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全彩圖解通信原理：每天都在用的網際網路、行動通信，你了解多少？

為了解決遠 傳 LTE免費的問題，作者井上伸雄 這樣論述：

二十一世紀人人都該具備的資訊科學常識 詳細易懂的文字解說＋全彩視覺化圖表 帶你從軟體到硬體、從裡到外、從過去到未來 全面理解現代全球通信系統的運作機制 　　高速寬頻網路、智慧行動通信、WiFi、光纖、雲端、4G LTE…… 　　這些構築全球現代通信系統的關鍵技術， 　　背後的原理是什麼？如何演變至今，未來又將如何發展？ 　　人類為了克服時間與距離聯絡彼此，從書信到電報、電話、一直到現今的網路時代，通信技術的演進讓許多的不可能變成了可能，大大改變了人類世界。到底現今讓智慧型手機、Google、Facebook、LINE得以存在的網際網路、行動通信，是以怎樣的機制在運作？人類的通信能力又

是怎麼從純文字、聲音進化到能傳輸大量多媒體的系統？ 　　本書是最適合初學者理解通信系統的入門書，使用全彩圖解及簡單清楚的文字說明，將技術解釋得淺顯易懂，讓讀者能夠全面了解通信系統運作的原理，包括傳統電話與網路的不同、網路採用的架構與技術、寬頻、光纖、WIFI等的原理、手機與智慧手機如何使用電波通信、重要性與日俱增的「WLAN」（無線區域網路）的架構與技術等。 　　不論你是希望獲得相關知識的學生，或是對此領域感到好奇想深入了解，本書從基礎知識的介紹到最新科技的演進，由淺入深，帶你全面了解現代全球通信系統運作的原理，快速而紮實地掌握全面脈絡！ 　　本書將告訴你── 　　人類社會是怎麼在兩百

年間從電報、電話一路進步到寬頻網路時代的？ 　　頻寬、位元、封包通訊、路由器、網址、IP、雲端……這些網路名詞代表的是怎樣的技術？ 　　Email是怎麼運作的？大災難發生時，為什麼應該發Email而不是先打電話？ 　　數位信號是怎麼透過「光」、「電」傳送的？光經過光纖的時候不會外洩嗎？ 　　從手機進化到智慧型手機，它們的運作原理是什麼？3G、3.5G、3.9G、4G……有什麼不同？ 　　無線區域網路／WiFi是怎麼在空氣中傳輸信號的？藍芽又是怎麼運作？ 　　…… 　　進入數位時代，這些知識不只專業人士需要知道，更是人人該有的常識。 　　本書是最好的入門，帶你進入肉眼看不見卻無所不在、廣闊又神

奇的通信世界！ 專業推薦 　　楊家驤　台灣大學電機工程學系副教授 作者簡介 井上伸雄 　　畢業於名古屋大學工學院電氣工學系，於電電公社（現為NTT）進行數位傳輸、數位網路研發工作，同時為多摩大學榮譽教授。主要著作眾多，有《通訊基礎》、《電波基礎》、《通訊技術總論》、《IP網路架構》、《通訊&網路基礎辭典》、《最新通訊常識》、《通訊架構》、《多媒體通訊》等。 譯者簡介 李漢庭 　　一九七九年生，畢業於國立海洋大學電機系，自學日文小成。二〇〇三年進入專利事務所開始從事翻譯工作，二〇〇六年底開始從事書本翻譯。領域從電機專利文件乃至於小常識、生活醫學、科技等等的中日對譯，樂於在工作中

吸收新知識。目前嚐試將觸角延伸到特殊造型與影像創作，有各方面之作品。往後仍希望能接觸更多領域，增加知識廣度，同時磨練文筆。作品有《這樣讀出你的最高分》《來自新世界》《台上台下都吸引人的說話整理術》等書。 審訂者簡介 賴以威 　　師大附中、台大電機博士，目前任教於長庚大學。《聯合報》〈閱讀數學〉、《國語日報》〈123數學真好玩〉、《潮人物》〈算式的日常〉專欄作家。作品亦散見於《泛科學》、《Cheers快樂工作人》、《今周刊》等各大媒體。信奉數學大師約翰．馮．諾伊曼的名言：「If people do not believe that mathematics is simple, it is

only because they do not realize how complicated life is.」著有《超展開數學教室》（臉譜出版）、散文集《再見，爸爸》（時報出版），譯有《平面國》。歡迎加入個人臉書，請搜尋「賴以威」。 前言 第1章 從電話到網際網路 1 各種資訊媒體 2 「位元」是什麼？ 3 數位信號如何傳輸？ 4 數位信號傳輸速度有多快？ 5 高速通信和寬頻通信意思相同？ 6 電話和資料通信哪裡不同？ 7 網際網路所使用的封包通信是什麼？ 8 電話網路與網際網路哪裡不同？ 9 封包通信的優點在哪裡？ 10 為什麼封包通信延遲時間比較長？ 11 沒傳送

