无线通信和有线通信在无线网络中的结合策略研究

王 鹤

(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北 石家庄 050081)

0 引言

在“大智移云物”不断融合的背景下,我国的通信技术改革与创新得到了极大的发展。多年以来,由于受到运行成本、技术条件等因素的影响,有线通信在无线网络中仍然占据着主要地位。随着互联网技术的发展,无线通信技术越发成熟,在远程办公、卫星通信、现场直播等方面得到了广泛应用。有线通信和无线通信所具备的优势各不相同,因此在无线网络中要强化两者的结合,这样既能够实现优势互补,而且还可以更好地满足群众需求,推动社会发展。

1 有线通信概述

1.1 内涵和优势

有线通信通常需要运用相关媒介达到信息传播的目的。通常情况下,信息传输一般都会选择使用电信号和光信号,并借助电缆、光缆等媒介来实现信息端口向通信端口的信息传输。在传播过程中,无线信号极易受到外界因素的干扰,容量相对有限,而有线通信主要是依靠光缆进行传输,不易受到外界因素的影响,且传播容量较大。同时,有线通信所用传输设备容量一般达到了G级别,能够很好地满足用户对信息高速率传输的需求。此外,光缆还能够实现远距离传输,在距离上可以满足有线接入需求[1]。

1.2 有线通信现状

在网络传输过程中,有线通信具有高效、准确的传输优势,不易受无线通信的影响,已经在各行各业中广泛应用。随着信息技术的不断发展,有线通信的效率和质量得到了非常有效的提高,很大程度上方便了人们的生产与生活。同时,数据传输网络的建立,还可以准确地收集和整理数据信息,并及时处理其中存在的问题,从源头上有效降低故障的发生率。

2 无线通信概述

2.1 内涵和优势

无线通信主要是借助电磁波实现信息的有效传播。在有线通信中,管道资源、传输路由、光缆等因素均会影响通信质量,加之受到地理环境因素的影响,导致部分区域不能进行有线通信。与有线通信相比,无线通信具有更好的灵活性,没有线缆的约束,可以在各种环境中架设,因此在无法进行有线通信的偏远地区多采用无线通信。无线通信成本低廉,相对低于有线通信的安装、维护、故障诊断和升级配线成本。有线通信中大部分故障是由连接器引起的,而无线通信可靠性高,可以有效地避免有线通信中由连接器引起的故障,并且可以在复杂的环境中保持稳定和可靠。

2.2 无线通信现状

目前,无线通信在我国得到了快速发展,最广泛的应用便是4G,而从2020年开始,5G技术也得到了较大范围的普及,正在对人们的生活产生潜移默化的影响。例如,无人超市、Wi-Fi等均属于无线通信技术,其在给人们带来便利的同时,也大大提高了人们的生活质量。但是,无线通信主要依赖于电磁波进行信息传递,长时间使用难免会影响人们的生活质量和身体健康[2]。

3 无线通信与有线通信的结合方式

3.1 基于通信协议的结合

以有线连接的方式,借助无线转接设备实现与第三方设备的有效连接,并通过各类通信协议达到通信转换的目的。目前,在无线网络中,基于通信协议的结合是比较常用的“双线”结合模式。不同的通信协议支持类型,极大地丰富了无线转接设备种类,如沈阳中科博微的 Wia-Pa,支持无线通信与RS232总线间的透明传输,具有通信传输稳定、信号质量可靠等优势。再如霍尼韦尔的 XYR400E,其可以提供的功能节点超过20个,能够支持多条有线接入,而且在相对复杂的无线网络中也可以提高无线转接的时效性。如今,新研发的无线转接设备可以借助交换机实现与有线以太网的连接,并在交换机与无线现场设备间、服务器和交换机间,借助网络系统中的多功能节点实现无线通信。因此,基于通信协议的结合方式,可以更好地发挥以太网系统高效、稳定运行的优势。

3.2 基于接入点的结合

在无线网络中,可以通过无线通信的方式实现各接入点与网关的数据交换,然而在具体应用阶段,无线通信模式也会因为多个接入点同时与网关连接,而出现信道堵塞现象。尤其是进入5G时代,大数据传输越发普遍,“多对一”的无线连接特点将会加剧信息拥堵问题。因此,在接入点方面最好选择无线与有线相结合的方式,其不仅可以满足网关与接入点间的通信需求,还可以确保信息传递的稳定性、流畅性,进而更好地满足无线网络使用和发展的需求。基于接入点的结合方式主要是对整个网络系统给予科学、合理的划分,从而获得多个局域网,其中每个局域网与一台交换机相对应,随后在交换机和变送器间借助网络接入点MAP或根接入点RAP实现信息的有效传递[3]。

