無線網路 基本概念

元慶の 網路頻道
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83 觀看·2022年11月6日
無線網路 基本概念
嗨!乾淨世界的朋友,你好!
歡迎收看袁慶的網絡頻道
這個節目的內容是從實用的角度
以淺顯易懂的方式來介紹基本的網絡科技和概念
希望你會喜歡
現代人的生活似乎都離不開Internet
也就是互聯網
爲什麼呢?
因爲在Internet上頭
它有你所需要東西的資源
它有各種的資源在上面
比如說你想要找一個節目
你想上乾淨世界
那它就是在Internet上
你要打開一個Browser
一個瀏覽器
然後你上乾淨世界的網站
去尋找你所要的頻道
或者說你想要買一個神韻Performance的票
那你就要上神韻的網站去訂票
諸如此類的
這些所謂的Resources
很多很多都在Internet上面
那Networking
也就是網絡科技
它基本的目的
就是要提供一個連接方式
一個Connection
讓你所使用的設備
比如說電腦
手機、平板電腦這些等等的東西
它能夠
通過這個Connection
這種連接的方式
從你的設備上面
連到Internet上頭去
所以你就直接可以去上面
去尋找你所要的資源
所以這就是Networking它的基本目的
那麼
不管怎麼講
有很多很多的Networks
你從它的連接方式來講
就是提供給我們這個使用者
你從最基本的角度來看
就是兩種方式
一個是Wired
就是有線的網路
那麼另外一種就是Wireless
無線網路
就這麼兩大類
那我們今天就是要針對這個Wireless Network
這個Category
我們來做一個基本的介紹
無線網路這個名詞
Wireless可能用英文來講
比較容易區分
基本上它是有兩大類
一個是Cellular Wireless
另外一個是WiFi的Wireless
那我們後面會介紹
這兩者的不同
那麼另外呢我們這裏要介紹一下
Bluetooth
它不能夠算在Wireless Networking的範疇之內
可是呢
因爲在我們日常生活中
有很多的產品
它都是用Bluetooth的科技
所以我們這邊也順道提一下
那麼接下來呢
我們看一下它的Icon
Cellular它的Icon
就是一根一根的Bar
看起來像是訊號的強度
那你不管它是什麼樣的科技
它可能會顯示出來LTE
4G 5G 這是它的不同的科技
但是基本上它就是
一根一根Bar的形狀
那WiFi呢就是下面這種
有點三角形半圓的
這麼樣一個形狀
Bluetooth它的線條就是那樣
不管它的顏色
背景的顏色是藍色或是其他的
但是基本上的線條就是這樣
所以呢這三種
不同的Icon現在
是在全世界通用的
好首先我們看到
Cellular Wireless
它是有什麼樣的硬體設備來提供的
這樣可能比較
容易分別出來
那麼基本上它有三個要素
第一個是Cell Towers
第二個是Base Stations
再過來就是Cellular Antennas
就是所謂的Cellular的天線
那麼第一個呢
我們看到這個照片上
可能你開車經過
高速公路的時候在路邊會看到
這很高的一個
Cellular的塔臺
那它上面就有一些
天線也許有一層
也許有一環兩環等等
那麼基本上就是這樣一個架構
那它也許會在
高樓大廈上頭
也是這樣的一個
那高樓大廈就是代替了一個Cell Towers
因爲它必須要夠高
從上面能夠俯瞰下來
那個Antennas的角度
往下射下來
就能夠Cover
涵蓋一個很大的區域
那麼在這個塔臺
或是在大樓的
底端會有一個
Base Stations
這個地方就是它去傳送訊號
從Antennas
上面所接收
或是要發送的訊號
就是經過這個Base Stations
做處理然後把這些
資料傳輸到它的
這個Core
基本上去做處理
所以這是基本上
Cellular Wireless它的
這個基本架構
第二類就是WiFi
那WiFi它
所提供WiFi的
大家都很清楚了
譬如說在家裏面或是一個小公司
就是所謂的SOHO
或是Home Office
那基本上就是一個Wireless Router
或者是一個Wireless AP
那它長的就是這樣
一個盒子可能有一個天線
或者很多天線
但是基本上就是一個
這麼樣的一個結構
也許是一個Wireless Router
連接一些其他的AP
那麼第二類呢
譬如說你在公司裏面
在一個Enterprise裏面
它可能就比較大
