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無線學習技術的趨勢(上)

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(1)

黃武元 1奇裝繡 高雄師大資訊教誨研究所教授研究生 摘聽 無線通訊以及無線網路的擺尾隨 著技術的發展已輯慢慢的血未來式贊

成了現在議行式, Bluetooth從明星代

言的行動電話耳機與使用者初次見 面, GP說S站在嘴信業者以及行動電話 聽商推出的服務以及產品中,讓使用 者可以體驗到隨時間地訣遠上網的可 能 c 悶在許多校園內 IEEE802.1 lJ所架構 而成的無線網路,彌補有線竊路無法 克全普及聽個校盟的書境,提供了 方便、更經濟的網路過線服窮。這些 新的無接連接網路技諧,己絡正式走 品實驗竅,鶴說在許多地方展現了各 自具備的礦勢與特性。 礎教學科技的觀點來看滋些新的 技術,是值得攪幸的,然詣,除了樂 於見至3 譜些新的技衛成熟、普及之 外,這些新的技術如何成為教學科技 中的一環,如何將這娃軒的技術讓學 經驗與最佳的學習成效,這些新的技 諱:也才更有價髓。 、哥當 個人數控助理、筆記畫意義腦、 撓頭各種新的資輯傳輸技術如聽芽、

GPRS 、 IEEE802.11 b等的發展,讓無線

;通訊的詩代正向未裝招芋,儲管自醋 的設備價格的然福品,儘蟹的品的使 用率的未普及,但是可以想餘的,在 這一個資訊爆炸的時棋,如何隨時錯 地取得志要的資訊,逐漸鹿為需要的 擴大謂被重視。 我們可;其暫時拋開目前真實世界 的情獸,也暫時忘掉資訊時代的不良 影響,試著讓這些新的資科攝寄:技術 走進我們熟悉的校團,也許,…輻未 家世界的學習藍轎車是在眼前。 除了爭磯的無線上棋路能之外, 近來也有另一種無線上網方式離趨謊 行,即筆記型電腦或 PDA藉由無線網 習者可以充分三享受,讀得更多的學習 路升頭來連接網際網路,如IEEE802.11 2002年7 月 生活科技教育35 巒 7期 立。

(2)

的無線網路卡,而這些新的上網方式 除了是在技術上的創新之外,還有一 些是值得我們思考的,例如我們可以 在哪裡取得資訊?我們可以取得什麼 樣的資訊?或是,我們可以創造什麼 資訊? 2001 年, PHS行動電話系統正式在 台灣使用, PHS 相對於目前幾乎人手一 機的 GSM行動電話,所帶來的是除了 語音通話之外,還有更快的傳輸速度 以及提供更多的服務與資訊,然而架 構於GSM上的傳輸技術GPRS

(General

Packet Radio Service

'整合封包無線網 路服務)也不甘示弱的將 GSM在資料 傳輸速度上大大的提升。而在無線網 路上, IEEE802.11 的無線網路設備在市 場逐漸普及,而價格也慢慢下降,許 多企業如華碩電腦、高雄港港區以及 許多大學內都已經開始利用 IEEE802.11 無線網路,結合原有的有線網路架 構,以減少無法上網的死角,讓無線 上網的環境能真正實現。而藍牙科技 也在搭配手機上市的藍牙耳機出現 後,正式與民眾見面,藍牙科技的特 點在於針對個人網路提供無線連結的 服務,可同時傳輸語音以及資料。 這些無線通訊以及無線網路的發 展,正可以說明,當我們漸漸習慣經 由個人電腦從有線網路上擷取資料、 搜尋資料後,我們希望有一種新的方 式來連接網路,因為資訊的改變快速 而我們對於資訊的需求也變的更大, 無線通訊以及無線網路能夠提供隨時 隨地連結網路的服務。 貳、無線通訊與無線網路 連結無線網路方式大致上可以分 成無線通訊以及無線網路兩種,無線 通訊主要是利用行動電話系統提供網 路連結的服務,近年來,各家廠商與 電信公司分別投入相當鉅額的經費, 從事研發新一代的通訊技術,這些投 資當然不只是為了改善通訊品質,最 終的目的是在於利用通訊技術來提供 快速、寬頻的無線通訊連結網路服 務。而無線通訊的網路服務,根據連 線特性的不同可以分為兩種: 一、利用個人行動電話連接網路 使用者可以利用支援 WAP 的行動 電話,透過電信公司提供的網路服 務,連接上 WAP伺服器,擷取簡單的 資源,或者是進行電子銀行等服務。 二、將行動電話當成數據機 與第一種的差別在於,使用者不 是直接利用個人電話的畫面瀏覽網 路,而是透過如筆記型電腦、 PDA (個人數位助理) ,將行動電話當成數 據機的方式撥接至ISP (網路服務提供

