無線網(wǎng)絡(luò)中無線通信和有線通信的整合研究

摘要：在搭建無線網(wǎng)絡(luò)時，將無線與有線技術(shù)進行有效融合，能夠充分利用兩者各自優(yōu)點，顯著提升無線網(wǎng)絡(luò)的性能。本文分別闡述了有線通信和無線通信，對當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)中無線和有線通信的整合方式進行了探討，并基于上述內(nèi)容提出了優(yōu)化效果的整合方法，希望能夠推動通信技術(shù)的不斷進步與應(yīng)用發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)；有線通信；無線網(wǎng)絡(luò)；整合

無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展標(biāo)志著信息技術(shù)領(lǐng)域的一大進步。隨著移動設(shè)備的普及和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)已成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦胁豢苫蛉钡囊徊糠?。無線通信依托無線電波傳輸數(shù)據(jù)，使用戶能夠在沒有物理連接的情況下實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，為用戶提供了極大的便利性和靈活性。

有線通信通過物理介質(zhì)，如光纖或銅纜傳輸數(shù)據(jù)，雖然其在穩(wěn)定性和傳輸速度上有一定優(yōu)勢，但在布線成本和靈活性上存在局限。將無線通信和有線通信進行整合，不僅可以結(jié)合兩者的優(yōu)勢，提高網(wǎng)絡(luò)的總體性能和覆蓋范圍，還能優(yōu)化資源配置，提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性。

一、有線通信

（一）有線通信的定義

有線通信是一種通過物理傳輸介質(zhì)傳遞信息的通信方式，利用導(dǎo)線、光纖等有形媒介傳輸數(shù)據(jù)信號，實現(xiàn)信息的傳遞和交換。在有線通信中，信息以電信號的形式在傳輸介質(zhì)中傳播。根據(jù)傳輸介質(zhì)的不同，有線通信可以分為電信和光通信兩大類。電信通信利用導(dǎo)線傳輸電信號，包括傳統(tǒng)的電話通信、局域網(wǎng)（LAN）、廣域網(wǎng)（WAN）等。而光通信則利用光纖傳輸光信號，具有更高的傳輸速度和更寬的帶寬，被廣泛應(yīng)用于長距離通信、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等領(lǐng)域。有線通信具有穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強等優(yōu)點，適用于電話、互聯(lián)網(wǎng)、電視等各種通信場景。

（二）有線通信的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著信息化、智能化的不斷發(fā)展，有線通信模式依然發(fā)揮著極大的作用，如傳統(tǒng)的電話通信仍是企業(yè)辦公、緊急通信等方面不可或缺的通信方式。有線局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)（WAN）在企業(yè)、學(xué)校、政府機構(gòu)等組織中被廣泛應(yīng)用，為內(nèi)部通信和互聯(lián)網(wǎng)接入提供了穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。在數(shù)據(jù)中心方面，由于對高速度、高帶寬的實際需求，光纖成為主要的傳輸介質(zhì)，支持數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)和云服務(wù)的提供。有線電視網(wǎng)絡(luò)為用戶提供了豐富的電視頻道和互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)[1]。

在智能家居和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，有線連接方式，如Ethernet和Power over Ethernet也被廣泛應(yīng)用，用于連接各種智能設(shè)備，通過物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實現(xiàn)家居環(huán)境的自動化管理。盡管無線通信技術(shù)在不斷發(fā)展，但由于有線通信具有穩(wěn)定可靠、高帶寬等優(yōu)勢，仍然在許多應(yīng)用場景中得到廣泛應(yīng)用。

二、無線通信

（一）無線通信的定義及特點

無線通信是一種利用無線電波或紅外線等無線傳輸介質(zhì)傳遞信息的通信方式。它通過電磁波在空間中的傳播，實現(xiàn)信息的傳遞和交換。無線通信的特點包括靈活性高、移動性強、覆蓋范圍廣、部署成本相對較低等。相較于有線通信，無線通信不受物理傳輸介質(zhì)的限制，可以在移動狀態(tài)下進行通信，適用于移動終端和移動通信場景。

