0312 HOMEWORK 4

1. Why is CSMA/CD not applicable in Aloha?
ANS: 因為aloha每一個傳輸點距離都太過於遙遠，所以很難去做測試的動作，所以無法使用CSMA/CD，因為太浪費傳輸時間了。

2. Briefly describe functions of Layer 1 to layer 4 of Network Architecture in OSI Reference Model.
ANS: OSI 把數據通訊的各種功能分為七個層級從下圖看各個協定層的排列關係﹕
應用層 (Application)
表現層 (Presentation)
會談層 (Session)
傳送層 (Transport)
網路層 (Network)
資料連接層 (Data Link)
實體層 (Physical)
網路群組﹕由實體層﹑資料連接層﹑和網路層組成。
使用者群組﹕由傳送層﹑會談層﹑表現層﹑和應用層組成。
(一) 實體層 (Physical Layer)
由於一個網路架構必須要能容納不同的實體傳輸媒介，所以OSI設立實體層來規定種種電氣規格和訊號處理之方式
(二) 資料鏈結層 (Data-Link Layer)
OSI為了規定網路上各節點對傳輸媒介的使用方法，並處理訊號傳輸所產生的錯誤，故設立了資料鏈結層，定義兩個透過實體連線的系統資料傳送與接收，有時也提供偵錯與控制的服務。資料鏈結層和實體層一樣，都牽涉到硬體的部分。
(三) 網路層 (Network Layer)
為了能讓那些彼此不在同一條傳輸媒介上的節點，能透過中間其他節點進行通訊，OSI因此故設立了網路層來規範資料在網路中的尋徑(Routing)功能，讓封包能依最短的路徑傳送到目的地。如果資料可移動的路徑不只一種，網路層可從中找出並決定最佳的一條路徑。
(四) 傳輸層 (Transport Layer)
雖然網路層可將資料傳輸至目的地，但由於它只負責相連節點間的資料傳遞，不能保證封包能以正確的順序扺達，也無法挑出在傳輸過程中所產生的錯誤，OSI便在其上設立了傳輸層，以控制資料在起始點和目的節點之間可靠無誤的傳輸。
傳輸層具有連接導向的特性，提供高品質的服務與精確傳輸。它的主要工作包括控制封包順序、資料流量控制、偵測重複的封包、緊急資料的傳送、複雜的錯誤與回復處理、以及安全方面的課題。

