大唐電信TD-LTE專網助力中石油“數字油田”建設
自2012年國際電信聯盟正式審議通過將LTE-Advanced和確立為IMT-Advanced(俗稱“4G”)國際標準，LTE技術憑借其在移動通信網絡寬帶化、IP化、智能化等方面的顯著優勢，獲得了國際上業界的贊賞。LTE網絡在全球的迅速普及成為物聯網快速發展的有力推手，作為物聯網的基礎承載網絡，LTE無線網絡實現了移動通信終端與物聯網終端的協同融合，解決了傳統無線通信網絡無法滿足物聯網對數據傳輸的需求，使得物聯網應用在部署范圍和應用領域得到延伸發展。促進是相互的，同樣伴隨著物聯網物的飛速發展，LTE技術的應用領域也不再局限在公網應用，而是逐漸延伸至行業專網應用。
TD-LTE技術的出現讓移動通信產業不再簡單的局限于通信本身，而將隨著物聯網產業的發展融入到整個社會。據賽迪顧問預測，至2015年，中國物聯網整體市場規模將達到7500億元，至十二五末，年復合增長率將超過30%，物聯網將成為全球信息通信行業的萬億元級新興產業。物聯網產業的高預期增給通信企業提供了新的市場機遇。面對新的機遇，大唐電信科技產業集團(以下簡稱“大唐電信集團”)已做好準備。作為TD標準的發源地、TD-LTE核心標準的提出者，依然是TD-LTE的靈魂企業。隨著通信行業的快速發展，大唐電信集團不再局限于“TD代言者”角色，而是以技術創新實力為出發點，籌劃并實施了從相對獨立的單一產品，走向多元化產品、集成化服務、規模化發展和國際化拓展的新布局，并在物聯網等戰略新興業務領域做了深入實踐，為TD技術的可持續發展拓寬空間。
作為國家物聯網重點企業，大唐電信集團早已預見到行業專網將會形成更為多元化的TD-LTE需求，順應市場需求，大唐電信集團整合優勢資源，以傳統的產業優勢與新型的商業模式相結合，調整企業戰略，成立物聯網和行業信息化事業部，加強面向行業、政企市場的建設。
定制化方案滿足石油行業特定需求
物聯網掀起世界信息產業的又一次浪潮，各行各業開始探索物聯網在行業中的應用。物聯網對于推動國家經濟繁榮發展的油氣開采行業來說至關重要，如何利用物聯網的的應用特性，為油氣田智能化帶來更廣泛的控制、更統一的管理、更符合業務用戶要求體驗呢?
基于此思考，中國石油天然氣集團公司(以下簡稱“中石油集團”)緊跟信息化發展腳步率先開展了物聯網的應用研究，并在中石油“十二五”信息化規劃中確立了物聯網項目,建設油氣生產物聯網系統。然而石油行業中無論是海上油田還是陸地油田，都存在作業地理分布分散，通信環境惡劣等問題，為油田數據自動采集、數據傳輸網絡、生產管理系統、自動化控制帶來了困難，同時，也為油田的辦公通信帶來了障礙。要優化石油通信網絡必須引入新的技術手段。對于油氣生產物聯網系統來說，網絡通訊技術選擇非常關鍵，在現有的有線通信網、無線公網、WLAN等無線寬帶接入網等眾多可選網絡之列當中，TD-LTE具備了廣覆蓋、高帶寬、高保密性、非視距傳輸、支持高速移動、支持終端漫游切換等特點，可全面滿足油田生產物聯網對安全性、業務承載能力、網絡覆蓋、可靠性、應用范圍的高需求。
2012年12月，大唐電信集團下屬物聯網事業部就與中石油集團建立了戰略合作關系，確保雙方在3G/4G TD移動通信專用網絡、信息安全、物聯網以及行業信息化標準等信息化建設領域展開密切合作。2013年1月，大唐電信集團順利獲得中國石油天然氣集團公司一級物資供應商資質，這一資質的獲得為大唐電信集團開拓行業市場再添籌碼。為響應大唐電信集團及中石油集團的業務部署需求，全力推進中石油集團“油氣生產物聯網系統”項目，大唐電信集團深入油田，充分考慮當地繁復的生產、設備和業務需求，以嚴謹、認真的工作作風，向“油氣生產物聯網系統”交付了一份滿意的答卷。
大唐電信集團經過對油田業務的不斷研究、實景勘察和測試，為石油行業信息化建設“量體裁衣”，以滿足油田的現代化生產水平為目標，積極打造融合采集層、傳輸層、業務層的端到端整體解決方案，大唐電信集團“數字油田”解決方案采用物聯網技術，實現了油氣田井區、計量間、集輸站、聯合站、處理廠生產數據、設備狀態信息的采集，通過有線與無線多種傳輸方式實現采集信息的安全可靠傳輸，實現了在作業區生產指揮中心及生產控制中心的集中管理和控制。該方案可改變傳統的生產管理方式，提高工作效率和管理水平,優化生產管理流程。已成功為多名行業客戶部署了高效安全的綜合解決方案。
持續創新，新品開發滿足油田特殊場景
