11.1 模擬和數字固網通訊
固網電訊（Landline），簡稱「固網」，或有線通訊。其原理是透過金屬線或光纖線等固態媒體傳送訊號的電訊網絡。有些地方現在還用的舊式模擬電話通訊是透過金屬銅線傳遞音頻訊號 (圖287) 。
(圖287) 模擬訊號傳輸
(圖288) 調幅 (amplitude modulation)
(圖289) 電磁波總幅度 (range) 和載波頻譜
聲音經拾音器變為模擬訊號，再由載波電磁波 (carrier wave) 經調變 (modulation) 為可傳送之調幅 (amplitude modulated wave) 訊號 (圖288) 。
模擬調幅訊號衍生很大雜訊 (noise, interference)，不宜作長距離和清晰傳輸。上世紀70年代發明和實現以電磁波近紅外光波長雷射光源為載波，透過特製光纖線纜 (光纖傳輸發明者為港人熟識之高錕博士，人稱光纖之父)，成功傳送50 Mbit/s速率之數碼幅移键控 (ASK，amplitude-shift keying) 訊號達10公里。從此開拓光纖數字訊號傳輸之固網通訊發展。數字訊號光纖傳輸遠較模擬訊號金屬銅線傳輸優勝。
頻寬 (bandwidth) 與寬頻 (broadband)
(a) 模擬訊號頻寬
固網模擬訊號寬頻就是載波頻率波愊寬度，或「頻率範圍」。傳送聲音頻率以每秒載波波數計算，即cycles/sec或Hz。人耳透過電話可輕易分辨 300 – 3400頻率音頻。因此選擇傳送音頻之頻寬可定為3100Hz。被調幅之電磁載波頻寬 (圖 289)要高於3100Hz才可作有效調幅和輸送。上世紀60年代有線麗的呼聲輸送之調幅廣播約數百 KHz。固網模擬訊號只適宜作電話通訊，不達視像通訊要求。
模擬訊號頻寬單位為 KHz 或MHz。
(b) 數字訊號頻寬
數字訊號是由 (0 1) 位元組串和載波調變而產生的。調制 (Modulate) (0 1) 位元組為數字訊號，而解調 (Demodulate) 則把數字訊號變為 (0 1) 位元組。我們常用之Modem (modulation/demodulation，調制調解器，數據機) 設施具有上述兩功能。一個常用調變方法是ASK固網數字訊號頻寬 (圖290) 。
| 原始訊號、數位訊號 |  |
| 高頻載波、電磁波 |  |
| 振幅位移鍵送，ASK |  |
(圖290) ASK (Amplitude-Shift Keying) 振幅位移鍵傳輸
模擬訊號調幅傳輸資料總量只由音頻頻寬決定，載波只負責傳輸，可以說是個啞吧。數字訊號傳輸資料總量不但計算單位時間內 (0 1) 位元組比特數目，也考慮載波頻寬。總線 (bus) 頻寬指的是總線在單位時間内 (即每秒) 可以傳輸的 (0 1) 位元組資料總量，等于總線位寬與工作頻率的乘積。例如：對於64位元組、800 MHz的前端總線，它的資料傳輸率就等於64 bit × 800MHz = 51200 Mbit/s = 51.2 Gbit/s 或 51.2/8 GByte/s = 6.4 GB/s，是非常快的傳輸率。
有別於模擬訊號輸送，數字訊號傳輸頻寬單位為位元/s 而不是週波/s。 現時低於10Mb/s傳輸視為窄頻寬而高於10Mb/s傳輸則為寬頻寬或稱作「寬頻」。
數字傳輸可以透過 (i) 光纖纜或 (ii) 無線網絡完成。
複雜數字傳輸可和日常船隻河流運輸到一目的地作以下簡單比喻：
| 數字傳輸 | 河流運輸 | ||
| 總線頻寬： | 16-bit 2 byte | 船隻大小： | 小 |
| 調制方法： | 不合適 | 貨物裝載方式： | 混亂 |
| 載波頻率： | 低 | 水流： | 慢 |
| 資料總量：低數據 byte/s | 輸送貨物總量：低 | ||
| 總線頻寬： | 64-bit 8 byte | 船隻大小： | 大 |
