摘要：本文从石化企业无线专属网络建设的必要性入手，对比主流无线网络覆盖技术特点，提出只有无线4G/5G专网部署最适合石化企业无线网络建设，并给出石化企业无线4G/5G网络部署的具体实现方法。从而确保无线网络在石化企业的高可靠、高安全、高速传输速率部署。
关键词: 智能物联网 点对点 半双工 4G/5G无线专网 室内基站 室外基站
一、石化企业无线专属网络建设的必要性
石化企业为了适应市场竞争和应对环保监管升级，正朝着“大型化、综合化、智能化”发展，智能工厂建设成为提升石化企业效率的有效途径和必要措施。大型石化企业的超大占地面积和多变（高危防爆、隔爆间屏蔽、地下等）环境成无线网络部署难度剧增。
在国家大力倡导“智能制造2025”、“新基建”等产业升级要求下，“智能物联网”成为基础要求，这使无线信号覆盖，成为企业智能工厂建设的基础标配。
无线专网络的可靠性、安全性、高速传输性和高覆盖率已成为制约智能工厂发展的重要瓶颈。
二、石化企业无线专网络部署主流技术特点
1、无线对讲专网模式
主流实现方式有对讲机“点对点”模式和集群对讲两种模式，“点对点”模式采用“半双工”通讯模式，传输距离2km左右，适合小型企业的语音数据量传输模式；集群对讲采用“时分”通讯模式，利用基站进行数据转发放大，实现“半双工、全双工”通讯，因时分系统的固有带宽限制，适合语音、少量数据的通讯模式；该模式在大型石化企业智能化发展中，可满足基础语音通话要求，已不具备高速率数据传输能力，正逐步淘汰。
2、无线WIFI专网络模式
采用802.11ac协议实现无线网络通讯，带宽可达300Mbps（理论值），通讯速率得到很大提升，且主流智能手机均可在该下工作，费用低廉。但该模式下，基站覆盖半径最高（300米），实施部署线路多，适合民用办公楼宇无线信号覆盖。因其布线繁琐、信号数据量增加信号覆盖率急速下降等先天不足。致使其在大型石化企业内无法正常部署。
3、4G/5G无线专网模式
利用无线基站在1.8G/1.4G频段下，实现网络部署。其传输速率相比对讲系统有很大提升，带宽可达100Mbps以上（理论值）如采用5G传输速率会更高。4G网络就可完全可以满足目前智能工厂的基础带宽应用要求。
4、4G/5G专网与WIFI覆盖性能对比
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三、石化企业无线网络选择
鉴于主流技术的优缺对比，大型石化企业无线网络部署易采用4G/5G实现网络整体部署。
网络设备安装选址方面，利用无线室外基站部署在厂区外围（非防爆区），解决室外空旷区域信号覆盖；利用室内基站解决建筑物内部（钢结构屏蔽区域、仪表隔爆控制室、地下输送带等）信号盲区网络覆盖。这样有效规避室内/室外基站在防爆区部署，既满足信号覆盖要求，又避免在高危防爆区部署设备；
网络安全方面，采用核心网设备作为数据业务的控制节点，实现对整个无线网络基站设备、终端的认证管理、加密管理、入侵检测、UE ID 的分配、安全性、鉴权和切换、漫游控制、用户数据业务管理、路由分配等功能。
使无线4G/5G网络覆盖面广、施工量小的先天优势得到有效凸显，无线网络基站共享石化园区已有线网络光纤链路、数据鉴权和出口宽带，使资源得到有效复用，如下图1：
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图1：网络拓扑结构
无线网络和有线网络共用一套光纤链路，实现无线基站与核心交换机的可靠连接；无线网络和有线网络通过共用核心交换机，实现网络出口的统一安全管理；无线网络和有线网络共用一套管理鉴权中心，实时监测内网各网络相关设备的运行情况，链路状态及带宽数据，切实掌握网络对于核心业务的统一管理，使管理人员做到运筹帷幄。
四、石化企业无线网络部署
无线网络主要为有线网络的替代和延伸部署，利用综合布线有线网络光纤为骨干，建立起无线网络主要设备的级联。无线网络包含无线管理核心、室外基站、室内无线分布和移动应用终端机或传感器。
无线管理核心
主要部署在核心机房内，需要从室外空旷区域引入GPS信号至机房，实现数据时钟同步。借用机房机柜、供电、传输线路实现整个系统的总体管理。
室外基站建设方式
室外基站一般由电源转换模块（220V交流转48V直流）、基带处理单元（实现时钟同步、核心网通讯和数据处理）、射频拉远单元、铁塔天线单元组成。
电源转换模块一般采用不间断供电系统（UPS）供电，直接从数据机房接入，为基带处理单元、射频拉远单元供直流电；基带处理单元易安装在光纤易部署区域，实现与数据中心交换机的互连；射频拉远单元易直接固定在铁塔下方，采用电源转换模块直接供电。铁塔天线单元主要根据电测结果，宜采用空旷、制高点建塔，后上塔固定安装。具体安装示意图如下：
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室内基站覆盖建设方式
室内基站一般由基带处理单元、远端汇聚单元和远端射频单元组成，基带处理单元易安装在数据机房内，采用机房UPS供电，基带处理单元向上和无线汇聚交换机级联，向下和远端汇聚单元连接，均采用光纤连接；远端汇聚单元易安装在光纤和电源（220V直流电）已到达区域，向下以太网线缆和远端射频单元连接；远端射频单元采用网线直接供电，易安装在无线信号盲区，实现信号补盲。系统结构如下图所示。
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五、技术展望
现代化工企业无线的整体部署，使得无线高清视频、厂区车辆管理、无人机联网、远程作业监护、智慧巡检、智能安防、智能消防等业务的应用成为可能，针对不同的业务管理的移动应用APP成为可能。为企业物联网的发展提供实践探索。
参考文献：
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