由于無線通信利用電磁波傳輸信號，因此信號的傳輸范圍較廣，可以覆蓋大范圍的地理區(qū)域，能夠滿足不同場景下的通信需求。同時，無線通信的部署相對靈活，無需鋪設(shè)電纜或光纖，節(jié)約了建設(shè)成本和時間，特別適用于臨時性通信需求或遠程地區(qū)通信建設(shè)。然而，無線通信也面臨著信號易受干擾、傳輸速率受限、安全性較低等挑戰(zhàn)，需要通過技術(shù)手段不斷提升信號質(zhì)量、加強安全保障，以滿足用戶不斷增長的通信需求。

（二）無線通信的發(fā)展現(xiàn)狀

5G技術(shù)的商用推廣和持續(xù)創(chuàng)新推動了無線通信的發(fā)展。5G網(wǎng)絡(luò)以其高速率、低時延和大連接性等特點，為各種垂直行業(yè)帶來了新的機遇，推動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能交通、智慧城市等領(lǐng)域的快速發(fā)展。無線通信的技術(shù)創(chuàng)新不斷推動著產(chǎn)業(yè)的進步。諸如毫米波通信、多輸入多輸出技術(shù)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，為無線通信系統(tǒng)的容量、覆蓋范圍和信號質(zhì)量提供了更好的解決方案，從而推動了無線通信在各種應(yīng)用場景的普及和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及和應(yīng)用，促進了傳感器、射頻識別、遠程監(jiān)控等技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)都離不開無線通信技術(shù)的支持。此外，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，無線通信系統(tǒng)的智能化水平不斷提高，自組織網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)等的應(yīng)用，使得無線通信系統(tǒng)更加靈活、可靠。目前，5G技術(shù)已經(jīng)逐步實現(xiàn)商用，對6G技術(shù)的研究也在積極進行中。6G技術(shù)預(yù)計將進一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率，進一步降低時延，將可支持更多智能終端的連接，從而為無線通信帶來更廣闊的發(fā)展空間[2]。

三、無線通信與有線通信的結(jié)合方式

（一）基于通信協(xié)議的結(jié)合

無線通信與有線通信的結(jié)合能夠克服各自的局限性，實現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的通信傳輸。通過使用有線通信協(xié)議，如以太網(wǎng)、光纖通信等，在大范圍內(nèi)向通信網(wǎng)絡(luò)提供高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸功能，尤其適用于人口密集區(qū)域或者需要高帶寬的使用場景。而無線通信則能夠補充覆蓋有線通信無法覆蓋的區(qū)域，支持移動通信、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用場景。在無線通信中，由于信號受到環(huán)境干擾、多徑衰減等因素影響，往往存在信號丟失或者數(shù)據(jù)傳輸錯誤的問題。而有線通信則能夠提供更穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。通過在系統(tǒng)中同時采用無線與有線通信技術(shù)，可以實現(xiàn)雙重備份、故障轉(zhuǎn)移等機制。在一些特殊環(huán)境下，如城市中的高樓大廈、山區(qū)、海洋等復(fù)雜地表建筑內(nèi)或復(fù)雜地形區(qū)域中，僅靠有線或者無線通信往往無法實現(xiàn)信號的完整覆蓋。通過對無線與有線通信技術(shù)的結(jié)合，可以根據(jù)具體需求進行網(wǎng)絡(luò)部署，充分利用兩者的優(yōu)勢，實現(xiàn)更廣的覆蓋范圍和更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。

（二）基于接入點的結(jié)合

接入點是通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備，用于連接終端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。通過在有線網(wǎng)絡(luò)中部署有線接入點和有線交換機，構(gòu)建穩(wěn)定的有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。在有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍外或需要無線覆蓋的區(qū)域，部署無線接入點，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。然后通過有線與無線接入點之間的互聯(lián)，實現(xiàn)無線終端設(shè)備與有線網(wǎng)絡(luò)的無縫接入。利用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)對有線和無線接入點進行統(tǒng)一管理和監(jiān)控。同時，通過信道管理和優(yōu)化，改善無線接入點的信號覆蓋范圍和信號質(zhì)量，提高通信效率。此外，還需要在通信系統(tǒng)中實施安全策略與加密機制，保護數(shù)據(jù)在有線和無線網(wǎng)絡(luò)間的傳輸安全。

