11.1 模拟和数字固网通讯
固网电讯（Landline），简称「固网」，或有线通讯。其原理是透过金属线或光纤线等固态媒体传送讯号的电讯网络。有些地方现在还用的旧式模拟电话通讯是透过金属铜线传递音频讯号 (图287) 。
声音经拾音器变为模拟讯号，再由载波电磁波 (carrier wave) 经调变 (modulation) 为可传送之调幅 (amplitude modulated wave) 讯号 (图288) 。
(图287) 模拟讯号传输
(图288) 调幅 (amplitude modulation)
(图289) 电磁波总幅 (range) 和载波频谱
模拟调幅讯号衍生很大噪声 (noise, interference)，不宜作长距离和清晰传输。上世纪70年代发明和实现以电磁波近红外光波长雷射光源为载波，透过特制光纤线缆 (光纤传输发明者为港人熟识之高锟博士，人称光纤之父)，成功传送50 Mbit/s速率之数码幅移键控 (ASK，amplitude-shift keying) 讯号达10公里。从此开拓光纤数字讯号传输之固网通讯发展。数字讯号光纤传输远较模拟讯号金属铜线传输优胜。
带宽 (bandwith) 与宽带 (broadband)
(a) 模拟讯号带宽
固网模拟讯号宽带就是载波频率波愊宽度，或「频率范围」。传送声音频率以每秒载波波数计算，即cycles/sec或Hz。人耳透过电话可轻易分辨 300 – 3400频率音频。因此选择传送音频之带宽可定为3100Hz。被调幅之电磁载波带宽 (图 289)要高于3100Hz才可作有效调幅和输送。上世纪60年代有线丽的呼声输送之调幅广播约数百 KHz。固网模拟讯号只适宜作电话通讯，不达视像通讯要求。
模拟讯号带宽单位为 KHz 或MHz。
(b) 数字讯号带宽
数字讯号是由 (0 1) 字节串和载波调变而产生的。调制 (Modulate) (0 1) 字节为数字讯号，而解调 (Demodulate) 则把数字讯号变为 (0 1) 字节。我们常用之Modem (modulation/demodulation，调制调解器，调制解调器) 设施具有上述两功能。一个常用调变方法是ASK固网数字讯号带宽 (图290) 。
| 数位原始讯号 |  |
| 高頻载波电磁波 |  |
| 振幅位移键送 ASK |  |
(图290) ASK (Amplitude-Shift Keying) 振幅位移键传输
模拟讯号调幅传输数据总量只由音频频宽决定，载波只负责传输，可以说是个哑吧。数字讯号传输数据总量不但计算单位时间内 (0 1) 字节比特数目，也考虑载波带宽。总线 (bus) 带宽指的是总线在单位时间内 (即每秒) 可以传输的 (0 1) 字节数据总量，等于总线位宽与工作频率的乘积。例如：对于64字节、800 MHz的前端总线，它的数据传输率就等于64 bit × 800MHz = 51200 Mbit/s = 51.2 Gbit/s 或 51.2/8 GByte/s = 6.4 GB/s，是非常快的传输率。
有别于模拟讯号输送，数字讯号传输带宽单位为位/s 而不是周波/s。 现时低于10Mb/s传输视为窄带宽而高于10Mb/s传输则为宽带宽或称作「宽带」。
数字传输可以透过 (i) 光纤缆或 (ii) 无线网络完成。
复杂数字传输可和日常船只河流运输到一目的地作以下简单比喻：
| 数字传输 | 河流运输 | ||
| 总线带宽： | 16-bit 2 byte | 船只大小： | 小 |
| 调制方法： | 不合适 | 货物装载方式： | 混乱 |
| 载波频率： | 低 | 水流： | 慢 |
| 资料总量：低数据 byte/s | 输送货物总量：低 | ||
| 总线带宽： | 64-bit 8 byte | 船只大小： | 大 |
| 调制方法： | 适適合适货物装载方式： | 货物装载方式： | 用货柜 |
| 载波频率： | 高 | 水流： | 快 |
| 资料总量：高数据byte/s | 输送货物总量：高 | ||
(c) 数据传输与宽带
数据传输指点到点或点到多点之数字字节串流或数字化模拟讯号联络信道。信道可以是铜线、光纤、无线网络、媒体储存或计算机总线。
「宽带」一词之定义可以理解地随时间改变而改变。一度认为传统使用的每秒56K bps模拟调制解调器的传输速度称为窄频，超过56 Kbps以上则称为宽带 (Broadband)。2015 美国 FCC (Federal Communications Commission) 视互联网联速下载达 25 Mb/s而上载达4 Mb/s 为宽带。总之，「宽带」在网络通讯上，是指高数据数字传输。