3. List some of the major milestones of Internet history from 1960 to 2000.
ANS: 美國國防部立刻成立了先進研究計畫署（Advanced Research Projects Agency， ARPA），希望能以先進的科技運用在戰略上。它利用分封交換 (packet switching) 技術發展出一套通訊網路。1969 年美國國防部開始佈署 ARPANET （NET 等於 network），第一個節點 (node) 設立在 UCLA (Univ. of California at Los Angeles)。ARPANET 剛開始僅有四個節點，分別設在幾個大學研究中心，其最主要的想法就是設計一個沒有控制中心的網路系統，讓每台電腦的功能都一樣重要，傳送資料時可以經由任何一台電腦、任何一條可用路線，如此國家防衛系統就可永不斷線。
ARPANET 剛開始所採用的網路通訊協定是 Network Control Protocol (NCP)， 1974 年開始， Transmission Control Protocol (TCP) 和 Internet Protocol (IP) 逐漸取代 NCP 的功能，1983 年成為 Internet 上標準的通訊協定。
從 1969 年開始，ARPANET 的節點不斷增加，到了 1983 年時已經有 600 個節點了，此時 ARPANET 也正式分裂為兩部份：ARPANET 和 MILNET 。ARPANET 用於研發和學術界，而 MILNET 則專屬國防資料傳遞之用。1979 年美國國家科學基金會（National Science Foundation，NSF）開始參與網路技術研究。1985 年開始 NSF 撥款協助近 100 所大學連上網路。1986 年，NSF 佈建 NSFNET，將全美五大超級電腦中心和各大學連結在一起。NSF 在使用政策 (Appropriate Use Policy) 中明白宣告 NSFNET 之使用僅限於非商業活動。 　由於越來越多教育單位加入，不免要有管理規則或一些工作小組來制定標準，1983 年 ARPANET 成立 Internet Activities Board (IAB)，負責於網際網路間的行政和技術事務。1986 年在 IAB 之下又成立 Internet Engineering Task Force (IETF) 專責於技術標準之制定。
1987 年網路上的主機已經超過一萬台了，NSF 於是和 Merit Network 、 IBM 、 MCI 簽約，請他們代為管理建構 NSFNET 之網路幹線。1991年底，網際網路愈演愈烈，NSFNET T1 (1.544 Mbps) 線都不敷使用，於是由 Merit、IBM、MCI 合組的 ANS (Advanced Networks & Services, INC.) 繼續幫 NSFNET 管理建構 T3 (44.736 Mbps) 主幹線。雖然 NSF 不贊成網路上的商業活動，但是外界壓力越來越大，當民營的網路公司經由 MCI 和 NSFNET 使用者互通電子郵件之後，Internet 便開始逐漸邁向商業化。
1990 年代 ARPANET 逐漸萎縮消失，而 Internet 上的應用則越來越廣，Wide Area Information Servers (WAIS) 、Gopher、全球資訊網 (World Wide Web， WWW) 紛紛出爐（雖然大部分的人因為瀏覽器而認識網際網路，也使我們的生活有不少的改變）。

3/5 Homework

1. Problem 1.12：Why does ATM use fixed sized cells?
一般的網路資料都是以封包(Packet)的方式來傳送，由於封包的長度大小不一，設備在傳送封包之時，會因偵測封包的長度以及頻寬是否引許該封包傳送，造成時間的延遲，ATM 網路為克服此問題，採用cell的觀念，將每一個資料切成固定為53bytes的cell作為資料交換的單位。由於採用固定的長度，交換機在進行資料交換與資料進行傳輸時，便減少許多延遲的發生，可有效運用於多媒體網路上。

2. Problem 1.14：Why is a minimum fram length required in CSMA/CD LANs that follow the IEEE 802.3 standard?
在CSMA/CD網路上任何一台主機欲與網路上其他主機進行資料傳輸時，該主機要先傾聽網路上是否有其它主機也在發出使用網路的要求，如果剛好兩台主機一起發出信號，便會產生信號碰撞(collision)，此時兩台主機便會同時放棄資料傳送並進入等待狀態 (wait state)，並在一段隨機時間後，再重新發出資料傳送信號；如果網路上沒有任何其他信號存在，該主機便可以開始傳輸資料至目的地；
為了避免信號碰撞(collision)發生頻率過於頻繁，導致網路壅塞，因此IEEE 802.3定義的 CSMA/CD網路中，要求以一最小長度的 frame來傳遞數據資料，因封包小，傳輸時間便相對的短，因此產生碰撞的頻率便變小了。

3. Problem 1.15：Why is CSMA/CD not generally used in wireless LANs?
因CSMA/CD係利用傳輸線路之電壓變化來偵測是否有碰撞(collision)發生，而在無線網路中，並無法有效的檢測資料傳輸之電壓，故CSMA/CD無法廣泛的應用於無線網路中。

4. What applications use spread spectrum as moldulation scheme?

展頻是數位傳輸的一種編碼技術，它起初是為了軍事上的安全 而發展出來的。展頻編碼的目的在於轉換接收的信號，而因為如此，也使它更像雜訊。雜訊的特性在於具有均勻一致的峰值並且在經過過濾程序後會減少甚至消失不見。

