大唐移动：石油行业TDiN专网方案

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在石油行业，“数字油田”概念的提出是“两化融合”建设思路在石油行业的契合，是指以信息技术为手段全面实现油田实体和企业的数字化、网络化、智能化和可视化，从而将技术、产品、管理等各个层面相互融合，实现石油行业信息化的工业化落地和工业化的信息化管理，最终达到降低生产成本、提高生产效率、实现智能管理决策的目的。

　　中石油的“数字油田”构建框架始终都是围绕着“以系统集成、信息共享、分布式网络、数据安全稳定为宗旨，以信息技术为支撑，以互联网为传输媒介，以管理决策和信息共享为目标”的要义在规划和实施。

　　经过近9年的数字油田建设经验积累，中石油更加注重由规划阶段向实施阶段的转化，由以往单纯的技术手段的选用上升到综合考虑环境特点和需求的全方位解决方案。

　　井口接入：TD-LTE成应对良方

　　作为数字油田中至关重要的信息传输通道，数据传输网络的部署方式和可靠性，关系到前端基础数据能否及时、通畅、准确的传递到后端处理平台。

　　如果全部采用以xPON为主的传输解决方案，虽然可靠性得以保障，但是作为有线传输方式，在线缆铺设环境恶劣的地区，施工难度、成本等都难以控制，特别是在场站到附近井口、井簇之间的通信传输场景下，有线方式提供的解决方案更是捉襟见肘。如何完成井口到场站快速、安全、经济、可靠的信息回传，这“最后一公里”的通信接入成为困扰中石油的瓶颈问题。

　　针对“最后一公里”的通信瓶颈，大唐移动提出了采用TD-LTE技术构建石油行业TDiN宽带无线专网的方案，成功解决井口到场站之间的通信问题，并已经在实际环境的应用中得到良好的验证，成为解决数字油田井口通信“最后一公里”接入瓶颈问题的首选。

　　TD-LTE技术是国际标准化组织3GPP和ITU-T接纳的第四代移动通信技术，采用扁平化网络架构、OFDM、MIMO、高阶调制、双流波束赋型、智能天线等关键技术。

　　首先，TD-LTE技术是主流的无线通信技术，使用TD-LTE技术可确保数字油田的建设紧跟技术发展的步伐，使得数字油田在技术方面具有持续力和延展力;其次TD-LTE具有高带宽(下行峰值速率大于100Mbps，上行峰值速率大于50Mbps)、广覆盖(实际测试单基站覆盖距离超过20千米)、低时延(控制面时延小于100ms，业务面时延小5ms)的特点。

　　作为国际第四代移动通信标准之一的TD-LTE技术，从先进性、业务能力、实时性、安全性等方面，都具备承担数字油田数据传输的能力，可确保数字油田的数据及时、通畅、准确的传递到后端处理平台，并且能够减少基站建设的数量、节省投资。

　　大唐移动根据数字油田数据传输网络建设需求，结合TD-LTE技术特点，开发出应用于基于TD-LTE技术的TDiN宽带无线专网。TDiN宽带无线专网具有设备小型化、组网紧凑化、工程实施简单、操作维护简便的特点，可满足数字油田数据传输的组网、业务需求。

　　先进性、可靠性、经济性同时抓

　　TDiN宽带无线专网充分考虑兼顾需求和技术的发展，采用国内外成熟的技术，高起点构建成熟规范的信息通信系统平台。在技术上有一定的超前性，保证油田无线传输与办公信息通信建成为信息化(网络化、智能化)程度高，防范严密、及时准确的综合性系统。

　　除了保证现有的无线视频传输、工业数据传输外，还要兼顾未来数字化油田大量数据的传输需求，除了满足当前生产需求外，还要保证系统可以承载企业办公通信。

　　在确保实用性、先进性的前提下注重系统建设成本和投入的阶段性，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。性能稳定可靠，抗干扰、抗恶劣环境能力强，对现场生产条件有极强的适应性。

