壹前言隨著科技的進步, 越來越多產品都趨於高科技, 舊有的有線傳輸線都已經慢慢的被淘汰, 取而代之的是無線傳輸技術如紅外線藍芽 Wi Fi Wi MAX 等創新, 從有線傳輸到無線傳輸, 帶給我們生活中許多方便, 雖然平時使用這些功能很方便, 但對這些功能是否有疑問? 對於無線傳輸的應用是否

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业鞠
5 years ago
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1 篇名 : 無線網路傳輸技術介紹與比較林亞銳國立溪湖高中高三 11 班林原佃國立溪湖高中高三 11 班黃炳樺國立溪湖高中高三 11 班指導老師 : 曾一宏老師 1

2 壹前言隨著科技的進步, 越來越多產品都趨於高科技, 舊有的有線傳輸線都已經慢慢的被淘汰, 取而代之的是無線傳輸技術如紅外線藍芽 Wi Fi Wi MAX 等創新, 從有線傳輸到無線傳輸, 帶給我們生活中許多方便, 雖然平時使用這些功能很方便, 但對這些功能是否有疑問? 對於無線傳輸的應用是否了解? 無線傳輸是不是越來越受現代人喜愛? 這些都是值得我去探討的, 所以我們要藉由這次寫論文的機會, 多利用網路功能或一些書籍來把紅外線藍芽 Wi Fi Wi MAX 做詳細解說, 讓大家了解日常生活所使用的科技, 當個跟隨現代化且了解現代化的人! 貳正文一紅外線 1 何謂紅外線紅外線資料傳輸 ( 一般都用 IrDA 代替此義 ) : 紅外線資料傳輸是一種近距離無線資料交換規格, 也是全球標準化的資料交換規格紅外線資料傳輸的方法靠的是紅外線光, 而非一般傳統的線材這是一種低成本點對點 (Point-to-Point) AD-Hoc 資料傳輸模式及雙向高速無線資料交換的技術 2 紅外線優缺點 A 優點 : 易用, 低價, 體積小, 高速, 耗電量低, 可多點收發, 技術成熟, 高裝機量 B 缺點 : 無法遠距傳輸, 具指向性, 穿透性差, 安全性相對不足 ( 註一 ) 二藍芽 1 何謂藍芽藍芽科技是一種纜線替代, 可串通電訊網路與消費性電子之無線通訊技術, 其外型看起來像小型之無線收發器, 主要是由無線及基頻模組構成, 可以裝置在各類產品上, 如 : 筆記型電腦行動電話及其它手持設備等藍芽科技使用 2.4GHz 之高頻傳輸, 該頻段在世界各國都屬於共通的頻譜, 沒有干擾的問題, 因此全球 2

3 通用此外, 運用藍芽技術之傳輸器, 可以與一般 WAN 或 Internet 做數據資料語音的接取溝通, 且各項終端產品也可透過藍芽技術彼此溝通聯結 ( 註二 ) 2 藍芽技術 A 射頻與基頻藍芽的傳輸範圍在 10 公尺 (0dBm) 到 100 公尺 (20dBm) 左右, 採用每秒 1600 次跳頻展頻技術在資料傳輸上, 藍芽以 ACL(Asynchronous Connection-Less) 的連線方式, 提供最高下傳 723.2kbps 及上傳 57.6kbps 的非對稱性傳輸速率 433.9kbps 的對稱性傳輸速率在語音部分,SCOSynchronousConnection-Oriented) 的連線方式, 提供 64kbps 的傳輸速率 B 網路架構及相關功能藍芽規定主動要求連線的裝置為藍芽主裝置 (Bluetooth Master), 而被要求連線者為藍芽從屬裝置 (Bluetooth Slave) 一個藍芽主裝置可同時連結最多 7 個主動模式的藍芽從屬裝置來形成一個微微網 (Piconet), 同時不同微微網的藍芽裝置可形成 Scatternet 當藍芽裝置開機後便處在 Standby 模式, 接著透過 Inquiry 程序來得知附近是否有可供連線的藍芽裝置, 然後藉由 Page 程序來連結特定的藍芽裝置以進入 Connected 模式另一方面, 藍芽裝置亦可依需求進入不同的省電模式 3 藍芽技術優缺點 A 優點 a 晶片成本較低 : 對無線通訊裝置使用的晶片而言, 單一晶片 (One Chipset) 為降低成本的主要方法, 相較於 IEEE 及 Hone RF 而言, 將藍芽晶片製成單一晶片的門檻較低原因為藍芽為一種短距離的傳輸技術, 所消耗的電力較小 ( 發信時 20~30mW, 待機時則低於 0.3Mw), 且最低收訊靈敏度, 僅僅 -70dBm, 故單一晶片技術製作較其它系統容易 b 通訊頻帶最一般化 : 藍芽傳輸使用不須額外申請許可的 2.4GHz ISM 頻帶, 故通訊頻帶最一般化, 且在全世界幾乎皆可通, 故較易製造此收發通信模組, 大大地增加藍芽的發展性 B 缺點 a 易受其它頻率干擾 : 在一般家用電器中, 有些產品的電波頻率與 2.4GHz 相 3

