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
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
posted by ㄚ嘉 at 5:21 AM
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