(d) 个人计算机上网方法 (拨号上网已被淘汰)
桌上个人计算机不可以直接连接墙身网络系统插口，必须先向电讯商，即网络供货商 (ISP, Internet-Service-Provider) 付费取得服务。若用无线Wi-Fi上网之手提电脑或平板计算机则视乎身处之环境有否Wi-Fi设施。PC与墙壁网络系统插口之间需要安装调制解调器 (modem)。
(i) 用现时4对铜制双绞电话线连墙上插座 (Rj11插)上网
PC需要接连ADSL (Asymmetric-Digital-Subscriber Lines) 调制解调器 (图 293)。ADSL技术用现时之电话铜线产生宽带通道。ADSL利用 FDM (Frequency-Division Multiplexing) 技巧分离话音和数据为基频话音通道、上载数据通道和下载数据通道。每个通道有一特定频率光谱 (图 292) 。用ADSL调制解调器上网不会影响话音通讯。ADSL 调制解调器上载速度可达1.5 Mbps而下载速度可达12 Mbps， 一般为1：10 比例。ADSL上网尤其适宣下载速度要求高于上载速度之家用或商用客户。
电话线宽带上网通常采用PPPoE (Point to Point Protocol over Ethernet) 技术。PPPoE是一种手动输入IP (Internet Protocol) 地址，子网络屏蔽子网络 (netmask) ，域名系统(DNS，Domain Name System) 地址和网关 (Gateway) 地址 (图 291)。PPPoE 上网提供语音和数字讯号。
(图291) PPPoE network connection
(图 292) 低速ADSL频谱分配
(图293) ADSL调制解调器
Modem vs router
(ii) 以太网宽频 (Cat 5线，Rj45插) 主流上网
区域性高速计算机网络，LAN (Local Area Networks)，统称为以太网 (Ethernet) 。以太网宽带可视作 ADSL 之升级版，提供较 ADSL更快速之数据传输。以太网调制解调器 (图 294) 传输速度对称，就是说下载和上载速率一样。现时常用以太网网速为100 Mbps, 1,000 Mbps 和 10 Gbps，分别代表秒速Megabits 或 Gigabits。传输速度远较无线3G，4G 或Wi-Fi 宽带优胜。
以太网上网需要以太网调制解调器以LAN线 (图 296) 接驳墙壁插口和PC 之LAN埠口 (Rj45插座)。调制解调器解调由 ISP输入之调制讯号，输出 (0 1) 位数字讯号入计算机。若想他人共享同一ISP 服务则需要另加路由器，router (图 295) 。
(图 294) 以太网调制解调器 |
(图 295) 路由器
(图296) LAN线
11.2 无线通讯
固网通讯需要铺设铜线电缆或光纤电缆。城市规划地域铺设问题不大，但使用时要有插线、插座和插头等设备，需要固定位置通讯，设施不能边移动边通讯。要求通讯达到遥远之乡镇则非用无线通讯不可。透过大气电波传送的无线通讯称移动网络 (Mobile web)，不必在固定于一地方才可使用。
无线通讯发展由模拟讯号技术开始，例如上世纪风行一时之AM 和 FM 广播。互动无线通讯有的士之call机和walkie talkie 等模拟制式，都采用电话击键方式。这是 1G (First generation) 年代，大约于上世纪80年代开始。 很快发展至2G，3G, 4G全数字讯号传输。2019起5年内将踏入5G年代，以后之发展将重点于智能物与物互联互动 (物联网, IoT)。5G 传输之高频微波远较 3G 和 4G 使用之无线电波为快。
1G（First generation，第一代）
1G表示第一代移动通讯技术，以模拟技术为基础的「蜂窝」无线电话系统 (cellular network) ，模拟移动网络现时已被数字传输网络取代。1G无线系统在设计上只能传输语音流量，并受到网络容量的限制，抗噪声力弱和易被窃听。1G 代表型号是 「大哥大」 (图297)。
(图297) 1G「大哥大」电话
(图298) 2G 诺基亚手机
(图299) iPhone 3G
(图300) Huawei 4G
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| TDMA | CDMA |
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(图 301) TDMA 分割一频段供应不同时槽 |
