Transcript PowerPoint 簡報

Business Opportunities in
Web-based Wireless
Application Services
學生：鐘日隆 陳石麟 楊基譽
指導老師：莊裕澤 教授
Web-Based Application
•
•
•
•
Common user interface
Multimedia-enhanced
“Thin” Clint
Incorporated with other internet/intranet
services
• Application development & management
Web-based Application
N-tier Architecture
App.
Server
Client
App.
Server
DB
Server
Page
Server
App.
Server
 Application Service Provider (ASP)
DB
Server
Wireless Networking
• Benefits
– Mobility
– Accessibility
– Ease of network setup
• Local Area vs Wide area
Wireless LAN
目前正在發展的短距離無線通訊技術包括：
• HomeRF無線家庭網路
• IEEE 802.11b無線區域網路
• Bluetooth無線個人網路三種技術
其中尤以Bluetooth技術最受到大家的重視，主要原因是
其體積小、價格低、易於使用等消費者取向之特色，
並可整合行動電話、可攜式電腦、及電腦周邊等設備
進行無線網路連結，而對於未來通訊網路（尤其是無
線網際網路）的應用提供一個寬廣的前景。HomeRF
因受到頻寬限制及產品價格考量，短期內尚不易普及。
IEEE 802.11b無線區域網路產品則是在高速網路
（11Mbps）產品推出後，而成為辦公室環境建置的另
一選擇。
HomeRF
•HomeRF在2000年的普及率曾高達45%，但到了
2001年已降至30%，且逐漸喪失市場優勢。雖
然HomeRF背後的支持者也都大有來頭，包括摩
托羅拉、諾基亞與西門子等廠商，但這些公司
也同時支持Wi-Fi標準，其他支持者還包括微
軟、朗迅科技等；尤其在英特爾退出HomeRF陣
營轉而支持Wi-Fi後，HomeRF更有如江河日下
Wireless LAN
• 依據 Microsoft的估算, 至2005年時全球將會有超過
一億以上的消費者使用802.11x規格的無線區域網路;
而國外知名調查機構IDC則預估, 到2005年亞太無線網
路市場規模則會成長至3億5000萬美元, 成長的幅度相
當驚人, 但相對的問題也隨之浮現, 例如頻寬的使用
等等。
• IEEE802.11是美國電子電機學會於1990年11月召開
802.11委員會，開始制訂無線區域網路標準。原訂1991
年擬定初稿，但因制訂工程宏偉，到了1995才完成初
稿
• 在IEEE802.11的標準規範中所使用的方法為CSMA/CA
（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）
Wireless LAN
• IEEE802.1l訂定了OSI(Open System
Interconnection)7層通訊架構中的實體層
(Physical Layer)及資料連結層(Data Link Layer)
中的媒介存取控制(Medium Address Control;
MAC)子層之規範。
•在IEEE802.11的無線區域網路架構有兩種:Ad
hoc Network(或稱Independent Basic Service Set
Network; IBSS Network)與 Infrastructure
Network
Wireless LAN: Ad-Hoc Network
• 何謂「對等式無線網路」( Ad-Hoc Network )?
