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        WiMAX在海上石油平臺通信系統(tǒng)的應(yīng)用分析

        2015-05-30 07:55:58韋雨恒應(yīng)忠于
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年16期

        韋雨恒 應(yīng)忠于

        摘 要:目前,我國海上石油的開采平臺規(guī)模以及環(huán)境均達(dá)不到國際化的標(biāo)準(zhǔn),因此在海上石油開采方面存在一定的局限性,尤其是海上的無線通訊技術(shù)方面的局限。該技術(shù)的發(fā)展受到了海上石油開采平臺以及環(huán)境的相對制約,其發(fā)展十分緩慢,不利于海上石油的開采工作順利進(jìn)行。因此,現(xiàn)今我國的海上石油開采的常規(guī)通信并不能夠與陸地上的石油開采相提并論。文章針對海上石油的開采通信系統(tǒng),將WiMAX的核心技術(shù)作為研究該問題的理論基礎(chǔ),對WiMAX在海上通訊系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用與傳統(tǒng)的海上通訊系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)致的比較。通過對WiMAX的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,詳細(xì)研究了現(xiàn)今海上石油平臺的通訊系統(tǒng)的應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:海上石油平臺;WiMAX;無線通訊技術(shù)

        前言

        海上石油的開采在我國對于石油資源的利用方面具有重要作用,能夠在極大程度上滿足人們對石油資源的需求,為工業(yè)生產(chǎn)以及人們生活提供更加有力的資源保障。但是,現(xiàn)今在海上石油開采的通信系統(tǒng)方面存在著一定的局限,使海上石油的開采陷入了瓶頸。為了很好的解決海上石油開采通信系統(tǒng)方面存在的問題,我國不斷進(jìn)行積極地探索,希望能夠?yàn)楹I鲜偷拈_采提供通信方面的保障,增加海上石油開采的效率。現(xiàn)今,WiMAX通信技術(shù)的引進(jìn)已經(jīng)能夠?qū)⒑I鲜烷_采當(dāng)中存在的一部分問題進(jìn)行解決,實(shí)現(xiàn)海上的通信順暢,但是需要進(jìn)行研究與完善的方面仍然有許多。對WiMAX通信技術(shù)在海上石油開采通信系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行細(xì)致的研究具有重要的意義。

        1 海上石油平臺的通信現(xiàn)狀

        在海上石油的開采中,其通信系統(tǒng)的應(yīng)用十分重要沒能夠保證整個海上石油的開采以及天燃?xì)獾拈_采過程比較安全,更能夠使海上開采的情況以及信息可以及時的進(jìn)行傳遞,因此,每一處海上石油開采平臺均需要擁有比較先進(jìn)的通信系統(tǒng),先進(jìn)的海上通信系統(tǒng)已經(jīng)成為了海上石油開采中不可缺少的重要設(shè)施之一[1]。

        我國目前的海上石油平臺通信系統(tǒng)只有通過周圍的船只以及海上石油開采平臺上方的直升機(jī)進(jìn)行無線通話,以及平臺與陸地之間的微波通信兩種方式?,F(xiàn)今進(jìn)行通信的設(shè)備主要有衛(wèi)星的地球站、無線電導(dǎo)航機(jī)以及微波擴(kuò)頻系統(tǒng)等。但是,無線電的信息傳輸頻率以及數(shù)量均會受到限制,不能夠?qū)Υ罅康臄?shù)據(jù)同時進(jìn)行傳輸,具有一定的滯后性,另外,其容納的客戶比較少,即便通過衛(wèi)星以及數(shù)字化的設(shè)備等傳輸?shù)臄?shù)據(jù)質(zhì)量均比較高,但是并不具有實(shí)效性,更不能夠進(jìn)行有效的語音通話。

        在此情況下,經(jīng)過不斷的研究與創(chuàng)新,海上石油平臺在通信系統(tǒng)中引用了WiMAX通信技術(shù),在一定程度上實(shí)現(xiàn)了信息的可移動傳播以及高速率傳播。

        2 海上石油平臺在無線應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用方面的問題

        2.1 微波技術(shù)的應(yīng)用問題

        微波擴(kuò)頻通信的頻段為2.4-2.4835GHz,屬于工業(yè)的自由輻射頻段,并不需要進(jìn)行有關(guān)部門的相應(yīng)批準(zhǔn)[2]。微波技術(shù)能夠利用偽隨機(jī)碼對已經(jīng)進(jìn)行輸入的信息進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?,同時能夠?qū)ζ湫畔⑦M(jìn)行擴(kuò)展以及編碼,使得在某個載頻中能夠進(jìn)行接入并便于其進(jìn)行傳輸。

        另外,微波技術(shù)的通信力量比較強(qiáng)大,并且其投資的成本亦比較低,能夠節(jié)省海上石油平臺的經(jīng)濟(jì)支出。在該通訊方式的建設(shè)過程中,其速度比較快,抗災(zāi)的能力比較強(qiáng),因此,比較適用于海上石油開采距離比較近的平臺之間進(jìn)行互相通信。由于該條件的限制,使得微波技術(shù)不能夠在比較復(fù)雜的通信環(huán)境中使用。