| 調制方法： | 適宜 | 貨物裝載方式： | 用貨櫃 |
| 載波頻率： | 高 | 水流： | 快 |
| 資料總量：高數據byte/s | 輸送貨物總量：高 | ||
(c) 數據傳輸與寬頻
數據傳輸指點到點或點到多點之數字位元組串流或數字化模擬訊號聯絡通道。通道可以是銅線、光纖、無線網絡、媒體儲存或電腦總線。
「寬頻」一詞之定義可以理解地隨時間改變而改變。一度認為傳統使用的每秒56K bps模擬數據機的傳輸速度稱為窄頻，超過56 Kbps以上則稱為寬頻 (Broadband)。2015 美國 FCC (Federal Communications Commission) 視互聯網聯速下載達 25 Mb/s而上載達4 Mb/s 為寬頻。總之，「寬頻」在網絡通訊上，是指高數據數字傳輸。
(d) 個人電腦上網方法 (撥號上網已被淘汰)
桌上個人電腦不可以直接連接牆身網路系統插口，必須先向電訊商，即網絡供應商 (ISP, Internet-Service-Provider) 付費取得服務。若用無線Wi-Fi上網之手提電腦或平板電腦則視乎身處之環境有否Wi-Fi設施。PC與牆壁網路系統插口之間需要安裝數據機 (modem)。
(i) 用現時4對銅製雙絞電話線連牆上插座 (Rj11插)上網
PC需要接連ADSL (Asymmetric-Digital-Subscriber Lines) 數據機 (圖 293)。ADSL技術用現時之電話銅線產生寬頻通道。ADSL利用 FDM (Frequency-Division Multiplexing) 技巧分離話音和數據為基頻話音通道、上載數據通道和下載數據通道。每個通道有一特定頻率光譜 (圖 292) 。用ADSL數據機上網不會影響話音通訊。ADSL 數據機上載速度可達1.5 Mbps而下載速度可達12 Mbps， 一般為1：10 比例。ADSL上網尤其適宣下載速度要求高於上載速度之家用或商用客戶。
電話線寬頻上網通常採用PPPoE (Point to Point Protocol over Ethernet) 技術。PPPoE是一種手動輸入IP (Internet Protocol) 地址，子網絡遮罩子網絡 (netmask) ，網域名稱系統(DNS，Domain Name System) 地址和閘道器 (Gateway) 地址 (圖 291)。PPPoE 上網提供語音和數字訊號。
(圖291) PPPoE network connection
(圖293) ADSL數據機
(Fig. 293) ADSL modem
接駁互聯網
Modem vs router
(ii) 以太網寬频 (Cat 5線，Rj45插) 主流上網
區域性高速電腦網絡，LAN (Local Area Networks)，統稱為以太網 (Ethernet) 。以太網寬頻可視作 ADSL 之升級版，提供較 ADSL更快速之數據傳輸。以太網數據機 (圖 294) 傳輸速度對稱，就是說下載和上載速率一樣。現時常用以太網網速為100 Mbps, 1,000 Mbps 和 10 Gbps，分別代表秒速Megabits 或 Gigabits。傳輸速度遠較無線3G，4G 或Wi-Fi 寬頻優勝。
以太網上網需要以太網數據機以LAN線 (圖 296) 接駁牆壁插口和PC 之LAN埠口 (Rj45插座)。數據機解調由 ISP輸入之調制訊號，輸出 (0 1) 位元數字訊號入電腦。若想他人共享同一ISP 服務則需要另加路由器，router (圖 295) 。
(圖 294) 以太網數據機
(圖 295) 路由器
(圖296) LAN線
11.2 無線通訊
