近海環(huán)境的視頻業(yè)務(wù)加速了衛(wèi)星帶寬的需求

+王琦

在近海石油天然氣勘探中，高清（HD）視頻的應(yīng)用正在不斷增長(zhǎng)，因此對(duì)通信帶寬提出越來越高的需求。石油天然氣公司在這方面的新要求，也為衛(wèi)星公司與衛(wèi)星通信服務(wù)商提供了新的機(jī)會(huì)。

目前，根據(jù)距離劃分的話，近海石油天然氣平臺(tái)（鉆井及船只）屬于遠(yuǎn)程平臺(tái)，但它們很少超出人眼的可視范圍。近海視頻通信有提高安全性、改善勘探效率及加強(qiáng)監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在它已成為一種通用方式，而且還在繼續(xù)發(fā)展。

在近海視頻通信中，衛(wèi)星通信服務(wù)商擁有宏大的目標(biāo)市場(chǎng)，并且這個(gè)市場(chǎng)還在不斷增大，但光纖網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)也是這些廠商必須面臨的挑戰(zhàn)。不過，在光纖設(shè)施沒有或尚未鋪設(shè)的地方，衛(wèi)星還是有接收到信息的機(jī)會(huì)，所以油氣企業(yè)仍堅(jiān)持在全世界的遠(yuǎn)程地區(qū)及深海區(qū)域?qū)ふ沂图疤烊粴狻?/p>

一.實(shí)時(shí)勘探應(yīng)用

視頻業(yè)務(wù)提供了實(shí)時(shí)的勘探情況，讓公司可以身臨其境地監(jiān)視操作。位于陸地的勘探管理者非常需要近?？碧讲僮鞯囊曨l，這些視頻用以大量地監(jiān)視中心定位，尋找周邊的錨定位置。這樣，勘探管理者可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)確定勘探方向。

實(shí)時(shí)勘探還改善了總體決策過程，讓作業(yè)更有效率，使成本保持在可控范圍里。

石油公司在勘探方面投入了很大的預(yù)算。殼牌（Shell）公司的電信經(jīng)理Don Happel就說，“實(shí)時(shí)勘探是我們視頻通信方面的最大應(yīng)用，勘探部門擁有很大的預(yù)算，他們需要針對(duì)這一業(yè)務(wù)投入成本?！?/p>

他補(bǔ)充說，視頻業(yè)務(wù)在勘探作業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，既應(yīng)用于鉆井平臺(tái)，又用于海底的水下機(jī)器人（ROV）及監(jiān)視海底。因此既裝備于海面，又裝備于海底。

在勘探過程中，ROV潛入水下審核海底的樣本，同時(shí)照看好生產(chǎn)設(shè)備，保證所有設(shè)備運(yùn)作正常，并對(duì)潛在的問題做出評(píng)估。

承包商Oceaneering公司注意到，為了觀察實(shí)時(shí)勘探作業(yè)，在ROV上安裝高清相機(jī)的需求越來越大。該公司的通信及應(yīng)用開發(fā)主管Mark Stevens對(duì)此發(fā)表評(píng)論說：“我們知道施工方很喜歡這樣做，因?yàn)檫@樣就為他們節(jié)約了派人出海及商量決策的費(fèi)用?！?/p>

墨西哥灣深水地平線號(hào)（Deepwater Horizon）鉆油平臺(tái)漏油事件后，水下勘探的實(shí)時(shí)監(jiān)視變得更加重要。Stevens也是如此認(rèn)為，“近海視頻的應(yīng)用在Deepwater Horizon事故之前已經(jīng)增長(zhǎng)，但后來它的確加速了需求。” 目前，石油公司正在尋找改善安全的方式，以便提高水下勘探的實(shí)時(shí)監(jiān)視水平。

Stevens還指出，使用檔案材料，對(duì)于勘探者來說如同應(yīng)用YouTube網(wǎng)站，這些材料為他們提供了任何時(shí)間在任何地點(diǎn)的勘探過程，從而幫助他們?nèi)諒?fù)一日地針對(duì)各類問題確定最佳方案。他對(duì)近海視頻很是看好，“視頻通信占了我們收入的很大一部分。我認(rèn)為這一應(yīng)用將繼續(xù)增長(zhǎng)，因?yàn)檫@對(duì)于近?？碧疆a(chǎn)業(yè)來說是一項(xiàng)相當(dāng)新穎的技術(shù)，因此它有一個(gè)普及的過程?！?/p>

二.船對(duì)船應(yīng)用

Oceaneering公司注意到，在近海領(lǐng)域的船對(duì)船通信中，船上視頻分配業(yè)務(wù)正不斷地增長(zhǎng)。再加上近?？碧揭曨l的迅速發(fā)展，近海設(shè)施與岸上辦公室的分配網(wǎng)絡(luò)將會(huì)很快實(shí)現(xiàn)全日制鏈接。

