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CH05 無線網路

CH05 無線網路. 無線電信網路與數據網路 簡介 無線電信 網路 無線數據 網路 次世代的生活與 網路 次世代無線 寬頻網路 雲端計算與次世代 網路. 5-1 無線電信 網路 與 數據網路簡介. 科技的進步與生活品質的提升. 有線網路. 無線網路. 無線基地台. Internet. 以往有線網路需藉由鋪設實體線路才得以互相 通訊 無線網路不需架設任何線材便可使傳送端與接收端之間進行 連結 不受實體纜線的 牽絆 使 通訊更具行動性與機動性. 無線網路分類. 交換機. 基地台. 看影片. 打電話. 接電話. Internet.

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CH05 無線網路

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Presentation Transcript

  1. CH05 無線網路 無線電信網路與數據網路簡介 無線電信網路 無線數據網路 次世代的生活與網路 次世代無線寬頻網路 雲端計算與次世代網路

  2. 5-1無線電信網路與數據網路簡介

  3. 科技的進步與生活品質的提升 有線網路 無線網路 無線基地台 Internet • 以往有線網路需藉由鋪設實體線路才得以互相通訊 • 無線網路不需架設任何線材便可使傳送端與接收端之間進行連結 • 不受實體纜線的牽絆 • 使通訊更具行動性與機動性

  4. 無線網路分類 交換機 基地台 看影片 打電話 接電話 Internet • 依傳輸的內容，可大致區分為： • 「電信網路」（TeleCom） • 以語音（voice）傳輸為主 • 利用手機來進行語音通訊 • 「數據網路」（DataCom） • 以資料（data）傳輸為主 • 校園內或機場中提供手提電腦或PDA上網 上網

  5. 5-1-1 無線電信網路

  6. 無線電信網路 • 由基地台與行動電話等設備所組成 • 處於基地台服務範圍內的手機可與基地台以無線的方式傳輸語音

  7. 無線電信網路 • 電信網路四個世代： • 1G，以類比（analog）聲音訊號為處理對象； • 2G ，以數位（digital）聲音訊號為處理對象； • 3G ，將語音服務與現有網際網路的服務整合； • 4G ，提供更高速及更低延遲的行動通訊系統

  8. 無線電信網路

  9. 5-1-2 無線數據網路

  10. 無線數據網路 • 常見的無線數據網路有： • 無線區域網路（WiFi） • 無線個人網路（紅外線、藍芽、Zigbee） • 無線都會網路（WiMAX） • 無線射頻通訊（RFID、NFC） • 衛星網路

  11. 無線數據網路 USBWiFi無線網卡 WiFi無線網卡 WiFi無線AP • 無線區域網路（Wireless Local Area Network, WLAN） • 使用無線電波作為資料傳送媒介 • 通訊範圍通常為數十公尺至一百多公尺 • 目前通用的技術為WiFi Source: D-Link

  12. 無線數據網路 紅外線(IrDa) • 無線個人網路（Wireless Personal Area Network, WPAN） • 提供小範圍內的無線通訊 • 通訊範圍通常為數十公尺 • 目前通用的技術主要有：藍芽、紅外線及Zigbee 藍芽耳機 ETC 遙控器

  13. 無線數據網路 • 無線都會網路（Wireless Metropolitan Area Network, WMAN） • 大範圍的無線公用網路 • 網路範圍通常涵蓋一個校園或一座城市 • 目前主導的通訊技術為新興的WiMAX及LTE • 遠距離 • 高速率

  14. 無線數據網路 • 衛星網路 • 主角為人造衛星及地球站 • 衛星網路具有通訊距離遠及覆蓋面積大等優點 • 目前有定位（GPS）、即時轉播、軍事監控、遠端資料傳輸等應用

  15. RF訊號 回傳資料 無線數據網路 • 無線射頻識別（Radio Frequency Identification, RFID） • 由讀取器（Reader）和RFID標籤（Tag）所組成 • 已普及應用於如捷運悠遊卡、花博卡、學生證、商店的防盜系統等 RFID Tag RFID Reader/Writer