固網通訊需要鋪設銅線電纜或光纖電纜。城市規劃地域鋪設問題不大，但使用時要有插線、插座和插頭等設備，需要固定位置通訊，設施不能邊移動邊通訊。要求通訊達到遙遠之鄉鎮則非用無線通訊不可。透過大氣電波傳送的無線通訊稱移動網絡 (Mobile web)，不必在固定於一地方才可使用。
無線通訊發展由模擬訊號技術開始，例如上世紀風行一時之AM 和 FM 廣播。互動無線通訊有的士之call機和walkie talkie 等模擬制式，都採用電話按鍵輸入方式。這是 1G (First generation) 年代，大約於上世紀80年代開始。 很快發展至2G，3G, 4G全數字訊號傳輸。2019起5年內將踏入5G年代，以後之發展將重點於智能物與物互聯互動 (物聯網, IoT)。5G 傳輸之高頻微波遠較 3G 和 4G 使用之無線電波為快。
1G（First generation，第一代）
1G表示第一代移動通訊技術，以模擬技術為基礎的「蜂窩」無線電話系統 (cellular network) ，模擬移動網路現時已被數字傳輸網絡取代。1G無線系統在設計上只能傳輸語音流量，並受到網路容量的限制，抗雜訊力弱和易被竊聽。1G 代表型號是 「大哥大」 (圖297)。
(圖297) 1G「大哥大」電話
(圖298) 2G 諾基亞手機
(圖299) iPhone 3G
(圖300) Huawei 4G
2G（Second Generation，第二代）
80 年代之模擬 「大哥大」 已被公認為體型龐大、笨拙和不利攜帶。不久90 年代便開始建立了移動數字手機市場。相對於1G以模擬訊號的方式進行語音傳輸，2G 流動通訊系統對語音是以數字化方式傳輸。除具有通話功能外，某些系統並引入了短訊 (SMS，Short Message Service）功能。在某些 2G 系統中也支援資料傳輸與傳真，但因為速度緩慢，只適合傳輸量低的電子郵件、軟件等資訊。期間代表型號為諾基亞 「人與人之聯繫」 (“connecting people”) 系列手機 (圖298)。通過使用不同的編碼技術，2G 數碼訊號可被比模擬訊號更有效地壓縮與編碼，從而允許在同一頻寬中傳播更多的訊號。2G 頻譜採用電磁波 900 MHz 段為載波。
2G技術標準和傳輸
2G 技術規格標準為GSM (Global System for Mobiles) 。數據下載速率只有0.1 Mbps。基於多點聯通 (multiple access) 因素，2G數字傳輸採用時分多址 (TDMA, Time Division Multiple Access) 方法。它允許多個用戶在不同的時間片（時槽, time slot）來使用相同的頻率。用戶迅速的傳輸，一個接一個，每個用戶使用他們自己的時間片段。這允許多用戶共享同樣的傳輸無線電頻率，如圖 301之用戶配給 6.7 ms 時槽上傳和下傳通訊 。上網參閱有關 TDMA資料。
 |  |
| TDMA | CDMA |
(圖 301) TDMA 分割一頻段供應不同時槽 | (圖 302) CDMA分配一獨有編碼於每一手機 |
GSM 設施需要SIM卡 (Subscriber Identification Module，圖 304) 識別 ISP。 SIM卡為一集成電路，儲存了國際移動用戶辨識碼 (International Mobile Subscriber Identification Number，IMSI) ，用來分辨和核證用戶。它也可用來儲存數據。GSM (2G) 和CDMA (3G) 一定要用SIM卡，4G LTE也需要SIM卡兼容。SIM卡也可用於衛星手機、智能手錶，平板電腦和數字相機等。
3G（Third Generation，第三代）
3G 技術以「人對人」(“people to people”) 為主，即實時通話和互動傳輸資訊。
