大唐移动始终积极配合中国移动开展了TD-SCDMA网络的建设,数字油田

C114讯
TD-LTE技术在近几年发展迅速,尤其是在经过了2011年和2012年的先后两个阶段6城市LTE规模试验的检验,TD-LTE产业链的各个环节从系统到终端、芯片、仪表等都已趋于成熟,TD-LTE网络的性能和指标也经过充分验证,已经具备了进行扩大规模试验和预商用网络部署的条件。2013年3月的MWC上,中移动向产业界宣布了“
100座城市100万终端”的双百计划,更加肯定了
TD-LTE在2013年将迎来新的建设高峰。为全力支持TD-LTE大规模网建工作,大唐移动正在积极备战,凭借强大的技术实力和丰富的经验,力求在大规模建设开始前对实现网络的连续覆盖以及保证网络架构的合理性做好充分验证,以支持未来的LTE用户体验和市场推广。

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3月15日消息MWC2013上,中国移动双百计划的发布向产业界传达了极强的正面信号,100座城市100万终端的目标将驱动TD-LTE在下半年迎来建设高峰。为鼎立支持下半年的大规模建网,各设备厂商准备工作也在逐步加快,力图积累充分经验以备建网可能面临的各种问题。

摘要:本文从“数字油田”的需求及TD-LTE技术特点出发,将第四代移动通信技术与行业应用相结合,介绍了大唐移动TDiN宽带无线专网在石油行业的解决方案、特点及提供的业务。

平滑演进,保障TD-LTE大规模快速建网

如今在产业界的多方努力下,LTE规模试验网的重心已从前两年的技术和产品验证转向了组网验证,包括网络规划与优化的策略思路,3G
TD-SCDMA与LTE的联合优化,以及LTE不同频段的协同组网等方面的验证。

关键词:数字油田 TD-LTE技术 TDiN宽带无线专网

自2009年3G牌照的正式下发至今日,中国自主创新的3G通信技术标准TD-SCDMA已大规模应用于中国移动的通信网络中,基站数量已达到22万,TD-SCDMA
网络已成功覆盖全国所有城市和县城区及部分乡镇。作为中国移动的重要合作伙伴,大唐移动始终积极配合中国移动开展了TD-SCDMA网络的建设,并致力于不断完善和提高TD-SCDMA网络的性能。而伴随着TD-LTE技术的日臻成熟,如何在加快TD-LTE大规模部署和应用的同时,最大程度的保护TD-SCDMA现有网络投资,成了更快更好部署TD-LTE网络的关键。为解决该问题,大唐移动与中国移动进行深入合作,成功推出了TD-SCDMA向TD-LTE平滑演进解决方案。

作为宁波、福州、南京和杭州等4座城市的TD
-LTE网络承建商,大唐移动亦在积极针对组网做相关评估、分析与验证。其移动通信事业部总工程师蔡月民透露,目前在几个城市的建网规划及专题验证计划已制定得相当详尽,内容包括TD-LTE的覆盖能力特别是深度覆盖能力评估与对比、TD-SCDMA到TD-LTE的平滑演进、网络的规划与优化的方法及工具,力求在大规模建设开始前做做好充分的验证。同时还针对各种组网和应用的典型场景,如大学城、水面、高速公路、地铁等进行专题覆盖研究,以支持未来的LTE用户体验和市场推广。

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。

大唐移动自TD-SCDMA产品设计的初期,就充分考虑到从TD-SCDMA向TD-LTE平滑演进的需求。在设计伊始,大唐移动的eNodeB基站产品即采用了TD-SCDMA与TD-LTE共平台的解决方案,TD-SCDMA系统平台可以通过转模或者共模的方式支持TD-LTE。大唐移动双模基站可以充分利用TD-SCDMA现网站点,共用天线及网络设备,实现向TD-LTE的平滑演进,有效节省宝贵的站址空间及资源,实现快速便捷网络升级的同时最大限度保护现有投资,网络建设周期也大幅度缩短。

组网备战:多频段协同组网

在中石油的“数字油田”构建框架中,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年的数字油田建设并从中吸取丰富的经验,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。