(图 302) CDMA分配一独有 编码于每一手机 |
GSM 设施需要SIM卡 (Subscriber Identification Module，图 304) 识别 ISP。 SIM卡为一集成电路，储存了国际移动用户辨识码 (International Mobile Subscriber Identification Number，IMSI) ，用来分辨和核证用户。它也可用来储存数据。GSM (2G) 和CDMA (3G) 一定要用SIM卡，4G LTE也需要SIM卡兼容。SIM卡也可用于卫星手机、智能手表，平板计算机和数字相机。
3G（Third Generation，第三代） 3G 技术以「人对人」(“people to people”) 为主，即实时通话和互动传输讯息。 第三代（3rd generation, 3G）移动通讯技术是指支持高速数据传输的蜂窝式移动 通讯技术，能够同时传送声音（通话）及讯息。第三代移动通讯技术不同于第二代移动通讯系统仅提供语音和短讯服务，第三代系统还提供其他宽带应用，包括数据上网和多媒体服务。3G技术指数据下传达14 Mbps 和上传达 6 Mbps之通讯服务。3G无线通讯开启了高速数据传输年代。 3G 技术标准和传输 一如 2G TDMA之多址存取技术，3G 技术标准之分码多任务存取CDMA (Code Division Multiple Access) 也采用多址概念。虽然 3G 之多址技术发展较 2G 快，但 3G 手机也兼容 GSM标准。CDMA流动通讯采用直序展频 (Direct Sequence Spread Spectrum technology, dsss) 方法，将语音讯号转换为数码讯号，给每组数据语音封包增加一个地址，进行扰码处理，然后将它发射到空中，只有具有相同译码讯息的用户，才能接收到送给自己的讯息 (图 302)。CDMA最大的优点是相同的频寛下可以容纳更多的呼叫，而且它还可以随语音传送数据讯息。 虽然 3G CDMA 不需要 SIM卡，但以3G W-CDMA (Wideband Code Division Access) 传送之手机都有 SIM卡槽兼容 GSM频谱。 高速数据传输之 3G 网络催生了第一代视频手机。3G 实现了实时电玩、社交媒体互动 (Facebook，Twitter)、网页浏览、视频观看 (Youtube) 等体验。流行 3G 手机有苹果 iPhone (图 299) 和三星。 WiFi (Wi-Fi Alliance 注册商标)缺少 SIM 卡电子设备如手提电脑，要靠WiFi 才可以上网。WiFi 由IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 研发和保养。全球通用之802.11标准使用者可以无接线令手提电脑、打印机或数码相机互相联系并上网。一般要用路由器 (图 305) 或 “WiFi蛋” (图 306)。桌上 PC一般没有接收WiFi 设施，但可直接插上USB WiFi 路由器 (图 307) 加 “WiFi蛋”上网。
| 世代 / 版本 | 联速幅度 |
| WiFi 6 (802.11ax) | 600-9608 Mbit/s |
| WiFi 5 (802.11ac) | 433-6933 Mbit/s |
| WiFi 4 (802.11n) | 72-600 Mbit/s |
| 802.11g | 3-54 Mbit/s |
| 802.11a | 1.5-54 Mbit/s |
| 802.11b | 1-11 Mbit/s |
(图303) 各Wi-Fi 版本标准
(Fig. 304) A SIM card
(Fig. 305) AWi-Fi router
(Fig. 306) A 4G LTE WiFi “egg”
(Fig. 307) An USB WiFi router
4G（Fourth Generation，第四代）
4G 技术和标准
4G技术以「人对讯息」(“people to information”) 为主。第四代移动通讯 （4th generation, 4G） 技术是3G 之后的延伸，简单地说，1G 是模拟、2G 是数字、3G 是数据，4G 就是指非常快的数据传输。国际电信联盟 (ITU，International Telecommunication Union ) 对4G 的定义，是指用户在静止状态的传输速率达 1 Gbps，而在移动状态也可以达到100 Mbps。但这并不是意味着4G 一推出马上就会有这么快速率的手机，而是指4G的技术规格可以逐渐发展，最后达到1 Gbps速率目的。