第三代（3rd generation, 3G）移動通訊技術是指支援高速資料傳輸的蜂窩式移動 通訊技術，能夠同時傳送聲音（通話）及資訊。第三代移動通訊技術不同於第二代移動通訊系統僅提供語音和短訊服務，第三代系統還提供其他寬頻應用，包括數據上網和多媒體服務。3G技術指數據下傳達14 Mbps 和上傳達 6 Mbps之通訊服務。3G無線通訊開啟了高速數據傳輸年代。
3G 技術標準和傳輸
一如 2G TDMA之多址存取技術，3G 技術標準之分碼多工存取CDMA (Code Division Multiple Access) 也採用多址概念。雖然 3G 之多址技術發展較 2G 快，但 3G 手機也兼容 GSM標準。CDMA流動通訊採用直序展頻 (Direct Sequence Spread Spectrum technology, dsss) 方法，將語音訊號轉換為數碼訊號，給每組數據語音封包增加一個地址，進行擾碼處理，然後將它發射到空中，只有具有相同解碼資訊的使用者，才能接收到送給自己的訊息 (圖 302)。CDMA最大的優點是相同的頻寛下可以容納更多的呼叫，而且它還可以隨語音傳送數據資訊。
雖然 3G CDMA 不需要 SIM卡，但以3G W-CDMA (Wideband Code Division Access) 傳送之手機都有 SIM卡槽兼容 GSM頻譜。
高速數據傳輸之 3G 網絡催生了第一代視頻手機。3G 實現了實時電玩、社交媒體互動 (Facebook，Twitter)、網頁瀏覽、視頻觀看 (Youtube) 等體驗。流行 3G 手機有蘋果 iPhone (圖 299) 和三星。
WiFi (Wi-Fi Alliance 註冊商標)
缺少 SIM 卡電子設備如手提電腦，要靠WiFi 才可以上網。WiFi 由IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 研發和保養。全球通用之802.11標準使用者可以無接線令手提電腦、打印機或數碼相機互相聯系並上網。一般要用路由器 (圖 305) 或 “WiFi蛋” (圖 306)。桌上 PC一般沒有接收WiFi 設施，但可直接插上USB WiFi 路由器 (圖 307) 加 “WiFi蛋”上網 。
| 世代 / 版本 | 聯速幅度 |
| 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 |
(圖303) 各Wi-Fi 版本標準
(圖304) SIM卡
(圖305) Wi-Fi 路由器
(圖306) 4G LTE WiFi “蛋”
(圖307) USB WiFi 路由器
4G（Fourth Generation，第四代）
4G 技術和標準
4G技術以「人對資訊」(“people to information”) 為主。第四代移動通訊 （4th generation, 4G） 技術是3G 之後的延伸，簡單地說，1G 是模擬、2G 是數字、3G 是數據，4G 就是指非常快的數據傳輸。國際電信聯盟 (ITU，International Telecommunication Union ) 對4G 的定義，是指用戶在靜止狀態的傳輸速率達 1 Gbps，而在移動狀態也可以達到100 Mbps。但這並不是意味著4G 一推出馬上就會有這麼快速率的手機，而是指4G的技術規格可以逐漸發展，最後達到1 Gbps速率目的。
國際採用之 4G 技術標準為 LTE (Long Term Evolution) 。傳輸方法為 OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 。Orthogonal意解為正交，不相干。即多道平行數據傳輸各自獨立，互不相關。網上查閱 OFDMA 詳細資料。
3G SIM 卡可升級覆蓋 4G 網絡。
串流媒體
