試論無線網絡中無線通信和有線通信的結合

摘要：無線網絡是一種沒有網線的網絡組建方式，其發展對人們生產生活的改善，有著多方面的重要意義。基于此，本文首先介紹了無線通信和有線通信的技術原理，其次分析了目前無線通信和有線通信技術相結合的理論意義與現實意義，最后針對目前無線網絡技術的發展，探討無線通信與有線通信結合的實現方式。

關鍵詞：無線網絡;無線通信;有線通信;網絡協議

引言

無線網絡（wireless network）是采用無線通信技術實現的網絡，主要分為無線公共網絡和無線局域網絡。無線網絡中常見的設備有無線網卡、無線網橋、無線天線等。無線網絡與有線網絡的最大區別在于傳輸媒介的不同，有線網絡相較于無線網絡更為穩定，無線網絡相較于有線網絡更為靈活。

一、無線通信與有線通信

1、無線通信

無線通信（wireless communication）又可稱為無線移動通信技術，是一種利用電磁波進行數據傳輸的通信方式。由于電磁波在信息傳播過程中不需要任何介質，因而人們把這種不可視的傳播方式叫做無線通信。無線通信主要包括微波通信和衛星通信。通常，微波通信用作近距離傳播，傳播極限為幾十千米。衛星通信通過中繼站的方式，可以實現遠距離傳播。目前無線通信技術已經深入到了我們生活中的方方面面，4G通信、藍牙通信、寬帶衛星系統、數字電視中，都應用到了無線通信技術

2、有線通信

有線通信（Wire communication）是指通過明線、電纜、光纜和波導等形式，進行信息傳輸。目前的有線通信方式主要分為并行通信和穿行通信，（1）并行通信：信息同時發送和接收，速度快，價格高（2）串行通信：按照信息的二進制位數，一位一位的進行傳輸，速度慢，價格低。

二、無線通信與有線通信結合的意義

無線通信與有線通信結合，夠彌合兩種通信方式各自的不足，互為備份，實現1+1>2的結合優勢。一方面，無線通信與有線通信結合，能夠通過無線通信，節省有線通信必須的線路架設費用與線路架設時間，減少線路維修中的人力資源與財富損耗，解決有線通信線路擴展中，誤碼率提高、速度級別降低的問題，避免由于單個節點故障，造成的整個網絡癱瘓。另一方面，無線通信與有線通信結合，能夠通過有線通信，降低無線通信的成本，在近距離通信中發揮比較優勢，提升無線網絡的可靠性與穩定性。

三、無線通信與有線通信結合的方式

（一）設備結合

無線網絡通信設備中的有線接入，是無線通信與有線通信結合的常規連接方式。小型的無線網絡控制系統主要包含：（1）網關（2）壓力變送器（3）溫度變送器（4）PH變送器（5）執行器（6）位置變送器（7）物位變送器。無線通信與有線通信的設備結合，是指將控制系統，通過有線連接的方式，與無線網絡中的網關相結合，來控制無線網絡中其他設備的正常運行。這種設備連接方式能夠大大降低無線網絡架設的經濟成本，提高網絡運行的安全性。當網絡出現故障時，維修人員能夠通過更換線路，控制檢修中的問題變量，更方便快捷的發現造成故障的原因，進行有針對性的設備維修。

（二）通信協議結合

無線網絡中的網關與控制系統連接時，通常采用Modbus、TCP/IP、OPC、CSMA/CD協議等通信協議作為接口。無線通信與有線通信結合，可以嘗試將線路接入各類通信協議。例如，艾默生過程管理公司的無線I/O卡，就可以直接接入到DeltaV控制系統的網絡上。以及，霍尼韋爾公司的XYR400E 無線轉接模塊，可以直接通過有線連接的方式，接入帶RS-232、RS-485、Ethernet協議的打印機、掃描儀等第三方設備。除此之外，中國的先進單位，例如沈陽中科博微自動化技術有限公司，也在這一結合方式上有所嘗試。通過通信協議的調試，無線網絡通信的適用范圍會大大拓展。

（三）接入點結合

1、接入點和多功能節點的有線連接

具體方法為：在無線網絡協議中，通過有線接入的方式，將無線壓力變送器和無線閥門回送變送器接入主干網絡，使這些多功能節點，構成mesh無線主干網絡，通過定向大角度板狀高增益天線，對有線接入節點的傳輸功率進行提升，實現長距離無線傳輸。例如，艾默生過程管理公司Wireless HART無線網絡，通過有線連接的方式，將信息接收系統連接在網格接入點中，其余接入點通過WIFI連接，實現了遠程測量與過程控制。

2、接入點和網關的有線連接

適合通過有線連接方式，進行接入點和網關連接的無線網絡有兩種，一種是通過智能無線網關采集Wireless HART 無線現場設備的數據，另一種是通過無線 I/O卡（wireless I/O card，WIOC）和遠程鏈路采集無現場設備的數據[2]。對于這兩種無線網絡中的數據采集來說，網格接入點是進行數據傳輸的關鍵。

在這個過程中，無線通信與有線通信結合，是指用有線以太網，簡化現有網絡的拓撲架構。數據在無線現場設備——網關——網格接入點——根接入點——控制系統中的傳輸，方式分別為無線——有線——無線——有線，這種結合能夠大大提高網絡管理的效率，減少網絡的故障誤碼率。

（四）網關結合

這種方式是指：無線網絡中的網關，按照WIOC遠程鏈路，將原有的智能無線網關的功能，分為WIOC和遠程控制系統兩個部件。無線網絡中的Ethernet I/O 網關口，與控制系統通過有線的方式進行連接。這種連接方式能夠使DeltaV局域網的傳輸距離大大延長。例如，霍尼韋爾公司的Cisco Aironet 1552S Outdoor AP節點設備，采用通用的網關接口，使無線網絡中的設備，能夠通過有線以太網與其他設備進行連接，共享局域網中的有線傳輸帶寬，減少傳輸中的信息擁堵現象。

（五）視頻信號結合

無線網絡中的視頻傳輸無需布線，攝像頭在移動的過程中不受連接線的控制，非常靈活。但是，視頻信號的數據量非常大，會占用數據傳輸高峰期大量的帶寬，因而非常需要有線傳輸的配合。視頻信號有線通信與無線通信結合，可以通過過程參數采集，強化視頻監控的方式，適當選擇有線傳輸，再通過模擬技術將采集信號進行無線輸出。

結論

綜上所述，無線通信與有線通信結合，是無線網絡發展的重要方向之一。從本文的分析可知，研究無線通信與有線通信結合，有助于技術人員加深對無線通信與有線通信各自特征的認識，根據用戶的網絡使用狀況，設計更加高效、穩定、安全的網絡連接模式。技術人員要加強對相關理論的研究，積極進行結合實踐。

參考文獻

[1]胡勝鈞.關于有線通信技術與無線通信技術對比分析[J].西部皮革，2017，39（10）：30.

[2]晉國福.有線通信和無線通信在消防應急救援中的有機結合[J].消防界（電子版），2016（06）：168.

作者簡介：曹瑞（1986.06——），男，漢族，重慶人，碩士研究生，中級工程師，研究方向：無線網絡通信。

（作者單位：重慶市信息通信咨詢設計院有限公司）