廠房內無線通訊網絡分布系統的設計與實現

王紫萱

摘要：隨著工廠生產智能化程度的不斷提升，以及計算機、通訊技術的不斷發展與推進，智能裝備、智能終端、智能傳感器等設備使用頻率不斷提升。廠房內無線通訊網絡分布系統，有效解決了室外基站信號覆蓋范圍局限，廠房內無線通訊網絡強弱不均甚至存在通訊盲區的問題，通過無線通訊技術對廠房內的無線網絡整體規劃，從而提升生無線通訊信號質量和覆蓋范圍。本文通過對廠房內無線通訊網絡分布系統的設計和應用研究，提供一種有效的解決方案。

關鍵詞：廠房;無線通訊;設計

伴隨智能終端設備在日常工作中投入使用，廠房內對無線通訊網絡的需求已成為標準需求。然而大量鋼結構的廠房，對無線通訊網絡信號的質量和覆蓋范圍造成了極大影響，單純依靠室外運營商基站，無法滿足日常通訊網絡需求，影響通訊的效率和質量。廠房內無線通訊網絡分布系統，可以有效改善和解決以上問題，改善廠房內通訊系統質量，提升廠房區域無線網絡的接通率。通過對廠房內無線通訊網絡進行整體規劃，全面提升無線通訊網絡的信號質量和覆蓋范圍。

1 廠房內無線通訊網絡系統的設計

1.1使用需求

無線網絡信號需充分考慮建筑物產生的屏蔽和信號吸收作用，避免無線通訊網絡信號弱區域、盲區的出現。此外，在無線通信網絡容量方面，要結合區域訪問量，避免發生無線信道擁塞現象。現階段，解決以上問題常見的是使用室內分布系統或小型基站系統進行覆蓋。

1.2設計原則

廠房無線通訊網絡分布系統設計原則，包括統一性原則、質量保證原則、經濟性原則和可行性原則。無線通訊網絡設計必須緊密結合需求，整體規劃，構建完成后，在性能、指標等方面應符合技術規范要求，同時方便日后的維護。廠房無線通訊網絡分布系統建設，應結合建筑物的物理結構，進行整體設計，同時在不影響內部設備運行和裝修的前提下，同時具備施工條件。

2 廠房內無線通訊網絡系統的建設

2.1系統組成

無線通信網絡分布系統包括信號源和分布系統兩部分。信號源為宏蜂窩、微蜂窩、射頻拉遠模塊或者直放站;分布系統由無源器件（功分器、合路器、耦合器等）、有源器件（干線放大器等）和室內天線組成（如圖1-1：無線通訊網絡分布系統示意圖）。

根據是否需要外接電源，可將無線通信網絡分布系統分為無源分布系統和有源分布系統兩類。無源分布系統主要由無源器件以及室內天線組成，利用耦合器、功分器等無源器件進行分路后，通過同軸電纜將信號均勻分配道分散安裝于廠房內的小功率天線，實現對廠房內信號的覆蓋。有源分布系統把基站或微蜂窩直接耦合的信號轉換為光信號，通過光纖將射頻信號傳輸到分布在廠房各個區域的遠端單元，在遠端單元再進行光電轉換，經放大器放大后通過天線對廠房內各區域進行覆蓋。

2.2信號源選擇

廠房內無線通訊網絡分布系統的信號源選擇，需結合廠房終端分布、訪問量以及網絡系統覆蓋類型進行整體考慮。容量方面如訪問量較低，覆蓋范圍較小，可以選擇直放站或者從外部耦合信號的方式作為信號源，如數據訪問覆蓋范圍適中的，則需安裝宏基站或微基站作為信號源，對于高密度和較大范圍覆蓋的，則可以射頻拉遠作為信號源。

2.3天線選擇

廠房內無線通訊網絡分布系統的天線選擇應小功率、多點位的不知方式。可沿廠房內通道路徑進行安裝和敷設，根據實際需要可采用埋藏安裝和裸漏安裝。采用埋藏安裝方式，需適當提升天線口功率以滿足網絡覆蓋要求。對于靠近廠房邊緣的天線，需控制外泄，確保外泄強度符合標準要求。

3 數據傳輸

3.1傳輸原理

數據傳輸發生在由某種傳輸媒體連接的發送器和接收器之間。通信都是以電磁波的形式進行的。傳輸媒體可分為導向傳輸和非導向傳輸兩類。對于導向傳輸而言，電磁波在導線引導下沿某一物理路徑前進至導向媒體。非導向媒體也稱為無限傳播，它提供了傳輸電磁波的方式，但并不引導它們的傳輸方向。

3.2網絡體系結構

計算機網絡的體系結構是計算機網絡的各層及其協議的集合。協議一般包含應用層（與用戶應用進程的接口）、表示層（數據格式轉換）、會話層（會話管理與數據傳輸同步）、傳輸層（端到端可靠的數據傳輸）、網絡層（分組傳送，路由選擇、流量控制）、數據鏈路層（相鄰結點內無差錯傳送幀）、物理層（在物理媒體上透明傳輸位流）、第0層（媒體介質層）。

3.3局域網擴展

局域網的擴展一般在物理層或數據鏈路層內。在物理層中擴展需要主機使用光纖和一對光纖調制解調器連接到集線器后用多個集線器連成更大的局域網，但集線器組成的局域網都要在一個碰撞域中。在數據鏈路層中擴展局域網需要使用網橋，使用網橋可以過濾通信量，擴大物理范圍，提高可靠性并可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率的局域網。網橋使各網段成為隔離開的碰撞域。

4 廠房內無線通訊網絡分布系統的應用

隨著智能時代的來臨，廠房內無線通訊網絡需求將飛速發展。如智能裝備、智能監控、智能控制、智能盤庫、VR技術引用等，其均需要無線通訊網絡的有效支撐，因此廠房內對無線通訊網絡的依賴程度將持續提升。然而，現代鋼筋混凝土的建筑結構和大量的鋼結構對外部無線信號造成了不同程度的屏蔽，導致廠房內無線網絡通訊質量下降。廠房內無線通訊網絡分布系統是增強廠房內信號，提升廠房內無線通訊網絡質量的有效手段。廠房內無線通訊網絡分布系統如有條件應與廠房同步設計、同步施工建設，關注相交匯鄰點區域的信號源優化，配置合理的訪問優先級，實現最穩定的無線通訊環境。此外，伴隨當前5G技術的發展，在無線通訊網絡分布系統構建過程中，還需充分考慮當前設計方案與5G技術的相互融合，以滿足未來伴隨通訊技術發展，廠房內無線通訊的需求。

5 總結

伴隨著數字信息技術、電子通訊技術的的飛速發展，人們在生產工作過程中對網絡通訊的依賴程度日益提升。廠房內無線通訊網絡分布系統能夠有效解決廠房內室外基站覆蓋信號衰減和盲區存在的問題，通過引入信號源，廠房內分路分配、信號放大的方式，滿足無線設備通訊需求，使網絡設備能夠有效進行信息傳輸和信息聯動，提升廠房內無線通訊網絡質量。未來，隨著無線通訊技術的持續發展，新方法，新技術，新模式，新設備將不斷涌現，對現有無線通訊網絡進行改進、完善和升級，甚至顛覆性的方案。同時，無線通訊網絡應用也會隨著技術的發展，擁有更廣范圍的應用場景。