CN101394603A - 一种近海域作业平台的通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近海域作业平台的通信系统，属于通信技术领域。本系统包括基站、一对非视距超远微波系统、微蜂窝系统和信号分布系统，所述基站与一非视距超远微波系统位于近海域，另一非视距超远微波系统与所述微蜂窝系统和信号分布系统位于一海上作业平台；从而海上作业平台与陆地基站通过所述微波系统建立通信传输，实现海上作业平台的信号覆盖。与现有技术相比，本发明大大降低了企业的经营成本，极大方便了在近海域作业平台上工作人员与家人的通信联络，同时通过微波提供2条2M带宽的数据通信业务专线，实现了数据通信业务和移动通信信号的全面覆盖，成为全国首例在此种环境下同时实现两种业务的技术范例，填补了国内同类领域的技术空白。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信方法，尤其涉及一种近海域作业平台的通信系统，属于通信技术领域。
背景技术
近海海域的作业平台与陆地的通信是目前难以解决的一个重要问题，在陆地与作业平台之间专门铺设一条海底光缆费用极其昂贵，同时又由于作业平台距离海岸很远而且经常有大型船只在海岸与平台之间通过，因此无法采用普通的微波手段实现通信的建立，这给作业平台上的工作人员的工作和生活带来极大不便。目前近海域作业平台在生产上的通信只能使用卫星电话，通信费用非常昂贵；而工作人员个人生活中由于无法使用移动通信手机，和家人通信联络非常不便。并且其工作人员在生产作业中使用的数据通信业务专线带宽十分有限，导致生产作业中数据传输受到很大影响。
以渤海钻井平台为例，渤海海上钻井平台和储油轮距离海岸一般40多公里，其中距离最近的曹妃甸基站约23公里。由于海上钻井平台上不具备架设大型微波设备的条件，而且曹妃甸港区经常往来高度超过30米的大型货轮，普通微波设备所发射的通信信号很容易被阻挡，无法满足开通微蜂窝和提供数据通信业务专线的基本条件。
随着我国海洋石油工业的不断发展，海上石油钻井平台与陆地基地之间的超视距通信，受传统通信手段的限制，很难实现大容量数据共享，严重影响了海上油田的运行效率，以及海上油田的数字化建设。因此目前急需一种切实可行的通信手段，解决近海域的通信问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种近海域作业平台通信系统，解决了近海域移动通信信号和数据通信业务覆盖问题。本发明采用非视距超远传输微波系统与陆地基站进行通信传输，此系统应用了空时编码、正交频分调制、自适应调制和动态频率选择等技术来实现克服非视距无线连接中的衰落和其他干扰问题，同时在作业平台上设立直放站和开通了海上作业平台微蜂窝，并提供2条2M带宽的数据通信业务专线接入，实现了数据通信业务和移动通信信号的全面覆盖，成为全国首例在此种环境下同时实现两种业务的技术范例，填补了国内同类领域的技术空白。
本发明的技术方案是：
一种近海域作业平台的通信系统，其包括基站、一对非视距超远微波系统、微蜂窝系统和信号分布系统，其中所述基站与一非视距超远微波系统位于近海域，另一非视距超远微波系统与所述微蜂窝系统和信号分布系统位于一海上作业平台；
所述基站与一非视距超远微波系统通过传输线连接；
所述另一非视距超远微波系统与微蜂窝系统通过传输线连接；
所述微蜂窝系统与所述信号分布系统通过射频电缆连接。
所述作业平台上设有直放站，用于扩展其它海上作业平台信号覆盖，所述直放站与所述微蜂窝系统通过射频电缆连接，所述作业平台的直放站之间通过海底光缆连接。
所述海底光缆上装有光分路器。
所述信号分布系统包括室内信号分布系统和室外信号分布系统。
所述室内信号分布系统的连接关系为：所述微蜂窝系统通过光纤与一耦合器连接，所述耦合器的一个输出端与天线通过光纤连接；所述耦合器另一输出端与一功分器通过光纤连接，所述功分器的输出端通过光纤与天线连接。
所述天线为全向吸顶天线。
所述直放站为光纤直放站，所述直放站中光端机的工作波长为1.55微米。
所述非视距超远微波系统提供一以太网接口，用于提供数据通信业务。
所述非视距超远微波系统采用基于IP传输的方式进行传输。
与现有技术相比，本发明的有益效果为
海上石油平台(WGPA)移动通信覆盖系统的建立，为石油钻井平台(WGPA)和储油轮(FPSO)提供了2条2M带宽的数据通信业务专线接入，实现了数据通信业务和移动通信信号的全面覆盖，成为全国首例在此种环境下同时实现两种业务的技术范例，填补了国内同类领域的技术空白。