21

月一期 呵,,-呵,,

年一卷

位一 -n

m

一育

技 科 活 生

(3)

者) ,擷眩網路資源的方式跟一般使用 PC並沒有不同。 無線通訊建結網路的方式,在 爵的GSM 行動電話架構之下儷能夠提

供9.6跡"的連度,未來,如GPRS等數

新更快的傳輸技術正式開始運作之 後,才耳;其真正援昇行動通訊潘結網 路的棋手Ij 0 闊無線網路既是利用例如

IEEE802.11 、 IEEE802

.11

b等技銜,架

構於原本的TCP/IP銷路之上,使患者 品 ~R 透過無鸝網路卡,通通無線網路 基地台 (Access

Point

'攝取點)連接 笠摺腎網路。在下一節中,本文時會 分別介紹日語已經耳;其實際接甫的無 蟻通訊及無線網路技術 c 學、無黨通訊與無線網路的介紹 、無線通訊技{梧的進行式 無線通話連結攝路的服務,以 前的 GSM 系統標準時言,只能提供

9.6k

bps的傳輸速度,這裝得湖覽網路 實在不算是一件快樂的事槽,囡駝, 各家電話公司分別開蛤建殺所謂的 2 .5 代的行重主意義話,也 F就是利用架講於

GSM系統上的GPRS' 提(共更快捷的傳

輸服務,而且也由於GPRS 的傳輸服務 可以依照資料的傳輸暈來敢費,梧對 於之前 GSM 系統夫是話用連線時間報 2002年7月 生活科技教育35卷7期 之2 脅,對f吏用者較有利。 除了原本的GSM行動需話之外, 廳內的晃一家幫告公司所揉舟的

PHS(Personal Handyphone System)

,

PHS是廳於低功擎的行動電話,雖然服 務的範闢較小,適合都會麗的使用, 但是 PHS提供了比 GSM更快的傳輸連 度,以目前台灣的PHS系統而言,速度 約可連 64k b阱,另外,在電借公司搭 自己Hinet的撥接服務之後,使用者透遲 到-I S 撥接至 Hinet然後接接上輯際網 路,在連線速度上甚至超駱一般使用 的56k數據機 o 以下將分耳目介紹 PHS輿 GPRS這兩 種自前巳經開始提供測試話且在未來 會逐潛普及的無線通訊技術:

GPRS

GPRS為近來電話公育及廠商積極 研發的新技衛,那 GPRS 究竟是什蹺 呢? GPRS 是利用目前的 GSM 通訊架

槽,在不取代GSM系統的狀提下,用

來提供窩頭的封信資料通訊服務。

GPRS與GSM對於傳輸資料的方式

最大的不時在於, GSM在傳送資料時 是利用建立慮擬電路的方式,將資料 以電波的主式混過 GSM 的頻進來傳 輸,問GPRS則是採用封個交換技術' 這是一種頻道分辜的技街,資料在傳

(4)