        2.2 FPSO無線技術(shù)的應(yīng)用問題

        FPSO指的是浮式生產(chǎn)儲油輪,當(dāng)其進(jìn)行海上石油開采過程中,與其進(jìn)行通信的平臺便會由于特定角度而出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象[3]。FPSO天線的安裝點(diǎn)以及火炬塔和對應(yīng)平臺呈現(xiàn)的是固定的三點(diǎn)一線模式,當(dāng)金屬結(jié)構(gòu)的火炬塔比其天線的安裝點(diǎn)高時,將會阻擋無電信號的接收,甚至導(dǎo)致無電信號的突然中斷,因此整個海上石油開采平臺周圍的信號并不足夠穩(wěn)定??梢哉f,該方式并不支持通訊信號的移動。

        2.3 現(xiàn)有無線系統(tǒng)的應(yīng)用問題

        目前,在我國的海上石油開采平臺中的無線通信系統(tǒng)工作為2.5Hz,使用的是空口的協(xié)議,在進(jìn)行通訊的過程中,由于FPSO的移動、火炬塔的以外阻擋、海面的上下起伏以及外界的諸多干擾,整個無線通信系統(tǒng)并不能夠進(jìn)行穩(wěn)定的工作,從而影響整個海上石油的開采工作。

        3 WiMAX通信技術(shù)概述及特點(diǎn)

        3.1 WiMAX通信技術(shù)概述

        WiMAX通信技術(shù)為全球微波互聯(lián)技術(shù)的縮寫,可以將其稱作802.16無線城域網(wǎng)。該技術(shù)能夠在企業(yè)和家庭用戶中為其提供一種便捷的寬帶連接方案。由于WiMAX通信技術(shù)是一項(xiàng)比較先進(jìn)的無線城域網(wǎng),因此,能夠具有一種新型的空中對接標(biāo)準(zhǔn),不需要直接觀察海上石油平臺通過提供的無線寬帶就能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸以及信息的連接。

        3.2 WiMAX通信技術(shù)的特點(diǎn)

        3.2.1 具有多天線技術(shù)

        WiMAX通信技術(shù)具有一種較為先進(jìn)的功能,并同時具有多個天線,目前可以將其多個天線分為三類,分別為:波束賦形、空時編碼、空間復(fù)用[4]。其中,波束賦形為職能天線的核心技術(shù),能夠提高信息的傳輸速率,降低復(fù)雜環(huán)境的干擾。時空編碼能夠?qū)r空分為格碼與塊碼,分別對信息進(jìn)行編碼以及分集增益??臻g復(fù)用能夠發(fā)射相對獨(dú)立的信息信號,加大WiMAX通信技術(shù)的信息發(fā)射頻率。

        3.2.2 具有可擴(kuò)展性

        WiMAX通信技術(shù)當(dāng)中具有一種MAC層,能夠?qū)拵нM(jìn)行合理的分配,從而支持各種不同復(fù)雜環(huán)境的用戶進(jìn)行信息的傳輸,并允許在同一個頻道出現(xiàn)多個不同的用戶。

        3.2.3 具有睡眠模式

        在WiMAX通信技術(shù)中,16e協(xié)議的制定使得該技術(shù)適應(yīng)了移動通信的特點(diǎn),能夠增加信息睡眠的終端,對信息進(jìn)行保留。

        4 WiMAX通信技術(shù)在海上石油的成功應(yīng)用--以文昌油田為例

        文昌油田當(dāng)中的13-1&13-2號油田是在南海上由奮進(jìn)FPSO以及兩個海上石油天然氣開采平臺共同搭建而成[5]。在未進(jìn)行使用WiMAX通信技術(shù)之前,該油田的工業(yè)控制以及數(shù)據(jù)的傳輸均由原始的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,信號極其不穩(wěn)定,使得海上的石油開采工作不能夠順利的進(jìn)行,經(jīng)濟(jì)效益不高,亦不能夠滿足人們對其生產(chǎn)生活的需求。在2010年以后,該油田引進(jìn)了先進(jìn)的WiMAX通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對海上石油平臺通信數(shù)據(jù)的良好傳輸。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,WiMAX通信技術(shù)具有覆蓋范圍廣的特點(diǎn),能夠在海上石油開采通信系統(tǒng)中發(fā)揮巨大的作用。另外,WiMAX通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率比較快,并且支持移動的需求,能夠?qū)⒄Z音、圖片、視頻等同時進(jìn)行傳輸,大大提升了海上石油工人以及各個部門之間的通信效率。同時,WiMAX通信技術(shù)既能夠滿足海上石油工人在陸地上的通訊要求,又能夠滿足海上船舶通訊的需要,由此有效提升海上石油開采的效率,滿足社會生產(chǎn)與生活需求。由于WiMAX通信技術(shù)對數(shù)據(jù)的傳輸距離比較長,速度比較快,方式比較簡便,受環(huán)境影響比較小,在海上石油開采的通信中具有一定的優(yōu)勢,其自帶的寬帶技術(shù)以及移動技術(shù)將能夠在海上石油的開采中應(yīng)用得更加廣泛。

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉國鋒,萬光芬,魏澈.海上無人石油平臺UPS與柴油發(fā)電機(jī)組匹配問題[J].自動化應(yīng)用,2014,08(12):10-12.

        [2]王博.應(yīng)用虛擬化技術(shù)在海上平臺的應(yīng)用[J].網(wǎng)友世界,2014,04(02):24-25.

        [3]高建梅,苗乃貴,賀亞敏,等.南海深水天然氣番禺34-1平臺通信系統(tǒng)分析[J].硅谷,2014,02(04):13.

        [4]曾春.WiMAX通信技術(shù)用于海上石油平臺[J].油氣田地面工程,2015,07(02):24-25.

        [5]符耀慶.海上石油平臺海冰自動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2013,41(06):243-249.

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