王 鶴

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所,河北 石家莊 050081)

0 引言

在“大智移云物”不斷融合的背景下,我國(guó)的通信技術(shù)改革與創(chuàng)新得到了極大的發(fā)展。多年以來(lái),由于受到運(yùn)行成本、技術(shù)條件等因素的影響,有線通信在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中仍然占據(jù)著主要地位。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線通信技術(shù)越發(fā)成熟,在遠(yuǎn)程辦公、衛(wèi)星通信、現(xiàn)場(chǎng)直播等方面得到了廣泛應(yīng)用。有線通信和無(wú)線通信所具備的優(yōu)勢(shì)各不相同,因此在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中要強(qiáng)化兩者的結(jié)合,這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),而且還可以更好地滿(mǎn)足群眾需求,推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。

1 有線通信概述

1.1 內(nèi)涵和優(yōu)勢(shì)

有線通信通常需要運(yùn)用相關(guān)媒介達(dá)到信息傳播的目的。通常情況下,信息傳輸一般都會(huì)選擇使用電信號(hào)和光信號(hào),并借助電纜、光纜等媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)信息端口向通信端口的信息傳輸。在傳播過(guò)程中,無(wú)線信號(hào)極易受到外界因素的干擾,容量相對(duì)有限,而有線通信主要是依靠光纜進(jìn)行傳輸,不易受到外界因素的影響,且傳播容量較大。同時(shí),有線通信所用傳輸設(shè)備容量一般達(dá)到了G級(jí)別,能夠很好地滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)信息高速率傳輸?shù)男枨?。此?光纜還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸,在距離上可以滿(mǎn)足有線接入需求[1]。

1.2 有線通信現(xiàn)狀

在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中,有線通信具有高效、準(zhǔn)確的傳輸優(yōu)勢(shì),不易受無(wú)線通信的影響,已經(jīng)在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,有線通信的效率和質(zhì)量得到了非常有效的提高,很大程度上方便了人們的生產(chǎn)與生活。同時(shí),數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的建立,還可以準(zhǔn)確地收集和整理數(shù)據(jù)信息,并及時(shí)處理其中存在的問(wèn)題,從源頭上有效降低故障的發(fā)生率。

2 無(wú)線通信概述

2.1 內(nèi)涵和優(yōu)勢(shì)

無(wú)線通信主要是借助電磁波實(shí)現(xiàn)信息的有效傳播。在有線通信中,管道資源、傳輸路由、光纜等因素均會(huì)影響通信質(zhì)量,加之受到地理環(huán)境因素的影響,導(dǎo)致部分區(qū)域不能進(jìn)行有線通信。與有線通信相比,無(wú)線通信具有更好的靈活性,沒(méi)有線纜的約束,可以在各種環(huán)境中架設(shè),因此在無(wú)法進(jìn)行有線通信的偏遠(yuǎn)地區(qū)多采用無(wú)線通信。無(wú)線通信成本低廉,相對(duì)低于有線通信的安裝、維護(hù)、故障診斷和升級(jí)配線成本。有線通信中大部分故障是由連接器引起的,而無(wú)線通信可靠性高,可以有效地避免有線通信中由連接器引起的故障,并且可以在復(fù)雜的環(huán)境中保持穩(wěn)定和可靠。

2.2 無(wú)線通信現(xiàn)狀

目前,無(wú)線通信在我國(guó)得到了快速發(fā)展,最廣泛的應(yīng)用便是4G,而從2020年開(kāi)始,5G技術(shù)也得到了較大范圍的普及,正在對(duì)人們的生活產(chǎn)生潛移默化的影響。例如,無(wú)人超市、Wi-Fi等均屬于無(wú)線通信技術(shù),其在給人們帶來(lái)便利的同時(shí),也大大提高了人們的生活質(zhì)量。但是,無(wú)線通信主要依賴(lài)于電磁波進(jìn)行信息傳遞,長(zhǎng)時(shí)間使用難免會(huì)影響人們的生活質(zhì)量和身體健康[2]。

3 無(wú)線通信與有線通信的結(jié)合方式

3.1 基于通信協(xié)議的結(jié)合

以有線連接的方式,借助無(wú)線轉(zhuǎn)接設(shè)備實(shí)現(xiàn)與第三方設(shè)備的有效連接,并通過(guò)各類(lèi)通信協(xié)議達(dá)到通信轉(zhuǎn)換的目的。目前,在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,基于通信協(xié)議的結(jié)合是比較常用的“雙線”結(jié)合模式。不同的通信協(xié)議支持類(lèi)型,極大地豐富了無(wú)線轉(zhuǎn)接設(shè)備種類(lèi),如沈陽(yáng)中科博微的 Wia-Pa,支持無(wú)線通信與RS232總線間的透明傳輸,具有通信傳輸穩(wěn)定、信號(hào)質(zhì)量可靠等優(yōu)勢(shì)。再如霍尼韋爾的 XYR400E,其可以提供的功能節(jié)點(diǎn)超過(guò)20個(gè),能夠支持多條有線接入,而且在相對(duì)復(fù)雜的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中也可以提高無(wú)線轉(zhuǎn)接的時(shí)效性。如今,新研發(fā)的無(wú)線轉(zhuǎn)接設(shè)備可以借助交換機(jī)實(shí)現(xiàn)與有線以太網(wǎng)的連接,并在交換機(jī)與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間、服務(wù)器和交換機(jī)間,借助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的多功能節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。因此,基于通信協(xié)議的結(jié)合方式,可以更好地發(fā)揮以太網(wǎng)系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)。