因爲這個規模它需要很多的Access Point
那麼它所使用的是一個Wireless Controller
這個Wireless Controller
它就像是一個指揮部門一樣
你在裏面做很多的Settings
你要去
Broadcast什麼樣的SSID
我們講的
就是一個Wireless Network
它的名稱
然後你要做什麼樣的Security
的Setting
等等等等
你就在這個Wireless Controller裏面
去把它Configure好設置好
然後所有連到
這個Controller的Access Point
它們就會依照這個Controller
所設置的
然後它們去把
這些SSID去Broadcast出來
它們是實際去做的
那麼當然這個Wireless Controller
它可能是一個有一個實體
像一個盒子我們叫做On Prem
這麼一個Controller
或者是有一些它是在Cloud
譬如它你連到網路上面去以後
它的這個Controller的
Functionality它的功能
其實是在Cloud
但是不管怎麼樣
你有沒有實際上的一個Box
它都是有這麼樣一個Controller
的功能
在那裏
那麼這是基本上
能夠提供Wi-Fi的
一個基本架構
那我們所提到的
不管是Cellular Wireless
或者是Wi-Fi
還有我們在第一張
這個Slide裏面所講到的
Bluetooth
基本上在一個手機上一個Smartphone上面
你都可以看到
它爲什麼叫Smartphone因爲它變得越來越聰明
它從最剛開始
只能夠打電話
然後後來能夠做其他的事情
那我們從這個上面可以來
看一下
譬如說你到Setting
你的手機上面的Setting
你就可以發現它有Wi-Fi
你可以去選擇不同的SSID
要連上去
那當然不同的SSID它可能有不同的
Security的Setting
譬如你在家裏面
你可以連上你自己家裏頭的
因爲你知道Pre-Shared Key是什麼
那麼你可能沒有辦法連到你的
鄰居
那麼你在公司裏面
它可能有設置
對Employees
或者是對你的Visitor
它有不同的SSID
也有不同的Security
你就要選擇適合你去使用的
接下來呢
還有這個
Cellular
Cellular一般來講沒有太多的Setting
因爲它只是提供你
譬如說你去Subscribe
一個Service的時候
你去Verizon或是AT&T
T-Mobile你去買什麼樣的計劃
就是這樣
所以從Cellular裏面呢
你不能夠去設置太多的東西
但是你可以看到
你有什麼樣的一個
譬如說你現在是連到
4G LTE或者是連到5G
等等你可以看到一些基本上的
Information
那上面的那個
Bluetooth就是我們提供的
就是我們講到的
Bluetooth它能夠算做Wireless
因爲它是在
通常它是在兩個
或者是兩個以上的這些Devices
之間它提供一個無線的連接
什麼意思呢
譬如說你去買一個無線的
你去買一個Bluetooth耳機
那麼這個Bluetooth耳機呢
在以前舊的時候
你的耳機要需要一個
線插到你的
耳機上頭去
對不起插到你的手機上頭去
你才能夠聽音樂
那麼現在你經由這種無線的話
它是用無線傳遞的
那麼它所使用的科技是Bluetooth
也就是你的手機跟你的
耳機兩個能夠Pair
你要先把它Pair起來
然後呢你Enable以後
它就可以
傳遞音樂
不需要透過中間的線
那麼譬如說你在早上起來的時候
你要聽
老師講課的錄音
那你就把你的
耳機戴上然後你開
手機你可以
走來走去不需要一個線連接
這樣就很方便那麼它使用的是
Bluetooth當然市面上有很多
稱爲Bluetooth稱爲Wireless
基本上它因爲是無線
所以它可以叫做Wireless
但是它是不同的技術
最下面一個呢是
Personal Hotspot
這也是非常有意思的一個
功能我覺得它很有用
譬如說你在家裏面
最常用的時候你在一個地方
停電了你在家裏面
沒有WiFi
因爲你已經停電了
那你的手機可以連到
Cellphone的Tower上頭去
所以你的手機呢基本上
它還是可以Access
Internet你還可以連到Internet
上頭去那這時候你就可以
把你的Personal Hotspot打開
讓你的手機
它變成了它提供一個WiFi
OK它變成一個
Service Provider
那你可以打開你的Laptop
連接到這個SSID上面去