除高速數據傳輸外，4G 手機用戶擁有一特別優點，就是可以快速實時串流視像而優於3G技術。串流媒體（streaming media）是指將一連串的媒體數據壓縮後，經過網絡分段傳送數據，在網絡上即時傳輸影音以供觀賞的一種技術與過程，此技術使得數據封包得以像流水一樣傳送；如果不使用此技術，就必須在使用前下載整個媒體檔案。4G LTE 技術條件符合串流需要GHz 頻率和接近 Gbps之傳輸要求。4G手機觀看收聽網上TV和 Netflix 便是串流媒體應用之表表者。
4G 質量指標
非專業者一般以三大指標評價4G 傳輸資訊質量：(i) 延遲時間，Ping (或 Latency) 值，即傳輸從一定位到另一定位需要之時間。延遲時間單位為毫秒 (ms) ，延遲越低越好。越低延遲表示網路反應越快。(ii) 下載速度 (Download) 和 (iii) 上傳速度 (Upload) (圖 308)。4G 三者都較3G優越。
(圖308) 一個極速的4G LTE 傳輸數據
(圖309) 一個常見有時延之畫面
(圖309) 畫面董兄發言後，往往馬兄和袁兄之回答不能同步聽到，袁兄位處美國更甚。這就是時延之影響。
各世代移動數據傳輸比較表
| 移動通訊世代 | 主要網絡制式 | 最大資料傳輸率 | 傳輸長2小時畫質 DVD影片 (4.7 GB) 所需時間 | |
| 1G | 模擬 | 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小時 |
| 3.5G | HSDPA | 14.4 Mbps | 2.9 小時 | |
| 3.75G | HSUPA | 21 Mbps | 30 分鐘 | |
| 4G | LTE | 100 Mbps | 少於5分鐘 | |
(圖310) 各世代移動通訊系統傳輸數據比較表
5G（Fifth Generation，第五代）
5G 技術
5G 網絡採用延伸 OFDMA 技術 (上網可參閱詳細資料) 。5G 技術速度將會達到「人對物」之互聯 (“people to things”)，即IoT (物聯網)。5G將採用低於6 GHz (中國) 或高於24 GHz (美國，6 GHz 段軍用) 毫米波高頻通訊，相比如目前4G使用之700 – 2600 MHz 低頻段高出許多。雖然5G能提供極快的傳輸速度，能達到4G網絡的40倍，而且時延很低，(等於或少於1 ms)，但訊號的繞射能力（即繞過障礙物的能力）十分有限，且傳送距離很短，這便需要增建更多基站以增加覆蓋。5G基站可在4G基站上擴充，可降低需求量
5G基站傳輸技術採用多輸入多輸出 （Multi-input Multi-output ; MIMO） 相控陣列天線，MIMO多輸入多輸出利用電磁波的空分複用和路徑不同多天線系統提高傳輸速率。因為5G網絡延遲時間可降低到1毫秒以下，所以5G網絡可用於工業物聯網、無人駕駛汽車、商用無人機等新技術的應用。
MIMO and network capacity
5G Basics
5G 標準
2019為確立 5G 標準一年。19年上旬還在判斷 5G 基本特徵和功能。參與確立主要者為 3GPP (3rd Generation Partnership Project) ，IETF (Internet Engineering Task Force) 和 ITU (International Telecommunication Union) 。2019年下旬，3GPP 發佈之Release 15 標準猜測 5G 網絡初期開展之設施為 NSA (Non-Standalone) 5G 運作，概念是現存之4G 基建輔助5G 初始網絡。電訊商供應 5G 服務可先參與5G NSA。當 5G 網絡全覆蓋後便實施2020年 3GPPR Release 16標準以全SA (Standalone) 5G 基站和網絡運作，獨立於已建構之 4G 網絡。5G NSA 和SA 網絡差別如圖 311 所示。