輪時會按分為數 @I封報分別傅送,這 樣的方式,可以讓許多小封包同時 頭道上傳送,認非做 GSM的傳輸方式 一次僅能容許一個連韓傅法資料。 GPRS 利用封但交換的技術,並配 合不同時槽的傳輸機會j 來讓封恆的傳 活能夠充分的應用頻道中的每一個時 醋,以目前的時槽傳輸接率的爵 的.4kbps(CS2) ·在GSM的行動電話系 統中, GSM利用將頻這 tJFDMA 以及 TDMA 的方式裝分自己給行動需話的連 線 'FDMA則是將電信頻港的頻率加以 切幫成不闊的頻譚,例如每梧顯 200KHz就是一個頻攏,認 TDMA則是 是將頗遣的罷 m 分為 8個詩槽,議不同 的使用者輪擁攪罵這些頗道,龍且因 為詩槽捕闊的時問稽黨的妞,所 tJ 使 用者不會有感覺是和其飽人輪流便用 同一個頻這,詣的於 GS話系授是採用

Circuit

Switchi峙的技術來佛法語音或 數據,這使得鑽進以及時槽的規章1 無

法充分被利用· GPRS的出現就是為

在不大幅改變路有的 GSM 系統樂槽, 並且以較少的成本提供更快躍的數據 傳輸 o GP設S是在GSM系統上另外架楠 路由的設髓,而且也重薪規鸝原本 GSM的FDMA與 TDMA' 讓使唱者在 傳輸數據峙,能將充分利用到每插頭 與每宮時槽來達封封龍交換的動 作 o 但是事實上· GPRS 並不是擴充 GSM行動電話系蔽的觀寬與容量,話 是幸IJ 題更有效率的頭道切割與時槽鏡 讚IJ配合路宙的封個交換議制,讓數據 的傳送還稽可以大幅提昇,起以電信 公哥所提供的嚴務來分別,可能會有 所謂的 f2+ 1J 、 f4+1J 或是川崎 j 向上下時槽的組合,以「針 IJ 時 槽為例,是在傳輸時,將賴活切書IJ 為2 讀下傅時槽還有 1 種上傅時槽,這樣的 相時於目前的 ADSL 或是 Cable Modem' 盟路網路連線的需求通常都 是由迪線端是出一個請求 (request)

,

然接由伺服器端轉燈資料眉來

(response)

,聞自詢服器 F 載資料封龍 鐘往往遠大於 i挂出請求的封妞麓,所 以在上、 F載的機制上, GPRS糕、用了 f2+ 刊或是 f

4+1

J 的設計,如果以 口村 j 的時槽來計算GPRS所能提快的 傳輸速率下數約是26.8kb斜,上傅約為 13 .4 kb阱,問 f

4+1

J 時槽衛能提供的

f專輯 j選舉,就下載而替大約為 53.2k

b阱,上{專約為 13 .4kbps 0 雖然自 灣各家電禧公珊的GPRS技衛只能提供 至 f2+IJ 的傳輸速率,但是各家電信 公司必定會加緊速度,改善自爵的無 線通訊環境與技衛,梧信未來GPRS的 傳輸速率會聶斯提升。

23

丹…期 年…戀 勻翩翩 qd

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扭轉

呼注 1 191. 活 生

(5)

軒在 GPRS 的行動電話作業方式 上,會依照作業模式的不同可以分為

三個額型,即為Class

A

、 Class B 以及

Class

C三種:

(一)

Class A

:作業模式為Class A的

行動電話可以同時利用 GPRS 連 接網路以及進行語普通話。 WAP 協定攝寫的網賀,迫使得鹿為無 線通訊上網速度慢,而被使用書所詬 病的WAP' 讀新技閉了…些希望。除 了和j 用行動電話的 WAP蟬覽器之外, 使用者也可拭透攝筆記型電路將GPRS 爭機當成數據機,混過GPRS手機連上 網路,便可以享受無線上謂的樂豔

) Class B

:這種作業模式的行動 了。 電話,會自動選擇GPRS連接網 GSM 的系統架擠見闢 1 是由 MS 路或是語音通話,但是這兩個 作業並不能問時進行,也就是 說,當利用行動報話游行網路 連線持叮能自為語音通話間使 得網路連線中斷。 (三)

Class C

:頓很於Class B 的作業 模式,但是 Class C是手動設定 GPRS連接網路或是語音海話, 當選擇其中一種作業時,另一 向作業就不會被啟動。 GPRS 的技講理論上在單揮使用 8 倍時槽時,傳輸過度最大可以到

17

1.

