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網路通訊概論- 通訊概論
廖 俊 鑑
網路與通訊研究所 / 朝陽科技大學 Office: M-116 分機:7242
T2-914.2 分機:4755 E-mail: [email protected]
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計分方式
考試(70%) 出席(30%)
通訊
簡單的說，通訊工程就是將某一點的訊號用 最經濟的方法，精準又迅速的傳遞到另一 點，兩點間的距離可長可短，從室內無線電 話的幾公尺到天文望遠鏡的幾萬光年均有，
所傳遞的訊息種類包括文字、語音、影像及 數據等，通訊工程在現今生活中隨處可見，
如電話、傳真、電腦、電視、雷達、衛星 … 等。
通訊
通訊工程不僅是一個學術領域，而且在生活 中無所不在。自古以來，人類便開始用聲 音、手勢、烽火、符號等方式來傳達訊息，
通訊工程雖然是從二十世紀才開始發展，但 通訊的勢力範圍是無遠弗屆的，在短短時間 便已為人類生活帶來重大的影響，所以通訊 工程絕對是一項高科技工程。
Your FUTURE !?
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無線
Wireless
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通訊工程的目的
通訊的源起與目的不外是訊息（INFORMATION）的 傳遞。人用語音、手勢、旗號或烽火來表達意思、傳 送消息已有數千年以上的歷史，鯨魚以聲波溝通的習 慣則更為久遠。不過，通訊工程的興起卻是二十世紀 的事。通訊工程服務的對象是人，因此其要傳遞的訊 息種類便可依接收的方式分為：語音（人耳所聽）、
影像（人眼所見）與數據（機器）。
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通訊工程的目的
由於自動化、機械化和人腦儲存訊息容量的限制的 結果，通訊工程服務的直接對象便一部分逐漸移轉 至機械（如計算機）身上。故現代通訊工程的目 的，用較抽象、較技術的話來說，乃是將訊息從空 間的某一點盡可能地以最經濟的方法，快速且正確 的傳達到另一點。
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無線通訊的應用
（一）廣播電台、電視台相關的播放工程；
（二）民用或軍用的雷達及聲納；
（三）衛星遙測（包括外太空與地球本身）；
（四）個人通訊系統；
（五）醫療儀器系統；
（六）軍事通訊、電子戰；
（七）地質探勘；
（八）衛星導航與定位；
（九）無線電天文儀器。
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通訊工程的內容
通訊工程乃是以點對點間的通訊為主幹而發展出來的一門 學問。
上層結構：通訊網路
下層結構：
種種的信號處理子系統
通訊電子、光電元件、信號源、相關的電子線路 和收、發天線等
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通道
由於點對點間的通訊勢必將電磁（包括光）或其他種信號 經由某種物理媒介（PHYSICAL MEDIUM）傳送至目的 地，因此在整個通訊系統的架構中，這個基層的點對點系 統就叫做「實體層」（PHYSICAL LAYER）
通道
而在發射端與接收端間的媒介 則泛稱為通道（CHANNEL）。
有線 無線 儲存
廣播電台的地面波、調幅短波藉由同溫層或電離層反射、
傳統防空雷達或衛星通訊用的微波、外太空衛星間的光 波、水下探測的聲波等
無線電技術的演進
無線電報
1896年Guglielmo Marconi發明無線電報，並於1901 年將電報信號穿越大西洋，從Cornwall傳送到1800 英里外紐芬蘭的聖約翰城 。更恰當地應該把無線電 通信的實際發明歸功於 Nikola Tesla ，因為他於 1893年公開示範此技術。
以字母數字特性編碼成類比信號方式傳送。
通訊衛星於1960年代發射升空
其他無線技術
收音機、電視機、行動電話和通訊衛星。
現代最新無線技術
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無線電技術的演進
貝爾實驗室(AT&T) 開創了通訊的數學理論 Information Theory
天才兒童，十多歲取得MIT Ph.D.
