張筠

摘 要：針對中海油南海東部海域長期應(yīng)用衛(wèi)星通信方式實現(xiàn)海陸間日常生產(chǎn)、辦公業(yè)務(wù)存在的信息系統(tǒng)在海上平臺應(yīng)用效率低、訪問速度慢的突出問題，從突破衛(wèi)星鏈路組網(wǎng)后網(wǎng)絡(luò)高時延的角度，介紹了遠(yuǎn)距離點對點跨海微波鏈路的測試及應(yīng)用情況。該微波鏈路通信距離91.7千米，實現(xiàn)了四個設(shè)施海陸業(yè)務(wù)的接入，信息系統(tǒng)的訪問效率提升一倍以上。經(jīng)過1年半的應(yīng)用，鏈路運行可靠平穩(wěn)，能夠滿足海上油田實際的通信需求。

關(guān)鍵詞：PTP；無線寬帶；衛(wèi)星通信；海陸通信

中圖分類號：TN925.91

中海油南海東部地區(qū)海上油田地理位置遠(yuǎn)離陸地，日常生產(chǎn)、辦公需要與位于陸地的辦公室溝通聯(lián)系。由于海陸通信距離超過100千米，一直以來衛(wèi)星通信成為東部片區(qū)海陸間的主要通信方式，可以滿足海上油田的基本通信需求。

由于所有同步通信衛(wèi)星均分布在赤道上空4萬千米左右的地球同步軌道上，通訊距離遙遠(yuǎn)，地面發(fā)射的信號經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)、接力到達(dá)目的地需要一定的時間，由此帶來了衛(wèi)星通信的時延問題。從物理的角度看，這種時延是客觀存在的、無法客服的，在信息網(wǎng)絡(luò)中帶來了一定的副作用。[1]根據(jù)多年實際應(yīng)用情況，在4M通信帶寬的配置下，網(wǎng)絡(luò)較為空閑時，海陸間網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包傳輸平均時延為490ms，隨著實際網(wǎng)絡(luò)流量的增加，網(wǎng)絡(luò)時延會相應(yīng)增加，導(dǎo)致海陸間的網(wǎng)絡(luò)訪問速度較慢。客觀上造成了信息系統(tǒng)雖然在海上平臺應(yīng)用多年，但一直存在用戶體驗不佳、效率低的實際問題，成為信息化進程中無法逾越的屏障。

1 應(yīng)用分析

在海洋石油行業(yè)中應(yīng)用較多的三大海陸間的主要通信方式包括光纖通信、衛(wèi)星通信與微波通信。光纖通信方式由于單獨敷設(shè)的成本相對較高，施工難度大等多方面因素，無法在短期內(nèi)解決海陸間的通信瓶頸。

隨著信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局開放5.8GHz頻段用于高速無線局域網(wǎng)的接入，基于該頻段無線寬帶接入的應(yīng)用也越來越廣泛。本文介紹了5.8G無線寬帶產(chǎn)品在中海油南海東部海域首次應(yīng)用的情況，測試鏈路計算如表1。

對于超遠(yuǎn)距離海面?zhèn)鬏敓o線鏈路，需要考慮地球曲率對電波傳輸?shù)挠绊?，因此存在極限視距與非視距傳播兩部分。[2]根據(jù)海洋石油行業(yè)實際應(yīng)用的情況，點對點微波通信傳輸距離基本為視距傳輸，海上傳輸?shù)臉O限距離為40千米左右。[3]針對該條測試鏈路，主要考慮提升兩邊天線掛高高度以及選擇避開高大建筑物、山體遮擋的傳輸路徑兩方面的因素，其目的在于增加視距傳輸?shù)木嚯x，提高遠(yuǎn)距離傳輸能力。應(yīng)用測試分為傳輸測試、鏈路測試、業(yè)務(wù)測試三個階段逐步開展。

2 應(yīng)用案例

2.1 傳輸測試

建立一跳點對點鏈路，評估安裝位置的合理性以及鏈路連通性等方面，初步判斷建立海陸微波干線的可行性。測試結(jié)果如下：（1）連通性：鏈路建立成功；（2）監(jiān)測時間：2天；（3）設(shè)備接收門限：-90dBm；（4）信號實際接收范圍：-75～-70dBm，正常，監(jiān)測期間未發(fā)生鏈路中斷；（5）文件傳輸速率：最大可達(dá)32Mbps；（6）數(shù)據(jù)傳輸：平均網(wǎng)絡(luò)時延<10ms，丟包率為0%。