1、在近海的石油钻井平台(WGPA)上开通微蜂窝作为信号源，并完成了在海上石油钻井平台室内分布系统的建设，解决了海上石油钻井平台室内移动通信信号覆盖的技术难题。
2、利用石油钻井平台上开通的微蜂窝作为信号源，并结合光纤直放站，完成了大型储油轮室内分布系统的建设，解决了大型储油轮的室内移动通信信号覆盖的问题。
在WGPA新建一套微蜂窝基站，通过分布系统对WGPA的食堂、小屋202、203、204、205、206和207进行覆盖，耦合一路信号给光纤直放站近端，将射频信号转换成光信号，通过光纤将光信号传到FPSO；
在FPSO新建一台光纤直放站远端，将WGPA传过来的光信号转换成射频信号，并进行放大，通过分布系统对FPSO的大的会议房间，OIM经理办公室，应急反应间(秘书办公室)所有三层和四层的工程师，资深技术人员和管理员，直升飞机候机室和所有的小屋进行覆盖。
3、新型的非视距超远传输微波系统为海上石油钻井平台上的微蜂窝和数据通信业务接入提供数据传输。
在海上石油钻井平台(WGPA)上，通过微波提供2条2M带宽的数据通信业务专线，经协议转换器连接交换机，用网线连接需要的上网的电脑，实现WGPA登录Internet，交换机输出一路经光端机连接到FPSO，从而实现FPSO登录Internet。
本发明大大降低了相关企业的经营成本，极大方便了在近海域钻井平台和油轮上工作人员与陆地上家人的通信联络。
附图说明
图1、系统结构示意图；
图2、海上平台移动通信覆盖系统图；
图3、光纤直放站工作框图；
图4、数据业务通信结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和海上石油钻井平台为例对本发明作进一步详细描述。
海上石油平台(WGPA)移动通信覆盖系统原理图如图1所示，陆地基站将信号通过非视距超远微波系统与海上平台建立通信连接，海上平台将接收的微波信号经微蜂窝系统处理后传输到光纤直放站，由直放站对信号放大后发射覆盖整个海上平台。1)海上石油平台移动通信覆盖系统的设计原则主要遵循以下几方面：
①充分利用基站信号，尽量少用有源放大器，合理布置室内天馈线和无源器件。
②考虑到环保的问题，适当增加天线的数量，降低每副天线的输出功率，尽量保证下行信号到每付室内吸顶天线的输入电平≤15dBm，即达到良好的覆盖效果，又不产生环境污染。
③综合考虑天线的数量、位置和输出功率，以及所需覆盖的范围，保证信号的均匀分布，从每付天线端口到基站接收端的上行信号衰减量接近一致。
④结合各楼层结构情况，综合考虑其功用、装潢等，合理布置天馈线系统。
为了保证信号不至于泄漏到室外，发射天线只安装在需要覆盖的地方，从而保证需要覆盖的地方有良好的信号，而室外不会占用室内的信号。因此该覆盖系统开通后，能够满足覆盖区域达到良好的覆盖效果，保证手机正常通话。
2)海上石油平台(WGPA)移动通信覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分构成，如图2所示。
微蜂窝输出射频信号后经过30dB的耦合器分为两路，直通口经过在耦合器和功分器的合理组合下，把需要的强度射频信号分布到平台1的各个角落，经全向吸顶天线发射出去，从而实现信号合理分布，达到信号覆盖的目的；30dB的耦合器的耦合口经射频电缆将信号输送到平台1的光纤直放站，通过平台1的直放站把射频信号变成光信号后，经光缆传输到平台2，再由平台2的光纤直放站把光信号变成射频信号，经功放放大后由分布系统把射频信号输送到有需求的地方，通过全向吸顶天线发射出去，实现覆盖目的。
直放站的工作框图如图3所示，本发明的实施例包括一个陆地基站和两个海上平台，基站上装有非视距超远微波系统，其中陆地基站与非视距超远微波系统通过2M传输线连接进行信号传输，海上平台1上装有同样的非视距超远微波系统，其中平台的微蜂窝系统与非视距超远微波系统通过2M传输线连接进行信号传输，从而使海上平台1与陆地基站通过非视距超远微波系统建立微波通信，微蜂窝系统将一路射频信号经过射频电缆传输到平台1上，通过射频电缆连接到分布系统经全向天线将信号覆盖到整个平台1，为了将信号扩展到海上其它平台，如远端平台2，另一路射频信号经平台1上光纤直放站近端机的光端机变为光信号，通过光纤与波复用器连接，波分器与光端机的输入端口通过光纤连接，然后将平台1与平台2之间的波分器、波复用器之间通过光缆连接进行信号传输，在平台2上，波复用器与光端机的输出端口通过光纤连接，波分器与光端机的输入端口通过光纤连接，光端机与直放站通过射频电缆连接、经光纤直放站远端机放大后通过射频电缆连接分布系统，经全向天线将信号覆盖整个平台2。通过此种方式可以将信号继续覆盖到多个其它海上作业平台。