Stevens說，他所在部門目前工作量，船對(duì)船的業(yè)務(wù)就占了近50%。在勘探視頻通信中，Oceaneering公司可提供高達(dá)50 Mbit/s的高速帶寬。

三.個(gè)人應(yīng)用

在海上工作是非常艱苦的。但通過接入互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)電話（Skype）或可視電話（FaceTime），工人們可以與家人保持聯(lián)系，讓生活不至于單調(diào)。

在高端業(yè)務(wù)應(yīng)用中，隨著個(gè)人使用智能手機(jī)和平板電腦的比例增長(zhǎng)，對(duì)帶寬的需求變得非常大。然而，要在運(yùn)作大型業(yè)務(wù)應(yīng)用的同時(shí)尋找空余帶寬并不容易。工人們占用帶寬的最佳時(shí)段通常是晚上，因?yàn)榇藭r(shí)的業(yè)務(wù)流量一般不大。殼牌公司為工人們開放網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間也是晚上，不過一定是業(yè)務(wù)流量不大的晚上。

對(duì)于帶寬問題，Happel深以為然，“這在20年前不是問題。但現(xiàn)在，對(duì)增長(zhǎng)帶寬的需求就是一個(gè)經(jīng)常性的問題。這個(gè)需求從來沒有下降過。”

Johnson則想到，石油和天然氣公司面臨的挑戰(zhàn)是，業(yè)務(wù)提供不間斷通常會(huì)耗費(fèi)高價(jià)的成本。這些公司在尋求良好的業(yè)務(wù)提供方法，但它們需要很好地控制成本。

當(dāng)然還有其它在用并有所增長(zhǎng)的視頻業(yè)務(wù)，比如數(shù)字標(biāo)牌、遠(yuǎn)程醫(yī)療、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（Closedcircuit television，CCTV）及遙測(cè)等。

四.拓展帶寬

運(yùn)營(yíng)商對(duì)近海設(shè)施視頻通信的需求不斷增長(zhǎng)，意味著通信服務(wù)商不得不面臨一個(gè)挑戰(zhàn)——提供更多帶寬，同時(shí)還不能提高用戶太多的成本。

例如，近海平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)帶寬為5-10Mbit/s，計(jì)劃將提高至20Mbit/s，不久的將來，隨著視頻通信需求的增長(zhǎng)，某些設(shè)備將需要高達(dá)100Mbit/s的帶寬。

而這些運(yùn)營(yíng)商對(duì)Johnson說，在提高相應(yīng)成本的基礎(chǔ)上，他們更傾向于20Mbit/s以上的帶寬。

Johnson還補(bǔ)充說，“用戶都在尋求帶寬的最大成本效率，我們需要以新的方式提供帶寬。以傳統(tǒng)方式提供100Mbit/s帶寬是一大挑戰(zhàn)，因此我們需要提高效率?！?/p>

五.數(shù)字勘探平臺(tái)

創(chuàng)新未來的勘探平臺(tái)是獲取更高效率、保持成本的一種方法，這些勘探平臺(tái)通常被人們稱為“數(shù)字勘探平臺(tái)”。

那么這些未來的勘探平臺(tái)是什么樣子呢？那真是眾說紛紜了。不過有一些人認(rèn)為，這些勘探平臺(tái)將所有的遠(yuǎn)程設(shè)施的IP設(shè)備集成在一起后，“數(shù)字勘探平臺(tái)”才算真正地建立起來了。從本質(zhì)上說，每個(gè)儀表及發(fā)射器都是一個(gè)單獨(dú)的IP設(shè)備。當(dāng)所有的設(shè)備集成在一個(gè)“數(shù)字勘探平臺(tái)”上，就可以為五、六個(gè)各不相同的公司提供支持與監(jiān)視。

Johnson認(rèn)為，完全應(yīng)用合成設(shè)備來處理提供勘探平臺(tái)信號(hào)報(bào)告的所有儀表及設(shè)備的數(shù)字輸出，可能會(huì)為了提供更高的效率及更高的帶寬而投入巨額成本。不過他表示，Harris CapRock公司傾向于在未來3至6個(gè)月里提供這樣一套集成在一起的業(yè)務(wù)。

具有擺頭、對(duì)焦及傾斜等功能的紅外照相機(jī)在晚上用來監(jiān)視海上各個(gè)方面的設(shè)備，也為勘探作業(yè)提供了完善的和最先進(jìn)的加密技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。Happel顯然十分認(rèn)同，“對(duì)于向新奧爾良的作業(yè)和維護(hù)中心回傳視頻內(nèi)容，加密是一種十分理想的應(yīng)用?！?/p>

六.光纜的競(jìng)爭(zhēng)

“目前，我們一旦需要就可以應(yīng)用衛(wèi)星，但成本很高?！?Happel不止如此說到，還舉出了經(jīng)常遭受風(fēng)暴襲擊的墨西哥灣的例子。