3.3 基于适配器的结合

在基于适配器的结合方式下,无线通信和有线通信的结合具有很强的灵活性,因为在无线网络中,适配器是比较常见的一类网络设备,借助适配器能够实现多种设备的有效连接,并实现对网络通信功能的有效优化。在无线网络中,常用的有线 HART设备与HART 适配器可以达到无线通信与有线通信相互结合的目的。因此,基于适配器,根据网络架构所采用的不同连接方式,可以通过以下模式进行结合:(1)安装附件连接模式。该模式不仅可以拓展网络结构,提高网络的稳定性,而且将附件安装在HART适配器中,可以简化复杂的网络,进而实现与有线HART变送器设备的有效分离安装。该过程中常见的附件有光缆、信号放大器、信号收发设备等,其需要在合适的位置安装适配器天线,以有效提高无线网络的覆盖面积。(2)直接连接模式。该模式可以将HART 适配器的外连接螺纹与有线HART设备的螺纹接线口直接连接,而且接线距离较短,能够在一个较小的局域网中完成。(3)多台有线变送器、HART设备混合连接模式。该模式中,一台适配器上往往包含多个通信转换接口,可以实现与不同设备的有效连接,进而使通信设备的稳定性得到有效提升。同时,一台多点无线变送器可以实现与通信设备的有效连接,并且将接线长度延长至上百米,这种网络连接方式,需要对有线变送器的接线方式进行科学、合理布局,以满足更大覆盖范围的网络需求。实际上,基于适配器,借助以太网的方式还可以实现对网络拓扑架构的简化处理,从而形成“无线-有线-无线-有线”的无线网络模式,不仅提高了网络的灵活性和通信效率,而且还可以降低数据传输到主机路由或服务器的次数,进而有效降低网络维护成本,提高网络维护效率。

3.4 基于视频信号的结合

如今,无线通信在远程会议、远程监控等领域中得到了广泛应用,其不仅具有较强的信号传递时效性,而且还可以有效解决多端或双端间视频画面无法同步传输的问题。然而该传输模式在实际应用过程中也存在缺陷,不仅会增加区域内骨干网络传输载荷,而且还会受到周边其他网络的影响。因此,为了确保更多网络用户的上网体验,大多数通信运营商会选择限制无线视频传输速率,最常用的方式便是实现无线通信和有线通信的有效结合,在通信压力较小时,选择无线视频传输,反之在通信压力较大时,则会选择有线通信传输,从而确保网络通信畅通。

4 提高无线通信与有线通信结合的对策

4.1 合理调整网络系统

在无线网络建设过程中,为了实现无线通信与有线通信的有效结合,则需要结合实际情况合理调整网络系统,具体做好以下几个方面的工作:(1)设计过程。网络系统通过优化和调整,可以更好地适应新的通信环境,该过程一般需要将节点按照一定的方式设置在网络系统中,并结合实际需求选择通信类型,以更好地发挥无线网络的作用。例如,无线网络在某区域中的覆盖半径为8 km,但是其所选择的通信设备只可以覆盖方圆 4 km的信号,由此说明该区域不能单一地选择有线通信,需要借助无线通信与有线通信结合的方式来扩大其信息传输覆盖范围,提高传输效率。(2)状态检测。在无线网络建成后,为了确保其稳定性,需要有效检测网络系统的运行状态,包括通信质量、通信距离等内容,如果出现设计方案与实际情况不符时,要及时给予纠正,进而确保无线网络运行的稳定性和安全性[4]。

4.2 保持信息传输的稳定性

在进行无线网络建设的过程中,通过强化无线通信与有线通信的结合能够大大提高信息传输的稳定性。通常情况下,在现有无线视频中,凭借摄像头终端设备可以实现视频随时随地的传输,极大地摆脱了线路的束缚。同时,在信息传输过程中,如果主要依赖无线通信也会在一定程度上降低视频数据传输的稳定性和效率。为此,需要在原有基础上加强与有线通信的连接,这样不仅可以实现视频信号的高效、稳定传输,而且还可以确保数据传递的准确性,以更好地发挥无线网络的优势。例如,在工业生产过程中,企业要想提高日常管理水平,则可以借助视频监控的方式实时监管生产区域环境,此时为了实现近距离观察,提高监控水平,需要将有线通信应用到摄像机中,并且将无线通信应用到远距离监控中,从而有效提高数据信息传输的效率。

4.3 有效防止信号干扰

在短距离信息传输中,有线通信具有准确度较高、传递速率较快等优势,而无线通信具有成本低、传递便捷等优势。因此,通过强化无线通信与有线通信的结合,既能够降低无线网络可能遭遇的信号干扰问题,而且还可以确保在恶劣环境中无线网络保持稳定运行,有效提高用户的使用体验。同时,在无线网络运行过程中,有线通信的应用还可以满足信息的快速传输,并且在有线架构搭设难度较大且信号干扰较小时区域选择无线通信,以确保无线网络不会遭受来自外界信号的干扰[5]。如今,随着时代的发展,需要充分挖掘无线通信与有线通信的切合点,而非逐渐淡化有线通信的优势,以此全方位地提高无线网络的通信水平。

4.4 弥补通信系统不足

在我国经济社会发展历程中,无线通信带来了较大的便捷,但是在实际应用和发展阶段也遇到了一些困扰,例如无线通信要依赖电磁波完成信息的传递,但是电磁波在应用过程中会产生辐射,长时间会诱发各类疾病。因此,在进行无线网络建设过程中,要做好无线通信相关知识的宣传工作,避免因为盲目跟风而对无线网络的正常运行产生不利影响。在无线网络中,科学整合无线通信与有线通信,不仅可以确保信息传递的及时性、稳定性和准确性,而且还可以推动无线网络系统朝着先进化、规范化的方向发展。

5 结语

综上所述,随着科学技术的发展,通信技术开始渗透到人们日常生活的各个角落,以此更好地满足社会发展需求。无线通信与有线通信是两种不同类型的通信技术,各有优缺点,因此在无线网络建设过程中,要做好两种技术的结合工作,这样不仅可以更好地发挥两种通信技术的优势,提高无线网络的运行水平,而且还可以增强网络的通信功能,推动我国通信行业的可持续发展。