国际采用之 4G 技术标准为 LTE (Long Term Evolution) 。传输方法为 OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 。Orthogonal意解为正交，不相干。即多道平行数据传输各自独立，互不相关。网上查阅 OFDMA 详细资料。
3G SIM 卡可升级覆盖 4G 网络。
串流媒体
除高速数据传输外，4G 手机用户拥有一特别优点，就是可以快速实时串流视像而优于3G技术。串流媒体（streaming media）是指将一连串的媒体数据压缩后，经过网络分段传送数据，在网络上实时传输影音以供观赏的一种技术与过程，此技术使得数据封包得以像流水一样传送；如果不使用此技术，就必须在使用前下载整个媒体档案。4G LTE 技术条件符合串流需要GHz 频率和接近 Gbps之传输要求。4G手机观看收听网上TV和 Netflix 便是串流媒体应用之表表者。
4G 质量指标
非专业者一般以三大指针评价4G 传输讯息质量：(i) 延迟时间，Ping (或 Latency) 值，即传输从一定位到另一定位需要之时间。延迟时间单位为毫秒 (ms) ，延迟越低越好。越低延迟表示网络反应越快。(ii) 下载速度 (Download) 和 (iii) 上传速度 (Upload) (图 308)。4G 三者都较3G优越。
(图308) 一个极速的4G LTE 传输数据)
(图309) 一个常见有时延之画面
(图309) 画面董兄发言后，往往马兄和袁兄之回答不能同步听到，袁兄位处美国更甚。这就是时延之影响。
各世代移动数据传输比较表
| 移动通讯世代 | 主要网络制式 | 最大资料传输率 | 传输长2小时画质 DVD影片 (4.7 GB) 所需时间 | |
| 1G | 模拟 | 不支援 | 不支援 | |
| 2G | 2.G | GSM | 14.5 Kpbs | 28 天 |
| 2.5G | GPRS | 115 Kbps | 3.8 天 | |
| 2.75G | EDGE | 384 Kbps | 1.1 天 | |
| 3G | 3G | WCDMA | 2M bps | 21 小时 |
| 3.5G | HSDPA | 14.4 Mbps | 2.9 小时 | |
| 3.75G | HSUPA | 21 Mbps | 30 分钟 | |
| 4G | LTE | 100 Mbps | 少于 5 分钟 | |
(图310) 各世代移动通讯系统传输数据比较表
5G（Fifth Generation，第五代）
5G 技术
5G 网络采用延伸 OFDMA 技术 (上网可参阅详细资料) 。5G 技术速度将会达到「人对物」之互联 (“people to things”)，即IoT (物联网)。5G将采用低于6 GHz (中国) 或高于24 GHz (美国，6 GHz 段军用) 毫米波高频通讯，相比如目前4G使用之700 – 2600 MHz 低频段高出许多。虽然5G能提供极快的传输速度，能达到4G网络的40倍，而且时延很低，(等于或少于1 ms)，但讯号的绕射能力（即绕过障碍物的能力）十分有限，且传送距离很短，这便需要增建更多基站以增加覆盖。5G基站可在4G基站上扩充，可降低需求量。
5G基站传输技术采用多输入多输出 （Multi-input Multi-output ; MIMO） 相控数组天线，MIMO多输入多输出利用电磁波的空分复用和路径不同多天线系统提高传输速率。因为5G网络延迟时间可降低到1毫秒以下，所以5G网络可用于工业物联网、无人驾驶汽车、商用无人机等新技术的应用。
Mimo and network capacity
5G Basics
5G 标准
2019为确立 5G 标准一年。19年上旬还在判断 5G 基本特征和功能。参与确立主要者为 3GPP (3rd Generation Partnership Project) ，IETF (Internet Engineering Task Force) 和 ITU (International Telecommunication Union) 。2019年下旬，3GPP 发布之Release 15 标准猜测 5G 网络初期开展之设施为 NSA (Non-Standalone) 5G 运作，概念是现存之4G 基建辅助5G 初始网络。电讯商供应 5G 服务可先参与5G NSA。当 5G 网络全覆盖后便实施2020年 3GPPR Release 16标准以全SA (Standalone) 5G 基站和网络运作，独立于已建构之 4G 网络。5G NSA 和SA 网络差别如图 311 所示。