2.2 鏈路測試

在一跳鏈路的基礎(chǔ)上，接駁至陸地辦公室的2Mbps運營商鏈路開展測試，主要關(guān)注多種氣候條件下海陸兩端信號強度的變化、組網(wǎng)后網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及鏈路的穩(wěn)定性等因素，初步掌握鏈路的可用性。測試結(jié)果如下：（1）硬件配置調(diào)整：海上平臺天線更換為2.4米雙極化天線；（2）監(jiān)測時間：60天；（3）海況：晴、雨、大風(fēng)、大霧等多種氣候條件；（4）設(shè)備接收門限：-90dBm；（5）信號實際接收強度：主要集中在-70dBm～-50dBm之間，傳輸正常；（6）數(shù)據(jù)傳輸：空載條件下，微波鏈路平均網(wǎng)絡(luò)時延在2ms左右，海上平至陸地辦公室全程平均網(wǎng)絡(luò)時延在17ms左右，丟包率為0%；（7）語音測試：采用IP電話測試，語音通話清晰、穩(wěn)定；（8）穩(wěn)定性：信道容量的變化對微波鏈路的穩(wěn)定運行存在一定負(fù)面影響。通過減低鏈路的調(diào)制方式、提高糾錯碼的方式可以提升鏈路的穩(wěn)定性和鏈路冗余。經(jīng)過把鏈路的最高信道調(diào)制方式由64QAM0.92減低至16QAM0.67，可以使鏈路保持在一個穩(wěn)定的信道容量；（9）頻率干擾：測試環(huán)境下選用30MHz信道帶寬時，鏈路易受干擾影響，可以規(guī)避。

根據(jù)監(jiān)測期間的相關(guān)數(shù)據(jù)分析，該鏈路可靠性和時效性良好。在多種氣候條件下，海上和陸地的信號接收強度均處于正常的信號強度接收范圍，傳輸誤碼率可以控制在8.819e-6以下，整體測試情況良好。

2.3 業(yè)務(wù)測試

在上一階段測試基礎(chǔ)上，接入海上油田的實際通信業(yè)務(wù)開展，關(guān)注海陸間語音、數(shù)據(jù)通訊在海陸微波鏈路的實際運行效果、信息系統(tǒng)訪問效率等方面。為了最大限度減低測試期間出現(xiàn)海陸微波中斷對日常通信的影響，采用了新增海陸微波鏈路與原有衛(wèi)星鏈路在線熱備配置，如下圖1?；谶@種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在不降低海陸通信可靠性的前提下，既實現(xiàn)了整個業(yè)務(wù)的平滑遷移，也有利于今后對海陸微波的長期監(jiān)測。

整個測試期間，海陸微波一跳鏈路的平均網(wǎng)絡(luò)時延為5ms左右，各項通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)正常，通信效率得到有效提升，明顯提高了信息系統(tǒng)的訪問效率。

3 結(jié)束語

截至2014年上半年，中海油南海東部地區(qū)首條跨海遠(yuǎn)程微波鏈路已經(jīng)投入運行1年半時間，期間鏈路總體運行平穩(wěn)。該鏈路通信距離91.7KM，網(wǎng)絡(luò)平均時延5ms左右，大大低于衛(wèi)星鏈路高達(dá)490ms的時延，顯著提升了海陸通信效率。2013年全年因各種原因?qū)е碌逆溌分袛嗬塾嫊r間2640分鐘，全年實際可用率99.5%。目前，該鏈路已承擔(dān)了四個設(shè)施的海陸通信業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)訪問效率提升一倍以上，達(dá)到了預(yù)期目的。同時，鏈路建設(shè)具有安裝調(diào)試簡單、通信容量大等特點，對于遠(yuǎn)距離海面?zhèn)鬏敗⒋髱?、高速率的通信需求而言，是一種有效的解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫學(xué)海.衛(wèi)星通信的時延對信息網(wǎng)絡(luò)的影響[J].山西電子技術(shù)，1999（01）：8-9+14.

[2]陳巖，董潔，莊云飛.近海覆蓋若干問題的探討[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2009（07）：58-61+62.

[3]馬連波.海洋石油行業(yè)海陸主要通信方式分析[J].科技傳播，2010（20）：233+247.

作者單位：中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東深圳 518067