NSA 5G SA 5G
(圖311) 5G NSA非獨立组網和SA獨立组網差別
工業範疇部署 5G 網絡需要極低時延 (等於或少於1ms)，除SA基站外還要匹配獨立於 4G 之光纖寬頻雲端 5G 核芯 (5G C)。5G發展當務之急是光纖到基站建設，5G無線的成功取決於末端光纖。人力資源是個不可忽略因素，培訓電子科技專業人才提供研發保養也是個重要部署。中國電訊商近年大規模興建基站及大力發展 5G 創新技術如智能手機、IoT、遠程無線醫療操控手術等範疇，顯示中國正積極爭取成為國際5G 標準重要持份者。
可見由2020起，NSA 將會是電訊商主流網絡，因為現時消費者之手機型號普遍為 4G 智能手機。4G 手機不可以靠5G網絡得到 5G傳送速度。或許再過 5 年才可以生産足夠 5G 手機和光纖到基站建設。
6G（Sixth Generation，第六代）
從 (圖312) 可知唯一待開發之無線通訊頻譜是太赫玆頻譜，其他早已被3G至5G淘空了，因此未來之6G將會利用太赫玆 (Tetra-hertz) 頻譜波段，按T Hz頻率計算。
(圖312) 可作通訊用途之電磁波段
| 頻 率 單 位 | |||
| 單位名稱 | 符號 | 移動通訊時代 | 相當大小 |
| 赫茲 (hertz) | Hz | — | — |
| 千赫 (kilo–) | K Hz | 1G/2G | 千Hz 或1000 Hz或103Hz |
| (mega–) | M Hz | 3G | 百萬Hz或1000KHz或106Hz |
| (giga–) | G Hz | 4G/5G | 10億Hz或1000MHz或109Hz |
| 太赫茲 (tera–) | T Hz | 6G | 1兆Hz或1000GHz或1012Hz |
(圖313) 基於頻率之無線通訊年代表
(圖314) 投射未來可實現之無線通訊模式
6G通訊與萬物互聯網 (IoE，Intenet oF Everything)
目前6G還處於設計研究階段 (圖314) 。根據設想，未來6G技術可讓移動傳輸下載速度達到每秒1TB (8T bps)，2020年將正式開始研發，2030年投入商用。6G主要應用不是使人與資訊傳輸加至極速。其實5G用一秒下載一部4G 4K影片和6G只用0.01秒對個人而言沒有顯著經濟效益差別。
(圖315) 一些預知之6G網絡服務對象
受時延和速率限制，目前的4G網路是無法保障未來新應用的實現，例如全息媒體、機械人(工業互聯網)、遠程無線醫療操控手術 (觸覺互聯網)、道路無人駕駛 (車聯網) 等。5G技術之低時延和高傳輸速率當然可以達到大部份新應用之技術要求，例如工業聯網和觸覺互聯網。但我們熟悉之道路無人駕駛 (車聯網)，若人工智能/大數據配合不上高抗干擾、超低時延之要求時，5G無人駕駛不會近100% 安全。6G技術可以填補這方面盲點。
廣義地說，6G傳輸達到即時「人和萬物」互動。
2019 年4月芬蘭萊維（Levi）的全球首個6G峰會，中國華為、中興、中國電信和清華大學等專家倡議以大量太空低軌小衛星運作替代地球地面難開發之6G基站，通訊覆蓋全球。理念創新，可行性頗高，有待深入研究和設計，尤其考慮國際間之互相經濟效益。
6G 創新媒體：全息三維視差實體遠端呈現無線視像廣播
(i) 二維和疑似三維呈現
三維實體經拍照成二維影像是人們早已習慣觀看之影像模式 (圖316)，例如電視屏幕顯示。我們從沒有問自己為什麼電視畫面之演員從左到右看都是平面的，不呈現眼前真人般有深淺左右之立體感。
(圖316) 實體三維變成TV屏幕平面二維