2005年的卡特琳娜颶風(fēng)時(shí)，人們就在該地區(qū)啟用了微波網(wǎng)絡(luò)，而被毀壞的原有通信系統(tǒng)完全恢復(fù)則經(jīng)歷了6-12個(gè)月。這意味著殼牌公司必須使用Ka波段衛(wèi)星來獲取其作業(yè)所需要的帶寬。不過Happel仍有所顧忌，他認(rèn)為Ka波段衛(wèi)星業(yè)務(wù)的確很有用，但時(shí)常要經(jīng)受雨衰的影響。

為此，殼牌公司當(dāng)時(shí)應(yīng)用了C波段衛(wèi)星業(yè)務(wù)。C波段衛(wèi)星業(yè)務(wù)對(duì)雨衰不敏感，還能較好地與微波系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接。在殼牌公司的C波段應(yīng)用中，至平臺(tái)的下行速率為4Mbit/s，至岸上的下行速率為2Mbit/s，至岸上的下行速率為10Mbit/s。至岸上的下行速率可提高到至平臺(tái)的下行速率，即10Mbit/s。殼牌公司的最低需求為4Mbit/s，這樣就滿足了其話音和其它業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。

然而在墨西哥灣，光纜是衛(wèi)星的強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。一旦殼牌公司的“奧林巴斯”（Olympus）張力腿平臺(tái)（tension leg platform，TLP）于2013年下半年或2014年下半年開始生產(chǎn)，公司將接入英國(guó)石油公司（BP）的現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡(luò)，從而滿足帶寬需要。

殼牌公司接入英國(guó)石油公司設(shè)施的成本大約是4000萬美元，而“奧林巴斯”項(xiàng)目獲得的總投資大約為20億美元。研發(fā)經(jīng)理發(fā)現(xiàn)，以這一價(jià)格來獲得一套完整的運(yùn)行平穩(wěn)的系統(tǒng)是可以接受的，

這樣，“奧林巴斯”張力腿平臺(tái)將擁有10Mbit/s的接入岸上的速率，并擁有將德克薩斯灣至密西西比灣的環(huán)路拓展至殼牌深水開發(fā)和生產(chǎn)區(qū)域的能力。

Happel說，如果“奧林巴斯”項(xiàng)目獲得成功，更多光纜方案將在墨西哥灣得到應(yīng)用，殼牌公司很可能在未來的5至10年里鋪設(shè)自己的光纜網(wǎng)絡(luò)。

英國(guó)石油公司是英國(guó)的一大重要廠商，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用了光纜網(wǎng)絡(luò)，也計(jì)劃在世界其它地區(qū)采取同一戰(zhàn)略。

英國(guó)石油公司在倫敦的新聞發(fā)言人 Robert Wine說，“我們使用視頻，一旦需要便增加了我們總體通信能力的價(jià)值。但從光纜的角度來看，作業(yè)數(shù)據(jù)是最重要的內(nèi)容。我們已經(jīng)在整個(gè)北海及其它地區(qū)鋪設(shè)了2000公里的海底光纜，從岸上可以實(shí)施連接，甚至在某些領(lǐng)域?qū)嵤┳鳂I(yè)。在未來的幾年里，其它地區(qū)將轉(zhuǎn)向光纜而不是轉(zhuǎn)向衛(wèi)星?！?/p>

七.其它機(jī)會(huì)

在墨西哥灣，光纜網(wǎng)格的競(jìng)爭(zhēng)使衛(wèi)星通信服務(wù)商在自己的系統(tǒng)中不得不保持提供更多帶寬，以及為用戶維持成本控制等，這些方面都讓服務(wù)商感到了壓力。

如果說，墨西哥灣發(fā)展為光纜地區(qū)越來越成功，那么在世界其它地方，則為衛(wèi)星的近海視頻通信提供了豐富的機(jī)會(huì)。尤其是在深水領(lǐng)域，例如西非、巴西以及東南亞和澳大利亞等地區(qū)。

真正的遠(yuǎn)程新興近海領(lǐng)域是北極地區(qū)，即阿拉斯加、加拿大、俄羅斯、挪威及格林蘭等近海區(qū)域。

曾有預(yù)告，北極區(qū)域擁有大量的石油和天然氣資源。但在北極區(qū)域，用于開發(fā)和生產(chǎn)的設(shè)施極少。挪威國(guó)家石油公司（Statoil）近期公布了其加速北極地區(qū)開發(fā)的行動(dòng)——在2013年全年的挪威巴倫支?？碧交顒?dòng)中鉆9口井。它還計(jì)劃在不晚于2015年的時(shí)間里勘探阿拉斯加近海地區(qū)。

在這些遠(yuǎn)程的近海活動(dòng)中，衛(wèi)星可提供實(shí)時(shí)的勘探方案，可針對(duì)設(shè)備、儀表、安全視頻鏡頭進(jìn)行視頻監(jiān)視，以及它的加密應(yīng)用。

石油和天然氣產(chǎn)業(yè)在不斷地投資技術(shù)，期望人們?cè)?0年前尚不能涉及的世界上的某些區(qū)域里接入網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)將保持這些新應(yīng)用與總部的連接助力。