NSA 5G SA 5G
(图311) 5G NSA非独立组网和SA独立组网差别
工业范畴部署 5G 网络需要极低时延 (等于或少于1ms)，除SA基站外还要匹配独立于 4G 之光纤宽带云端 5G 核芯 (5G C)。5G发展当务之急是光纤到基站建设，5G无线的成功取决于末端光纤。人力资源是个不可忽略因素，培训电子科技专业人才提供研发保养也是个重要部署。中国电讯商近年大规模兴建基站及大力发展 5G 创新技术如智能手机、IoT、远程无线医疗操控手术等范畴，显示中国正积极争取成为国际5G 标准重要持份者。
可见由2020起，NSA 将会是电讯商主流网络，因为现时消费者之手机型号普遍为 4G 智能手机。4G 手机不可以靠5G网络得到 5G传送速度。或许再过 5 年才可以生产足够 5G 手机和光纤到基站建设。
6G（Sixth Generation，第六代）
从 (图312) 可知唯一待开发之无线通讯频谱是太赫兹频谱，其他早已被3G至5G淘空了，因此未来之6G将会利用太赫兹 (Tetrahertz) 频谱波段，按T Hz频率计算。
(图312) 可作通讯用途之电磁波段
| 频 率 单 位 | |||
| 单位名称 | 符号 | 移动通讯时代 | 相当大小 |
| 赫兹(hertz) | Hz | — | — |
| 千赫 (Kilo hertz) | K Hz | 1G/2G | 千Hz /或1000 Hz或103Hz |
| Mega — | M Hz | 3G | 百万Hz或1000KHz或106Hz |
| Giga — | G Hz | 4G/5G | 10亿Hz或1000MHz或109Hz |
| 太赫兹 (Tetra—) | T Hz | 6G | 1兆Hz或1000GHz或1012Hz |
(图313) 基于频率之无线通讯年代表
(图314) 投射未来可实现之无线通讯模式
6G通讯与万物互联网 (IoE，Intenet oF Everything)
目前6G还处于设计研究阶段 (图314) 。根据设想，未来6G技术可让移动传输下载速度达到每秒1TB (8T bps)，2020年将正式开始研发，2030年投入商用。6G主要应用不是使人与讯息传输加至极速。其实5G用一秒下载一部4G 4K影片和6G只用0.01秒对个人而言没有显著经济效益差别。
(图315) 一些预知之6G网络服务对象
受时延和速率限制，目前的4G网络是无法保障未来新应用的实现，例如全息媒体、机械人(工业互联网)、远程无线医疗操控手术 (触觉互联网)、道路无人驾驶 (车联网) 等。5G技术之低时延和高传输速率当然可以达到大部份新应用之技术要求，例如工业联网和触觉互联网。但我们熟悉之道路无人驾驶 (车联网)，若人工智能/大数据配合不上高抗干扰、超低时延之要求时，5G无人驾驶不会近100% 安全。6G技术可以填补这方面盲点。
广义地说，6G传输达到实时「人和万物」互动。
2019 年4月芬兰莱维（Levi）的全球首个6G峰会，中国华为、中兴、中国电信和清华大学等专家倡议以大量太空低轨小卫星运作替代地球地面难开发之6G基站，通讯覆盖全球。理念创新，可行性颇高，有待深入研究和设计，尤其考虑国际间之互相经济效益。
6G 创新媒体：全息三维视差实体远程呈现无线视像广播
(i) 二维和疑似三维呈现
三维实体经拍照成二维影像是人们早已习惯观看之影像模式 (图316)，例如电视屏幕显示。我们从没有问自己为什么电视画面之演员从左到右看都是平面的，不呈现眼前真人般有深浅左右之立体感。
(图316) 实体三维变成TV屏幕平面二维
处身真实立体世界，当我们观看一件对象时，向左边稍稍移动，便会看见对象向右移。再向左移多些，便会看见对象其他正面看不见之部位。反之亦然。这个由深度 引起之现象叫视差 (parallax) 。简单地说，就是：“眼睛向左，物件向右，反之亦然” 。由立体三维对象制成之二维影像是平面的，没有深度，也没有视差。重现深度这一维影象需要与传统不一样之特别科技。
虽然视差概念简单，但重现三维彩色有视差之影像则非常困难和复杂，现今还没有可行之技术。取而代之是现时 (其实上世纪50年代已有) 之立体成像方法 (stereoscopic imaging)。立体成像并不是三维成像，而是把二维画面变为拟似三维画面。一种简单方法是利用左右眼睛对焦两幅不同位置同一对象之画面，再努力把左右眼睛接收之视像聚焦一起 (内斜视眼，斗鸡眼)，便产生立体视觉 (图318).