2012年,大唐移动将平滑演进作为实现TD-LTE大规模快速建网的关键点,在Ir接口压缩、Ir接口双模标准化等组网关键技术方面也积极开展探索,更借助南京及北京建设TD-LTE网络的经验,利用现网共模演进解决方案成功解决了诸多网络问题。2013年,大唐移动在双模演进方面的投入还在加大,多模BBU与全系列多频段RRU,以及一体化基站等多种产品可满足多种场景和站址条件对设备提出的组网需求。目前,大唐移动的在网运行设备大部分都支持平滑升级,有相当大比例的基站已从TD-SCDMA升级到TD-LTE。

据蔡月民介绍,配合中国移动TD-SCDMA到TD-LTE的平滑演进策略,目前设备的演进能力已验证完毕,而网络方面的平滑演进则还有很多工作要做,诸如如何评估当前站址和工程参数在TD-SCDMA网络中和TD-LTE网络中的综合的合理性;当前的网络质量、干扰控制、网络结构与配置、天线状况等是否为最佳,是否需要调整;会不会出现干扰严重网络质量下降等问题。

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。

示范体验活动,助推TD-LTE渐入佳境

针对组网的各种问题,大唐移动一方面形成了一套关于整个网络结构合理性的评估思路,目前正在测试验证、工具化阶段。另一方面,段多频段联合组网也是重点的研究课题。

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,完成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网络到底有多快?稳定性有多高?业务应用有多炫?
2103年凭借专业的TD-LTE网络服务团队和完善的服务体系,大唐移动在宁波、南京、福州等多个城市开展TD-LTE试验网建设,并通过网络规划研究、四网协同规划以及网络优化等专题研究工作,不断提升的TD-LTE网络服务能力,步步提升用户感知。在大唐移动的全力支持下,多地市民通过体验活动感受到4G网络的魅力。

“综合分析及测试验证的成果,多频段协同组网是未来TD-LTE建设的必然趋势。从合理性来讲,初是阶段用F频段做基础覆盖,后续用D频段做容量补充是一个合理的策略”蔡月民谈到,“F频段(1880-1920MHz)的带宽较窄,LTE可用仅20M,但其优点在于覆盖较好,且因具备TD-SCDMA的网络基础,因此能实现低成本快速升级。相比之下,D频段(2500-2690MHz)有足够的较宽,容量充足并且干扰问题容易解决,但同时覆盖能力稍弱,更适合用于容量层及热点覆盖。当然如果D频段独立建设,也可满足室外覆盖和室内浅覆盖的要求,但初期建设成本明显高于F频段。”

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。

宁波移动4G网络由大唐移动全力打造,截止目前,已经完成基站建设500余个,室分180个,覆盖区域包含大学城、江东大部分区域、以及鄞州、海曙部分区域。宁波移动4G网络的建设以平滑升级为主,且进度较快,目前已进入到业务体验阶段。在大唐移动的配合下,宁波首条4G网络体验公交线路启动,业务涵盖4G高速网络支持的高清视频点播、实时路况监控、高速业务下载、视频通话、网页浏览、微博冲浪等典型业务。演示体验从529路公交车起点站出发,行驶10余公里,整个过程各个业务运行稳定,下载流畅,画面清晰。

基于目前2G/3G/4G网络长期并存的局势,特别是平滑升级的方案,TD-LTE组网显然要协同考虑TD-SCDMA的需求,在覆盖和干扰控制方面不能完全按照LTE最理想的方式来调整网络。对于F频段升级后发现干扰严重的局部区域,也可部分选用D频段来减轻干扰。

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。

大唐移动在福州的TD-LTE试验网建设全部为D频段新建,覆盖福州南部和西部,包括闽侯县、平潭县、以及仓山区的大部分。截止目前,共涉及宏站439个、室分74个,网络建设已出具规模。在福州,大唐移动配合福州移动完成了多场展示业务活动,不但展示了大量富媒体应用,还让每一个体验者亲身操作,感受到TD-LTE的高速。在平潭,赴大陆探亲旅游的台湾民众,一下船就能够体验到大陆的LTE网络;在福州大学,师生们可通过自己的智能终端连接到网络,在多用户连接和高速下载的同时,仍可流畅上网点播高清视频;在海峡会展中心,大唐移动通过LTE网络,将福州的平安城市系统接入到了演示现场,通过与液晶显示器连接的PC对任意的摄像头进行旋转、变焦等操作。在操作过程中,整个画面非常清晰,无延迟。移动客户和市民通过这些演示,深刻的体会到了TD-LTE网络的优异性能。

