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无线网络与有线通信整合途径

  任何形式的无线电计算机网络均被称之为无线网络,在信息传输系统中,无线网络的应用越来越广泛。对于无线网络而言,无线通信是组网的核心技术之一,而在某些情况下,为提高无线网络的运行安全性和可靠性,并确保数据传输的实时性,也会应用有线通信。鉴于此,可在无线网络中,对无线通信与有线通信进行整合,充分发挥出二者的优势,增强无线网络的整体性能。

  有线通信是以媒介为载体实现信息的有效传送,媒介一般为电缆或光缆,将信息以电信号或光信号的形式从一个通信端口传递到另一端口。在通信过程中,通信成本受媒介的影响程度较大,尤其对于长距离的有线通信而言,需要安装通讯设备、电缆或光缆,增加了有线通信的建设成本。但是,有线通信依靠电缆或光缆等实体介质传递信息,能够保证信息传输的稳定性,降低外界对信息传输的干扰。如,将金属屏蔽层包裹在电缆外层,可消除干扰。与无线通信相比,有线通信在短距离信息传输中的优势更加明显,具体表现在信号传输质量高、传输速度快和传输安全性强等方面。

  无线通信是无需借助媒介,主要以电磁波的形式传播信息。电磁波的频率为300MHz—300GHz,当前使用最为广泛的电磁波为2.4GHz和5GHz。相比较有线通信而言,无线通信无需建设光缆、电缆等设施,可节省硬件设备建设成本。同时,无线通信可满足超长距离通信需求,信息传递更加自由。但是,无线通信的稳定性较差,为解决这一问题,需要在超长距离传输中设置中继站,提高信息传递稳定性。无线通信易受相同或相近频段的无线电波影响,降低信息传输速度。此外,在人流量大、信息较为集中的区域,无线通信的信号会随之渐弱,甚至出现无信号状态,如商场、火车站、演唱会等地,即使增大了信号覆盖面积,也会降低信号接收强度。无线通信技术发展速度较快,以局域网技术和蜂窝技术为基础,常用的蜂窝技术包括TACS、AMPS、CDMA、GSM等。当前,我国第四代移动通信技术已经普及应用,第五代移动通信技术正投入商业化运行,标志着我国无线通信技术步入了世界领先行列。在局域技术方面,最为常见的技术包括WLAN、Wi-Fi、IEEE802.11标准等。在近距离的无线通信中,主要应用Zigbee、Bluetooth、RFID等技术,可满足特殊场所的无线通信需求。如,无人超市使用RFID技术可自动读取商品信息,无人机利用无线图像传输将图像回传至控制中心等,这些技术的应用为物联网建设奠定了基础,为人们提供了更便捷的生活方式。