展頻編碼技術改善了訊號的接收方式並且同時增加了頻寬，這種新的展頻信號功率密度較低，但是卻具有相同的發射功率，其低功率密度使它對其他機器的干擾減至最少，在接收器中，進來的訊息會被解碼，而這項動作能阻擋干擾並防止傳送過程中多重路徑所導致的衰減，隨著目前ISM頻段有愈來愈多的無線通訊設備使用，因此使用相近頻寬的通訊設備之間彼此會互相干擾，包括同頻干擾﹝Co-Channel Interference﹞及相鄰頻道干擾﹝Next-Channel Interference﹞，展頻技術即是用來防止通訊干擾的一種無線傳送技術。展頻技術主要又分為單跳躍式展頻﹝Frequency-Hopping Spread Spectrum﹞及直接序列展頻﹝Direct Sequence Spread Spectrum﹞兩種，是由美國軍方在第二次世界大戰期間發展出來的一種安全可靠的無線電傳送技術，其目的是希望在惡劣的環境中，依然能保持無線信號的高可信度及安全性，並具有抗干擾和不易被竊聽的能力。
如前所述，主要的展頻技術主要有以下兩大類
1.單跳躍式展頻﹝Frequency-Hopping Spread Spectrum；FHSS﹞
FHSS技術採用窄頻載波﹝Narrowband﹞來傳送訊號，發送方和接收方都以相同的模式不斷變動其載波頻率，經過嚴格的同步化後，發送方和接收方之間可維持一個唯一的邏輯通道，FHSS的每個發送器均可採用不同的跳頻序列，這樣即可使多個採用相同頻段的發送器共享頻寬，對於非預期的接收對象而言，FHSS所產生的跳動訊號就像是脈衝雜訊一樣。
此一技術以較低的頻寬使用率來確保其高度安全性，優點是可以防止較強的干擾，適用於傳輸範圍較小且需要移動的應用，但也因此FHSS的傳輸效率通常比直接序列展頻DSSS來的低。
2.直接序列展頻﹝Direct Sequence Spread Spectrum；DSSS﹞
DSSS技術是將原來的傳送資料，發送端利用展頻碼﹝ Spreading Code ﹞為每個被傳輸的位元產生一個額外的識別資料，接收端藉由識別資料欄位判別資料是否屬於特定的發送者，並藉此由頻寬中解析出屬於自己該接收的特定資料。識別資料亦為接收端復原原始資料的主要關鍵，即使在檔案中的一個或更多的位元在傳輸期間遺失或損壞，DSSS中的除錯技術能自動修復原始的資料，使漏失的資料不必再次傳輸。
而經過DSSS展頻後的傳送訊號將是原始訊號的數倍頻寬，使得原來高功率窄頻寬的資料變成較寬頻寬的低功率訊號，如此一來有心竊取資料的人便不容易判別哪些才是真正的資料訊號，一般而言採用較長的展頻碼可以增加資料的抗雜訊干擾能力，而較小的展頻碼則可以增加同時間的使用人數，由於DSSS採用全頻寬傳送資料，資料吞吐量高於FHSS，適用於固定環境中對傳輸品質要求較高的應用。
參考資料http://www.compotech.com.tw/document/content.asp?Content_file=D054/CT5415.txt

940305HW2

1. What drives wireless broadband and makes it fly?
無線區域網路在架構上與傳統的區域網路架構並無太大不同，其不同點在於以無線傳輸方式取代有線傳輸方式，一般使用者僅須購置WLAN網路介面卡(Network Interface Card,NIC)、存取設備(Access Point)即可完成無線區域網路的建置。
無線區域網路傳輸作業主要是透過802.11的通訊協定來完成，其因沒有線路的牽絆，因此使用者在一定區域範圍內可以不受空間的限制使用。現今筆記型電腦、PDA等資訊設備日益流行，其最大原因就是攜帶方便，同樣的，無線網路受歡迎的原因亦是如此。現今隨著技術的不斷進步，無線網路頻寬越來越寬，傳輸速率越來越快，無線網路之運用當然會越來越廣。