  16. 無線數據網路

  17. 各項技術發展的時間與傳輸速率

  18. 多樣化的技術提供不同的頻寬與通訊距離

  19. 5-2 無線電信網路

  20. 5-2-1 電信網路的演進

  21. 電信網路的演進

  22. 第一代行動通訊系統（簡稱1G） • 類比式行動電話系統，也是最早期的行動電話系統 • 無法提供資料傳輸，主要是提供一般語音通訊服務 • AMPS是台灣第一個引進的行動電話系統 • 是一種蜂巢式系統 • 其傳輸訊號以FM（調頻）形式調變 • 使用的頻率為800MHz

  23. 第一代行動通訊系統（簡稱1G） • 優點： • 傳輸距離長 • 穿透性佳 • 沒有回音的困擾 • 缺點： • 容易受外來的電波干擾而造成通話的品質不佳 • 容易遭到他人竊聽通話內容及盜拷 • 擴充功能差

  24. 第二代行動通訊系統（簡稱2G） • 改變語音的無線通訊技術 • 可提供語音、數據、傳真傳輸 • 所傳送的資料已完全數位化 • 目前使用最廣泛的是泛歐式數位行動電話系統（Global System For Mobile Communication，簡稱GSM）

  25. 第二代行動通訊系統（簡稱2G） • GSM使用頻段： • 歐洲及亞洲：900/1800MHz • 美國：1900MHz兩種 • GSM系統優點 • 服務容量大 • 信號品質好 • 保密程度高

  26. 第二代行動通訊系統（簡稱2G） • 除了基本的語音服務外，還提供如 • 通話限制（Call lock） • 通話轉接（Call forwarding） • 通話等待（Call waiting） • 多方通話（Conference） • 全球漫遊 • 簡訊服務（Short Message Service，簡稱SMS）

  27. 第2.5代行動通訊系統（簡稱2.5G） • 介於2G與3G之間的行動通訊系統 • 資料能以封包的方式進行傳送 • 連結網際網路分享網際網路上的資源 • 通用封包無線服務技術（General Packet Radio Service，GPRS） • 下載能力：100kbps

  28. 第三代行動通訊系統（簡稱3G） • 提昇無線網路的頻寬及存取速度 • 高速的數據下載能力：300k~2Mbps • 連結網際網路分享網際網路上的資源 • 提供網頁瀏覽、語音會議、電子商務資訊服務 • 可進行處理圖像、音樂、視訊通話

  29. 第四代行動通訊系統（簡稱4G） • 更高的數據吞吐量(Throughput) • 靜態傳輸速率達到1Gbps，高速移動狀態下可達到100Mbps • 更低傳輸延遲(5ms以下) • 更低的建設和運行維護成本 • 更高的資訊安全能力 • 支援多種品質保證服務(QoS)等級 • UGS：適用VoIP語音電話 • rtPS：適用IP-TV • nrtPS：適用FTP • BE：適用上網

  30. 第四代行動通訊系統（簡稱4G） • 可能成型的4G標準為LTE（Long Term Evolution）Advanced • 傳輸速率：下載1Gbps、上傳500Mbps • 已正式被列為全新的無線標準技術 • 能夠針對無線寬頻數據設計出最佳化的性能 • 能與現存GSM服務供應商的網路相容

  31. 5-2-2 電信網路的架構與運作方式

  32. 電信網路的架構與運作方式 公眾網路 交換機 • 電信網路的架構為階層式架構，主要有三個階層： • 行動電話 • 基地台 • 交換機 基地台

  33. 電信網路的架構與運作方式 • 電信網路的運作方式主要可分為六種狀態 • 手機開機 • 待機 • 打電話 • 接電話 • 換手 • 漫遊

  34. 手機開機 • 手機開機後，必需要先讓基地台及電信公司的機房資料庫知道自己的存在以及在那個基地台 行動電話 基地台A 電信公司資料庫 基地台B • 1.掃描基地台 • 2. 與訊號最強的基地台連線 • 3.將自己的資訊告訴基地台 • 4.基地台將手機資訊傳送到電信公司進行註冊