4 近, 可能會和藍芽的應用產品發生干擾的問題雖然針對此一困難, 藍芽將整個頻寬範圍割成 79 個頻道, 並使用每秒跳躍 1600 次的頻道跳躍技術, 只要某一頻率遇到干擾立刻會切換到另一頻道但是如果無線電波頻率過多, 難保仍會有相互干擾的問題 b 傳輸速度慢: 藍芽為無線通訊的網路傳輸技術, 因此對於建構一個良好的區域網路可能有著速度上的問題藍芽系統的主機最多可連接 7 台從屬裝置, 最高傳輸速度為 712kbps 但事實上可能僅達 200~400kbps, 相對於目前有線環境 (LAN) 下 10/100Mbps 的傳輸速率還有不小的差距如果此些劣勢無法在未來解決, 可能造成藍芽的應用僅僅為短距離的傳輸 ( 註三 ) 三紅外線與藍芽比較藍芽技術與紅外光無線傳輸技術 (IrDA) 相似, 皆為短距離的無線傳輸但是紅外光無線傳輸裝置在進行資料傳輸時需將兩傳輸裝置對準, 而藍芽為點傳輸技術, 在進行傳輸時, 資料從發射點以球狀向四面八方進行傳輸, 故在應用性及方便性上而言, 藍芽技術是比紅外光無線傳輸方便多了四 IEEE b 1 何謂 IEEE b IEEE 在 1997 年公布了無線區域網路相關的標準, 輸出功率為 1W, 天線增益至少 6db, 並以跳頻展頻 (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) 直接序列展頻 (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS) 或紅外線傳輸等技術來從事 2.4GHz 頻帶中 1~2Mbps 之數據傳輸, 該標準並可支援同步及非同步之語音數據傳輸目前 IEEE 規格已逐漸被承襲直接序列展頻技術的 IEEE b 與 IEEE g, 以及奠基於跳頻展頻技術的 IEEE a 與 IEEE 等規格所取代 1999 年 9 月制定, 源自 IEEE 直接序列展頻技術, 別名 IEEE HR(High Rate) 的 IEEE b 標準, 其傳輸速度依調變方式分為 1Mbps(BPSK) 2Mbps(QPSK) 5.5Mbps 與 11Mbps(CCK) 四種, 迅速席捲全球無線區域網路市場, 究其原因, 除了與 IEEE 技術相近有關外, 成立推動組織與促進產品互通性更是關鍵所在 3Com Aironet Intersil Lucent Nokia 與 Symbol 等公司在 1999 年 8 月共同發起成立無線網路相容聯盟 WECA(Wireless Ethernet Compatibility Alliance), 致力於教育與推廣 IEEE b 無線區域網路應用協助解決產品相容問題, 並且研擬 WiFi(Wireless Fidelity) 互通標準目前參與 WECA 會員約 80 家業者 4

5 五 Wi Fi 1 何謂 Wi Fi WiFi 的全稱是 Wireless Fidelity( 無線保真 ), 籠統上講像我們經常提到的 IEEE b IEEE g 等標準都屬於 WiFi 標準例如市面上常見的無線路由器, 無線接入點 AP(Access Point) 還有無線網卡都是遵循這些標準的它和我們常說的 GPRS,CDMA 等無線傳輸技術不同,WiFi 傳輸受其信號功率的大小關係主要用於無線局域網, 他的傳輸速度是非常快的普通 GPRS,CDMA 網路的傳輸速度最高也就 20K/s, 然而即使是已經被淘汰的 11M WiFi 產品也可以保證傳輸速度在 1300K/s, 更不要說 54M,108M 的 WiFi 產品了 2 Wi Fi 特性 WiFi 主要優點是在傳輸速度及通訊距離上, 其傳輸速度分別有 11M 54M 及 108M; 在開放性區域, 通訊距離可達 305 米, 在封閉性區域, 通訊距離為 76 米到 122 米 ; 並且 WiFi 設備在信號較弱或有干擾的情況下, 帶寬會自動調整, 這有效地保障了網路的穩定性和可靠性並且還可很方便與現有的有線乙太網路整合, 使組網的成本更低 ( 註四 ) 六 Wi MAX 1 何謂 Wi MAX WiMAX 稱為全球互通微波存取, 是新興無線通訊技術, 標準規格為 IEEE e WiMAX 具備了大頻寬下載速度更快的特性以頻寬 10MHz 來說, 下載速度最高值可達 30Mbps, 遠優於家用 ADSL 最大頻寬的 8M 相較於現有的無線通訊技術,WiMAX 還具有較高的抗干擾性, 及建置速度較快和建置成本較低的優勢, 未來 WiMAX 相關的終端設備推出後, 對個人家庭或企業的生活行動運轉, 將具備更實質助益, 也是國際先進國家及國內政府積極推廣的先進的通訊技術 ( 註五 ) 2 Wi MAX 特性 A 包含非直視性 (Non-Line-of-Sight,NLOS) 及直視性 (Line-of-Sight, LOS) 技術傳輸距離長網路涵蓋範圍廣 B 高頻譜效率高傳輸速率 5

