了解不同世代行動通訊技術的差異在哪裡,再配合與一些軟硬體的知識,再發揮一些想像力,可以預測將來的產業發展之外,也可以預測時間與空間的對我們生活的限制,在未來會降低到什麼程度。
通訊的技術與生活的便利性息息相關,愈新的通訊技術,在同樣的時間內可以傳送愈多的資料量。若有適當的軟硬體配合,時間與空間對通訊終端方在事物的受用上,造成的限制性亦隨之降低,學習、工作與生活的整體效率會隨之增加。
下表是近三十年來行動通訊技術的發展狀況[1]-[3],由於頻段的增加及使用的頻段高頻移動,後一個世代的通訊技術會與前一世代相比,傳輸速度更快、傳輸資料量較高、網路延遲更低、網路容量提高、通話允許量增加。目前常聽到的5G,全名是第五代行動通訊技術(5th generation mobile networks)。在台灣,訊號傳輸的硬體(基地台)方面,處在2G和3G剛停用,4G普及,「台灣5G行動計畫」正在進行中[4][5]。
通訊技術
|
訊號傳遞方式&速度&頻段
|
打破的限制
|
優點、缺點、應用
|
台灣狀況
|
1G
|
類比訊號
|
語音
|
1. 收訊不穩定,保密性不足,無線頻寬利用不充分。
2. 使用手機人數少。手機代表:大哥大。
|
1989-2001
(已停用)
|
2G
|
數位訊號
100kb/s
|
語音+簡訊+Email
|
1. 減少手機發射訊號所需能量,同時降低雜訊的干擾。速度緩慢,只適合傳輸資料量低的資訊。
2. 使用手機人數增加。手機代表:功能型按鍵手機。
|
1997-2017
(已停用)
|
3G
|
2M~300b/s
(800MHz
~2.1GHz)
|
聲音、圖像、音樂、視訊
|
1. 應用上增加了網頁瀏覽、電話會議、電子商務等。
2. 上網需求增加,及Facebook、Line、Twitter、GoogleMap等的興起,平板使用風潮開始。
3. 手機代表: Smartphone
|
2003-2018
(已停用)
|
4G
|
1G~100Mb/s
(3kHz~6GHz)
|
更清晰的聲音、影片、資訊
|
更多技術、應用的融合,使用4G行業擴展到金融、醫療、教育、交通,例如:行動支付、移動醫療、居家學習、智慧公車等等。
|
2014-現在
|
5G
|
4G X 10-100倍 (6GHz
~300GHz)
|
超高解析度影像、更快的即時通訊
|
車聯網(IoV)、物聯網(IoT)、AI、智慧家庭、智慧城市、雲端運算等等。
|
2020~
|
6G
|
5G X 100倍
|
|
技術現處於開發階段
|
未知
|
在目前使用的行動通訊技術(4G),由於應用的擴展,使用網路的設備逐漸增加,導致網路的擁塞。當技術往下一個世代(5G)發展,具備了更大的頻寬、更快的網路速度、更大資料量的傳送與更短的延遲時間,就現有的軟硬體技術來看,不僅可以解決4G的問題,新的應用將會如雨後春筍般快速增加。
此外,有了更大的頻寬,所以容許更多的設備連上網,可以遠端操控的事物變多了;有了更快的網路速度,對手機使用者可以感受到上傳與下載的時間縮短了;因為可以傳送更多資料量的訊息,所以以往在4G處理不了的資料量的應用可以在5G發展,例如影像的傳送從以往的平面(2D)進步到立體(3D)的影像,以及將延展實境(Extended Reality,XR)應用在醫療方面的可能;有了更短的延遲時間,允許更多real-time的應用,像是汽車的自駕系統及遠端手術等等;如果處理器與記憶體夠快夠便宜,再配合雲端運算與快速的網路,之後對於實體主機有可能降低。
總而言之,每一次行動通訊技術的進步,像是又多了一片尚未耕種的肥沃土地,我們生活中的方方面面,只要能夠數位化,透過快速的通訊技術,就有機會讓效率更加提升。
[1] 維基百科
[2] 蕭宇劭, “手機頻寬知多少”, Nano Communication 24卷 No.3
http://www.ndl.org.tw/docs/publication/24_3/pdf/E2.pdf
[3] IEEE Spectrum, “Everything You Need to Know About 5G”, Youtube video, https://www.youtube.com/watch?v=GEx_d0SjvS0
[4] 行政院網站https://digi.ey.gov.tw/File/E435CE0F22E40C3C
[5] 行政院網站https://www.ey.gov.tw/Page/9277F759E41CCD91/46ee6d92-7f61-415a-810b-d9954e6640aa