簡單地說就是以兩片以上的無線網路卡所架構成的無
線網路，在這種網路架構下，每台節點的行動主機
( Mobile Host )都是以端點對端點( Peer to Peer )
模式互相通訊，因為不用無線基地台( Access Point )
所以各端點的地位是平等的，和Windows 98作業平台
的網路架構是一樣的。
Wireless LAN
•兩個Ad hoc Network架構。其中STA為一工作
站，工作站與工作站之間，藉由無線媒介
(Wireless Medium; WM) 在工作站的功率所及區
域來收送資訊
•每一個BSS，都給予一個員唯一性的識別碼
(BSS ID)。
•具有相同BSS ID的工作站便屬於同一個基本服
務區。
Wireless LAN
• Infrastructure Network架構則如圖2.2 IEEE802.3
Wireless LAN
• 比Ad hoc Network的架構上多了兩個元件，一為擷取點
(Access Point; AP)，另一為分散系統(Distribution
System; DS)
Wireless LAN
• 在lEEE802.11中設計了三種MAC訊框，分別為控制訊
框、管理訊框及資料訊框
• IEEE802.11MAC訊框由訊框標頭(MAC Header)、資料
區段(Frame Body)與錯誤檢察碼(FCS)所構成。
• 在訊框標頭部分．包括有訊框控制(Frame Control) 、
持續時間(Duration/ID)、位址(Address) 、順序控制
(Sequence Control)等欄位。在資料區段部分，放的是
使用者的資料或管理資訊，其長度不固定，最長不可
超過2312位元組。在錯誤檢察碼部分。採用CRC-32
技術。根據訊框控制的內容，可辨別出不同形式的訊
框及在訊框標頭的位址排列方式。
Wireless LAN
• IEEE 802.11 的MAC主要提供三項服務:
•非同步的資料傳送服務 ( Asynchronous Data
Services )
•時間限制服務 (Time Bounded Services)
•保密服務 (Security Services )
Wireless LAN-IEEE 802.11
• IEEE 802.11標準中制訂了三種介質實體;同時為了未
來技術的擴充性，也都提供了多重速率(Multiple-Rates)
的功能。這三個實體層分別是
(1)2.4GHz直接序列式展頻(Direct Sequence Spread
Spectrum DSSS)
(2)2.4Ghz跳頻式展頻(Frequent Hopped Spread
Spectrum，FHSS)
(3)擴散式紅外線(Diffused IR)。
Wireless LAN
•IEEE 802.11規範了兩類的服務，一為分散服
務、另一篇工作站服務。
•分散服務
分送服務(Distribution):此服務的主要工作，是
將分散系統內的資料送至正確的位址上。在
IEEE 802.11標準上，並未訂出此服務要如何
將分散系統內的資料送至正確的位址上，但說
明了要達成此工作所需必要資訊，這些資訊將
由聯結服務(Association)、取消聯結服務
(Disassocaition)、重新聯結服務
(Reassocaition)等來提供。
Wireless LAN
•工作站服務
•身分認證服務(Authentication):
•開放系統:
•共享鎖匙:
•取消身分認證服務(Deauthen-ticwtion):
Wireless LAN
• 802.11a , 802.11b, 802.11g
802.11a
802.11b(Wi-Fi) 802.11g
Same layer
MAC layer
technology
Range
5.4GHz
2.4GHz
2.4G
Speed (Mbps)
54M
11M
54M (max.)
Physical layer
ISM band
U-NII band
interference
No conflict
Conflict with
Bluetooth
Future
Next
Generation
Existing
Near future
藍芽 Bluetooth
• 就是一種 無線傳輸技術
• 藍芽的運作原理是在2.45 GHz的頻帶上傳輸，
除了資料外，也可以傳送聲音。每個藍芽技術
連接裝置都具有根據IEEE 802標準所制定的48bit地址；可以一對一或一對多來連接，傳輸範
圍最遠在10公尺。藍芽技術不但傳輸量大，每
秒鐘高達1MB，同時可以設定加密保護，每分
鐘變換頻率一千六百次，因而很難截收，也不
受電磁波干擾。
Bluetooth Applications
• 以丹麥國王為象徵的藍芽計畫，一邊手持行動電腦，
一邊手持行動電話，希望能彌補資訊應用與通訊應用
的鴻溝，提供整合應用環境的橋樑。藍芽計畫的主要
目標即是要提供一個通行全世界的無線傳輸環境，連
結所有行動設備之間的資訊傳輸服務，包括行動電話、
無線電話、筆記型電腦、筆記型電腦、個人數位助理、
數據機、印表機、數位照相機、區域網路、免持式聽
筒等，皆可以透過藍芽技術來溝通。藍芽技術在資訊
及通訊領域上的應用包括：桌上型電腦的周邊設備傳
輸，例如無線印表機、無線鍵盤、無線滑鼠、無線喇
叭等設備
藍芽的技術規格
• 採用2.4GHz的公用頻段，可為79或23個頻道，頻寬為1
MHz
• 採用跳頻式展頻技術（FHSS），跳頻的頻率為每秒
1600次
• 藍芽技術元件的傳輸功率為1mW（0dBm）或
100mW(20dbm)
• 採用GFSK（Gaussian Frequency Shift Key）調變
• 傳輸速率為1Mbps，實際資料有效速率最高可達
721kbps
• 傳輸距離在0dBm功率時約為10公尺，若加大功率至
20dBm則可提供至少50至100公尺。
藍芽技術的應用領域
•取代纜線
•個人隨意網路
•與網路接取裝置
藍牙的優點
• 跟無線電波比
– 低輻射性
