1 / 55

無線網路

第 10 章. 無線網路. 學習目標. 看完本章 , 您應該學會以下主題： 無線網路的類型 802.11 的相關技術 藍牙與 ZigBee 技術的特性 3G 、 3.5G 及 4G 無線網路的特性. 10-1 無線網路的類型. 10-1-1 無線廣域網路 10-1-2 無線都會網路 10-1-3 無線區域網路 10-1-4 無線個人網路. 10-1-1 無線廣域網路. 10-1-2 無線都會網路.

mari-solis
Download Presentation

無線網路

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第 10 章 無線網路

  2. 學習目標 • 看完本章, 您應該學會以下主題： • 無線網路的類型 • 802.11 的相關技術 • 藍牙與ZigBee 技術的特性 • 3G、3.5G 及4G 無線網路的特性

  3. 10-1 無線網路的類型 • 10-1-1 無線廣域網路 • 10-1-2 無線都會網路 • 10-1-3 無線區域網路 • 10-1-4 無線個人網路

  4. 10-1-1 無線廣域網路

  5. 10-1-2 無線都會網路 • 無線都會網路(WMAN, Wireless Metropolitan Area Network) 是指傳輸範圍可涵蓋整個城市(鄉、鎮或市) 的網路, 例如：聯繫座落在台北市不同行政區的兩棟辦公大樓或兩個校區。通常需要用到無線都會網路的時機, 多半是不想花大錢鋪設有線網路；或者是以無線都會網路作為有線網路的備援, 在有線網路故障時, 能迅速提供傳輸服務。

  6. 10-1-3 無線區域網路

  7. 10-1-4 無線個人網路

  8. 10-2 IEEE 802.11 的展頻傳輸技術 • 直接序列展頻(DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum) • 跳頻式展頻(FHSS, Frequency Hopping Spread Spectrum) • 紅外線(IR, Infrared)

  9. 10-2 IEEE 802.11 的展頻傳輸技術 • 10-2-1 何謂展頻 • 10-2-2 直接序列展頻技術 • 10-2-3 跳頻式展頻技術 • 10-2-4 OFDM 展頻技術

  10. 10-2-1 何謂展頻

  11. 10-2-2 直接序列展頻技術

  12. 直接序列展頻技術

  13. 直接序列展頻技術

  14. 10-2-3 跳頻式展頻技術

  15. 跳頻式展頻技術

  16. 10-2-4 OFDM 展頻技術 • 除了跳頻式展頻技術之外, 稍後發展出的OFDM (Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing, 正交分頻多工) 展頻, 其工作原理, 也是將一個頻道切割成多個子頻道(Subchannel, 又稱Subcarrier) , 然後在這些子頻道同時傳送訊號, 使訊號一整排地並列送出。

  17. 10-3 IEEE 802.11b

  18. IEEE 802.11b

  19. IEEE 802.11b

  20. 10-4 IEEE 802.11a • 802.11a 的特點

  21. 10-5 IEEE 802.11g

  22. 10-6 IEEE 802.11n • MIMO －天線變多, 也變聰明

  23. IEEE 802.11n • 標準確立前, 產品即已滿天飛 • 其實在802.11n 草案通過之前, 就已經有廠商推出MIMO 控制晶片, 號稱可將傳輸速率提升到108 Mbps 或240 Mbps, 市面上將使用這類晶片的商品稱為『Pre-N』規格。而Wi-Fi 聯盟(Wi-Fi Alliance) 也早在2007 年2.0 版的草案通過時, 即提供草案版本的"draft-N" 產品認證, 以確保不同廠商的產品能彼此互通

  24. IEEE 802.11n • 標準制定, 快速普及 • IEEE 在2009 年正式通過802.11n 標準, 並同時採用2.4 GHz 和5 GHz 兩個頻道, 與原先802.11 a/b/g 等標準相容, 加上相關的晶片售價降低不少, 因此相關產品快速普及, 已成為市場主流。據研究機構調查, 2013 年全球售出1391 萬台的WiFi 網路設備, 其中802.11n 的產品佔絕大多數。

  25. 10-7 IEEE 802.11ac • 改用5GHz, 頻寬更大、不易干擾 • 由於既有的2.4 GHz 在應用上有很多限制, 因此802.11ac 改用5GHz 頻道。5GHz 可用的頻寬較大具彈性, 先前曾經提過2.4 GHz 可切割成14 個頻道, 每個頻道寬度只有5MHz, 彼此很容易受到干擾。而5 GHz 頻寬較大, 可切割出36~165 個頻道, 或是24 個完全不重疊的頻道(以美國開放的頻率範圍為例), 因此會有更穩定的傳輸品質與速度。

  26. IEEE 802.11ac • 強化版的MIMO 技術 • 802.11ac 也沿用了802.11n 的MIMO 技術, 並加以強化為Multi-User MIMO (MUMIMO), 最多可擁有8 組天線, 每個裝置連線同時可使用4 組天線(目前僅開放到3 組), 因此在傳輸效能上有十足的進步。依目前已公開的規範, 傳輸速度可達1300Mbps, 未來更可提升到3470 Mbps 的極速, 比802.11n 快上好幾倍。

  27. IEEE 802.11ac • 用雙頻產品解決傳輸距離縮短問題

  28. IEEE 802.11ac

  29. 802.11ad • 802.11ad 是IEEE 制定中的一個新標準, 採用60 GHz 頻道, 因此和現有的WiFi 產品並不相容,但是完全沒有限制的頻寬, 也讓802.11ad 擁有更快速的傳輸速度。 • 802.11ad 目前是往家庭影音的無線傳輸應用發展, 原則上和現有無線網路的應用是並行的,受限於高頻訊號衰減以及傳輸範圍過小等問題待克服, 目前尚未普及。

