在科学技术飞速发展之下，通信技术也不断更新换代，4G通信技术日渐成熟，5G通信技术也逐渐走上正轨。与以往通信技术相比，5G技术更具多元化、综合性特征，不但数量流量增加，在传输速度方面也得到显著提升。目前，油田电力通信系统逐渐朝着超高速传输方向发展，5G技术的应用通信系统变得更加完善，有助于推进油田电力智能输变配系统的建设。
1 5G移动通信技术简介
在5G技术设计中，将“软”配置设计加入其中，使运营商可根据动态业务流量对通信资源进行实时调整，以此来降低5G通信系统能耗，为运营商节约更多成本，5G技术具有以下特点：
1.1 数据流量更长
目前智能手机日益普及，数据流量对通信功能的使用十分重要，在通信技术更新换代中，人们对数据流量提出更高要求，与其他技术相比，5G技术在流量方面的吞吐量更大，即便在网络忙碌状态下仍然可达到100Gbit/s，在油田电力系统中可以传输更多大数据包文件，保障传输的稳定性；
1.2 联网设备扩大
在信息技术背景下，智能终端建设日益提升，联网设备与随之扩大。在5G技术应用中，网络覆盖面积更大 ，可达到每平方千米100万台的建设规模，与传统通讯方式相比，无论是油田联合站、计转站，还是油田电力的变电站，都可以接入更多智能监测和控制设备；
1.3 峰值速率增加
在5G时代背景下，与其他技术相比峰值速率得到明显提升，每秒达到10Gbit以上。例如，用户若想下载视频，如若使用4G技术下载时长为1min，如若采用5G技术则在画质相同的情况下，只需5s即可下载完毕。如若利用5G通信网络传输油田变电站视频监控数据，可使用4K或者8K的画质完成，有效提升油田电力视频监控系统分析精准度，促进油田电力无人值守变电站安全管理水平再上一个新台阶。
2 5G关键技术
2.1大规模MIMO技术
大规模多输入多输出技术是实现5G通信的核心技术之一，其基本特征是在基站侧布置收发天线阵列。分布在同一区域内的多个用户在同一时频资源上利用基站配置大规模天线阵列所提供的空间自由度与基站同时进行通信。利用波束成型技术，基站可以有效地向一个非常狭小的范围发送信号，从而提升时频资源在多个用户之间的复用能力以及用户间抗干扰能力。因此，大规模MIMO系统频谱资源利用率得到大幅提升，从而有力支持油田电力工控互联网中的大带宽和低时延业务。4G移动通信网络通过OFDMA技术有效提升了同一区域内用户的可接入数量，但仍不能满足未来“万物互联”的要求。大规模MIMO系统通过开发更多的空间自由度，增加了正交导频数量，减小了用户间的导频干扰，使得系统接入能力进一步提升，能有效支撑油田电力设备的“万物互联”。
2.2 网络切片技术
网络切片利用软件定义网络技术和网络功能虚拟化技术，将网络资源进行切片，单一物理网络可以划分成多个逻辑虚拟网络，多个网络切片共用网络基础设施，提升网络资源利用率；且在每个切片之间，包括切片内的设备、接入网、传输网、核心网在逻辑上都是相互独立的，网络切片之间互不影响。基于SDN集中控制，数据平面和控制平面可实现解耦合，从而简化网络管理，路由配置更加灵活。网络切片技术根据行业需求，将运营商的物理网络切分成多个虚拟网络，形成适应不同行业的逻辑隔离专网。油田电力互联网对于专用工控网络的安全性要求较高，运营商提供的油田电力切片需要与其他通信业务具有较高的隔离度。通过在通用硬件的基础上划分独立的时频资源块，满足油田电力业务安全性、实时性、高可靠性等方面的严格要求。
2.3 边缘计算技术
边缘计算是一种在靠近终端的一侧，打造集成网络、计算、存储、应用等核心能力的综合开放平台，为网络终端提供近端服务，从而满足业务对实时性、智能型、安全性、数据优化等各种需求的计算模式。网络中发生边缘计算的位置被称为边缘节点，边缘计算可以实现核心云中大型服务的有效分解，将大型服务分解成为多个小型的、更易处理的业务，并由更加靠近移动终端的边缘节点进行处理。在油田电力系统中，由于智能电网涉及多种高实时性、高安全性业务，或是部分业务对响应速度及安全防护都有较高需求。因此，对于5G通信技术与油田电力系统结合而言，边缘计算是必不可少的。例如，油田配电自动化及精准切负荷业务，可以发挥基于MEC的低时延优势，提升电网对异常状态的响应速度；在油田智能变电站巡检业务中，高清视频和图片的处理可在网络边缘完成，从而减少大颗粒数据对承载网资源的占用；对于油田用电信息采集业务，可借助MEC本地存储的性能特点，避免用户用电数据通过运营商公网传输，减少用户数据被窃取的可能性，更加有效地保护用户隐私。
3 5G背景下油田电力通信系统的应用
3.1 定向波束
4G与5G技术间最为显著的差别在于传输载体，前者是借助天线发射相同电波的方式完成信息传输，后者是与天线技术、数字处理技术相结合的方式，在较小范围内使通信中断、精准规定信号发射方向，由此实现信息的定向传输。移动终端可与自己进行通信，且不受其他电波的影响，因此可使通信环境得到有改善，在油田电力变电站通信时可精准地接收到定向发射的电磁波，变电站内在线监测设备、公共控制单元和视频监控等各种设备均能摆脱有线通信的限制，扩展应用功能。
3.2 高带宽
5G技术的应用不但可使油田电力变电站与现代化通信技术相结合，还可将高端通信技术融入到带有电力自动化的装备中，由于5G通信技术具有较高带宽，可将油田电力变电站与无人机、电力巡视机器人等高端智能化电力设备进行无缝衔接，全面提升油田电力变电站无人值守的智能化程度。此外，还可将5G技术与光缆资源相连接，通过手持终端系统来展示，利用GPS进行定位，使电波可精准地发送到障碍位置，以此提高油田电力设备和系统的维修效率。
3.3 多制式网络协调规划
与3G、4G技术相比，5G技术虽然有功能更强、优势更大的特点，但也需要构建多制式网络协调规划，使多个网络得到协同管理，在此基础上才可使5G技术优势得到充分发挥。由于油田电力系统中各设备之间通信所需环境不一，如果想要在不同网络环境下为各种设备提供优质网络服务，就需要在5G技术应用中采用中央资源管理器，对用户与数据进行解耦，促进网络优化配置，以此实现负载均衡的目标，从而更好的提升油田电力设备通信质量。
4 结束语
综上所述，在网络时代背景下，5G技术的诞生和应用成为大势所趋，将其应用到油田电力通信系统中，可充分发挥5G技术数据流量长、峰值速度高、联网设备扩大等特征，从而有效拓展油田电力生产经营信息平台应用功能，全面助力油田电力智能化建设升级迭代，助推数字油田建设，为油田高质量发展提供强有力的信息支撑。
参考文献
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