無線區域網路 IEEE 標準 1997年制定 規範不同層的運作方式 不同特性的標準

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1 無線區域網路 IEEE 802.11標準 1997年制定 規範不同層的運作方式 不同特性的標準
實體層（Physical Layer，簡稱PHY） 媒體存取控制子層（Media Access Control Sub-layer，簡稱MAC） 不同特性的標準 IEEE b、IEEE a、IEEE g等

2 無線區域網路 無線基地台（Access Point，簡稱AP） 負責管理一定範圍網路中的所有電腦
扮演無線網路與有線網路間的橋樑，負責資料的傳送與接收

3 無線區域網路 所有無線裝置之間的資料傳輸，或連上Internet都必須透過無線基地台

4 無線區域網路 隨建即連網路架構（Ad-hoc） 不須無線基地台 網路中所有裝置可以直接進行資料的傳輸 Data Data Data Data

5 無線區域網路 IEEE 802.11 1997年由IEEE制定的無線網路標準 操作頻段：2.4 GHz ISM頻段
規範網路的實體層與媒體存取控制子層的運作方式 操作頻段：2.4 GHz ISM頻段 資料傳輸速率：2 ~11 Mbps

6 無線區域網路 IEEE 802.11b 1999年由IEEE制定的無線網路標準 調變技術：CCK 傳輸距離：100公尺 實體層展頻技術
跳頻（FHSS） 直接序列（DSSS）

7 無線區域網路 媒體存取控制方式 WECA聯盟 CSMA/CA 負責對各家廠商所製造的通訊產品進行相容性的測試 WiFi認證字樣
減少資料傳輸時發生碰撞的機率 WECA聯盟 負責對各家廠商所製造的通訊產品進行相容性的測試 WiFi認證字樣

8 無線區域網路 IEEE 802.11a 適合高頻寬的影像等多媒體資料 的傳輸 操作頻段：5 GHz 頻段 調變技術：正交分頻多工（OFDM）
資料傳輸速率：54 Mbps 實體層展頻技術：FHSS 缺點：必須重新購買支援IEEE a的產品

9 無線區域網路 IEEE 802.11g 提升資料傳輸速率（從11 Mbps到54Mbps）
解決IEEE a與IEEE b不相容的問題 操作頻段：2.4 GHz頻段 調變技術：OFDM，並可支援CCK 優點：使用者不需花費太多的成本便可以提升資料的傳輸品質

10 無線區域網路 無線區域網路的比較 標準 特性 IEEE 802.11 IEEE 802.11b IEEE 802.11a
IEEE g 操作頻段 2.4 GHz 5 GHz 傳輸速率 2 Mbps 11 Mbps 54 Mbps 傳輸距離 10公尺 100公尺 調變技術 FHSS/DSSR/IR DSSS OFDM 媒體存取技術 CSMA/CA 支援QoS 有

11 藍芽(Bluetooth) 感測網路(Sensor Network)
無線個人網路 藍芽(Bluetooth) 感測網路(Sensor Network)

12 藍芽 藍芽的應用 行動電話耳機 無線基地台 行動電話 無線網路卡

13 藍芽 Car Audio System PDA Cell Phone Headset Pay Phone & Access Point
Hotel Phone & Access Point Laptop MP3 Player

14 藍芽 藍芽 種短距離、低功率的無線傳輸技術 操作頻段：2.4 GHz頻段 展頻技術：FHSS
訊號在可使用的75個頻道中跳躍以避免其他訊號的干擾 不受障礙物的影響

15 藍芽 藍芽網路連結方式

16 藍芽 Piconet 一個Master最多可同時 連結七個Slave形成一個 Piconet
Slave與Slave間無法直接 進行通訊，必須透過Master 方能完成

17 藍芽 Scatternet 多個Piconet可以 形成一個Scatternet

18 藍芽 藍芽的未來發展 提高傳輸速率、降低功率與價格 藍芽產品將以資訊與通訊產業的應用為主
不久的將來，我們可能會看到行動電話將成為萬用的遙控器 電視、電話、傳真機、冰箱、保全系統、車用警報器、電腦及週邊設備等的遙控裝置

19 無線感測網路 無線感測網路（Wireless Sensor Network） 由感測器（Sensor）以無線的方式連接而成的網路
應用：國家公園、海洋或森林 任務：感測器負責收集該地區環境變化的資料，並透過無線傳輸方式將收集到的資料傳送到匯集點（Sink） 感測器的組成 感測、處理、傳送/接收、資料儲存和電力供應單元

20 無線感測網路 Introduction

21 無線感測網路 Introduction http://www.greatduckisland.net/
Intel Research Laboratory at Berkeley Temperature, humidity, barometric pressure, mid-range infrared, and image. Great Duck Island, Maine

22 無線感測網路 Introduction http://www.digitalsun.com/index.html
Digital Sun, Inc. A soil moisture sensor system to keep grass green while saving water