3.2 基于接入點(diǎn)的結(jié)合

在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,可以通過(guò)無(wú)線通信的方式實(shí)現(xiàn)各接入點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)交換,然而在具體應(yīng)用階段,無(wú)線通信模式也會(huì)因?yàn)槎鄠€(gè)接入點(diǎn)同時(shí)與網(wǎng)關(guān)連接,而出現(xiàn)信道堵塞現(xiàn)象。尤其是進(jìn)入5G時(shí)代,大數(shù)據(jù)傳輸越發(fā)普遍,“多對(duì)一”的無(wú)線連接特點(diǎn)將會(huì)加劇信息擁堵問(wèn)題。因此,在接入點(diǎn)方面最好選擇無(wú)線與有線相結(jié)合的方式,其不僅可以滿(mǎn)足網(wǎng)關(guān)與接入點(diǎn)間的通信需求,還可以確保信息傳遞的穩(wěn)定性、流暢性,進(jìn)而更好地滿(mǎn)足無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用和發(fā)展的需求?；诮尤朦c(diǎn)的結(jié)合方式主要是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)給予科學(xué)、合理的劃分,從而獲得多個(gè)局域網(wǎng),其中每個(gè)局域網(wǎng)與一臺(tái)交換機(jī)相對(duì)應(yīng),隨后在交換機(jī)和變送器間借助網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)MAP或根接入點(diǎn)RAP實(shí)現(xiàn)信息的有效傳遞[3]。

3.3 基于適配器的結(jié)合

在基于適配器的結(jié)合方式下,無(wú)線通信和有線通信的結(jié)合具有很強(qiáng)的靈活性,因?yàn)樵跓o(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,適配器是比較常見(jiàn)的一類(lèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,借助適配器能夠?qū)崿F(xiàn)多種設(shè)備的有效連接,并實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信功能的有效優(yōu)化。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,常用的有線 HART設(shè)備與HART 適配器可以達(dá)到無(wú)線通信與有線通信相互結(jié)合的目的。因此,基于適配器,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所采用的不同連接方式,可以通過(guò)以下模式進(jìn)行結(jié)合:(1)安裝附件連接模式。該模式不僅可以拓展網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,而且將附件安裝在HART適配器中,可以簡(jiǎn)化復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與有線HART變送器設(shè)備的有效分離安裝。該過(guò)程中常見(jiàn)的附件有光纜、信號(hào)放大器、信號(hào)收發(fā)設(shè)備等,其需要在合適的位置安裝適配器天線,以有效提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積。(2)直接連接模式。該模式可以將HART 適配器的外連接螺紋與有線HART設(shè)備的螺紋接線口直接連接,而且接線距離較短,能夠在一個(gè)較小的局域網(wǎng)中完成。(3)多臺(tái)有線變送器、HART設(shè)備混合連接模式。該模式中,一臺(tái)適配器上往往包含多個(gè)通信轉(zhuǎn)換接口,可以實(shí)現(xiàn)與不同設(shè)備的有效連接,進(jìn)而使通信設(shè)備的穩(wěn)定性得到有效提升。同時(shí),一臺(tái)多點(diǎn)無(wú)線變送器可以實(shí)現(xiàn)與通信設(shè)備的有效連接,并且將接線長(zhǎng)度延長(zhǎng)至上百米,這種網(wǎng)絡(luò)連接方式,需要對(duì)有線變送器的接線方式進(jìn)行科學(xué)、合理布局,以滿(mǎn)足更大覆蓋范圍的網(wǎng)絡(luò)需求。實(shí)際上,基于適配器,借助以太網(wǎng)的方式還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)的簡(jiǎn)化處理,從而形成“無(wú)線-有線-無(wú)線-有線”的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模式,不僅提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和通信效率,而且還可以降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)路由或服務(wù)器的次數(shù),進(jìn)而有效降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本,提高網(wǎng)絡(luò)維護(hù)效率。

3.4 基于視頻信號(hào)的結(jié)合

如今,無(wú)線通信在遠(yuǎn)程會(huì)議、遠(yuǎn)程監(jiān)控等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,其不僅具有較強(qiáng)的信號(hào)傳遞時(shí)效性,而且還可以有效解決多端或雙端間視頻畫(huà)面無(wú)法同步傳輸?shù)膯?wèn)題。然而該傳輸模式在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也存在缺陷,不僅會(huì)增加區(qū)域內(nèi)骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸載荷,而且還會(huì)受到周邊其他網(wǎng)絡(luò)的影響。因此,為了確保更多網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的上網(wǎng)體驗(yàn),大多數(shù)通信運(yùn)營(yíng)商會(huì)選擇限制無(wú)線視頻傳輸速率,最常用的方式便是實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信和有線通信的有效結(jié)合,在通信壓力較小時(shí),選擇無(wú)線視頻傳輸,反之在通信壓力較大時(shí),則會(huì)選擇有線通信傳輸,從而確保網(wǎng)絡(luò)通信暢通。

