油田無線對講通信系統(tǒng)方案與實踐

摘要：人煙稀少的野外作業(yè)，基于安保和生產(chǎn)調(diào)度的需求，建立一套覆蓋范圍廣，通信質(zhì)量好的無線對講系統(tǒng)，非常必要。該系統(tǒng)實現(xiàn)人，車、電臺調(diào)度室之間，無論人或車行駛在作業(yè)區(qū)域，都可以隨時隨地的和全網(wǎng)的其他手持或車載的電臺通話，實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度和安保信息發(fā)布等功能。

關鍵詞：無線對講；通信基站；中繼；沙漠

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）22-0059-03

1背景概述

中國石油海外項目的油田大多數(shù)位于人煙稀少的野外，尤其是非洲地區(qū)，海外油田基于安保需要和生產(chǎn)調(diào)度的需求，建立一套覆蓋范圍廣，通信質(zhì)量好的無線對講系統(tǒng)，非常必要。本系統(tǒng)實現(xiàn)人，車、電臺調(diào)度室之間，無論人或車行駛在作業(yè)區(qū)域，都可以隨時隨地的和全網(wǎng)的其他手持或車載的電臺通話，實現(xiàn)油田生產(chǎn)調(diào)度和安保信息發(fā)布等功能。

本系統(tǒng)技術方案是處于非洲撒哈拉沙漠地區(qū)的某油田，地形高差在20米左右，在高低不平的沙漠地區(qū)安全有效的進行通信是關系到油田進行正常的生產(chǎn)生活的重要因素，根據(jù)客戶需求我們對本項目所涉及的設備以及技術內(nèi)容進行了詳細的設計，以確保本對講系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行。

2用戶需求

系統(tǒng)場強要能夠覆蓋沙漠以及周邊區(qū)域，達到無盲區(qū)通信。

系統(tǒng)主要設備采用知名品牌產(chǎn)品。要求運行可靠，性能價格比高。經(jīng)濟實用。

對講機編程7個頻道。每臺對講機選擇與自己部門對應的頻道使用，必要時改換頻道也可與其他部門通話。其中有一個頻道大范圍漫游頻道。

實現(xiàn)手臺、車載臺通信。

3工程總體方案

1）工作方式

本系統(tǒng)有別于陸地常規(guī)無線對講系統(tǒng)，常規(guī)對講機系統(tǒng)設置中繼基站的目的是為了擴大覆蓋半徑，增加通話距離，而油田的對講系統(tǒng)則借助中繼臺，有效地克服由于沙漠沙丘地形因素對電磁波傳輸造成的嚴重屏蔽作用，從而達到周邊區(qū)域的通信要求。

本系統(tǒng)為單通道常規(guī)中繼方式。另外考慮到單基站其場磁覆蓋能量有限，需建一個主基站和兩個分基站增強場磁的覆蓋區(qū)域。主基站與分基站無線連接。使主基站與分基站同步控制工作。為了保證較好的通話質(zhì)量，因把全向天線架設于50米的塔頂部。這樣更能提高油田周邊的通話要求及更遠的效果。

本系統(tǒng)單通道收發(fā)異頻頻率，2個分基站采用與主基站相同的頻率進行同播，分基站的基準參考震蕩器取之于主基站使分基站各信道發(fā)射頻率與主基站信道發(fā)射頻率同步，不至于系統(tǒng)造成同頻干擾：本系統(tǒng)各基站相距和覆蓋方圓幾十公里，電波和電線傳輸對語言造成的時延失真忽略不計。

本系統(tǒng)既要保證較好的通話質(zhì)量，同時又要避免天線輻射作者簡介：張光榮，中國石油海外勘探開發(fā)公司科技信息部工程師，本科。源對油田內(nèi)部的其他系統(tǒng)造成干擾，嚴格執(zhí)行綜合布線區(qū)內(nèi)電磁波干擾場強不大于3V/m的標準。

2）系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)網(wǎng)絡由中繼臺、鏈路臺、天線，主、分基站互聯(lián)控制及對講機幾大部分組成。

