3分鐘看懂無線通訊技術：5G的機會與挑戰 @ 孫慶龍的投資部落格

由於5G通訊不管是在「網路延遲」、「網路速度」或「聯網裝置」的表現，都遠遠優於4G通訊，因此除了能夠大幅提升市場應用的領域範圍，更可掀起未來各方產業的革命變化。

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此外，根據IEK的預估，由於2019年到2020年將進入到全球主要國家5G商用化的高峰期，因此相關設備的需求，也將進入到高速成長的階段，其中，在不包含物聯網的使用量，全球光是5G用戶數，便可從2019年的1百萬戶，成長到2025年的12.17億用戶，暴增幅度高達百倍以上。

然而，雖然看似美好的產業前景，但並非所有相關廠商就能因為一人得道而雞犬升天，關鍵原因，還是得從無線通訊的技術說起。

整體而言，無線通訊都是透過「電磁波」的震動來傳送訊息，舉例來說，1GHz的意思，指得就是每秒震動10億次的電磁波，而電磁波又有分為不同高低的頻譜，應用領域也大不同。

最低頻譜的就是19世紀所發明的電報，而目前大家會聽到的電台廣播，則是利用1MHz的中頻頻譜來傳送聲音，其波長可達1公里左右，此外，進入到行動通訊時代，所需要的電磁波頻譜也越來越高，以5G無線通訊為例，已經升級到「至高頻」，其波長範圍僅有1毫米到10毫米，因此又稱為毫米波，頻譜範圍介於30GHz到100GHz，換言之，每秒電磁波震動次數將高達300億次到1000億次。

至於目前物聯網常使用到的「NFC」技術，使用的就是13.56 MHz頻譜，行動裝置「藍芽」功能，使用的是2.4 GHz頻譜，換言之，從傳送資料的速度來看，藍芽不僅遠遠優於NFC，更是「短距離7公尺以內交換資料」的應用市場，目前最好的一種無線通訊技術。

整體而言，雖然電磁波震動的次數越多，傳送訊息的速度也會越快，但從物理學來看，震動次數越快的電磁波，傳遞距離也會越短，此外，使用天線尺寸雖然會越小，但需要的天線數量則會上升；再者，天線的使用，為了達到更好效果，因此會使用多個天線排列在一個範圍內的設計，此設計稱作「天線陣列」。

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舉例來說，3.5GHz的頻譜，一個14*14的天線陣列(編按：陣列中包含了14*14個天線)，能傳送資料的最大距離約在1,246公尺，10GHz的頻譜，雖然用到39*39的天線陣列，但傳送資料的最大距離則下降到1,029公尺，至於20GHz的頻譜，使用77*77的天線陣列，傳送的距離再縮短到911公尺。