處身真實立體世界，當我們觀看一件物件時，向左邊稍稍移動，便會看見物件向右移。再向左移多些，便會看見物件其他正面看不見之部位。反之亦然。這個由深度 引起之現象叫視差 (parallax) 。簡單地說，就是：“眼睛向左，物件向右，反之亦然” 。由立體三維物件制成之二維影像是平面的，沒有深度，也沒有視差。重現深度這一維影象需要與傳統不一樣之特別科技。
雖然視差概念簡單，但重現三維彩色有視差之影像則非常困難和複雜，現今還沒有可行之技術。取而代之是現時 (其實上世紀50年代已有) 之立體成像方法 (stereoscopic imaging)。立體成像並不是三維成像，而是把二維畫面變為疑似三維畫面。一種簡單方法是利用左右眼睛對焦兩幅不同位置同一物件之畫面，再努力把左右眼睛接收之視像聚焦一起 (內斜視眼，鬥雞眼)，便產生立體視覺 (圖318)。
習作 (13)：“立體視覺觀賞”
物料：放大鏡 (x2)，立體顯示圖 (圖317) 。
 |  |
(圖317) 立體顯示圖
步驟：
(1) 首先打印圖317，手持兩把放大鏡如 (圖319) 所示。跟著調節放大鏡高度和雙眼內斜視程度，可見兩個影像合而二為一虛擬立體影像。若市面購買到立體影像觀看儀 (圖320)，則較容易體會立體感。
 |  |
| (圖319) 手持放大鏡立體影像觀看儀 | |
 | |
| (圖318) 虛擬3D立體觀看 | (圖320) 立體影像觀看儀 |
(2) 觀看短片(圖321)。可以只用一雙內斜視肉眼觀看到虛擬立體影像。祝你幸運。
(圖321) 立體視覺短片
Viewing stereoscopic images
現時人們觀看所謂 3D立體電影是由 紅 / 藍 光或偏光製成的， 觀看時需要配戴 紅 / 藍 眼鏡或偏光眼鏡。原理是剛陳述之立體視覺。電腦設計之虛擬實境 (VR, Virtual Reality)，通過特別眼罩，可觀看立體互動場景。無論如何，這些所謂 3D 立體觀賞都不是真實3D立體，因為它們都缺少了最重要之視差因素。
(ii) 全息影像 (Holography)
重現有視差和深度影像需要超乎一般數碼相機之CMOS感應器光敏感應技術。可惜的是這種技術還沒有發展起來。普遍地認為全息影像技術會是一個大方向。無線或光纖數字3D 全息視差影像傳輸需要0秒時延而 6G 技術剛好滿足這方面條件。
全息影像 (Holography) 字面理解為物件全部資訊之影像 (希臘文 holo 意思整體)。物件反射光之全部資訊是 (i) 反射波波長 (顏色)、(ii) 反射波波幅 (輪廓，光暗) 和 (iii) 由物件不同位置視差引起之相位差異或相移 (phase difference) ，即物件之凹凸不平。一般攝影技術只紀錄了第 (i) 和第 (ii) 資訊，沒有第 (iii) 資訊。因此造出來之影像都沒有視差，是二維和平面的，因為缺少了反射波相移這一因素。
幸運地，我們的神奇眼睛可以全部接收 (i)、(ii) 和 (iii) 物件反射資訊，因此我們可以憑肉眼便能分辨物體輪廓、顏色、光暗和深度，也可檢視物體之視差。再者，單眼看境物令視差減弱，駕駛者對距離判斷力差，會生意外
可以見到之三維物件反射光波已嵌入波長 (wavelength) 和波幅 (amplitude) 之改變 (顏色、線條、光暗) ，也伴隨相位之變動 (物件凹凸深淺程度)。紀錄深淺程度需要多一種反射光，叫參考光束。把兩種光束進行干擾 (interference) 才可以紀錄由物件深淺引起之相位遷移。不過有另一重要條件，就是兩種光束來自同一單色光源，稱作相干單色光源 “coherent monochromatic light source”。
網上搜尋各種電磁波干擾應用，尤其是眼鏡和相機鏡頭之防反光塗層 (圖322、 323、324、325)。這類塗層厚度只有1/4光波波長 (或其奇數倍數)，令從塗層表面和鏡頭表面之反射光互相產生低消性干擾 (destructive interference).