  30. 10-8 IEEE 802.11 各規格的比較

  31. 10-9 藍牙與ZigBee 技術 • 藍牙(Bluetooth, 早先被譯為藍芽, 2006 年已統一全球中文譯名為『藍牙』) 技術的誕生要回溯到易利信(Ericsson)公司在1994 年的一個研發專案, 該專案的目的是使手機能和無線耳機連線, 讓使用者帶著無線耳機就能講手機, 擺脫耳機線的束縛。

  32. 藍牙與ZigBee 技術 • 10-9-1 藍牙技術的特性 • 10-9-2 藍牙技術的規格 • 10-9-3 ZigBee 技術

  33. 10-9-1 藍牙技術的特性

  34. 10-9-2 藍牙技術的規格 • 一個藍牙網路(Piconet) 總共可以有8 個藍牙裝置, 其中一個扮演主控端(Master), 其他裝置則是用戶端(Client), 同時每一個藍牙裝置又可以成為另一個藍牙網路的成員, 藉由此特性可將藍牙網路延伸出去, 形成一個更大的藍牙網路。 • 在無障礙狀況下, 藍牙的傳輸範圍為10 公尺(class 2) 或100 公尺(class 1), 也是使用2.4 GHz 公用頻道。

  35. 10-9-3 ZigBee 技術 • ZigBee 技術從1998 年開始發展, 主要由Honeywell 等公司組成的ZigBee 聯盟(ZigBee Alliance) 所主導, 後來2003 年被IEEE 納入IEEE 802.15.4 標準中。 • ZigBee 的最高傳輸距離100 公尺, 速率介於20 kbps～250 kbps 之間, 依照標準單一個ZigBee 網路內最高可以有65535 個節點, 所以其特點在於低速、低耗電、低成本、支援大量節點。

  36. 10-10 GSM 與GPRS • 1989 年台灣正式提供行動電話的服務, 當時一隻行動電話要價數萬元, 申請一個門號至少要半年, 因此除了少數政商人士外, 對老百姓來說, 使用行動電話根本是個虛幻的神話, 這個現象一直到1996 年都是如此。 • 到了1997 年, 台灣開放GSM 行動電話的經營執照, 如同市場預測, 果然帶動國內行動電話的普及, 在短短的數月間, 國內行動電話的擁有率大幅提昇。

  37. GSM 與GPRS • 10-10-1 GSM • 10-10-2 GPRS

  38. 10-10-1 GSM • GSM 是歐洲電信標準協會(ETSI, European Telecommunications StandardInstitute) 於1990 年所制定的數位行動網路標準, 該標準主要是規範如何將類比式的語音轉為數位的訊號, 再藉由無線電波傳送出去。

  39. 10-10-2 GPRS • GPRS 可算是數位行動通訊時代的寬頻網路架構, 它和GSM 的關係就如同傳統撥接上網和ADSL 寬頻上網的關係一樣。 • 傳統數據機和ADSL 數據機, 同樣是透過電話線路, 但是傳輸效能有著天壤之別, 而GPRS 和GSM 也是如此。事實上, GPRS 也是利用現有的GSM 架構, 將資訊傳輸技術改變後, 以達到高速傳輸的功能。

  40. 10-11 3G－第3 代行動通訊系統 • 國際電信聯盟(ITU, International Telecommunication Union) 為因應未來的行動通訊需求, 早在1992 年就提出IMT-2000 (International Mobile Telecommunication- 2000) 計畫, 廣納各方提出的建議, 以期及早建立下一代行動通訊的標準, 這可以說是第3 代(3G, 3 Generation) 行動通訊標準的緣起。

  41. 3G－第3 代行動通訊系統 • 10-11-1 W-CDMA • 10-11-2 第3 代行動網路的發展

  42. 10-11-1 W-CDMA

  43. 10-11-2 第3 代行動網路的發展

  44. 第3 代行動網路的發展 • 3.5G － HSDPA

  45. 第3 代行動網路的發展 • 3.75G － HSUPA • 根據消費者使用HSDPA 的經驗顯示, 下載資料時雖然夠快, 大多能滿足一般人的需求, 但是在雙向即時視訊或即時VoIP 環境下, 上傳時會出現明顯的延遲－－畢竟它的最高上傳速率只有384 Kbps。於是3GPP 繼續於新規格中重新定義了一條『上傳專用』的通道, 其最高速率大幅提昇到5.76 Mbps, 此一規格稱為HSUPA (High SpeedUplink Packet Access) 技術, 一般將它稱為『3.75G』。

  46. 第3 代行動網路的發展 • 更快的HSPA+ • 消費者對頻寬的需求似乎永無止境, 國內電信業已推出更新的HSPA+ (EvolvedHigh-Speed Packet Access) 規格, HSPA+ 引入MIMO 及更高階的調變技術, 理論傳輸速率可達下行42Mbps/上行11Mbps, 不過實際的服務可能會較低, 目前國際已開通的HSPA+ 服務其下行的傳輸速率多為21Mbps, 即使如此也比HSDPA、HSUPA快許多。

  47. 10-12 LTE 與WiMAX－4G 無線寬頻上網 • 10-12-1 WiMAX • 10-12-2 LTE 與LTE-Advanced

  48. 10-12-1 WiMAX

  49. 10-12-2 LTE 與LTE-Advanced

  50. IOT 物聯網崛起 • 何謂物聯網 • 其實到目前為止, 『物聯網』(IOT, Internet Of Things) 並沒有一個大家都認同的明確定義。不過我們可以簡單地說,物聯網就是『物物相聯的網際網路』。

More Related