数字化油田各种通信技术对比分析报告Word格式.docx

数字化油田各种通信技术对比分析报告Word格式.docx

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中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接、建设周期短，建设成本低。

油田不需要建设专用网络；

利用GPRS业务平台构建油井数据采集传输系统，设备安装方便、维护简单；

GPRSDTU功耗为200mW左右，比较适合野外恶劣的供电环境，可以满足太阳能供电的要求。

劣势：

GPRS是公网技术，不是“专用的网络”，无法保证“专网优先的应用”，因为公网里的所有用户是“公平使用网络的”，当用户较多时网络的质量就急剧下降，每个用户的服务质量均下降；

GPRS是公网技术，它支持的下行带宽大、上行带宽小，适合Internet业务，但是专网的数据传送规律恰恰相反，专网要求“上行带宽大、下行带宽小”，与公网的网络能力正好相反，这也是使用GPRS后大家普遍感觉非常失望、反差很大的根本原因；

目前GPRS理想的数据传输速率在30Kbps左右，油井密度大的地区，或手机使用频繁的区域，带宽只有几Kbps左右，无法满足宽带的需求，视频业务的接入完全没有可能；

实时性差，GPRS的时延容易受到网络负荷和环境的影响，时延一般为600~1500ms；

GPRS由于技术的局限，它的的丢包率在1%~4%左右，丢包率太高，是工业应用无法容忍的，需要在网络的上层进行二次开发才能满足系统的要求；

GPRS/CDMA－1X因租用公网网络，随时间累积，其线路租用费用对油田来讲也是一笔很大的支出。

我们认为GPRS/CDMA-1X已经完成了历史使命，已经不适应“数字油田”的发展要求，可以作为一个临时或过渡性的技术使用。

3、无线网桥（802.11a）技术

无线网桥技术也已经广泛地应用于“数字油田”的建设中，特别是在视频监控应用方面发挥了重要的作用，但是在应用到“工业数据采集传输”方面就渐渐地暴露了它的技术局限性。

工作频率：

所有无线网桥产品均采用802.11技术，工作频率一般为2.4GHz或者5.8GHz，采用20MHz载波，BPSK、OFDM、64QAM的调制。

带宽：

一对无线设备产生的TCP吞吐量在20~50Mbps之间，所以说宽带能力比较突出，可以满足大部分的视频监控和数据采集的需要。

私有网络：

油田建设的无线网桥专用网络，不受别人的控制，不受公众的影响，业务实施时实时性（时延小）很好。

应用广泛程度：

发展历史悠久，已经有20年的历史，最早用在军事应用，后转为民用，全世界都在大量应用。

性价比：

由于有大量应用，设备基本都在国内生产，价格低，一般单端设备价格在2000-8000元左右。

总体成本比较低。

性能价格比非常高。

组网方式：

支持点对点和点对多点，网络可任意部署。

传输距离：

在视通的情况下，点到点传输距离可达50km以上。

技术成熟度高：

国内外有大量应用，大量厂家提供设备，技术和相关支持支持。

如视频服务器、串口服务器等。

维护成本：

由于设备成熟度高，环境适应性高，一般较少设备故障，维护成本低。

国家产业政策：

所使用的技术体制和频点国家开放，国家政策上大力支持。

不需审批，不需向无委会缴纳占频费。

安全策略：

Orinda无线网桥通过绑定MAC地址才能通信，无线信号不能被普通终端搜索到，保证数据的安全。

并支持多种加密方式。

支持多终端：

WiFi产品的终端非常丰富，所有WiFi终端都可以接入MESHWiFi网络，所以终端多样化（PDA、无线网卡、CPE等多种形态），价格也比较便宜。

防护等级高：

防护等级达业内最高级别的IP68标准。

工作温度介于零下45度到零上60度。

功耗小：

正常工作单台Orinda网桥设备的功耗约为4W，峰值为8W。

工业级别：

Orinda网桥设备为电信级。

QoS：

支持QoS，可定义优先级别。

数据采集终端需要改进；

采用开放频段，在城区存在其他无线用户的干扰。

我们认为无线网桥是满足视频监控等应用的最为理想的技术选择，在用作数据采集的无线接入平台时，频率规划时要采取谨慎、稳妥的频率规划方案，避免带来的干扰。

4、MESHWiFi技术

MESHWiFi技术，首先它是“WiFi技术”，其次它具有“MESH功能”，是“WiFi技术的一次创新和发展”。

MESHWiFi技术经过几年的发展，已经从早期的“双射频”MESHAP，发展到目前的“多射频MESHAP”，MESH功能不断增强。

MESH工作方式：

首先，MESH兼具无线AP和无线网桥的功能，所以同时具备AP和网桥的所有优势。

MESHWiFi（以***的产品为例），MESHAP和MESHAP之间形成网状链路，缓解了数量众多的AP依赖有线网络回传的问题，方便了客户建设无线WiFi网络，相对于传统的WiFiAP产品，为客户提供了极大的部署便利；