3）轉(zhuǎn)發(fā)器

轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)包括接收機、發(fā)射機、電源供電系統(tǒng)等設備組成。

本系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)器采用MOTOROLA生產(chǎn)的GR-1225B臺式機，為適應多信道基站機柜安裝要求，將其裝成19英寸面板。性能指標不受任何影響，僅結構變化。

該轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射功率為45W，軟件功能豐富強大，轉(zhuǎn)發(fā)器的各項調(diào)試及編程設置均有軟件處理，無須使用起子調(diào)整硬件。

轉(zhuǎn)發(fā)器是對講機之間中繼連接的關鍵設備，為防止該設備被盜用和干擾，轉(zhuǎn)發(fā)器均設置啞音頻的異頻信號，阻止外界頻率相同的設備非法啟動轉(zhuǎn)發(fā)器。

4）主、分基站的互聯(lián)控制

由于沙丘占地面積大、結構復雜，僅依靠單基站無法覆蓋整個沙丘，故設計架設一個主基站和兩個分基站，擴大覆蓋和增強信號強度，確保系統(tǒng)的通話質(zhì)量。

主基站與分基站通過無線連接，無論哪個基站接收到對講機所發(fā)出的信號，三個基站對應信道的發(fā)射機均會同時轉(zhuǎn)發(fā)，不管被呼叫者在哪一個基站覆蓋下均會被接受到。

5）對講機

建議購置MOTOROLA的產(chǎn)品GP-328，該機具有防爆特點，重量輕、充電無記憶，使用壽命長的特點。

6）車載臺

通訊全部設備都使用符合美國軍標的穩(wěn)定可靠的MO-TOROLA產(chǎn)品：MOTOROLA生產(chǎn)的GM-338

7）頻率配置

在滿足系統(tǒng)基本要求的情況下，盡可能少占用頻率。

油田部使用為40355470MHz，具有較好的穿透能力，同時可避開日光燈、電機等其他電氣設備的干擾。

所使用的頻率與現(xiàn)有的以及所設計使用的系統(tǒng)設備，系統(tǒng)設計要求相吻合。

在可能的情況下，多信道所使用的頻率應盡可能分配使用無三階互調(diào)組合的頻率，可提高系統(tǒng)抗干擾性指標和低系統(tǒng)設備的費用。

本系統(tǒng)2個信道的頻率采用2對收發(fā)頻差為10MHz的全雙工頻率，為降低系統(tǒng)造價，系統(tǒng)使用的雙工器是窄帶的，故申請分配頻率時請?zhí)貏e注意以下兩點：

收或發(fā)的頻率應占有最小的寬帶，其寬帶不應大于10MHz，即所分配的頻率無論收或發(fā)的頻率均應在10MHz范圍內(nèi)。

奪所分配的頻率應無三階互調(diào)的組合。

8）供電系統(tǒng)

系統(tǒng)主電源

本系統(tǒng)的主電源供電為電網(wǎng)單相220VAC+10%，每基站最大電量消耗為1000w。（每信道250w）

系統(tǒng)備用電源

本系統(tǒng)的備用電源使用免維護電池，正常使用時，電網(wǎng)給基站供電的同時并給免維護電池浮充。當市電停斷時，免維護電池自動切換供電。每個信道配備一塊12V 65AH的免維護電池，正常使用時每塊電池維持每個信道至少4小時以上的供電。

4基站位置

根據(jù)本項目實現(xiàn)的功能規(guī)劃基站位置如下：圖中其中一個是主基站位置，其他為分基站位置。因為現(xiàn)場處于沙漠地帶，要求每個鐵塔高度不低于50米。

5系統(tǒng)配置

6結束語

目前該方案已經(jīng)在中國石油海外項目位于人煙稀少的沙漠地區(qū)已經(jīng)投入使用，在跨度幾十公里范圍內(nèi)覆蓋了對講通信信號，實現(xiàn)手持對講機、車載對講機、調(diào)度室、值班室等區(qū)域聯(lián)網(wǎng)對講通訊、滿足了安保通信和生產(chǎn)調(diào)度的需求，取得了良好的應用實踐價值。endprint