　　在安全控制和保密功能方面，该方案可提供和支持必要的安全保护手段，防止由于操作人员的失误以及系统的意外故障而造成数据丢失或破坏;同时能防止系统外部的侵入和人员的非法操作。

　　不仅如此，该技术具有自主知识产权，从原理上克服了采用其他技术的后门漏洞。大唐移动通过采用多重安全机制进保证网络安全，在核心网侧采用IPSec加密，EPC核心网络隐藏等技术保证网络安全，在接入网侧采用接入双向鉴权、加密、完整性保护等技术确保空口安全，同时依托于大唐移动在国家安全方面的项目经验，可提供端对端的硬件加密安全机制，完全保障油田数据传输的安全可靠。

　　此外，TDiN宽带无线专网，强调产品的使用性和实用性，将“数字油田”的大概念通过技术、产品、业务三个具体方向实现落地，一方面通过石油行业技术融合、产品融合和业务融合，真实解决井口“最后一公里”通信接入的问题，另一方面通过丰富的使用感受使工业用户更易接受产品，可提供丰富的无线传输覆盖功能，包括在油田生产区域建设TDiN宽带无线专网，可利用TDiN工业级CPE提供Ethernet接口与摄像头相连，在基站覆盖的区域内可将井场高清图像实时上传;可提供生产数据传输、遥控;可提供VOIP语音通信、视频呼叫功能，还支持呼叫、强插、强拆、组呼、群护、录音、监听、呼叫代答、夜服等调度功能，生产调度指挥员可以统筹企业的所有资源，并及时处理在生产中出现的各种情况。

　　多渠道支持数字油田建设

　　在提供各种业务的同时，大唐移动从网络和企业运营安全角度出发，多种保障措施为数字油田保驾护航。

　　从油田数据的业务性质考虑，无线视频监控和工业数据传输是关键应用、优先级最高，其它传输的业务数据优先级次之，优先级顺序可由高到低概括为语音调度、语音通信、移动办公、可视电话。对于不同优先级的传输数据，大唐移动TDiN宽带无线专网在核心网侧根据预先设置的业务优先级保证资源分配和调度的优先级，优先保证关键应用的传输带宽;在传输侧采用VLAN机制，将不同QoS的业务采用不同的VLAN，从而保证业务隔离，非关键应用例如Internet上网的突发不会影响关键数据的传输质量，从而保证关键的工业、调度、视频数据即时上报。

　　TDiN宽带无线专网在设备网管端对操作员进行分级，不同级别的操作维护人员有不同的权限。网管系统还会记录30天内的操作日志，记录用户在什么时间做了何种操作，保证后续核查有记录，从而确实保障系统操作时的安全。

　　该方案在终端与接入控制设备之间，通过在呼叫建立阶段协商产生密钥进行数据加密，通过对终端与接入控制设备之间业务数据进行加密，用于保护用户通信信息不会被窃听或泄露;在终端与接入控制设备之间，控制信令进行加密，来防止信令控制过程相关信息的泄密;在呼叫过程中，通过对交互信令进行合法性确认，来检测是否存在非法信令入侵，一旦发现非法信令入侵，中止该呼叫过程，以防止信息被窃听或被泄，从而做到呼叫过程的完整性保护。

　　此外，利用呼叫控制服务器的支持，该方案还对终端之间提供端到端的加密功能。整个系统嵌入密钥管理模块，在终端上置入专用加密模块，密钥管理模块与呼叫控制服务器配合，完成密钥的分发功能，实现端到端的加密。此外，端到端加密还可根据密级要求和应用场景，来确定密钥的管理策略，也可采用油田自定义算法进行端到端加密，保证油田生产图像数据的安全传输。

　　一种产品能否被市场接纳，既取决于产品的技术是否先进、是否能够满足应用的需要，更取决于是否能够为用户提供适用、可靠的服务，只有将用户的需求和使用感受放在第一位，才能保证产品是能够被用户接收、具有市场价值的。大唐移动TDiN宽带无线专网以先进的TD-LTE技术为基础、用户需求为标尺，致力解决数字油田井口通信“最后一公里”接入瓶颈问题，建设油田信息化高速公路。