无线通信技术对比分析

无线通信技术对比分析二〇一四年四月二十六日目录一、传统无线通信技术说明 01、数传电台技术 02、GPRS/CDMA-1X技术 03、无线网桥（802.11a）技术 (2)4、MESH WiFi技术 (4)5、McWiLL技术 (6)6．固定WiMAX技术 (7)7．移动WiMAX技术 (8)二、新一代无线通信技术与传统技术的综合比较 (11)一、传统无线通信技术说明1、数传电台技术无线数传电台技术为油田的信息化做出了重大的贡献，该技术投资少、见效快，覆盖距离远、运行稳定。

作为低速的无线数据接入系统，在过去的10多年的时间内，毫无疑问它是油井数字化建设的不二的技术选择。

目前数传电台面临重大的技术挑战，“数字油田”发展的要求越来越高，突出表现在对带宽的要求越来越大，对实时性要求越来越高，对业务的综合能力越来越高。

不仅要传输“三遥”的数据、还要传送图象业务、应急通信、调度等综合性的业务需求。

对于已经建设的油井，数传电台还是需要继续发挥它的重要作用，对于正在建设的油井，数传电台可以作为一种临时的手段，不再适合大规模部署的技术手段。

我们认为应该采用新一代的无线宽带接入技术来满足“数字油田”建设的最新要求。

新一代的无线宽带接入系统基于移动WiMAX标准化技术，采用全IP的承载平台、符合“最高的带宽能力、最大的用户容量、最综合的业务支持能力、最优化的投入产出效率”的技术要求，是目前为止“数字油田”建设最佳的无线通信技术。

总结：数传电台是我们油田信息化建设不可缺少的无线通信技术手段，但是我们需要逐步地向新一代的无线通信技术进行演进，以满足油田建设“减员增效”的战略要求。

2、GPRS/CDMA-1X技术GPRS/CDMA-1X公网技术已经广泛地应用于“数字油田”的建设中，经过几年的部署和应用，对于该技术的优势和劣势，油田用户已经有了客观的认识。

优势：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；GPRS DTU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。

总结：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。

优势：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MESH WiFi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。

劣势：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。

总结：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、MESH WiFi技术MESH WiFi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”。

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

优势：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。

MESH WiFi（以***的产品为例），MESH AP 和MESH AP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WiFi AP产品，为客户提供了极大的部署便利；WiFi产品的终端非常丰富，所有WiFi终端都可以接入MESH WiFi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。

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。

劣势：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。

劣势：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；总结：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。

6．固定WiMAX技术采用IEEE 802.16-2004标准，适用的场景是室外应用，运营级的技术，支持语音、数据和视频等综合业务，可以满足数字油田进行数据采集和视频监控的要求。

是“数字油田”建设的经济化的无线通信技术手段。

优势：固定WiMAX设备安装简单，通过网线供电，太阳能电池板输出电压变化范围大，CPE可以容忍DC电压在12~32V之间变化；可提供28Mbps带宽，完全满足数据采集和视频监控的需求；支持电信级QoS，优先支持数据采集业务，可以采用ARQ技术避免数据的丢包。

7．移动WiMAX技术采用IEEE 802.16-2005标准，适用的场景是室内、外应用，运营级的技术，支持语音、数据和视频等综合业务，支持固定、游牧和移动的应用，可以满足数字油田进行数据采集和视频监控的要求。

优势：最为先进的移动WiMAX技术--采用6x6 MIMO技术、波束赋形Beamform智能天线技术、空分多址SDMA技术、OFDMA技术等众多先进的无线覆盖技术，使系统的覆盖能力大大提高，是目前所有无线系统中最为先进的技术；部署简单—尽管技术先进，但设备集成化程度非常高，全室外的宏基站，安装简单迅速、耗电量低，占地少；单个扇区支持256个用户的接入，一个基站支持1000个用户的接入，可以满足所有油井数字化的接入容量的需求；单个扇区支持53Mbps的带宽，下行最大达到43Mbps，上行最大达到20Mbps的带宽，相对于McWiLL来讲，带宽提高了10倍以上。