【科技】通訊系統與數據時代

前言 正謂筆鋒可比利刃尖。作為電子工程系的畢業班學生,本文旨在為讀者介紹筆者對通訊工程與未來科技發展之淺見。 引言 現代數碼社會由一系列的資訊科技及產品建構而成,未來的科研發展更聚焦於龐量數據處理。而通訊系統亦從筆者年幼時(有幸)接觸過的第一代無線電通訊系統(The First Generation of Mobile Communication System, 1G)演變成今天油尖旺區滿街推銷廣告的第四代(4G)。可是,大眾未必會去質疑為何一邊受電訊商鼎力推廣「高速流動數據」、「無限上網」等服務計劃的同時又要一邊付款購買數據吧?在理解所謂「頻譜有價」及其於科研未來扮演的角色前,容我先介紹通訊系統的運作原理。 甚麼是通訊? 就通訊工程學角度而言,「通訊」一詞意指將資訊從一端傳送至另一端的過程。[1] 具體例子包括電話將我的聲音傳送至你的聽筒期間的過程、廣播公司將影像傳送至家用電視的過程,甚或是上課時無聊跟同窗寒喧兩句,都屬於一種通訊。大家不難發現這些例子有幾個共同元素,就是都包含了既定資訊、傳送媒界及一對或以上的發送/接收器。以電視廣播系統為例,電視節目裡的影像及聲音就是既定資訊,傳送媒界則是大氣電波,而飛鵝山發射站及觀眾收看的電視則分別是發送器及接收器。當然,我引用的例子及解釋算是相當甚或過於簡化的比喻,技術上如何界定資訊、媒界及發送/接收器是更複雜的一門學問。再者,數碼系統的通訊更包括多層架構:應用層、傳輸層、網絡層、物理層等,而在物理層中的通訊就是電子工程學的研究範圍之一。 頻譜有價 回顧通訊史,古時戰爭所用的號角聲響及煙火訊號所用的傳送媒界是空氣,而今天無線電頻譜就是流動通訊最重要的媒界。對用家而言,可傳送及接收資訊量當然是越多越快越好。理論上,越闊的頻譜可以越快的速度傳輸,惟無線電頻譜是非常有限的資源,故不可能把大部分頻譜都用於一位用家身上。再者,物理學上越高頻的信號只可傳送越短的距離,故無線電頻譜內偏高的頻譜也非電訊服務的合適媒界。參考通訊事務管理局2017年本港無線電頻率分佈圖,基本上無空置而可用的頻譜。[2] 由於本港的無線電頻譜是以拍賣形式向各電訊商租售,其價值理應可由成交價反映:從數碼通及中國移動於2016年投得頻率的成交價可估算每1MHz無線電頻率於15年的使用權約值5千萬港元。[3] 若以平均年租計,即每1MHz的無線電頻譜價值3.33百萬港元,簡直可謂天價。 數據主導的時代 大數據、人工智能、智能城市等等都是科技發展即將奔往的方向,這些灸手可熱的未來科技都免不了需要大量即時數據處理及支援。而跟據Statista提供的數據及統計,全球更有超過一半的網頁流覽次數是依靠流動網絡支援的。[4]

Continue reading【科技】通訊系統與數據時代