(圖322) 相機鏡頭表面1/4光波波長塗層產生反射波低消性干擾
 |  |  |
(圖323) 眼鏡沒有防反光塗層 (左) 和有防反光塗層 (右) | (圖324) 沒有防反光塗層之畫面 | (圖 325) 有防反光塗層之畫面 |
全息攝影是一種記錄被攝物體反射（或透射）光波全部訊息（波長、波幅和相位）的照相技術。攝製需要用單色相干光源 (coherent monochromatic light source)，通常使用激光束，全部記錄以上三類資訊，合成為全息照片。當全息照片被相同波長之激光束再照射便會產生三維有視差之實像 (圖326)。
(Fig. 326) A video playback of holographic 360 degree real image
要同步紀錄光波之相位改變便要用全息攝影技術。相干單色光源波 (coherent monochromatic light source)，採用激光束，通過分束鏡 (beam splitter) ，或稱單向鏡 (one-way mirror, half-silvered mirror) ，分裂為反射波束和折射波束，兩者相位不同，反射波π相位遷移 (圖328)。折射波作為照射光束，投射至物體。由分束鏡產生之反射波作為參考光束，同步投射至感光元件便會互相干擾 (mutual interference)，產生全息視像底片 (hologram)。
傳統全息攝影製作示意圖 (圖327)：
(圖 327) 激光分割全息造影
(圖 328) 分束鏡產生π相位移之反射光
全息視像底片用普通光線是看不見任何原先物體影像。重現三維視像需用同一波長激光束照射全息底片，可觀看三維實像 (real 3D image) (圖329)，有別於普通物件反射之平行光線投射至鏡面形成不可在鏡面前觀看之虛影像 (virtual image)。參考光束和物體反射波若由兩光源產生便不會有互相干擾現象，不產生全息影像。
再者，鏡面產生之影像是垂直虛像 (virtual and erect images)，不可以投影至銀幕，沒有視差。反之，物件遠離聚光透鏡 (convergent lens) 產生之影像可投影至銀幕，它們為倒立實像 (real and inverted images)，有否視差不可定。最佳於焦點 25 cm 後觀看。
 |
(圖329) 紅激光照射全息底片重現真三維影像
理論上若用同一紅、綠和藍三單色激光光源進行物體全息感光，把全息感光錄像用三原色激光還原便可重建原物件之彩色三維有視差影像。不過目前還沒有有關之電子影視技術。但用白光 (white light) 製成之全息照片(white light hologram) 早已用於防偽標籤如信用咭 (圖330) 或全息貼紙 (圖331)。
2008日本推出全息3D虛擬動畫歌手Hatsune Miku (初音) (圖332)，距離播放3D虛擬實時歌手還很遠。但2017日本影視技術界成功製作重建早年鄧麗君唱歌演唱片段 (圖333)，看似是全息學用於空間還原舊錄影像一個成功的例子，但TBS回應是用了MR (Mixed Reality) 技術，不是全息3D。可見距離無線全息實體遠端呈現歌手演唱之 TV還有一段頗長距離，恐怕會是下一代考慮應否購買之事 情。
 |  |
| (圖330) 信用咭面之飛鷹防偽標籤 | (圖331) 全息貼紙 |
(Fig. 332) 初音全息3D演出
(Fig. 333) 鄧麗君MR投影成像
 | |
(圖334) 傳統實時二維TV畫面，要想看到小孩另一耳朵，就算把你的頭向左移，也不會看到 | (圖335) 同一畫面，如果用6G全息實時三維視差TV投影，你只要移向左邊，便可清楚見到小孩另一耳朵。 |
想像中之6G 全息實時三維視差TV顯示屏幕有如 (圖334, 335)，靜態畫面觀眾要左右移動才體會畫面之視差。
(iii) 2D屏幕體驗3D「全息」呈現 – 定向像素技術 (Directional pixel technology)
看來實現全息三維視差實體遠端呈現無線視像廣播還需一段頗長時間。現時有媒體開發者正研發類似傳統立體視覺觀賞但採用微電子技術克服佩戴眼鏡或頭罩弱點。平時我們是不分區別全覆蓋地接收觀看電視屏幕，但採用之定向像素技術 (Directional pixel technology) 只選擇性地讓某一觀看者觀看。參考網址(www.realfiction.com/innovation)。
定向像素技術電視3D 成像截圖 (圖 336)：
(圖336) ECHO 3D電視顯示
Introduction to the holographic directional pixel technology (i)
(圖337) ECHO 3D定向像素技術簡介
Introduction to the holographic directional pixel technology (ii)
 |
 |
| (圖338) 傳統TV平均照明屏幕有全覆蓋視野 | (圖339) ECHO之定向像素技術選擇地被觀看 |
Conventional TV display
ECHO’s directional pixel projection
2020研發以「ECHO顯示」為專利之3D定向像素技術並不考慮反射波相移元素。基本上，定向像素技術可理解為以微電子技術把2D雙鏡頭左右畫面像素實時電子定向某一觀看者，眼睛同時接收左右像素立體成像。觀看者不需要佩戴專用眼鏡或頭罩。