  35. 待機 • 待機狀態下，為了知道基地台有沒有資料要送給自己，或是有沒有人要跟自己通話 • 定期監聽目前和基地台所建立的連線和偵測訊號強度 • 如果訊號強度低於門檻值，手機將會開始尋找周遭訊號最強的基地台重新進行註冊

  36. 打電話 • 當使用者要打電話給其他人時： 威寶電信機房 0973****** 0932------ 基地台A 中華電信機房 基地台B 1.打給0973****** • 2.尋找0973****** • 3.0973是威寶門號， • 將要求轉給威寶機房 • (4. 威寶機房尋找0973******在哪個基地台) • 5.0932------要打電話給0973****** • 6.0932------ • 打電話給你 • 7. 接電話 • (已接通) • (已接通) • (已接通) • (已接通) • 8. 建立連線

  37. 接電話 • 當使用者按下接聽鈕後 • 1.手機將同意基地台的通話要求 • 2.基地台和手機穩定的連線以進行通訊 • 如使用者不接聽 • 1.手機回拒基地台的通話要求 • 2.基地台再回傳拒絕的訊息給對方手機

  38. 換手 • 使用者因處於移動狀態而遠離目前提供服務的基地台時，必須進行基地台的服務轉移 0932------ 原始基地台 交換機 基地台A 基地台B • 1.基地台偵測到手機訊號過低 2.0932------需要換手 • 3.要求測量0932------手機訊號強度 • 4. 回傳測量結果 • (5. 交換機挑選訊號最強之基地台A為新基地台) • 6.0932------將改由基地台A負責 • 7. 將轉換成由基地台A服務

  39. 漫遊 • 漫遊是讓使用者可以在外國使用行動電話網路的服務 • 舉例來說，當你到北京旅遊時： 行動電話 基地台 台灣電信機房 0932------ 基地台 北京電信機房 1.漫遊服務要求 • 2.是否要提供服務給0932------？ • 3.0932------是合法的，請提供服務 • (4.紀錄0932------資訊) • 5. 我要打給0932------ • 6. 請找0932------ • 7. 有人打電話給你 • 8. 建立連線

  40. 5-2-3 電信網路的語音與多媒體服務

  41. 電信網路的語音與多媒體服務 • 語音服務： • 電話插播、指定轉接、號碼保密、多方通話及接聽限制、視訊電話等 • 資訊服務： • 簡訊、桌布及鈴聲下載、行動電影、金融資訊、休閒資訊、行動字典、行動交友、行動點歌等

  42. 5-3 無線數據網路

  43. 無線數據網路 • 無線數據網路的應用 • 網頁瀏覽 • 電子郵件 • 股票報價 • 數位電視 • 多媒體服務 Source: http://www.tku.edu.tw

  44. 無線網路與有線網路的差異 • 無線網路 • 空間上 • 不再受限於實體的網路線路 • 在網路通訊範圍可任意移動 • 成本上 • 節省了安裝、佈線、修補、遷移的費用

  45. 常見的無線數據網路 無線衛星網路 無線區域網路 無線感測網路 無線個人網路 無線射頻辨識系統

  46. 5-3-1 無線衛星網路

  47. 無線衛星網路 • 無線衛星網路的原理 • 利用衛星與衛星地面站傳輸資料的網路架構 • 藉由無線電波當作傳遞資料的媒介。

  48. 無線衛星網路的優點 網路佈建成本較低 穩定性高，不會受到會受到地震、颱風、海嘯等天災的影響 Source: http://www.epochtimes.com/b5/11/6/15/n3287111.htm

  49. 5-3-2 無線區域網路

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