1923年提出布朗運動之學模式．
設計美軍防空機槍…1949解密,
最佳濾波器、接收機、適應性系統（ADAPTIVE SYSTEM），談到目標追蹤、飛機、輪船的導航都 免不了要從韋納的理論出發
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通訊系統
訊號源 編碼 通道
編碼 通道 通道
解碼 解碼 目的地
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通訊系統
訊號源 編碼 通道
編碼 通道 通道
解碼 解碼 目的地
聲音
表達意思
文字、語言 喉嚨 空氣傳播 耳朵、震動 解析文字
訊號 ! 16
資料來源
類比訊號 數位訊號
資料壓縮 Data Compression
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蜂巢式細胞革命
蜂巢式無線行動電話
行動電話是無線通訊最明顯成功的例子 。
行動電話只是蜂巢式細胞革命的一小部份，新 樣式的無線裝置將逐漸的被開發出來，這些裝 置將必須能存取網際網路，其中包含個人記事 簿及電話，目前能夠存取網頁、短訊、電子郵 件和其他在網路上提供的服務。
未來五年內無線資料服務將創造數百億美元的 商機，其中“無線”網際網路佔最大部份 。
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蜂巢式細胞革命
從快速成長的行動電話市場中可直覺地看出蜂巢式細胞革 命性效應。1990年大概有一千一百萬用戶，到2004年用戶 可能接近十億。可連接網際網路的下一世代手機更助長此 成長趨勢，有人估計到2005年無線網路的裝置數目將超過 有線網路裝置的數目。
電話目前是無線通訊最明顯成功的例子。1996年起新增的 行動電話用戶數超過了新增的固定電話用戶數。此發展趨 勢有許多原因，例如，行動電話具備隨著人們一起移動的 方便性。另外，行動電話也具有可定位之特性，因為行動 電話會與所在區域內固定位置的基地台通訊聯絡。
全球細胞網路
目前沒有單一的細胞網路
為了達到單一的細胞網路的目標，還須持續地下很 大功夫來定義和制定標準。
國際電信協會(International Telecommunication Union, ITU)致力於發展下一代無線裝置的標 準，新標準將使用更高的頻帶來增加通訊容 量，同時也希望新的標準能解決過去十年來發 展的第一代及第二代網路的相容問題。
除了定義使用頻率範圍、編碼技術和傳輸協定 以外，新標準也需要規範行動裝置如何與網際 網路連結，目前由幾個標準制定團體及業界共 同努力來達成標準之制定。
寬頻無線技術
多媒體通訊需求
為了提供與固定網路相同的服務，無線網路 需要相當大的資料傳輸速率，寬頻無線技術 可達到較高的資料率。
無線寬頻服務必須擁其他無線服務相同 的好處 −「方便性與低成本」
無線寬頻業者可以比固接服務業者更快速且 不需纜線成本地建置服務網。
行動式的服務也可以部署在任何地方。
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寬頻無線技術
802.11b與藍芽(Bluetooth)的相容性是一個潛在 問題。藍芽是定義手提電腦、個人數位助理 (PDA)和行動電話之間的一種通訊規格。
藍芽和802.11b使用相同的頻帶，這技術很有 可能在同一裝置內彼此互相干擾。
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無線網路的困境
政治跟技術上的困難限制了無線技術的完全發 揮
標準不相容
北美有兩種蜂巢式數位資料服務的標準，在國際上 則有更多不同標準。
例如，採用PCS IS-136的裝置無法用於PCS IS-95技 術配置的地區
例如，802.11b和藍芽兩種無線區域網路技術不相容
裝置本身限制
手機上的小液晶銀幕無法顯示更多行的文字
大部分的行動無線裝置無法存取網際網路中的 WWW網頁，且瀏覽器使用特定的語言。
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通訊科技的未來
在資訊爆發的時代，通訊系統或通訊網路是整個社 會結構中的骨幹，沒有流通的資訊只是不動產，而 且是不能交換，沒有人知道、沒有位置的不動產。
隨著電腦、電子零件的進步，整個社會「移動度」
（MOBILITY）的增加，對資訊的交換和傳播之需 求可說是與時俱進。
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通訊科技的未來
以行動電話在世界各地推出後業務成長的速度來看，
要預測通訊工業的進展而不跌破眼鏡恐怕非常困難。
有人說二十一世紀是「後資訊化社會」，有人說是
「生物科技」的時代，但在大部分生物科技實用化之 前，可以預測的是，在不久的將來，我們會達到真正
「個人通訊」（PERSONAL COMMUNICATIONS）
的境界 。
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通訊科技的未來
以行動電話在世界各地推出後業務成長的速度來看，
要預測通訊工業的進展而不跌破眼鏡恐怕非常困難。
有人說二十一世紀是「後資訊化社會」，有人說是
「生物科技」的時代，但在大部分生物科技實用化之 前，可以預測的是，在不久的將來，我們會達到真正
「個人通訊」（PERSONAL COMMUNICATIONS）
的境界 。
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通訊科技的未來
人手一機（大小應可放在口袋裡），每個人都可隨 時、隨地同時和世界上任何在（無線或有線）網路上 的幾個人，或機器從事高速、智慧型的多媒體通訊
（你可想像這種通訊技術在日常生活的應用）。有必 要的話，你或跟你聯絡的對象可以很準確的知道彼此 的位置以及附近的景象。
通訊科技的未來
無線通訊在智慧型公路（運輸）系統所扮演的角色將 越來越重要，舉凡無線收費、防撞雷達（以控制車 速、車向）、車輛路邊間之短距無線通訊（以取得或 傳送道路、車輛資訊）、車內電子系統（音響、電 視、行動電話等）的語音介面（你毋須動手去調整、
控制，用講的就可以）、定位與地理資訊系統、駕駛 者精神狀態感應系統以及車輛道路資訊網路之建置無 不與無線傳輸及寬頻網路有直接的關係。
通訊科技的未來
另一方面，微電子在「奈米技術」的進步，讓晶片縮 小到只有分子的大小，通訊工程必須開始考慮到「量 子效應」，一些應用量子理論的通訊方式之可行性大 增，「量子通訊」、「量子計算」逐漸興起，這種技 術成熟之後，通訊容量與速度將會大大的提升，可能 的應用是難以估計的。
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通訊科技的未來
We need a