2kbps (Simon Buckingham

,

2000)

,

但是以店前台灣的 GPRS 服務站言, GPRS的縛輸連率將在20k-30K左右。 透連GPRS的傳輪技街,原本GSMÃ將巴 提供的9.6k bps傳輸連展藍色顯得相當不

實峙,在GPRS的系統下,使用者可以

聽著支接 WAP

(Wireless Application

Protocol) 獨覽緝的行動電話,瀏覽以 2002年7月 生活科技教宵35 卷?顯 2是 (行動禮話)連結莖 BSS (墓地台子系 統) ,再譯過網路子系說連接至去乘電 話交換網路 (PSTN) 或是其他的行動 電話公司。 GPRS的系統槃構在語背通話上與 GSM並沒有不間,但是GPRS在系統架 構上增加了 SGSN

(Service GPRS

Support Node)

J;J及 GGSP

(Gateway

GPRS Support Node)

·當使用者透過 GPRS 的手接通接網路時,在BSS (墓 地台子系統)會將數據的連結導向 SGSN' 立宣且譚 i晶 SGSN 的報務連接 GGSN再連接至網際網路, GGSN的作 用是提供 GSM 網路和其他輯路系親

(女OEthemet 、 X.25) 的數據封位做轉換

並且還真備了路白的屈能,讓資料能 夠找到正確的位址(導送,而 SGSN是負 責將GPRS手機送的的數據封包傳退到 GGSN' 在傳送至網路中的目的地,或 是將自網路經由 GGSN{:惠國的數據封包

(6)

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:Um 介面

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ISDN

e

、、、、、‘、、“ ..., 11""1

BSS

(Base

Station Subsstem) 墓地台次系統

考 --­

:也就是俗稱的基恤,提供範圍內行動電話的通訊服 t 臼滔滔 2 務,訊號的傳送與接收,與上層的 NSS連接,以使= 一 一 手行動電話能更與其他的系統或其他墓地台服務範圍內: 昌的行動電話通訊。 :

:

NSS

(

Network

Subsystem

)

網路次系統

: :行動通訊系統的主要部分,包括交換機、身份認證、 : :通訊記錄等服務,並負責其他通訊系統骨幹連接或是?

:連接至其他不同的通訊系統,如家用電話-..

~ (PSTN) 。 、 月 PSTN (公眾電話交換網路)如家用電話 MS:

í

(

Mobile

Station) 行動台(手機)

2

111#."...

“‘..““‘<

圖 1 GSM網路架構 傳送到使用者的 GPRS 手機上,因此, 在 GPRS 系統中,語音通話與數據資料 的傳送可以說是分別進行的 。 (Simon

Buckingham

,

2000

'陳克任,民9 1)見 圖2 (二)

PHS

PHS

(

Personal Handyphone System

)

是由日本所研發出來的數位式行動電 話系統,可以提供小範圍且不需高速 移動的都會區使用,並且真有高速上 網、高清晰話質、低費率以及低電磁 波的特性 。 目前台灣的PHS 系統提供兩 種上網方式,除了可以使用類似 WAP 利用手機瀏覽網站所提供的內容,並 且可以在 NOTEBOOK 、 PDA 插上

PIAFS

(

Phs Internet Access

Forum

Standard) 的介面卡,透過介面卡連接 至 PHS 手機,或是將內建 PHS 模組的

PIAFS 介面卡插在NOTEBOOK 、 PDA

上,便可以利用 PIAFS 傳輸標準透過 PHS系統提供的路由功能連接至網路 。 (如圖3) 目前 PHS 提供 32~64K 高速傳輸速 度,不但比現有的GSM 9.6K快,也較