數字油田中的“油氣生產物聯網系統”建設目標，是利用IT技術實現作業現場數據的監測、采集、共享、分析、處理，實現生產現場的可視化、生產過程的監視和遠程管理，從而達到降低生產成本、提高生產效率、實現智能管理決策的目的。系統的建設專門面向油田的生產、生活，圍繞油田物聯網展開業務，能夠確保各類數據的傳輸暢通，并且可以根據油田本身的網絡特點進行相關的系統網絡設計和建設，可以根據油田行業需求定制開發不同的終端、基站、核心網產品以及業務平臺，可以定制個性化業務，能夠根據油田行業的通信需求提供端到端的解決方案。比如油井無線數據回傳、計量間無線數據回傳與遠程控制、中轉站無線數據回傳、配注間無線數據回傳與遠程控制和注水井無線數據回傳與遠程控制。TD-LTE油田專網解決方案是大唐電信集團基于第四代移動通信國際標準TD-LTE技術，以成熟可靠的公網設備為基礎，結合行業的具體特點經過優化而開發的無線通信系統。該系統產品高度集成和小型化，便于部署和維護，環境適應性強，可以適應極寒、高溫、高低溫交變、日曬、雨淋、干燥、風沙、腐蝕等各種惡劣環境，同時具有高帶寬、低時延、廣覆蓋、安全可靠性高等技術特點，為油田提供可靠的油氣井采集信息傳輸通道以及海上油田超遠距離傳輸覆蓋，同時上層可搭載豐富的集群調度、視頻監控等寬帶多媒體業務，提高生產指揮調度水平。
大唐電信集團TD-LTE無線專網已在多地油田進行試點應用，以內蒙古自治區錫盟地區某油田為例。對采油井、輸油管和儲油罐工作狀態的實時監控一直是油田生產中的一項重要而艱巨的工作內容。油田試點主要為該區域的油采區和輸油管線提供TD-LTE全覆蓋，實現油、水井的視頻監控，RTU傳感器數據和自動化控制，保障油田安全生產，科學管理，打造數字化油田，加快油田的信息化建設。其中，采油作業區含多個采油區域，每個采油區域包含數個采油站，油站下分布有油井、水井、螺桿井等，大約包含幾千口采油井。通過對油田現場無線環境、站址的實地勘察和信息數據的詳細采集，大唐移動結合油田業務的無線覆蓋要求以及三維地理信息地圖，進行了TD-LTE無線網絡預規劃和參數仿真，從而形成適合油田特性的無線網絡建設方案。
由于該油田實驗站地處草原，地形平坦，地面落差20到40米，本次實驗站選用的TD-LTE專網產品均為小型化設備，不僅方便專網的搭建和應用，而且相比公網系統還可大大降低組網成本。
通過大唐移動的CPE終端將油井的視頻監控及RTU傳感器數據實時上傳到實驗站(基站)，通過光傳輸與上級核心網設備連接，后通過IP傳輸網絡送到油田監控中心。
試點抽油井
大唐電信集團TD LTE無線專網系統在數字油田的應用，對提高油氣開發與加工能力、提高管理決策水平，以及降低經營風險具有重大意義。相關研究表明，數字油田能大幅度降低石油生產成本，油田平均采收率可從現在的30%提高到50%以上。油田TD-LTE專網試點項目，為油田生產和安全提供了有力的保障，促進了油田生產效率，加快了數字油田建設速度。
(1)偏遠井場覆蓋：
通信基站一般建設在成片的井場生產區，進行區域覆蓋。對于遠端偏遠井場，如果井場較少，從成本上考慮不適合單獨建站。如下圖所示：
這種場景，可以采用無線網橋，將偏遠井場的生產數據和視頻，傳輸到有TD-LTE覆蓋的區域，再接入終端CPE，進入TDiN專網。
(2)遮擋嚴重場景：
在丘陵、溝壑等場景下，有些井場建設在山谷中，無線通信鏈路遮擋嚴重，給通信帶來困難。如下圖所示：
這種場景，需要在山頂增加中繼或者直放站等設備，將無線信號延伸到被遮擋的井場。
(3)基站無機房時解決方案：
在基站建設時，一般情況下鐵塔下需要有機房。對于不具備條件建設機房或者建設機房成本高和周期長，可以使用室外型機柜來解決。如下圖所示：
該機柜性能上達到一般機房的條件，完全可以滿足電信級通信設備的布防需求。
攜手共建數字油田，推進兩化融合
數字油田的核心是建立一個由新工具、新技術支持的涵蓋油田生產、管理和居民生活的新油田生態系統。其建立在可全面感知的油田基礎設施之上，能夠運用信息技術手段更透徹地感知和掌握整個油田的運行狀況，更順暢的進行管理、溝通和協作，更敏銳的洞察事關油田生產和居民生活的各種問題。
以用戶的需求為根本出發點，既是數字油田、乃至所有兩化融合的大勢所趨，也是產品、解決方案存在、發展的必然要求。在信息化技術飛速發展的今天，大唐電信集團將最先進的無線通信技術TD-LTE引入到石油行業中，從芯片，終端，無線接入網，核心網，多媒體軟交換，業務平臺到端到端的產品，通過一條完整的TD-LTE產業鏈，為油田客戶量身打造的TD-LTE信息化解決方案，通過豐富的使用感受使工業用戶更易接受信息化的改造，打通石油行業工業化、信息化交互的暢通雙車道。