星通信技術(shù)體制。
綜上所述衛(wèi)星通信不受時間地理位置限制、通信靈活可靠、組網(wǎng)方便、投資最少，因此采用衛(wèi)星通信方式，它既節(jié)省了投資又能在油田的各項應(yīng)急工作中起到保證生產(chǎn)指揮通信暢通的獨特作用，發(fā)揮得天獨厚的優(yōu)勢，是油田通信保障的重要選擇。
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