試論無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線(xiàn)通信和有線(xiàn)通信的結(jié)合

摘要：無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是一種沒(méi)有網(wǎng)線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)組建方式，其發(fā)展對(duì)人們生產(chǎn)生活的改善，有著多方面的重要意義。基于此，本文首先介紹了無(wú)線(xiàn)通信和有線(xiàn)通信的技術(shù)原理，其次分析了目前無(wú)線(xiàn)通信和有線(xiàn)通信技術(shù)相結(jié)合的理論意義與現(xiàn)實(shí)意義，最后針對(duì)目前無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，探討無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合的實(shí)現(xiàn)方式。

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò);無(wú)線(xiàn)通信;有線(xiàn)通信;網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

引言

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（wireless network）是采用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)，主要分為無(wú)線(xiàn)公共網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)的設(shè)備有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋、無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)等。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別在于傳輸媒介的不同，有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相較于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)更為穩(wěn)定，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相較于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)更為靈活。

一、無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信

1、無(wú)線(xiàn)通信

無(wú)線(xiàn)通信（wireless communication）又可稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)，是一種利用電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。由于電磁波在信息傳播過(guò)程中不需要任何介質(zhì)，因而人們把這種不可視的傳播方式叫做無(wú)線(xiàn)通信。無(wú)線(xiàn)通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。通常，微波通信用作近距離傳播，傳播極限為幾十千米。衛(wèi)星通信通過(guò)中繼站的方式，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳播。目前無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)已經(jīng)深入到了我們生活中的方方面面，4G通信、藍(lán)牙通信、寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)、數(shù)字電視中，都應(yīng)用到了無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

2、有線(xiàn)通信

有線(xiàn)通信（Wire communication）是指通過(guò)明線(xiàn)、電纜、光纜和波導(dǎo)等形式，進(jìn)行信息傳輸。目前的有線(xiàn)通信方式主要分為并行通信和穿行通信，（1）并行通信：信息同時(shí)發(fā)送和接收，速度快，價(jià)格高（2）串行通信：按照信息的二進(jìn)制位數(shù)，一位一位的進(jìn)行傳輸，速度慢，價(jià)格低。

二、無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合的意義

無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合，夠彌合兩種通信方式各自的不足，互為備份，實(shí)現(xiàn)1+1>2的結(jié)合優(yōu)勢(shì)。一方面，無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合，能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信，節(jié)省有線(xiàn)通信必須的線(xiàn)路架設(shè)費(fèi)用與線(xiàn)路架設(shè)時(shí)間，減少線(xiàn)路維修中的人力資源與財(cái)富損耗，解決有線(xiàn)通信線(xiàn)路擴(kuò)展中，誤碼率提高、速度級(jí)別降低的問(wèn)題，避免由于單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，造成的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。另一方面，無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合，能夠通過(guò)有線(xiàn)通信，降低無(wú)線(xiàn)通信的成本，在近距離通信中發(fā)揮比較優(yōu)勢(shì)，提升無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可靠性與穩(wěn)定性。

三、無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合的方式

（一）設(shè)備結(jié)合

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備中的有線(xiàn)接入，是無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合的常規(guī)連接方式。小型的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要包含：（1）網(wǎng)關(guān)（2）壓力變送器（3）溫度變送器（4）PH變送器（5）執(zhí)行器（6）位置變送器（7）物位變送器。無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信的設(shè)備結(jié)合，是指將控制系統(tǒng)，通過(guò)有線(xiàn)連接的方式，與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)相結(jié)合，來(lái)控制無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的正常運(yùn)行。這種設(shè)備連接方式能夠大大降低無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架設(shè)的經(jīng)濟(jì)成本，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，維修人員能夠通過(guò)更換線(xiàn)路，控制檢修中的問(wèn)題變量，更方便快捷的發(fā)現(xiàn)造成故障的原因，進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)備維修。

（二）通信協(xié)議結(jié)合

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)與控制系統(tǒng)連接時(shí)，通常采用Modbus、TCP/IP、OPC、CSMA/CD協(xié)議等通信協(xié)議作為接口。無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合，可以嘗試將線(xiàn)路接入各類(lèi)通信協(xié)議。例如，艾默生過(guò)程管理公司的無(wú)線(xiàn)I/O卡，就可以直接接入到DeltaV控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)上。以及，霍尼韋爾公司的XYR400E 無(wú)線(xiàn)轉(zhuǎn)接模塊，可以直接通過(guò)有線(xiàn)連接的方式，接入帶RS-232、RS-485、Ethernet協(xié)議的打印機(jī)、掃描儀等第三方設(shè)備。除此之外，中國(guó)的先進(jìn)單位，例如沈陽(yáng)中科博微自動(dòng)化技術(shù)有限公司，也在這一結(jié)合方式上有所嘗試。通過(guò)通信協(xié)議的調(diào)試，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的適用范圍會(huì)大大拓展。