4 提高無(wú)線通信與有線通信結(jié)合的對(duì)策

4.1 合理調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中,為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信與有線通信的有效結(jié)合,則需要結(jié)合實(shí)際情況合理調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),具體做好以下幾個(gè)方面的工作:(1)設(shè)計(jì)過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化和調(diào)整,可以更好地適應(yīng)新的通信環(huán)境,該過(guò)程一般需要將節(jié)點(diǎn)按照一定的方式設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,并結(jié)合實(shí)際需求選擇通信類(lèi)型,以更好地發(fā)揮無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的作用。例如,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在某區(qū)域中的覆蓋半徑為8 km,但是其所選擇的通信設(shè)備只可以覆蓋方圓 4 km的信號(hào),由此說(shuō)明該區(qū)域不能單一地選擇有線通信,需要借助無(wú)線通信與有線通信結(jié)合的方式來(lái)擴(kuò)大其信息傳輸覆蓋范圍,提高傳輸效率。(2)狀態(tài)檢測(cè)。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建成后,為了確保其穩(wěn)定性,需要有效檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),包括通信質(zhì)量、通信距離等內(nèi)容,如果出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案與實(shí)際情況不符時(shí),要及時(shí)給予糾正,進(jìn)而確保無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性[4]。

4.2 保持信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性

在進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過(guò)程中,通過(guò)強(qiáng)化無(wú)線通信與有線通信的結(jié)合能夠大大提高信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。通常情況下,在現(xiàn)有無(wú)線視頻中,憑借攝像頭終端設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)視頻隨時(shí)隨地的傳輸,極大地?cái)[脫了線路的束縛。同時(shí),在信息傳輸過(guò)程中,如果主要依賴(lài)無(wú)線通信也會(huì)在一定程度上降低視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和效率。為此,需要在原有基礎(chǔ)上加強(qiáng)與有線通信的連接,這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的高效、穩(wěn)定傳輸,而且還可以確保數(shù)據(jù)傳遞的準(zhǔn)確性,以更好地發(fā)揮無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)。例如,在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,企業(yè)要想提高日常管理水平,則可以借助視頻監(jiān)控的方式實(shí)時(shí)監(jiān)管生產(chǎn)區(qū)域環(huán)境,此時(shí)為了實(shí)現(xiàn)近距離觀察,提高監(jiān)控水平,需要將有線通信應(yīng)用到攝像機(jī)中,并且將無(wú)線通信應(yīng)用到遠(yuǎn)距離監(jiān)控中,從而有效提高數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)男省?/p>

4.3 有效防止信號(hào)干擾

在短距離信息傳輸中,有線通信具有準(zhǔn)確度較高、傳遞速率較快等優(yōu)勢(shì),而無(wú)線通信具有成本低、傳遞便捷等優(yōu)勢(shì)。因此,通過(guò)強(qiáng)化無(wú)線通信與有線通信的結(jié)合,既能夠降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可能遭遇的信號(hào)干擾問(wèn)題,而且還可以確保在惡劣環(huán)境中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)保持穩(wěn)定運(yùn)行,有效提高用戶(hù)的使用體驗(yàn)。同時(shí),在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中,有線通信的應(yīng)用還可以滿(mǎn)足信息的快速傳輸,并且在有線架構(gòu)搭設(shè)難度較大且信號(hào)干擾較小時(shí)區(qū)域選擇無(wú)線通信,以確保無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不會(huì)遭受來(lái)自外界信號(hào)的干擾[5]。如今,隨著時(shí)代的發(fā)展,需要充分挖掘無(wú)線通信與有線通信的切合點(diǎn),而非逐漸淡化有線通信的優(yōu)勢(shì),以此全方位地提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信水平。

4.4 彌補(bǔ)通信系統(tǒng)不足

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展歷程中,無(wú)線通信帶來(lái)了較大的便捷,但是在實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展階段也遇到了一些困擾,例如無(wú)線通信要依賴(lài)電磁波完成信息的傳遞,但是電磁波在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生輻射,長(zhǎng)時(shí)間會(huì)誘發(fā)各類(lèi)疾病。因此,在進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中,要做好無(wú)線通信相關(guān)知識(shí)的宣傳工作,避免因?yàn)槊つ扛L(fēng)而對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,科學(xué)整合無(wú)線通信與有線通信,不僅可以確保信息傳遞的及時(shí)性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,而且還可以推動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)朝著先進(jìn)化、規(guī)范化的方向發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,通信技術(shù)開(kāi)始滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)角落,以此更好地滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展需求。無(wú)線通信與有線通信是兩種不同類(lèi)型的通信技術(shù),各有優(yōu)缺點(diǎn),因此在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中,要做好兩種技術(shù)的結(jié)合工作,這樣不僅可以更好地發(fā)揮兩種通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行水平,而且還可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的通信功能,推動(dòng)我國(guó)通信行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。