通訊的一個悲劇: 看FM之父的死

Edwin Howard Armstrong 被稱為調頻廣播(FM Radio， frequency modulation radio)之父。

確實的調頻技術之原理由誰提出己不可考，但是完整的調頻廣播電路系統是由 Edwin Armstrong 提出的。其中最有名的當屬再生電路( regenerative circuit) 和超外差接收機 ( Superheterodyne receiver )，現今的通訊原理教科書仍列為必教的教材。他在帝國大廈的調頻廣播展示震驚世界，据說連水倒入杯中的聲音彷如現場。

然而他是和大企業對抗的悲劇英雄。當時的調幅廣播(AM, amplitude modulation) 大企業RCA 並未購買他的專利，並且影響當時的 FCC 將調頻廣播頻率定為88-108MHz (此頻段一直延用至今，成為世界共同標準) 以迥避專利。此後一連串的專利訴訟使得 Edwin Armstrong 破產，最終選擇跳窗自殺 (英文 walked through the window 讀來倍覺心酸)。

Edwin Armstrong 是通訊界的名人，他的詳細生平可以在WiKi 查到。他是一個自認為實務派工程師，相信事實甚於數學，其名言如下:
I could never accept findings based almost exclusively on mathematics. It ain't ignorance that causes all the trouble in this world. It's the things people know that ain't so.

很遺憾的， Edwin Armstrong 之死不是通訊界第一個悲劇，也不是最後一個。
 
( 註: Edwin Armstrong 和 John Renshaw Carson 的論戰容後另提)

Hedy Lamarr 最美麗的通訊技術發明人

Hedy Lamarr 是展頻通訊中所謂跳頻技術(frequency hopping) 的共同發明人。她利用了鋼琴按鍵的原理 (不同聲音代表不同頻率，有規則彈奏按鍵代表 hopping sequence) 發現了跳頻技術，並且取得專利。
展頻通訊最初是應用在軍事上，因為其有保密通訊之效果。

Hedy Lamarr 是一位美麗的影星， 她在感情上評價有正有負，但是美貌無庸置疑。 她如果沒有拒絕出演北菲諜影，以她在保密通訊上的專業成就如加上主演北菲諜影將成為另一個傳奇。

Hedy Lamarr 的美麗照片可以很容易在網路上找到。

OFDM 技術發明人

OFDM 全名為 orthogonal frequency division multiplexing, 中文翻譯為正交分頻多工。

OFDM 技術是一位美裔中國人 Robert Chang 於1966年 Bell Labs 服務時所提出的。他也曾將此技術於1970年取得專利。

R. W. Chang 所提出論文如下:
•R. W. Chang, "Synthesis of band-limited orthogonal signals for multichannel data transmission," The Bell Sys. Tech. J., vol. 45, pp.1775-1796, Dec. 1966.
BSTJ 期刊在學術界是很有名的期刊。

R. W. Chang 所提出美國專利如下:
•R. W. Chang, Orthogonal frequency division multiplexing. US Patent 3,488.445, filed 1966, issued Jan. 6, 1970.不過，很可惜當OFDM技術普及時，此專利保護期己過。

讓 OFDM 技術能夠實用化要歸功於1980年代 FFT/IFFT 之技術成熟化。而讓 OFDM 技術廣為人知則要歸功於ADSL。不過在ADSL 中則稱 OFDM 技術為 DMT (Discrete Multi-Tone) 技術。DMT 技術由史丹佛大學John Cioffi教授領軍之 Amati 公司在 Olympic 技術競賽中取得勝利並成為ADSL標準。 Olympic 技術競賽計有 DMT, QAM, CAP(carrierless AM /PM) 三種技術參與競逐。隨後ETSI也選擇DMT為歐規數位用戶廻路標準。這使得ADSL成為全球統一的標準。在通訊界要讓歐美採用相同標準是很不容易的事。

隨後DAB, IEEE 802.11a, 802.16等標準相繼採用 OFDM 技術，使得 OFDM 技術成為現今最多通訊系統採用之技術。現今稱為 OFDM 時代實不為過。

(註: Robert.W.Chang出生於河北，在美國普度大學取得博士學位，好像曾在臺灣清華大學就讀)
 

何謂網路中立性

網路中立性 (Net neutrality), 有時稱為 internet neutrality

網路中立性意指網路擁有者在提供數據傳輸時不得對使用者(包括消費者和服務提供者)有差別待遇。其公平對待包括：
–無費用差別(無額外費用)
–無接取優先權 (含routing)
–無頻寬(或速率)差別

