探究TD-LTE网络在LNG项目的有效运用.pdf

.442023年第2 6 卷论文广场石油和化工设备探究TD-LTE网络在LNG项目的有效运用朱海山，李俊，冯晓伟，李雪蒙（海洋石油工程股份有限公司30 0 45 1）摘要】随着无线通信技术的发展，已经越来越多的融入到工业领域的生产中。LNG项目对无线通信的需求也已经并不仅仅局限于传统纯语音的传输，视频数据、仪表测量数据、办公数据等都可以基于企业专网传输，本文简要探讨了无线技术在LNG项目的可能应用。【关键词】移动通信网络；TD-LTE网络；业务应用随着移动通信的快速发展，传统行业、现代服务业信息化建设的需求不断提高，我国领先的通信企业和研究机构已经启动基于TD-LTE专网系统的研究应用，并充分利用TD-LTE高速率、大带宽、高频谱效率、低时延等诸多优点以及窄带数字集群的技术积累，形成从网络到终端系列产品和解决方案。近年，我国的港口、航运、机场、石油化工等领域在1.8 GHz频段、电力行业在230MHz频段也在建或规划用于生产作业和调度指挥的TD-LTE专网宽带集群系统。SIP中继客户办公电话服务器IPPBX电话客户调度电话服务器4/5G专网集群对讲视频电话可视对讲服务器4/5G专网核心交换机作业监备GIS平台客户网络核心交换机对讲网关对讲网关启台管理设备巡检移动作业票软件业务UHF对讲VHF对讲广播扩音视频监控个人手机1LTE的优点TD-LTE作为第四代主流无线通信技术技术之一，其主要优势如下：(1)高传输速率。对于大范围高速移动用户(250km/h)，数据速率为2 Mbit/s:对于中速移动用户(60km/h)，数据速率为2 0 Mbps;对于低速移动用户(室内或步行者），数据速率为1 0 0 Mbps。(2)低传输时延，业务面传输时延小于5 ms。(3)真正的无缝漫游。实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”。(4)高度智能化的网络。采用智能技术的TD-作者简介：朱海山，（1 9 7 7-），男，工程师，现主要从事工程技术和项目管理专业方向的研究工作。-45朱海山等探究TD-LTE网络在LNG项目的有效运用第8 期LTE通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。(5)良好的覆盖性能。可实现无缝的无线覆盖并提供高速可变速率传输。(6)基于全IP的网络，支持IPv4/IPv6。(7)提供多种QoS的传输质量，以适应不同类型的业务。(8)系国际技术主流通信技术，兼容性更好。2TD-LTE网络在LNG项目中的应用工业园区具有作业范围广、移动设备多及生产过程复杂、自动化程度要求高、各环节衔接密切等突出特点，因此，LNG项目内的实时通讯及高效调度是保证安全生产的前提。其中无线通信具有先天的优势，而赖以支撑的通信网络平台及其所能实现的业务功能是核心内容。传统的以数字集群窄带语音为主要业务内容的通信平台存在带宽低、功能单一的问题，无法满足目前越来越多数据传输的需求。无线宽带通信平台基于TD-LTE技术，不仅仅具备语音调度、通话、对讲的能力，还能够将现有自动化系统通过TCP/IP通信制式接入无线网络，具有语音/视频可视化调度、无线数据接入、无线数据传输、远程会诊、设备遥测遥控的能力，一个平台就满足现代LNG项目对各种业务的需求。LNG项目的TD-LTE无线宽带建设在满足生产对调度通信需求的基础上，还实现了与安防网、生产信息化、企业内部行政网和原有调度系统的对接，并可根据需求对部分移动终端进行权限设置，防止信息外露，便于企业内部管控。无线宽带集群通信系统集语音短信、集群对讲、高速数据传输于一体，实现多业务融合，除提供传统语音集群通信外，同时还提供多种业务解决方案，包括宽带数据传输、报警联动、视频监控、数据采集、移动办公以及定位业务。TD-LTE无线通信基于第四代移动通信技术，可以提供最高的无线接入数据速率，2 0 MHz单载波上行数据速率1 0 0 Mbps，下行数据速率50Mbps。高速的数据业务可满足移动互联网的各种业务需求。集群网络支持的高速数据业务应用：（1）楼数据采集/数据接入RTU等终端数据采集点可以通过RS232/RS485连接到CPE设备上，通过网络进行数据承载，完成和后台数据采集系统的互联互通。（2）视频监控窄带无线集群通信由于带宽的受限，无线业务主要基于发送短信息，图片的上传、分享，而基于LTE的宽带通信具备高带宽、低延时的优势，是视频类数据传输最好的媒介，视频信息可实现实时无线监控。LTE无线回传网络，为摄像机与中心管理平台之间视频监控的信令及视频流提供传输通道。具体优势在于：a）低成本，广覆盖：采用LTE无线传输，无须挖沟埋管，缩短网络建设时间，减少网络建设投资，尤其适合已装修好的场合及距离较远的地方。b）扩展性好：组网灵活，可根据自身的需求，随时扩展终端数量，网络扩容方便，维护费用降低。c）移动监控：可以满足移动监控场景的需求，监控业务领域大大扩展。手持终端可以实现随时随地的高清视频回传。（3）可视化调度传统的指挥调度是要求现场的中语音在调度过程中快速即時沟通，而融合了LTE4G信号的通信可使调度人员实现可视化调度，并且通过4G对现场人员实施定位，被调度对象可在地图上实时呈现，再融合视频监控业务，调度员不仅可以调度集群呼叫，还可以在坐席上看到现场人员的位置、视频图像，更加直观的进行调度，使得相对单纯的语音调度更加立体化。