网状网络，网络可以无限延伸和扩大。

自带网络管理软件，可以随时查看网络上的任何信息。

支持高速移动，MESH节点移动速度可以达到200公里/小时而且没有切换之间的延时。

不需搭建高塔，利用各井之间的MESH网络连接，就可以搭建一个巨大的网络。

工程成本低。

网络可以自组网，几乎不用调试，前期和后期的维护成本都很低。

投资高，以大庆采油二厂部署的Mesh网络为例，有效覆盖面积2平方公里，如果全部覆盖采油二厂200平方公里的面积，需要近上亿的投资，客户认为该技术无法大规模推广。

大庆的油井是随机分布的，密度大，二厂拥有的油井超过1万口，实际情况是比较适合部署MESH。

但大庆油田选用的产品为阿德利亚的Mesh，该产品在大庆使用过程中存在部分问题，因为阿德利亚公司的产品本身有问题，所以阿德利亚公司已于2008年金融危机中倒闭。

5、McWiLL技术

McWiLL：

多载波无线信息本地环，该技术是在上世纪90年的无线本地环（WLL）技术的基础上发展起来的，是WLL技术的升级，支持语音为主，同时还可以具有“亚宽带”的能力，是窄带WLL技术和宽带无线技术（WiMAX）之间的过渡技术，该技术起源于美国的Navini公司，在引进中国后进行了“变频”的研究开发，可以支持中国的专网频段，但是核心的技术五年来一直没有任何发展，实际上，Navini已经在4年前停止了对该产品的继续研究开发，而把精力放在了移动WiMAX的研发上。

今年初，信威公司的大股东—大唐集团出售了其持有的股份，表明大唐集团已经对McWiLL失去了信心。

我们认为投资McWiLL存在明显的技术风险，因为一家公司私有的技术无法带来产业界的支持，不可能大范围使用。

McWiLL采用专用技术和频率，提供系列化的终端产品，集成了调度平台、视频平台等，是一款适合数据采集应用的专用产品；

McWiLL采用智能天线技术、可以较好地提供语音业务，还可以提供一定的数据接入能力。

标准和体制--McWiLL是私有的，不是标准化的技术，没有办法迅速地降低成本，无法形成规模效益，不利于长期的发展。

技术演进更是不可能的，5年来技术核心部分没有任何改进和优化；

业务提供—McWiLL原则上是按照语音的需要设计开发的系统，数据是辅助的业务，视频业务只能支持高压缩的H.264格式；

带宽能力—McWiLL系统的信道是1MHz，通过5个信道的捆绑实现的“5MHz的信道”，不是真正的5MHz，带来的结果是每个CPE的信道是1MHz，上下行的总带宽理论上是3Mbps，实际的吞吐量是2Mbps左右，实际的上行带宽是400Kbps左右；

覆盖能力—McWiLL采用全向天线，增益较小，造成覆盖距离较短，另外全向天线无法调整俯仰角度，如果基站和CPE之间落差较大时，无线信号无法“飘在天上”，无法到达地面，盲区很多，长庆油田就会出现这样的情况；

成本优化—McWiLL采用私有的芯片，基站的成本无法降低，设备庞大，占地，耗电量巨大，即不经济也不绿色；

McWiLL可以进行数据采集方面的应用，不适合宽带的应用。

不适合大规模的部署，资金投入和带宽的产出比太差。

二、新一代无线通信技术与传统技术的综合比较

数传电台

GPRS/CDMA

无线网桥

MeshWiFi

McWiLL

发展历史

20多年历史,在油田有大规模的成功应用

在油田有5~6年的应用,公众网把手机用户剩余的网络资源为油田服务

已经有10年应用历史，最早在军事上应用，后来转为民用，全世界有大量企业级的应用。

基于无线WiFi基础的技术，最近几年开始有大量应用

大唐信威公司专有技术，面向专网市场

无线技术标准

私有技术

公网GSM/CDM标准

无线局域网标准：

802.11a/b/g/n

接入标准：

无线局域网802.11a/b/gMESH标准

私有技术-McWiLL

使用无线频率

220-240MHz

800/900/1800MHz

5.8GHz为主2.4GHz为辅

2.4和5.8GHz

400/1800MHz

技术成熟度

成熟

成熟，国内外有大量应用

没有规模商用

技术成熟

通信距离

（有效距离）

几十公里

1~5公里，但是依靠蜂窝网络，形成广泛覆盖，油田的部分地区可能没有信号，如沙漠、海上等

典型有效距离20Km以内，点对点通过大天线可以达到30Km，

网络节点间：

MESH11a：

十公里内，接入11b/g：

200米内

McWiLL采用全向天线，制约了覆盖能力

接入方式

点对点，

企业级轮询技术

点对多点

TDMA电信级空口技术

点对点、点对多点

可以自由组合。

电信级私有空中接口

TDMA技术

支持80路数据并发

传输带宽

几百K

几十K

占用20MHz载波单个产品最高产生20~50Mbps吞吐量

占用20MHz载波单个MESH提供70Mbps吞吐量，

5个1MHz载波捆绑而成5MHz,，理论速度为15Mbps，实际吞吐量不超过10Mbps

技术优势

不需要建设专用网络

简单

网状连接，灵活组网

专网技术

设备成本

经济

设备单价不高，综合成本高

单价很高，综合成本稍高

工程成本

低

不高

架设简单，不需架设高塔，基本需要视距传输

架设简单，不需要架设高塔，每个需要连接的井站架设设备就可以，支持非视距传输

稍高

基站架设复杂，基站数量少，

支持非视距传输

环保

低频，环保

国家标准的100mW

发射功率100-500mW

发射功率500mW-2000mW

维护成本

一般,没有网络管理功能

每年要交维护费用

较高

高

稍高,有网络管理系统

国家产业政策

支持

开放频段

专用频段