6 C 具彈性的系統容量 D 支援語音影像等服務之服務品質 (QoS) 需求 E 支援多種工作頻段, 可配合不同國家之頻譜指配 ( 註六 ) 七 Wi Fi 與 Wi MAX 比較 Wi-Fi 技術專門針對局域網 (LAN) 設計和優化, 而 WiMAX 則是針對廣域網 (WAN) 設計和優化在未來 3G 時代, 三種技術可以實現無縫連接, 在人口稠密地區,WiFi 將應用到室內, 實現低成本安全的寬帶接入, 而 WiMAX 將應用在戶外兩者之間主要是互補關係, 也會並存相當長的時間 WiFi WiMAX 頻率 2.4GHz,5GHz NOLS 2~11G 最大頻寬 11g :54GHz 75GHz 最適用距離 30~90 公尺 9.6 公里八 RFID 1 何謂 RFID RFID 是 Radio Frequency Identification 的縮寫, 中文可以稱為無線射頻識別系統通常是由感應器 (Reader) 和 RFID 標籤 (Tag) 所組成的系統, 其運作的原理是利用感應器發射無線電波, 觸動感應範圍內的 RFID 標籤, 藉由電磁感應產生電流, 供應 RFID 標籤上的晶片運作並發出電磁波回應感應器以驅動能量來源區別,RFID 標籤可分為主動式及被動式兩種 : 被動式的標籤本身沒有電池的裝置, 所需電流全靠感應器的無線電波電磁感應產生, 所以只有在接收到感應器發出的訊號才會被動的回應感應器 ; 而主動式的標籤內置有電池, 可以主動傳送訊號供感應器讀取, 訊號傳送範圍也相對的比被動式廣 ( 註七 ) 參結論無線傳輸的崛起已經慢慢的取代有線傳輸, 越來越多的科技產品, 手機相機 MP3 等產品, 都具備了無線傳輸的功能無線傳輸擺脫舊有纜線的束縛, 突破地點的限制, 隨著技術的提升, 以後起之秀的姿態, 逐漸在市場上受到重視, 成為另一個令人矚目的明星產業其免佈線免插線高移動性美觀等 6

7 特性, 堪稱為最人性化的連線模式無線傳輸的無線化與消費化, 提供大眾一個更簡單更多樣的生活環境, 對人類生活的方式將產生深遠的影響而無線傳輸應用擴大到各消費階層的結果, 最終受惠的, 將是廣大的消費者讓我們拭目以待, 迎接傳輸無線化時代的來臨肆引註資料註一 : 作者 : 周采蓉無線傳輸 98 年 3 月 22 日註二 :iclubs 推薦文章 ; 何謂藍芽 98 年 3 月 22 日註三 : 作者 : 鄭老師藍芽技術 - 無線通訊的最佳解決方案 98 年 3 月 22 日註四 : 作者 : 黃健 Wi Fi 改變生活 98 年 3 月 22 日註五 : 聯合報 / 陳俍任 WiMAX 大頻寬下載快 98 年 3 月 22 日註六 :WiMAX 資訊網 98 年 3 月 22 日註七 : 作者 : 陳啟煌 RFID 原理與應用 98 年 3 月 27 日 7

WLAN 2

WLAN 2 1 WLAN 2 IEEE 802.11 HomeRF GSM/ GPRS CDMA 3 ( ) (Infrared) (Laser) (Microwave) (DSSS) (FHSS) (HomeRF) (Bluetooth) 4 ( ) IrDA (Direct-Beam IR, DB/ IR) (Diffuse IR, DF/ IR) (Ominidirectional IR, Omini/