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一秒載片的5G網路-《知識大圖解》

知識大圖解_96
・2015/08/03 ・1387字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

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儘管許多人到現在還無法使用4G行動網路,研發5G的競賽卻已經開始了。大眾對行動數據的需求年年倍增,因此就會需要第五代行動網路技術,才能滿足日益增加的需求,讓我們可以在行動裝置上盡情瀏覽網路,或在線上串流服務中即時觀看影片。我們更須利用5G來連結未來的新科技,例如無人駕駛的汽車、智慧城市,以及「物聯網」(Internet of Things)──這種網路可以連接日常生活中的各種電子物件,讓我們的生活變得更加便利。

雖然有些國家預計在2018年就可以擁有5G服務,但5G背後的技術尚未完全開發成功。有些公司正嘗試以現有技術為基礎深入研發,設法讓4G無線頻率傳輸變得更快。有些公司則認為整個無線網路基礎設施都必須重建。舉例來說,以下5G概念就很有潛力:利用高頻毫米波和一系列連結到建築和街燈柱的基地台。

無論如何,我們至少知道5G網路的速度會非常快,預計會比4G快上100倍,讓你可以在一秒鐘內下載整部影片。延遲現象(資料開始傳送所需的緩衝時間)會大幅減少,也就是說,只要一按播放鍵,影片便會立即開始播放。5G的網路頻寬也會變大很多,讓更多使用者可以同時使用網路,也可能讓電信服務商不用再限制網路用量。

想當然爾,你目前的行動電話可能無法使用未來的5G網路,因為5G技術也許會需要新的軟體和硬體支援。然而等到5G網路問世時,你可能也已經將行動電話升級了,製造商想必也會提供最先進的網路科技配套。

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5G計畫

5G創新中心(5G Innovation Centre)的拉西姆.塔法佐利(Rahim Tafazolli)教授解釋下一代行動網路的願景。

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為何需要5G

與先前行動通訊網路不同的是,5G的重點完全在於使用者與其需求,讓使用者體驗無限大的容量與可用性,隨時取得各種資源。有兩種方法可以達到此目標,其一是要能更精確地預測使用者的需求,好讓應用程式在網路最不繁忙的時候,執行頻寬需求大的任務,也就是利用所謂的延遲度量法,規劃出最具效益的網路反應時間;其二則是要充分利用所有周遭可取得的無線網路。

研發5G技術需要克服什麼問題?

在研發5G網路時,必須同時設法減少用戶負擔的費用:如果希望讓大眾都使用到新興的技術,客戶對數據量的需求可能會增加高達100倍;當然,每個月帳單的負擔卻不可能增加這麼多。盡量減少能源消耗則是另一重點,因為我們不但得減少溫室氣體排放,也要增加用戶的使用效益,例如延長電池壽命,或為穿戴式器材提供創新的能源解決方案。未來5G的發展可能使得市場出現各種經營模式──舉例來說,就好像我們付錢給網路營運公司,讓他們提供網路服務一樣,未來我們或許也能要求別人付費,好讓他們享用我們透過Wi-Fi路由器、或微型蜂巢式家庭基站所分享的網路服務。

5G最大的好處為何?

5G不會像2G、3G和4G那樣,只是單純的新型行動網路。它會成為異質性網路(HetNet),在室內外環境中提供各種無線區段的網路,從室外開放空間,到辦公室、一般家庭和地下空間。最特別的地方是,網路和裝備將決定如何存取該地點可用的網路(包括2G、3G、各種4G、Wi-Fi、小型基地台、廣域行動裝置等),並且利用不同頻段,讓所有活躍的使用者都能獲得足夠的頻寬,使用者也會因此感到速度總是很快。

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本文節錄自《How It Works知識大圖解 國際中文版》第11期(2015年8月號)

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知識大圖解_96
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從「衛生紙」開始的環保行動:一起愛地球,從 i 開始
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/03 ・1592字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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你是否也曾在抽衛生紙的瞬間,心頭閃過「這會不會讓更多森林消失」的擔憂?當最後一張衛生紙用完,內心的愧疚感也油然而生……但先別急著責怪自己,事實上,使用木製品和紙張也能很永續!只要我們選對來源、支持永續木材,你的每一個購物決策,都能將對地球的影響降到最低。

二氧化碳是「植物的食物」:碳的循環旅程

樹木的主食是水與二氧化碳,它們從空氣中吸收二氧化碳,並利用這些碳元素形成枝葉與樹幹。最終這些樹木會被砍伐,切成木材或搗成紙漿,用於各種紙張與木製品的製造。

木製品在到達其使用年限後,無論是被燃燒還是自然分解,都會重新釋放出二氧化碳。不過在碳循環中,這些釋出的二氧化碳,來自於原本被樹木「吸收」的那些二氧化碳,因此並不會增加大氣中的碳總量。

只要我們持續種植新樹,碳循環就能不斷延續,二氧化碳在不同型態間流轉,而不會大量增加溫室氣體在大氣中的總量。因為具備循環再生的特性,讓木材成為相對環保的資源。

但,為了木製品而砍伐森林,真的沒問題嗎?當然會有問題!