平台1的直放站将接收的基站下行信号，通过光端机将下行电信号转换成光信号，然后利用光纤将光信号传送到平台2的远端光端机设备，远端光端机将接收到的下行光信号转换成电信号，再经过射频放大、滤波后发射到欲覆盖区。同理，上行信号以同样的工作方式将上行信号反向传送到基站。
在实现海上石油钻井平台(WGPA)和油轮(FPSO)的室内移动通信信号覆盖的基础上，我们还为用户提供了2条2M带宽的数据通信业务专线，如图4所示。在国内还没有关于实现海上石油钻井平台和储油轮室内的移动通信信号覆盖的先例的情况下，我们提出用微波传输在该石油钻井平台和储油轮上开通微蜂窝，建设室内分布系统，并采用微波提供数据通信业务专线接入的技术解决方案。我们经过多次试验后，采用了ORTHOGON SYSTEMS的非视距超远传输微波系统(Spetra C Lite 150M)，其采用基于IP传输的方式，当传播环境发生变化时(比如遇到船只的遮挡)，不是通信中断，而是调整调制方式，通过降低传输效率，保障通信不会中断。此系统应用了空时编码、正交频分调制、自适应调制和动态频率选择等技术来实现克服非视距无线连接中的衰落和其他干扰问题，实现了海上石油钻井平台微蜂窝的开通，其中正交频分调制，主要是为了提高传输效率；自适应调制就是为了根据传播环境的变化，自动调整调制方式，保障通信能够进行；动态频率选择是为了避免干扰，这个设备工作的5.8GHz频段是公用频段，任何人都可以使用这个频段，当然也容易出现干扰，设备发现一个频点有干扰，就会使用另一个频点，避免干扰影响传输质量。同时该系统提供了2条2M带宽数据通信业务专线。
微蜂窝开通后为海上石油钻井平台室内分布系统提供了稳定的信号源。由于从平台到储油轮有光缆连接，我们使用光纤直放站把微蜂窝的信号引入了储油轮，作为储油轮室内分布系统的信号源。光纤直放站在使用中，平台的光端机采用的载波信号上下波长都是1.550um，才使光纤直放站得以开通，实现了储油轮的室内移动通信信号覆盖。
Claims (9)
1.一种近海域作业平台的通信系统，其包括基站、一对非视距超远微波系统、微蜂窝系统和信号分布系统，其中所述基站与一非视距超远微波系统位于近海域，另一非视距超远微波系统与所述微蜂窝系统和信号分布系统位于一海上作业平台；
所述基站与一非视距超远微波系统通过传输线连接；
所述另一非视距超远微波系统与微蜂窝系统通过传输线连接；
所述微蜂窝系统与所述信号分布系统通过射频电缆连接。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述作业平台上设有直放站，用于扩展其它海上作业平台信号覆盖，所述直放站与所述微蜂窝系统通过射频电缆连接，所述作业平台的直放站之间通过海底光缆连接。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述海底光缆上装有光分路器。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述信号分布系统包括室内信号分布系统和室外信号分布系统。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于所述室内信号分布系统的连接关系为：所述微蜂窝系统通过光纤与一耦合器连接，所述耦合器的一个输出端与天线通过光纤连接；所述耦合器另一输出端与一功分器通过光纤连接，所述功分器的输出端通过光纤与天线连接。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于所述天线为全向吸顶天线。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述直放站为光纤直放站，所述直放站中光端机的工作波长为1.55微米。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述非视距超远微波系统提供一以太网接口，用于提供数据通信业务。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述非视距超远微波系统采用基于IP传输的方式进行传输。
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2008
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