23 無線感測網路 Introduction MICA2

24 無線感測網路 無線感測網路的特性 IEEE 802.15.4 長時間的運作 減少感測器電力的消耗 具備低耗電及低傳輸速率的標準
ZigBee聯盟 Intel、Motorola、Phillips、Samsung等廠商則組成 目的是要建立一套以IEEE 為基礎的低速、低功率的短距離無線傳輸標準

25 MAC (Medium Access Control)

26 Outline Reservation-based Contention-based
TDMA (Time Division Multiple Access) FDMA (Frequency Division Multiple Access) Contention-based Hidden terminal problem ALOHA Pure ALOHA Sloted ALOHA

27 Outline CSMA (Carrier sensing multiple access) IEEE 802.11 DCF
1-persistent CSMA Non-persistent CSMA P-persistent CSMA IEEE DCF

28 Reservation-Based Medium Access Control

29 FDMA Frequency Division Multiple Access Bandwidth Time

30 FDMA Condition 1 channel = 1 user Problem Limited user

31 TDMA Time Division Multiple Access ... Bandwidth Time user1 100MHz
user n

32 TDMA Condition Problem 1 slot = the time to transmit a packet N users
Delay Know everything in advance Synchronization

33 Contention-Based Medium Access Control

34 ALOHA 1970 年代，夏威夷大學 Pure ALOHA Slotted ALOHA

35 Pure ALOHA B Data Collision Data A C

36 Pure ALOHA if（有資料要傳送） 則 { (1) 傳送資料； 偵測碰撞； if（有碰撞） ｛等一個隨機時間，Goto (1)；｝
}

37 Sloted ALOHA if（有資料要傳送） 則 { (1) 等1 slot開始傳送資料； 偵測碰撞； if（有碰撞）
｛等一個隨機時間，Goto (1)；｝ if（無碰撞），則｛傳送完成。｝ }

38 ALOHA 比較 Pure ALOHA Slotted ALOHA 想送就送，碰撞有二種可能：
去碰正在傳送的資料 正在傳送卻被其他資料碰撞 Slotted ALOHA 因傳送的時機需要等到下一時槽的開始，故不會去碰撞正在傳送的框架，因此碰撞機率減少一半。

39 CSMA Carrier sensing multiple access 載波感測(CS) 多存取(MA)
要傳送資料前，先監聽通道是否有其他工作站在傳送；若有(忙碌，busy)，則現在不可傳送。 多存取(MA) 單一通道，多機共用

40 CSMA 1. This station wants to transmit a data frame
3. Waits for medium idle a B 2. Sensing a transmission, aborts its own transmission Data A C

41 1-persistent CSMA if（有資料要傳送） ｛ (1) 載子感測(CS) if(忙碌)，則Go To (1) if(閒置)，則
{ 傳送資料； 偵測碰撞； if（有碰撞） 等一個隨機時間，Go To (1) else（無碰撞） 則 傳送完成 }

42 Non-persistent CSMA if（有資料要傳送） ｛ (1) 載子感測(CS)
if(忙碌)，則等待一個隨機時間Go To (1) if(閒置)，則 { 傳送資料； 偵測碰撞； if（有碰撞） { 等一個隨機時間； Go To (1) ； } else（無碰撞） 則 傳送完成

43 P-persistent CSMA if（有資料要傳送） ｛ (1) 載子感測(CS) if(忙碌)，則Go To (1) if(閒置)，則
{ 機率p：傳送資料； 機率1-p：等下一時槽，Go To (1)； 偵測碰撞； if（有碰撞） 等一個隨機時間，Go To (1) else（無碰撞） 則 傳送完成 }

44 Hidden terminal problem
C

45 Hidden terminal problem
collisions A B C

46 Distribution coordination function (DCF)
4-way Handshaking Random backoff

47 4-way Handshaking RTS A B C

48 4-way Handshaking Lock CTS A B C

49 4-way Handshaking Keep silence DATA A B C

50 4-way Handshaking ACK A B C

51 4-way Handshaking NAV (Network Allocation Vector) DIFS Source RTS Data
SIFS SIFS Destination CTS SIFS ACK Contention Window DIFS Other MHs NAV(RTS) Next Frame Backoff-Window NAV(CTS) Backoff after Defer Defer Access NAV (Network Allocation Vector)

52 Random Backoff collisions RTS RTS A B C

53 Random Backoff RTS A B C

54 Random Backoff Lock CTS A B C

55 Random Backoff busy busy busy busy Backoff=2 DIFS DIFS Backoff=9 DIFS
(2) (3) Backoff=2 DIFS DIFS Backoff=9 DIFS Backoff=4 DIFS (5) busy Station 1 Backoff=5 Packet arrival at MAC busy Station 2 (1) busy Station 3 Backoff=7 Backoff=2 (4) busy Station 4

56 Exposed Terminal Problem
In fact, B can simultaneously transmit with A A B C D DATA B is blocked by C’s transmission

57 Conceptual Mobile Devices

58 補充 Ping netstat tracert 用於確定本地主機是否能與另一台主機交換（發送與接收）資料。 一般用於檢驗本機的網絡連接情況。
用來追蹤封包使用的路徑。