（三）接入點(diǎn)結(jié)合

1、接入點(diǎn)和多功能節(jié)點(diǎn)的有線(xiàn)連接

具體方法為：在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，通過(guò)有線(xiàn)接入的方式，將無(wú)線(xiàn)壓力變送器和無(wú)線(xiàn)閥門(mén)回送變送器接入主干網(wǎng)絡(luò)，使這些多功能節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成mesh無(wú)線(xiàn)主干網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)定向大角度板狀高增益天線(xiàn)，對(duì)有線(xiàn)接入節(jié)點(diǎn)的傳輸功率進(jìn)行提升，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離無(wú)線(xiàn)傳輸。例如，艾默生過(guò)程管理公司W(wǎng)ireless HART無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)有線(xiàn)連接的方式，將信息接收系統(tǒng)連接在網(wǎng)格接入點(diǎn)中，其余接入點(diǎn)通過(guò)WIFI連接，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程測(cè)量與過(guò)程控制。

2、接入點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)的有線(xiàn)連接

適合通過(guò)有線(xiàn)連接方式，進(jìn)行接入點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)連接的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有兩種，一種是通過(guò)智能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)采集Wireless HART 無(wú)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)，另一種是通過(guò)無(wú)線(xiàn) I/O卡（wireless I/O card，WIOC）和遠(yuǎn)程鏈路采集無(wú)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)[2]。對(duì)于這兩種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集來(lái)說(shuō)，網(wǎng)格接入點(diǎn)是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵。

在這個(gè)過(guò)程中，無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合，是指用有線(xiàn)以太網(wǎng)，簡(jiǎn)化現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浼軜?gòu)。數(shù)據(jù)在無(wú)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備——網(wǎng)關(guān)——網(wǎng)格接入點(diǎn)——根接入點(diǎn)——控制系統(tǒng)中的傳輸，方式分別為無(wú)線(xiàn)——有線(xiàn)——無(wú)線(xiàn)——有線(xiàn)，這種結(jié)合能夠大大提高網(wǎng)絡(luò)管理的效率，減少網(wǎng)絡(luò)的故障誤碼率。

（四）網(wǎng)關(guān)結(jié)合

這種方式是指：無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)，按照WIOC遠(yuǎn)程鏈路，將原有的智能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)的功能，分為WIOC和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)兩個(gè)部件。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的Ethernet I/O 網(wǎng)關(guān)口，與控制系統(tǒng)通過(guò)有線(xiàn)的方式進(jìn)行連接。這種連接方式能夠使DeltaV局域網(wǎng)的傳輸距離大大延長(zhǎng)。例如，霍尼韋爾公司的Cisco Aironet 1552S Outdoor AP節(jié)點(diǎn)設(shè)備，采用通用的網(wǎng)關(guān)接口，使無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，能夠通過(guò)有線(xiàn)以太網(wǎng)與其他設(shè)備進(jìn)行連接，共享局域網(wǎng)中的有線(xiàn)傳輸帶寬，減少傳輸中的信息擁堵現(xiàn)象。

（五）視頻信號(hào)結(jié)合

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的視頻傳輸無(wú)需布線(xiàn)，攝像頭在移動(dòng)的過(guò)程中不受連接線(xiàn)的控制，非常靈活。但是，視頻信號(hào)的數(shù)據(jù)量非常大，會(huì)占用數(shù)據(jù)傳輸高峰期大量的帶寬，因而非常需要有線(xiàn)傳輸?shù)呐浜?。視頻信號(hào)有線(xiàn)通信與無(wú)線(xiàn)通信結(jié)合，可以通過(guò)過(guò)程參數(shù)采集，強(qiáng)化視頻監(jiān)控的方式，適當(dāng)選擇有線(xiàn)傳輸，再通過(guò)模擬技術(shù)將采集信號(hào)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)輸出。

結(jié)論

綜上所述，無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合，是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向之一。從本文的分析可知，研究無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信結(jié)合，有助于技術(shù)人員加深對(duì)無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信各自特征的認(rèn)識(shí)，根據(jù)用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)使用狀況，設(shè)計(jì)更加高效、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)連接模式。技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)理論的研究，積極進(jìn)行結(jié)合實(shí)踐。

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作者簡(jiǎn)介：曹瑞（1986.06——），男，漢族，重慶人，碩士研究生，中級(jí)工程師，研究方向：無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。

（作者單位：重慶市信息通信咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)院有限公司）