所以它就是
基本上透過WiFi的方式
連到了
你的手機然後你的手機呢
它基本上就是從Cellular
連到Internet
OK所以這樣提供一個Bridge
你的Laptop
在停電的時候就可以通過
Personal Hotspot連上Internet
OK這基本上是
可以通過手機的
這個界面我們可以看到
剛剛提到的幾種科技
它基本上的運用
那朋友你可能會想
哇這個智慧手機啊
智能手機怎麼這麼聰明呢
那我們首先來解釋一下
無線電波通訊
它的一個基本的概念
那這種不管是WiFi
或者是Cellular
Wireless
它都是屬於無線電波通訊的範圍裏面
那在這個裏面呢
基本上就是說我要把
一些想要傳送的東西
譬如說聲音
我要從甲地傳到乙地
或是從甲方
這個設備傳到乙方的設備上去
它就是要通過
天線
來負責收跟發
所以基本上有
發送的天線Transmitter
另外一方呢就是接收的天線
Receiver
傳送的這個內容呢
我們稱爲Payload
就是說你實際上傳送的東西不管是
聲音或是影像
像電視機的那個訊號裏面有
聲音有影像合在一起
那這個東西你怎麼把
聲音影像這個東西把它
把它給壓縮起來
或是把它
弄在一塊
那簡單的來說
這是稱爲Multiplex
就是你把一些資料
用不同的解調
方式把它壓縮在一起
把它並在一起
然後通過無線電波傳輸過去
到了對方接收以後
然後Demultiplex
就是把它給解開
然後對方再經過一些處理
像經過這個機體電路啊
晶片去處理
然後就可以把這個訊號
解開來
所以這是一個無線電波的基本概念
那在這個小小的
Smartphone裏面
如果你把它打開來的話
你會發現它其實裏面有各種不同的
Antennas
也就是說這個智能手機
如果它可以去接收Wi-Fi
它就要能夠有發送
Wi-Fi跟接收Wi-Fi訊號的
天線
那對於Celeron也是一樣
它有不同的像什麼GSM
或是CDMA就是早期的一些規格
它是不同的這種解調方式
Multiplexing或是Technology
它有不同規格
不同這種科技規格
所需要的天線
就在裏面
然後當然它裏面還有
Bluetooth的一個天線
還有一些等等
就是你要能夠做什麼樣的傳輸
你就要有什麼樣的天線
這是爲什麼這個Smartphone
它會這麼聰明的原因
大概就是一個概念是這樣
講完這些無線電波
頻率波長
天線等等
觀衆可能聽起來會覺得
這是一些物理學電子科技方面的東西
跟我們好像很遠
其實不然
因爲我們就生活在各種不同的
頻率的波當中
那我常常喜歡跟別人這樣講
其實我們人身上也有一些天線
這是
神給我們人類設計安裝的天線
祂
比這個
智能手機裏面的天線要聰明
要好得多
那我們可以看一下
這個slide裏面
在左邊它是一個頻譜
如果你把這個頻譜把它立起來看
上面是高頻的
下面是低頻的
這樣的一些頻率
然後當然有各種波
那麼上面呢
往中間看下去有一個地方
它是visible light
就是人的眼睛所能夠看到
可見光的頻率
然後如果你再繼續往下走
它會經過
雷達波
比如電視收音機的波
然後這波頻率越來越低的時候
到了下面一個大塊
是可以聽得到的
那個範圍人耳朵可以聽到範圍的波
然後再往下的話
就是低音波
那所以人
神給人身上裝了這個
叫天線
它有兩個範圍
第一個範圍它可以接收到可見光
所以從人的眼睛看出去
你就能夠看到紅橙黃綠藍電子
就是頻率越低的是
紅色
頻率高的是紫色
那麼超出這兩個範圍
人的眼睛就看不到了
所以這是這個天線
它所能夠接收到的訊號
這是我們的眼睛
那麼再往下聲音也是一樣
人的耳朵只能夠聽到
頻率大概是20Hz到
20kHz
這個範圍之內
那麼超出這個頻率範圍的
就沒有辦法
耳朵就沒有辦法聽到
所以這是我們的另外一組天線
那另外在右邊
看過來
這是能告訴我們
其實聲音我們人是
第二道
在這個範圍之內可以聽得見
可是下面呢
比如小狗小貓
它們耳朵所能夠聽到的
頻率範圍就比人要高得多
還有老鼠啊
蝙蝠啊
它們的範圍都不一樣
所以這都是神造人的時候
給我們定的一些
有特別的作用吧
那另外一個方面
我們就可以想到
其實在我們生活的環境裏面
或是在這個宇宙中
有絕大部分的
頻譜
其實是我們人感受不到的
它超出了我們人能夠看得到
或者是聽得到或是感覺到的
這個範圍
所以對於人來講有太多的
未知
人實在非常非常的渺小
有很多東西我們雖然
看不到或是聽不到
但是並不表示它不存在
好了這是題外話
那麼我們今天很簡單的介紹了一下
Wireless跟Wi-Fi它的一個基本概念
我們下次再見
好拜拜
