无线网络中无线通信和有线通信的整合论文_刘晶晶

无线网络中无线通信和有线通信的整合论文_刘晶晶

黄河水利委员会信息中心三门峡通信管理处 河南三门峡 472000

摘要:通信技术中主要有:无线通信、有线通信。随着通信技术的发展,无线通信和有线通信的联系越来越紧密,随着5G开始部署,对无线通信和有线通信带来了巨大机遇与挑战。为了将通信技术的潜力挖掘出来,给人们创造一定的便利,需要将有线通信和无线通信结合起来,让无线网络得到较大化发展。

关键词:无线网络;无线通信;有线通信

一、有线与无线通信的特点

1、有线通信。随着有线电报、有线电话的发明和电磁波的出现,人类通信领域发生了根本性变化,人与人之间的通信脱离了对视觉、听觉的依赖,“千里眼”“顺风耳”成为现实。以电信号作为新载体的一系列通信技术,使人们进入到通信新篇章。简单来说,通信就是两个用户之间传递信息,传递的信息形式多种多样。传统通信方式为有线通信。有线通信是用导线、光纤等有形媒质完成通信,如家用电话、有线电视、海底电缆通信等。有线通信具有较高的可靠性和较快的传输速率,保障了通信的安全性和时效性。

2、无线通信。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。

二、无线通信与有线通信结合的意义

有线通信具有可靠性高、传输速率快的优点,无线通信具有费用低、架设简单等优点。尽管无线通信拥有有线通信没有的优点,但并不意味着无线通信可以完全替代有线通信,有线通信在通信中仍然占有不可撼动的地位。无线通信的价值不在于取代有线,而是补充有线通信技术的缺点。对有线网络来说,在达到经济、快捷、方便的基础上,可以与无线网络技术完美结合,达到更大范围的网络覆盖和更高的网络速度。例如,一家大型生产公司,办公室需要与工厂分开,但同时需要网络连接,此时可将无线局域网与有线通信结合。人们想要实现全球通信,即无论在世界的任何一个角落,都可以与在任何国家、任何地区的人直接通信。要想达到这样的要求,只有让无线通信技术和有线通信技术结合,取长补短,才能让人们实现无障碍全球通信。两种通信技术的结合使用,保障了通信的安全、速度,且覆盖范围广、成本低。

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三、无线通信与有线通信结合的方向

有线通信的优势是短距离的传输速度快、信息传递的准确性高以及应用起来较为安全无害,无线通信的优势是信息传递过程较为方便快捷且成本较低,因此,有效地将有线通信与无线通信相结合应用到无线网络系统中,便是日后国际环境下通信技术的发展目标。例如在一些外界环境条件恶劣,对信号有着干扰的场地,或工作需要高速度传播信息的场所应用有线通信;在没有信号干扰或不易进行搭架有线介质施工的场所,可以应用无线通信,利用电磁波将信息传递到核心控制系统。

四、无线网络中无线通信与有线通信的整合途径

1、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通信转接到有RS-232、RS-485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、无线信号有线连接。对于无线视频的传输过程来说,最明显的优势就是移动终端的摄像头在移动过程中十分便捷。除此之外,还具有一大优势就是不需要进行布线。因此,无线视频传输的应用十分广泛。例如:煤气企业中就使用这种方法对煤气井中的各项参数有效进行采集,并对视频进行监控。对于距离上非常近的煤气气井,使用的方式是有线接入。

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,无线通信与有线通信的整合应用。

4、接入点的有效连接。对一些通信系统来说,需要让系统中的有效信号能够充分进行连接。对无线网络进行设计的过程中,需要对无线设备全面展开应用,让信号之间能够友好进行传递。但是,使用这种方式一定程度上会让信号的传递效率受到较大的影响,会让系统的抗干扰能力全面下降。

结论

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。

参考文献:

[1]安春燕,李建岐.面向电力线与无线通信网络融合的统一MAC协议研究[J].电力信息与通信技术,2019(5):104-106.

论文作者:刘晶晶

论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期

论文发表时间:2020/1/16

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