  无线通信与有线通信各具优点,在无线网络中无线通信不可完全替代有线通信,而是要实现两者的优势互补,提升无线网络通信的可靠性,提高信息传输速率,降低通信成本,减少硬件设施的建设投入。如,大型生产公司可利用无线通信与有线通信相结合的方式,连接办公室和车间的网络,发挥出无线通信与有线通信的各自优势,使网络覆盖到公司各个区域,保障信息安全、高速传输。2.2无线网络中的有线适配器连接在无线网络中,有线HART设备与适配器之间的连接需采用有线通信方式,具体包括以下连接方式:(1)在HART设备的螺纹接线口直接安装HART适配器的外连接螺纹,以缩短接线)将附件安装在HART适配器上,利用附件与HART设备进行连接,确保适配器天线的安装位置最佳,与直接安装方式相比,需增长接线)采用分枝方式有限连接多点HART设备的与适配器,保证适配器支持多个设备,接线通信协议接入利用有线通信技术手段将无线转接模块接入第三方设备,如XYR400E无线转接模块可通过有线的第三方设备。第三方设备主要包括摄像机、扫描仪、分析仪、PLC、流量计算机等,在有线通信接入之后,可利用无线专接模块中的多功能节点实现无线通信,在控制系统中输入第三方设备信息,用以操作第三方设备。例如,国内某公司自主研发的一款WIA-PA无线网络产品中,加入无线透传模块,这是针对RS485现场总线研制开发的无线组网方案,其能够实现现场总线与无线通信之间的透传,可将PLC的现场总线通过有线通信的方式,加入到无线透传模块当中,由此可实现PLC一点到多点的数据通信,大幅度提升了PLC的控制效果。又如,美国著名的Honeywell公司研发的多功能节点设备,具有ModbusTCP/IP接口,能够对有线设备进行接入,利用各个节点中的无线通信,可将第三方设备的相关信息传给工厂的控制系统。上述实例,均为通信协议接入的典型范例。2.2.3接入点与网关连接虽然无线通信网络接入点与网关之间实现了无线连接,但是仍有很多无线通信网络采用有线连接方式实现两者连接。在网络规模化应用的形势下,一般将其划分为由若干个小型网络构成的大规模网络,用有线方式连接小型网络的接入点与网关,使无线现场设备节点利用几“跳”便可通过网关到达主机,提高网络的通信速率,保证网络通信的稳定性。例如,美国著名的Emerson电气公司旗下的一家过程控制公司,在无线网络中采用了簇方式,将智能无线网关分成两个部分,一部分是WIOC,另一部分是远程链路,设置两个I/O接口实现控制系统局域网的有线连接,而远程链路采用无线连接。两个部分之间则是以导线进行互连,最远的传输距离可以达到200m左右,这是一种非常典型的无线网络中,无线接入点间有线互连在无线现场数据回传中,一般采用Wi-Fi设备相互连接多功能节点设备,这些多功能节点设备提供了有线以太网的通信接口,使得有线以太网可有效连接单一设备或两种不同类型的设备。相比较无线连接方式而言,利用有线以太网方式连接多功能节点实现无线现场数据的回传,可提高数据集成速度,改善通信带宽的不足。2.2.5视频信号连接无线视频传输具备终端摄像头移动便捷的优势,使摄像头不受布线的局限。在项目建设初期,无线视频传输的优势得以充分显现。但是,在新建项目运行过程中,不建议采用无线传输方式占有无线骨干网络,这样会降低视频数据传递速度,严重影响视频信号的清晰度。为此,应在部分视频信号接收中采用有线连接方式,既保证视频信号传输的稳定性,也保证无线骨干网络运行的可靠性。例如,国内某公司在对无线网络系统进行组建时,网络中包含过程参数的采集和视频监控。其中相关数据以仪器仪表进行采集,通过有线的方式进行传输;而视频监控中摄像机的近距离通信为有线接入,远距离通信为Wi-Fi无线通信整合的现场调整方法

  2.3.1过程调整在无线网络系统中,如果系统的通信能力无法满足整个系统的通信要求,则可在系统中设置一个节点调整系统,增强无线网络的通信能力。如,在某工业企业的无线网络系统中,某一区域的通信距离为6km,由于通信设备覆盖半径为4km,无法达到通信全覆盖的要求,所以可在距离通信设备4km范围内增加一个节点,实现该区域的有效通信。2.3.2检测后的调整在无线网络系统建成后,要进行系统试运行测试,检测系统是否处于稳定、可靠的运行状态,并根据试运行检测结果调整系统,消除影响运行稳定性的不利因素。如,在状态检测中发现区域的通信距离过长,通信质量偏低,则要对该区域的无线网络通信进行全面检测,根据检测结果调整无线结论

  综上所述,无线通信具有灵活的移动性和可扩展性,其整体成本相对较低,但无线通信的安全性并不是很高,并且信号传输存在延迟的情况。而有线通信在信号传输方面更加稳定,保密性和安全性较高,由于需要铺设网线,从而增大了组网成本,并且在使用上还会受到空间因素的制约。鉴于此,可在无线网络中,对无线通信与有线通信进行整合,这样能够发挥出二者各自的优势,取长补短,有助于增强无线网络的性能。

  [3]邹旭军,畅艺峰,林开,李智荣.融合型通信网络设计及关键技术研究[J].信息通信,2018(9):195-196.

  [6]朱佳琦.关于有线通信工程整体施工质量提升办法的研究[J].通讯世界,2018(6):135-137.

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