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從吸碳到固碳的循環

砍對樹,很重要

實際上,有不少木材來自於樹木豐富的熱帶雨林。然而,熱帶雨林是無數動植物的棲息地,它們承載著地球豐富的生物多樣性。當這些森林被非法砍伐,不僅生態系統遭到破壞,還有一個嚴重的問題–黃碳,也就是那些大量儲存在落葉與土壤有機質中的碳,會因為上方森林的消失重新將碳釋放進大氣之中。這些原本是森林的土地,將從固碳變成排碳大戶。

不論是黃碳問題,還是要確保雨林珍貴的生物多樣性不被影響,經營得當的人工永續林,能將對環境的影響降到最低,是紙漿和木材的理想來源。永續林的經營者通常需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。木材反覆在同一片土地上生成,因此不用再砍伐更多的原始林。在這樣的循環經營下,我們才能不必冒著破壞原始林的風險,繼續享用木製品。

人工永續林的經營者需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。

如何確保你手中的紙張來自永續林?

如果你擔心自己無意中購買了對環境不友善的商品,而不敢下手,只要認明FSC(森林管理委員會)認證與 PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。並且從森林到工廠、再到產品,流程都能被追蹤,為你把關每一張紙的生產過程合乎永續。

只要認明 FSC(森林管理委員會)認證與 PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。

家樂福「從 i 開始」:環境友善購物新選擇

不僅是紙張,家樂福自有品牌的產品都已經通過了環保認證,幫助消費者在日常生活中輕鬆實踐環保。選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌,這代表商品在生產過程中已經符合多項國際認證永續發展標準。

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「從 i 開始」涵蓋十大環保行動,從營養飲食、無添加物、有機產品,到生態農業、動物福利、永續漁業、減少塑料與森林保育,讓你每一項購物選擇都能與環境保護密切相關。無論是買菜、買肉,還是日常生活用品,都能透過簡單的選擇,為地球盡一份力。

選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌
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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

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如何確保訊息無誤?錯誤更正碼大揭密
數感實驗室_96
・2024/07/03 ・476字 ・閱讀時間少於 1 分鐘

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你有沒有想過,當我們用手機打電話、發簡訊,或者用電腦上網時,訊息是如何在短短幾秒鐘內傳遞到世界的另一端?這背後有一個重要的技術,叫做編碼與調變。

簡單來說,編碼是把我們的資訊轉換成適合傳輸的格式,而調變則是把這些編碼訊號載入到傳輸介質中,無論是電波、光纖還是其他方式。透過這兩項技術,我們才能在繁忙的城市街道上、偏遠的山區裡,甚至是高空中的飛機上,隨時隨地進行無縫的溝通。

在這過程中,錯誤更正碼可以起到哪些幫助呢?

這些技術雖然複雜,但它們在我們日常生活中的應用卻是無處不在的。如果你對這些內容感興趣,未來還有更多的通訊技術值得探討,例如量子通信、光通信和毫米波通信等。這些新興技術將如何改變我們的世界,又會帶來哪些前所未見的便利和挑戰呢?

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數感實驗室_96
76 篇文章 ・ 50 位粉絲
數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/

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通信三本柱:通信模型大解密
數感實驗室_96
・2024/06/30 ・654字 ・閱讀時間約 1 分鐘

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想像一下,你和朋友在咖啡廳聊天。這看似簡單的互動,其實包含一個基本的通信模型喔。你是傳輸端(transmitter),朋友是接收端(receiver),而環境中的其他聲音則構成了通道(channel)。這三者共同組成了基本的通信模型。在接下來的文章中,我們將深入探討這個模型的每一個部分,並了解它們如何影響我們日常的通信體驗。

以上就是數位通信系統的三大支柱:傳輸端、通道和接收端的簡單介紹。實際上,它們的功能遠不止於此,整個通信系統的複雜程度超乎想像。除了數位物理層的演算法和電路設計外,還涉及類比電路、網路層等不同面向,真的是一門博大精深的領域。

通信技術致力於解決全球數十億人每天遇到的實際問題。如果你對於挑戰高難度的數學、物理、演算法問題感興趣,這將是一個充滿寶藏的領域。成功解決這些挑戰,不僅具備巨大的商業價值,更能推動通信科技的進步,提升全人類的通信體驗。你是否已經躍躍欲試了呢?

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參考資料

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