網路中立性要求是否适當，目前仍有許多爭論，例如它在商業機制上限制了tiered service model, 另外費用與品質成正比也不易執行。例如Comcast 曾經對 peer-to-peer (P2P) communications採取降速; Netflix 同意付費給 Comcast以提昇速率等都反應了部分業者並不同意網路中立性。

何謂服務中立性

服務中立性(service neutrality)

服務中立性是技術中立性的延伸，意指業者有權利在其傳輸平台上提供任意的服務。例如有線電視業者可以使用其有線電視網路(通常是hybrid fiber/coax網路)來提供電視服務，也可以提供網際網路服務。

類推至無線，當業者取得一區段頻譜時，有權利使用此頻譜提供任何型態服務。然而由於現今廣電服務与行動電信服務之價值差距太大，並且廣電頻譜与行動電信頻譜取得成本也大不相同。冒然實施服務中立性可能會對廣電產業產生很大的影響。

何謂技術中立性

技術中立性(Technology neutrality)

技術中立性是指業者在布建其傳輸平台與網路時，可以自由地選擇最有效益的傳輸技術。

我國電信法己明訂了技術中立性之權利。然而實務上，技術中立性可能會有範圍上的界線。例如我國第三代行動通訊執照發放時，其技術中立性範圍僅限於IMT-2000的標準。現今，在行動寬頻業務發放時，我國對於技術中立性之範圍己做了大幅放寬。

理論上，技術中立性能否完全不做限制?此點尚有爭議，例如業者是否可以自由選擇採用TDD或FDD傳輸技術?由於目前TDD和FDD頻譜若允許業者任意採用，其混用下時，可能會使頻譜使用效率降低。因此大部分國家在頻譜配置時仍會預先限制TDD和FDD技術。

為什麼頻譜是稀有資源

在通訊中為什麼頻譜或頻率會被稱為稀有資源?

其主要的理由是因為頻譜可以被利用在廣播電視服務與行動通訊服務上的區段是有限的，用完就沒有了。

頻譜的價值或特性和其所在位置有關。通常頻率愈低，傳輸損耗愈低，並且由於其波長較長使得電波滲透力(penetration)較好。例如一個行動通訊網使用1800MHz頻率或是使用 700MHz，則使用700MHz頻率的網，其所需基地台的數量只要1800MHz的1/3即可達到相同覆蓋率，並且使用700MHz的室內接收品質也會較好。

因此在有限的頻譜資源下，1GHz以下的頻譜常被稱為黃金地段，另外，5GHz以下的頻譜也常被視為行動通訊的重要頻段。超過這些頻段的頻譜因為波長較短，信號較容易受到阻礙，因此比較不適合多路徑的大細胞(Macro cell)布建。相對地比較適合做視距通信(line of sight，例如中繼電路)或小細胞(Small cell)範圍的布建。

從國家資源來看，5GHz的頻譜是非常有限的，故稱為稀有資源，相對的使用這些頻譜的業者，其所需要負擔的權利義務就會較多，例如對偏遠地區國民的服務義務。

什麼是數位紅利

數位紅利(digital dividend)

在以前無線電視採用類比方式發送信號時代，無線電視會佔用很多頻譜(spectrum)。其主要理由有三點:
(1)由於數比調變原因，無線電視容易頻譜相互干擾，因此無線電視頻道(channel)會採間隔方式。
(2)同樣頻率不能在相鄰主發射站同時使用，否則會產生同頻干擾，因此至少每電視台要有兩個頻率。
(3)在某些收視不良地區需要增建改善站，也需要額外的頻率。

以我國為例，台視丶中視丶華視丶公視丶民視五台共用了22個頻道。無線電視數位化後則只需要5個頻道。這些節省下來的頻道可以用作其他用途，例如給行動寬頻使用。此即稱為數位紅利。

頻寬與寬頻

什麼是雲端運算

雲端運算(cloud computing)是指使用者將其資料利用網際網路"集中"儲存丶編輯丶使用或運算。例如一個使用者如要編輯一篇文章，他需要一台電腦，安裝作業系統与文書處理軟體，編輯後的文章需要硬碟來儲存。儲存後的文章如要交付他人也要另行安裝通訊軟體，例如email。而在雲端運算中，使用者只需要一個終端(例如平板或手機),其他如文章編輯或儲存丶交換都直接在遠端的網路伺服器中完成。使用者除了使用方便外，也免除花費購買電腦丶應用軟體等成本。
雲端運算的較大挑戰在於使用者是否真的放心將一切家當交由網際網路集中管理，以及消費者和雲端之間的通訊是否真的暢通無阻(因為通訊一斷，消費者什麼都沒有了)。