（三）基于適配器的結(jié)合

無線通信和有線通信之間存在不同的物理介質(zhì)和通信協(xié)議，因此，需要通過適配器進行連接和轉(zhuǎn)換?？蓮陌惭b附件連接模式、直接連接模式和多臺有線變送器三個方面進行操作：

首先，通過安裝附件連接模式，可以在有線網(wǎng)絡(luò)中部署適配器，實現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)的連接。這些適配器能夠識別并轉(zhuǎn)換來自無線設(shè)備的信號，使其能夠在有線網(wǎng)絡(luò)中傳輸。

其次，采用直接連接模式，可以在無線網(wǎng)絡(luò)中部署相應(yīng)的適配器，將有線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無線信號，以便無線設(shè)備能夠接收和處理。

最后，通過多臺有線變送器，可以實現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線網(wǎng)絡(luò)中，進一步實現(xiàn)無線通信和有線通信的結(jié)合。有線變送器能夠?qū)⒂芯€網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無線信號，并通過無線接收器傳輸?shù)綗o線設(shè)備上[3]。

（四）基于視頻信號的結(jié)合

視頻信號是一種用于傳輸圖像和聲音信息的信號，常用于電視廣播、視頻會議、監(jiān)控系統(tǒng)等場景，這類結(jié)合方式能夠提供圖像和聲音等更豐富的信息內(nèi)容，且無線通信和有線通信之間存在著不同的傳輸特點和覆蓋范圍，通過基于視頻信號的結(jié)合方法，可以充分利用無線通信的靈活性和移動性，同時借助有線通信的穩(wěn)定性和高帶寬，實現(xiàn)更廣泛的通信覆蓋和更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸。通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻信號，可以保證視頻信號的高清晰度和流暢傳輸，并利用Wi-Fi、LTE等無線通信技術(shù)，將視頻信號傳輸?shù)綗o線設(shè)備，實現(xiàn)移動端對信息的接收和播放，再使用視頻編碼和壓縮技術(shù)，優(yōu)化視頻信號的傳輸效率，減少數(shù)據(jù)傳輸量，提高通信效率。

同時，做好網(wǎng)絡(luò)管理和優(yōu)化工作，對無線和有線網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)一管理和監(jiān)控，保障視頻信號的穩(wěn)定傳輸和高質(zhì)量接收。

（五）無線通信與有線通信融合后的現(xiàn)場調(diào)整

1.面向無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的調(diào)整

由于各行各業(yè)對有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求各異，為了保障網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定、安全和可靠，避免網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)信道干擾現(xiàn)象，企業(yè)在推進“雙線”建設(shè)時需要提前根據(jù)企業(yè)需求和環(huán)境條件，對無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的融合進行精心設(shè)計。

首先，應(yīng)進行無線信號覆蓋范圍的實時監(jiān)測和調(diào)整，通過無線信號強度分布圖分析，及時發(fā)現(xiàn)并解決信號盲區(qū)或弱覆蓋區(qū)域的信號覆蓋問題。其次，針對高密度用戶區(qū)域，采用基站容量擴展技術(shù)，通過增加基站數(shù)量或部署多通道基站，提高網(wǎng)絡(luò)容量和用戶體驗。

再次，進行頻譜管理和優(yōu)化。利用動態(tài)頻譜分配技術(shù)，根據(jù)實時需求動態(tài)調(diào)整頻段和信道分配，減少信道干擾和頻譜浪費。然后，優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，包括調(diào)整傳輸功率、信道帶寬、重傳次數(shù)等參數(shù)，以提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和傳輸效率。