25

月 一 期 勻 , -句 J 年 一 卷 弓 , & -P 、 d hu-司 u m

育 教 技 科 活 生

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語音通話

圖 2 GPRS系統架構

上網

一「

A

J

/連叫 (PIAFS) … 速度約

32K bps-64K bps

|

PHS通訊系統

目前僅有大眾電信提供PHS服務, 大眾電信是與Hinet合作讓擁有 Hinet 攝接帳號的使用者可以透過PHS 連上 網路 。 r--目-

-網際網路

圖 3 PHS網路系統架構 2002年7月 生活科技教育35卷7期

26

(8)

表 1

PHS 、 GSM與GPRS上網的比較

比較項目\系統 PHS GSM GPRS 目前系統商提供2 (downlink) 初期 32-64k +1 (uplink) 的傳輸,速度約 數摟傳輸 未來可至128K 9.6K 為二十幾K。 未來可望增加至4 (downlink) +1 (uplink) 個傳輸方式 PDA或筆記型電腦 透過專屬連接介面,透 透過傳輸線或是紅外線,將 透過傳輸線或是紅外線,將行 無線撥接上網 過系統商連接至ISP 行動電話當成數據機撥號連 動電話當成數據機撥號連接至 接至ISP。 ISP 0 依照連線的時間 (行動依照連線的時間 (行動電話 可以依照下載的資料量收費 上網費用計算 電話費用 +ISP費用) 費用+ISP費用) (也可以選擇包月制,不限時 數以及連線時間) 可以利用 GPRS隨時連線的便 E-mail離線閱讀及編輯 可以 否 利,隨時利用行動電話設備收 發電子郵件 手機編輯傳送動畫 可以 否 可 (部分行動電話支接) 資訊豐富/搜尋位置容 設定複雜,連線WAP前必需 利用隨時連線的 GPRS瀏間 資訊情報 以行動數嫂的方式連上系統 WAP網頁,速度較 GSM快相 商, WAP搜尋速度較慢 當多。 服務範國 目前僅台北地區完成基 基地臺建置幾乎完全涵蓋全 利用原本 GSM 的墓地臺增加 地華架設,中南部還無台灣。 GPRS 的功能,涵蓋率相當 法使用。 高。 行動電話 大於600小時 將近30 般約300小時 與GSM相同 待機時間 ) 基地台發射功率 500毫瓦 20瓦 與GSM相同 移動性 100公里/小時 120公里/小時 120公里/小時 行動電話發射功率 小於 10毫瓦 600-1000毫瓦 600-1000毫瓦 GPRS所提供的20~30K快,未來還可以 擴充到 128K~328K。 雖然 PHS 具備了目前 GSM行動通 訊系統所無法達到的高速傳輸,但是 PHS的使用存在了許多的限制,以目前 台灣的PHS發展情形為例,現階段PHS 的服務範閻只有在台北地區,若要讓 其他區域的使用者也能夠享受到PHS的 快速無線上網,還需要等待一段時 間,此外, PHS基地台的涵蓋範圍小, 需要比較密集的架設基地台才能提供 完善的收訊服務 。

2

7

※ (下)篇請參見35卷8期 。 屯品 2002年7月 生活科技教育35卷7期

數據

表 1 PHS 、 GSM與GPRS上網的比較 比較項目 \ 系統 PHS  GSM  GPRS  目前系統商提供2 ( downlink )  初期 32 -64k + 1  ( uplink ) 的傳輸,速度約 數摟傳輸 未來可至 128K 9.6 K  為 二 十幾K 。 未來可望增加至4 ( downlink )  + 1  ( uplink ) 個傳輸方式 PDA 或筆記型電腦 透過專屬連接介面,透 透過傳輸線或是紅外線,將 透過傳輸線或是紅外線,將行 無線撥接上網 過系統商連接至 ISP 行動電

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