2. What are the impacts and implications of emergence of digital camera, IP Phone,
digital TV, & digital broadcast?
傳統相機是讓影像紀錄在底片上，無論是要看、列印甚至修改處理都不方便也不容易，而數位相機以記憶體取代傳統的膠捲，使用者拍完照後可以立即看到結果，不滿意可以立即刪除或補拍，因其影像是以數位電子檔儲存，透過資訊設備與多媒體軟體等就可以方便進行傳輸、修改、列印等處理。資料保存亦較為方便。且隨著技術進步，其功能上已漸漸取代傳統的傻瓜相機與單眼像機。
VoIP(Voice over Internet Protocol﹔網路電話)，是將語音訊號壓縮成數據資料封包後，在IP網路基礎上傳送的語音服務，透過開放性的網際網路，傳送語音的電信應用服務。利用Internet不僅做到了可即時提供語音服務，更可連接至世界各地，讓使用者可以不需再透過傳統的公眾電話網路(PSTN)進行遠距離電話交談。
它除了可以讓電腦與電腦外，更可以讓電腦與電話通話，且通話成本較GSM低廉。
digital TV（數位電視）就是把「類比電視訊號」轉換成「數位電視訊號」，類比訊號在傳輸過程中會累計許多雜訊，其數位化的目的就是要將這些雜訊消除，提升畫面品質；然數位訊號有所謂懸崖效應（ CLIFF EFFECT ），也就是訊號較弱，低於一定數值時，就完全收不到畫面，未低於此數值時，不但能收到畫面，而且一定清晰亮麗。類比電視則僅會畫面變的不清楚，不會突然消失。
digital broadcast（數位廣播）：傳統的廣播分為AM與FM兩項技術，其有聲音品質低落、射頻易受干擾、快速移動時不利接收、發射功率影響廣播品質等缺點，為了提升廣播品質，使得訊號不受干擾、克服高速移動影響收訊、提升音質、充分運用頻寬等等問題，數位廣播隨即因應而生。
總結：從相機、電話、電視及廣播的數位化中我們不難發現，資料只要一經過數位化，便與資訊設備扯上關係，此時便可運用各項多媒體軟硬體設備予以加工處理，透過網路傳輸，便會更加便利，若再運用寬頻無線網路的功能，那更是無遠弗屆，隨著技術的不斷進步，資料的數位化與網路運用的無線化，將為未來的生活世界帶來截然不同的改變。

3. Why all IP networks? Please explain briefly.
因無線寬頻網路、無線技術及3G產業不斷的進步與發展下，對於IP位址的需求量日益增加，在未來幾年內現行IPv4位址（網路位址有32位元，可提供4294967296個網路位址）將不敷使用，為因應此一狀況，新一代協定IPv6推動變成當務之急。
IPv6與IPv4最明顯的不同點，在於位址長度不同。傳統的IPv4位址只有32位元，而IPv6則大大地擴展到128個位元，以因應IP不敷使用之情形。

http://www.hkwtia.org/wtia/Article%2057%20HKEJ%20030522.pdf Wi-Fi是否真的是大勢所趨

http://www.eettaiwan.com/ART_8800359552_617723_425dc24c.HTM 多種無線電標準將共存多種無線電標準將共存


http://www.taiwaninnovalue.com/chinese/ReportList.asp?id=1184VoIP網路電話從台灣起飛　連線全世界

http://www.fuji.com.tw/tech.htm傳統與數位相機的不同

http://www.dtvc.org.tw/DTVC/2_4.htm認識數位電視


http://www.sangean.com.tw/DAB_news_2.asp再談數位廣播DAB

http://www.dvo.org.tw/qa/qa_DAB.htm#anchor1數位視訊小百科--DAB

http://www.ascc.net/nl/90/1723/02.txt《網路與通訊》 IPv6開啟網路新世紀

http://www.ipv6.org.tw/ipv6sc_statement.html我國IPv6發展政策宣言