面对中国移动年内完成20万个TD-LTE站点部署的目标,网络设备厂商的交付能力面临极大的考验。对于大唐移动而言,也是一个艰巨的任务。大唐的一个优势是TD现网中很多基站可平滑升级。而对于不支持升级的基站,会提前早做准备。“产品交付能力,工程建设能力,网络优化方面,包括产品研发和生产,人力的储备,工具的储备,都提前做好规划和调整。”蔡月民表示,通过全方位周全的规划,在LTE真正规模建设时将一切都准备就绪。现在对产品准备比较关键的一个问题是具体的频段使用还可能有变数,会对产品的准备造成一定影响。

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TD-LTE作为TD-SCDMA的演进,为TDD的持续发展赋予更强的生命力。如今在产业界的多方努力下,LTE规模试验网的重心已从前两年的技术和产品验证转向了组网验证。大唐移动的全线基站产品也具备平滑升级的能力,可实现快速低成本的TD-LTE网络部署,使产品也具被更强的生命力。未来大唐移动将一如既往地与运营商加强合作,在TD-LTE的后续网络建设中,提供最优质的产品和服务,快速实现网络部署,优化网络性能,加速商用进程;同时在新技术研究和标准化方向重点投入,确保TDD系统的生命力和竞争优势。
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演进路径:容量提升与话音承载

随着TD-LTE商用脚步的渐趋临近,业界对于如何应对日渐暴增的数据流量需求,已有三方面的关注与考虑。一是提高频谱利用率,使得同等带宽能支持更大的网络容量。二是争取更多频段,关于2.9G、2.6G、1.4G甚至700MHZ频段,大唐移动目前也在做全面分析。三是网络架构的统筹,包括覆盖、微蜂窝、LTE-Hi等技术与产品的合理配备,最终达到同样区域内同样带宽能支持更多小区。

“LTE-Hi主要针对未来流量爆发而生,其频率一般在3.5G-5G之间,主要应用于室内热点。”蔡月民介绍说,目前这一技术尚在研究和技术验证阶段,大唐移动也有相关实验样机出炉,但落实到产品层面和组网可能还需一段时间。不过未来当网络发展到一定程度,LTE-Hi会有相应的需求。其中,本地分流技术也是LTE-Hi的一个特色技术。在该技术支持下,数据不经过核心网,直接从基站到终端,以此来降低核心网负荷。蔡月民表示,LTE-Hi是未来一个方向,短期内还是会以宏站与传统微站的配合来分流。

“宏站建设初期是基础网络的主流设备。”蔡月民表示,“当LTE大规模建设后,小型基站的采用方式将会不同于2G/3G网络。后者一般会先部署宏基站,然后根据宏基站的覆盖再逐步用小型基站做补充。而LTE则从建网初期开始,就会考虑宏站与微站的协同部署。随着LTE网络的大规模建设,小基站的地位将会上升,其占比也将较2G/3G网络更大,且引入时间也比后者快。”

目前中国移动各大城市已在相继展开4G体验活动,试商用的体验不同于实验室的测试,其可以及时发现现网所存在的问题。从实验室到现实应用,LTE的整体组网性能已是今日的关注焦点,包括小区中心与小区边界的性能一致性也成为业界热点话题。为解决小区边缘的信号干扰,基站协同技术应运而生。对于这一技术大方向,大唐移动积极投入,目前后续开发与试验工作已相继展开。

蔡月民表示,如今TD-LTE应用层面的业务感知已不存在大问题,下一步将是话音技术的改进,包括话音回落或LTE直接支持话音。目前由LTE网络回落到2G/3G网络的测试已在进行中。而未来由LTE直接承载话音将是业界共同努力的方向。
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