最后，實施智能負載均衡和移動性管理，根據(jù)用戶位置和移動速度進行無縫切換和網(wǎng)絡(luò)連接優(yōu)化，確保用戶在不同場景下的通信質(zhì)量[4]。

2.面向無線網(wǎng)絡(luò)運行的調(diào)整

企業(yè)完成無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后，在日常運行中，隨著企業(yè)工作環(huán)境的變化和新技術(shù)的涌現(xiàn)，通常需要對網(wǎng)絡(luò)進行功能擴展，以滿足企業(yè)的新增通信需求。為了支持對新技術(shù)的應(yīng)用，提升網(wǎng)絡(luò)通信效率，并與企業(yè)發(fā)展需求相結(jié)合，通常會對現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)進行動態(tài)檢測與調(diào)整。實時監(jiān)測和優(yōu)化無線信號覆蓋范圍，通過信號強度分布圖進行分析，及時調(diào)整基站位置和天線方向，解決信號弱覆蓋或盲區(qū)問題。

四、無線通信與有線通信的有效結(jié)合策略

（一）合理調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

應(yīng)考慮無線網(wǎng)絡(luò)的特點，將信號衰減、干擾因素等作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化的首要難點。在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲時，盡量減少無線信號的傳輸距離，采用分布式的方式部署無線接入點。有線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)建立穩(wěn)定的骨干網(wǎng)絡(luò)，通過部署高速、低延遲的有線傳輸設(shè)備支撐與無線接入點的聯(lián)通。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，還需要考慮無線接入點與有線網(wǎng)絡(luò)之間的切換機制。為了確保通信的連續(xù)性，可以采用智能切換算法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負載、信號強度等因素，動態(tài)調(diào)整無線接入點與有線網(wǎng)絡(luò)之間的切換策略。此外，還可以引入基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制和管理，從而更好地適應(yīng)無線通信與有線通信結(jié)合的需求。

（二）有效防止信號干擾

利用頻率分集技術(shù)減少信號干擾的影響，將信號分配到不同的頻率上，降低無線信號與有線信號之間的干擾程度；利用自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)，根據(jù)當(dāng)前信道條件調(diào)整調(diào)制方式，最大程度地減少信號干擾對通信質(zhì)量的影響；同時，采用智能天線技術(shù)，根據(jù)接收到的信號情況自動調(diào)整其指向，并結(jié)合空間多址技術(shù)，多管齊下，有效提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力[5]。

（三）彌補通信系統(tǒng)不足

第一，引入適用于無線與有線通信的混合信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對信號的有效管理和高效處理。這種技術(shù)能夠在無線和有線環(huán)境下實現(xiàn)信號的無縫切換和實時優(yōu)化，在不同通信環(huán)境下保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。第二，利用智能網(wǎng)絡(luò)資源管理技術(shù)，實現(xiàn)對無線與有線通信資源的動態(tài)調(diào)配和優(yōu)化配置。根據(jù)實際通信需求和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，靈活調(diào)整通信資源的分配，提高通信效率和質(zhì)量。第三，采用基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化架構(gòu)，實現(xiàn)無線與有線通信網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理和靈活安排，將網(wǎng)絡(luò)控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離，實現(xiàn)對通信資源的集中管理和動態(tài)配置。

五、結(jié)束語

隨著科技的不斷進步，通信技術(shù)已經(jīng)深入到人們生活的方方面面。無線通信和有線通信作為兩種不同的通信技術(shù)，各自有其優(yōu)勢、特點和工作原理。因此，在無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，必須充分考慮并融合這兩種技術(shù)，最大程度地發(fā)揮它們各自的長處，提高無線網(wǎng)絡(luò)的運行效率，并達到增強無線網(wǎng)絡(luò)通信能力的目的，促進通信行業(yè)的持續(xù)完善和快速發(fā)展。

作者單位：馮冼睿 廣西壯族自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院

參考文獻

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[5]常廣亮，劉軍濤.無線通信技術(shù)在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中的研究[J].中國新通信，2019，21（12）： 29.