习作 (13)：“立体视觉观赏”
物料：放大镜 (x2)，立体显示图 (图317) 。
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(图317) 立体显示图
步骤：
(1) 首先打印图317，手持两把放大镜如 (图319) 所示。跟着调节放大镜高度和双眼内斜视程度，可见两个影像合而二为一虚拟立体影像。若市面购买到立体影像观看仪 (图320)，则较容易体会立体感。
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| (图319) 手持放大镜立体影像观看仪 | |
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| (图318) 虚拟3D立体观看 | (图320) 立体影像观看仪 |
(2) 观看短片(图321)。可以只用一双内斜视肉眼观看到虚拟立体影像。祝你幸运。
(图321) 立体视觉短片
Viewing stereoscopic images
现时人们观看所谓 3D立体电影是由 红 / 蓝 光或偏光制成的， 观看时需要配戴 红 / 蓝 眼镜或偏光眼镜。原理是刚陈述之立体视觉。计算机设计之虚拟现实 (VR, Virtual Reality)，通过特别眼罩，可观看立体互动场景。无论如何，这些所谓 3D 立体观赏都不是真实3D立体，因为它们都缺少了最重要之视差因素。
(ii) 全息影像 (Holography)
重现有视差和深度影像需要超乎一般数码相机之CMOS传感器光敏感应技术。可惜的是这种技术还没有发展起来。普遍地认为全息影像技术会是一个大方向。无线或光纤数字3D 全息视差影像传输需要0秒时延而 6G 技术刚好满足这方面条件。
全息影像 (Holography) 字面理解为对象全部讯息之影像 (希腊文 holo 意思整体)。对象反射光之全部讯息是 (i) 反射波波长 (颜色)、(ii) 反射波波幅 (轮廓，光暗) 和 (iii) 由对象不同位置视差引起之相位差异或相移 (phase difference) ，即对象之凹凸不平。一般摄影技术只纪录了第 (i) 和第 (ii) 讯息，没有第 (iii) 讯息。因此造出来之影像都没有视差，是二维和平面的，因为缺少了反射波相移这一因素。
幸运地，我们的神奇眼睛可以全部接收 (i)、(ii) 和 (iii) 对象反射讯息，因此我们可以凭肉眼便能分辨物体轮廓、颜色、光暗和深度，也可检视物体之视差。再者，单眼看境物令视差减弱，驾驶者对距离判断力差，会生意外。
可以见到之三维对象反射光波已嵌入波长 (wavelength) 和波幅 (amplitude) 之改变 (颜色、线条、光暗) ，也伴随相位之变动 (对象凹凸深浅程度)。纪录深浅程度需要多一种反射光，叫参考光束。把两种光束进行干扰 (interference) 才可以纪录由对象深浅引起之相位迁移。不过有另一重要条件，就是两种光束来自同一单色光源，称作相干单色光源 “coherent monochromatic light source”。
网上搜寻各种电磁波干扰应用，尤其是眼镜和相机镜头之防反光涂层 (图322、 323、324、325)。这类涂层厚度只有1/4光波波长 (或其奇数倍数)，令从涂层表面和镜头表面之反射光互相产生低消性干扰 (destructive interference).