（4）可移动远程决策会商视频可通过4G手机对讲的前/后高清摄像头拍摄，利用4G无线系统回传到后台和/或其他4G手机对讲，实现远程会诊功能，保障在设备检修、应急处置、视频会议等场景中数据的即时、畅通。（5）移动办公承载平台随着移动互联网和智能终端的不断发展，移动办公成为企业办公和移动互联结合应用的一大主题。增加移动办公应用，提高了企业信息流转和信息处理的效率，提升了信息处理效率和资源利用率。(上接43页）-46-2023年第2 6 卷论文广场石油和化工设备(6)数据/视频功能a）视频分发：调度台可以选择一路视频，向指定的一个或多个终端（终端包括调度台、手持终端、解码器等各种显示实体）进行分发。b）点对点视频通话：支持两部终端之间一对一的全双工专业语音/视频通话业务并发。c）短信/彩信：支持终端用户之间、调度台和终端用户之间、调度台之间的点对点短信、点对群组短信/彩信。（7）无线巡检无线电子巡检系统由电子巡检管理系统、手持终端和终端软件三部分构成，巡检人员使用手持终端时可与电子巡检管理系统实时交互，上传或者下载巡检相关数据。无线电子巡检能够将巡检人、路线、时间、地点、数据等数据组合在一起，避免假巡检和假数据的发生。通过手持终端人机交换界面的提示和帮助，可以代替巡检人员在纸质记录本上书写，尤其减少下雨、刮风等恶劣天下所带来的不便。数据电子化后有助于管理人员对生产数据的长期跟踪，掌握变化趋势，优化生产流程。（8）可作为未来物联网的基础网络TD-LTE无线技术可以提供上行超过1 0 0 Mbps和下行超过5 0 Mbps的用户峰值速率；无线接入网时延降低至1 0 ms；步频谱利用率大大提高。通过与现有的监测设备和采集设备相连接，将相关信息参考文献1林尤强.过硫酸盐活化高级氧化技术在废水处理中的应用D.长春理工大学,2 0 2 0;2袁,隋铭皓,袁博杰,等.基于硫酸根自由基的活化过硫酸盐新型高级氧化技术研究新进展 .四川环境,2 0 1 6,0 5:1 42-1 46;3Yang,L.X.,et al.,Modified high-efficiency carbon material fordeep degradation of phenol by activating persulfate.Chemosphere,2022.298;4Tian,K.,et al.,A Review of Persulfate Activation by MagneticCatalysts to Degrade Organic Contaminants:Mechanisms andApplications.Catalysts,2022.12(9);5jRayaroth,M.P.,et al.,Oxidative degradation of benzoic acidusing Fe-0-and sulfidized Fe-0-activated persulfate:A comparativestudy.Chemical Engineering Journal,2017.315:p.426-436;上传到调控中心，为实现厂区工业4.0 提供网络支持。（9）信息安全防范系统拥有用户管理模块，可有效控制手机终端并进行权限设置，限制终端的语音、数据能力，确保核心信息的安全性。3结语TD-LTE作为一个支持高速无线宽带的系统，可以应用在很多专业领域，现代LNG项目对数据采集的要求越来越高，需要传输的数据量也越来越大，对无线宽带的需求很迫切。工业区或是LNG项目内部建立安全、高速、双向、实时、集成的无线通信传输系统是实现现代传输系统的基本要求，是今后企业朝信息化迈进的基础网络平台。且企业对自身信息保密程度、可靠传输的要求越来越高，这样更适合用专网来承载。参考文献1王映民，孙韶辉.TD-LTE技术原理与系统设计 M.北京：人民邮电出版社，2 0 1 0.2虞疆，刘远彬.TD-LTE网络性能分析 J.现代信息科技,2019.3(08):64-66.3邵帅,应霏.TD-LTE无线网络规划及性能分析 .电子世界,2021(21):5-6.收稿日期：2 0 2 3-0 2-1 4修回日期：2 0 2 3-0 6-0 16赵颖,刘萍,徐文杰,齐文豪,方园园,欧阳照锋,陈静,王琳玲.零价铁和铁盐活化过硫酸盐氧化土壤中五氯酚 .环境科学与技术,2 0 2 2,45(0 5):1 9 3-1 9 7;7jOh S Y,Kang S G,Chiu P C.Degradation of 2,4-dinitrotoluene bypersulfate activated with zero-valent ironJ.Science of the Total Environment,2010,408(16):3464-3468;8Lin,C.C.and H.H.Hsiao,Degradation of Rhodamine B inwater by heat/persulfate process.Journal of the Taiwan Institute ofChemical Engineers,2022.1321;9李佳颖.热活化过硫酸盐去除芳香有机污染物的实验与理论计算研究 D.华中科技大学,2 0 2 1.收稿日期：2 0 2 3-0 3-1 2 修回日期：2 0 2 3-0 7-1 3