• 跟紅外線比
– 傳輸速度快
– 無方向性
各種無線通訊的比較
Item
Specification
Applicatio
n
Wireless LAN
802.11
High speed wireless data
networking(long distance)
HOME RF
1.09
BLUETOOTH
Wireless communication in
home & SOHO
Wireless communication in
short range
Technology
FHSS,DSSS
FHSS
FHSS
Frequency
RF 2.4GHz
RF 2.4GHz
RF 2.4GHz
Power
+18dbm
+18dbm
+18dbm
Data rate
11Mbps
11Mbps
1Mbps
Distance
150M
50M
10M
Transmission
DSSS: Data
FHSS: Data & Voice
Data & Voice
Data & Voice
Specification
IEEE
Home RF group
Bluetooth SIG
Interface
USB,ISA,PCI,PCMCIA
N/A
Module
MAC,RF,Baseband
MAC,RF,Baseband
RF,Baseband,HCI,Ling
manager
Power
consumption
250mA
100mA
40mA
Cost
High
Middle
Low
Main
structure
藍芽是WLAN發展的隱憂？
• 藍芽適於更短距離（例如：滑鼠連接線、
手機與筆記型電腦）的資料傳輸，而非
廣域的區域範圍
• 藍芽也是使用2.4MHz的頻段進行傳輸，
這個頻段會與WLAN造成干擾，使資料
傳輸中斷
3G與WLAN的瑜亮情結
• WLAN 無需設置太多的基地台
• WLAN的幾個不確定的因素
– 互不兼容的WLAN標準
– WLAN所占用的頻道的使用有一定的限制
(eg. in GB, Italy)
Security
• 對企業用戶而言，在商業競爭激烈的戰
場上，資料傳輸的保密性、可靠性，將
成為左右企業生存命脈的重要關卡。
• 虛擬私人網路（VPN）+ 防火牆
無線網路在醫療業的應用
•
•
•
•
醫療人員的活動性
即時連線的需求
輕便性 vs 功能性
安全性
– 對人體
– 對儀器
• PDA, Notebook, Tablet PC,…
長距離無線通訊的發展
• 第一代(1G)的類比系統(AMPS)，進步到第二代(2G)的數位系統
(CDMA one、GSM and TDMA)，
• 第二代(2G)的數位系統，不管它是CDMA one、GSM 或是
TDMA，基本上電路式設計只能提供簡單的數據服務，像短訊
服務(SMS)以及伊媚兒(E-mail)； 其速率每秒為9.6kb到115kb。
• 第三代(3G) W-CDMA、CDMA 2000 or TD-SCDMA，同時支援
電路式(Circuit-based)語音(Voice)和數據(Data)，以及高速封包
數據(Packet Data)，其傳輸速率每秒為144kb到2Mb。
What is CDMA
• Code Division Multiple Access
第三代無線通訊系統將採用Wideband
CDMA系統，CDMA系統將可以大大的
提高整個系統的 Capacity。且藉由適當的
Power Control機制與Multi-rate Service機
制 ( ex. Multi-Code、Multi-carrier、MultiSpreading Factor ) 將可提供使用者不同的
傳輸頻寬與品質保證 ( QoS )。
Before 3G
• High Speed Circuit Switched Data (HSCSD)
– 用於高速檔案傳輸和行動視訊應用
• General packet Radio Service (GPRS)
– 用於電子郵件、WWW等壅塞型資料應用
– 架構在二代通訊系統 GSM
M化：GPRS+WLAN ?
成功關鍵因素在於網路覆蓋率與連線品質
• 企業M化的主要原因
– 第一名為電子郵件，佔60％左右
– 第二名則為業務需求，佔24％
• WLAN搭配上GPRS的網路環境
Wireless Application Protocol
(WAP)
• A result of continuous work to define and
industry-wide specification for developing
applications that operate over wireless
communication networks
• WAP forum (http://www.wapforum.org)
WAP Programming Model
Wireless Markup Language (WML)
• Constraints
– Small display and limited user input facilities
– Narrowband network connection
– Limited memory and computational resources
• Functional areas
–
–
–
–
Text and layout
Deck/card organizational metaphor
Inter-card navigation and linking
String parameterisation and state management
WAP 2.0
• Protocol stack support
– Internet stack, eg: TCP, TLS, HTTP
• WAP application environment
– eXtensible HyperText Markup Language
Mobile Profile (XHTMLMP)