(图322) 相机镜头表面1/4光波波长涂层产生反射波低消性干扰
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| (图323) 眼镜没有防反光涂层 (左) 和有防反光涂层 (右) | (图324) 没有防反光涂层之画面 | (图 325) 有防反光涂层之画面 |
全息摄影是一种记录被摄物体反射（或透射）光波全部讯息（波长、波幅和相位）的照相技术。摄制需要用单色相干光源 (coherent monochromatic light source)，通常使用激光束，全部记录以上三类讯息，合成为全息照片。当全息照片被相同波长之激光束再照射便会产生三维有视差之实像 (图326)。
(Fig. 326) A video playback of holographic 360o real image
要同步纪录光波之相位改变便要用全息摄影技术。相干单色光源波 (coherent monochromatic light source)，采用激光束，通过分束镜 (beam splitter)，或称单向镜 (one-way mirror, half-silvered mirror) ，分裂为反射波束和折射波束，两者相位不同，反射波p相位迁移 (图328)。折射波作为照射光束，投射至物体。由分束镜产生之反射波作为参考光束，同步投射至感光组件便会互相干扰 (mutual interference)，产生全息视像底片 (hologram)。
传统全息摄影制作示意图 (图327)：
(图 327) 激光分割全息造影
(图 328) 分束镜产生π相位移之反射光
全息视像底片用普通光线是看不见任何原先物体影像。重现三维视像需用同一波长激光束照射全息底片，可观看三维实像 (real 3D image) (图329)，有别于普通对象反射之平行光线投射至镜面形成不可在镜面前观看之虚影像 (virtual image)。参考光束和物体反射波若由两光源产生便不会有互相干扰现象，不产生全息影像。
再者，镜面产生之影像是垂直虚像 (virtual and erect images)，不可以投影至银幕，没有视差。反之，对象远离聚光透镜 (convergent lens) 产生之影像可投影至银幕，它们为倒立实像 (real and inverted images)，有否视差不可定。最佳于焦点 25 cm 后观看。
(图329) 红激光照射全息底片重现真三维影像
理论上若用同一红、绿和蓝三单色激光光源进行物体全息感光，把全息感光录像用三原色激光还原便可重建原对象之彩色三维有视差影像。不过目前还没有有关之电子影视技术。但用白光 (white light) 制成之全息照片(white light hologram) 早已用于防伪标签如信用咭 (图330) 或全息贴纸 (图331)。
2008日本推出全息3D虚拟动画歌手Hatsune Miku (初音) (图332)，距离播放3D虚拟实时歌手还很远。但2017日本影视技术界成功制作重建早年邓丽君唱歌演唱片段 (图333)，看似是全息学用于空间还原旧录像像一个成功的例子，但TBS响应是用了MR (Mixed Reality) 技术，不是全息3D。可见距离无线全息实体远程呈现歌手演唱之 TV还有一段颇长距离，恐怕会是下一代考虑应否购买之事 情。
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| (图330) 信用咭面之飞鹰防伪标签 | (图331) 全息贴纸 |
(Fig. 332) Hatsuni Miku holographic 3D show.mp4
(Fig. 333) 鄧麗君MR projected image.mp4
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(图334) 传统实时二维TV画面，要想看到小孩另一耳朵，就算把你的头向左移，也不会看到 | (图335) 同一画面，如果用6G全息实时三维视差TV投影，你只要移向左边，便可清楚见到小孩另一耳朵。 |
想象中之6G 全息实时三维视差TV显示屏幕有如 (图334, 335)，静态画面观众要左右移动才体会画面之视差。
(iii) 2D屏幕体验3D「全息」呈现 – 定向像素技术 (Directional pixel technology)
看来实现全息三维视差实体远程呈现无线视像广播还需一段颇长时间。现时有媒体开发者正研发类似传统立体视觉观赏但采用微电子技术克服佩戴眼镜或头罩弱点。平时我们是不分区别全覆盖地接收观看电视屏幕，但采用之定向像素技术 (Directional pixel technology) 只选择性地让某一观看者观看。参考网址(www.realfiction.com/innovation)。
定向像素技术电视3D 成像截图 (图 336)：
(图336) ECHO 3D电视显示
Introduction to the holographic directional pixel technology(i)
(图337) ECHO 3D定向像素技术简介
Introduction to the holographic directional pixel technology(ii)
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(图338) 传统TV平均照明屏幕有全覆盖视野 |
(图339) ECHO之定向像素技术选择地被观看 |
Conventional TV display
ECHO’s directional pixel projection
2020研发以「ECHO显示」为专利之3D定向像素技术并不考虑反射波相移元素。基本上，定向像素技术可理解为以微电子技术把2D双镜头左右画面像素实时电子定向某一观看者，眼睛同时接收左右像素立体成像。观看者不需要佩戴专用眼镜或头罩。