到的封包怎麼了？ 12 電話也能使用封包傳輸？ 13 什麼是全力傳送（Best Effort）？ 14 網際網路連接小規模網路 15 怎麼用網際網路傳送電子郵件？ 16 網路搜尋的架構是什麼？ 17 為什麼發生災難的時候，電子郵件比電話更容易取得聯絡？ 18 雲端是什麼？ 19 網際網路和IP網路哪裡不同？ 20 往後電話將轉為IP電話 21 使用網際網路的Skype電話架構 22 加密通信的架構是什麼？ Column 國際漫遊是什麼？ 第2章 現在是寬頻通信時代 1 怎樣才算寬頻？ 2 為什麼要用光來通信？ 3 如何將電氣訊號轉為光？ 4 光經過光纖不會外洩嗎？ 5 光纖傳輸使用哪種顏色的

光？ 6 光的分波多工是什麼意思？ 7 LAN：辦公室裡的網路 8 MAC位址和IP位址哪裡不同？ 9 100BASE-TX代表什麼意思？ 10 如何在家中使用寬頻通信 11 ADSL為什麼只有下行比較快？ 12 CATV如何連接網際網路？ 13 FTTH：光纖到府 14 FTTH三合一是什麼意思？ 15 PLC：利用家用電力線的通信方式 Column 智慧型手機的免費通訊APP「LINE」 第3章 不斷進化的手機 1 手機使用電波 2 手機適用怎樣的電波頻率？ 3 手機使用哪些電波頻率？ 4 何謂白金頻帶？ 5 手機如何區分頻道？ 6 手機的通信範圍（cell）是什麼？ 7 通信範圍大概多

大？ 8 基地台的天線為什麼有三支？ 9 手機的3G、4G代表什麼？ 10 PHS和手機哪裡不同？ 11 手機與智慧型手機哪裡不同？ 12 智慧型手機使用的電波 13 智慧型手機同時具備電話與資料傳輸功能 14 為什麼手機到哪裡都能通？ 15 手機與智慧型手機的網路連結 16 手機如何傳送簡訊 17 如何確認目前位置？ 18 緊急地震快報如何傳輸？ 19 如何實現高速資料傳輸 20 MIMO：使用兩支以上的天線來加快速度 21 3G手機的W-CDMA與CDMA2000有何不同？ 22 3.5G手機：HSDPA與HSPA 23 以超高速通信為賣點的3.9G手機LTE 24 4G手機會是什麼樣子？

25 WiMAX與手機有何不同？ Column iPhone 5c/5s與LTE 第4章 WLAN（無線區域網路）的世界無限寬廣 1 何謂WLAN（無線區域網路） 2 WLAN與WiFi意思相同？ 3 WLAN如何傳輸信號？ 4 WLAN使用什麼頻率的電波？ 5 IEEE802.11代表什麼？ 6 從IEEE802.11g演變為更快速的11n 7 目前最快的WLAN是什麼？ 8 為什麼WLAN比手機更快？ 9 最大傳輸速度是什麼意思？ 10 智慧型手機和平板電腦為什麼要使用WLAN？ 11 行動WiFi路由器與網路分享 12 藍芽的架構 參考文獻 索引 前言 　　 　　人類組成社會，社

會生活除了食衣住行之外，溝通也不可或缺；人類可以使用口與耳或肢體動作來交流意見，但若雙方相隔甚遠，看不見也聽不到，就需要利用其他的溝通工具與方法。 　　 　　古人用過狼煙（視覺通訊）和鼓聲（聲音通訊）等手段，但它們的傳達距離較短，能傳送的資訊量也不多，其他還有快馬傳書、飛毛腿傳書的方法，不過花費時間較長，能傳遞訊息的距離也有限制。 　　 　　通信的歷史一路走來，就是在克服時間與距離，並且增加可傳輸的資訊量。 　　 　　如今人類發明利用電來傳輸資訊的方法，一眨眼就能將訊息傳遞到地球另一端，總算開拓了一條克服時間與距離的康莊大道；但就算使用電氣技術，可傳輸的資訊量依然受到技術與成本的限制。 　　

　　光通信，則打破了這層障礙，使用光來取代電，用光纖傳輸光信號，大大增加了資訊傳輸量。 　　 　　人類在十九世紀前葉開始利用電來通訊，剛開始的技術稱為電報，在海底鋪設電纜，即使相隔大洋，大陸之間依然能夠瞬間通訊，大英帝國就因為支配了海底電纜，才能支配七大洋。 　　 　　十九世紀是電報時代，二十世紀則是電話時代，由於對話是人類溝通的基礎，電話讓相隔兩地的兩人可以對話，稱得上是劃時代的發明；有了電話，全世界的人類都能互相交談，也大大拓展了人類的活動範圍。 　　 　　二十一世紀則是網路時代、行動通信時代，傳輸資訊也從純文字進展到聲音，現在甚至還加入資料、影像而成為多媒體訊息，這都多虧了通信系統的進步

。 　　 　　本書第一章主要將解釋傳統電話與網路的不同，說明為人類帶來方便的網路，究竟採用了哪些架構與技術。 　　 　　第二章說明近年來需求量大增的寬頻通信，是以何種方法實現。 　　 　　第三章說明近代人類生活不可或缺的手機、智慧型手機，是如何使用電波通信。 　　 　　最後，第四章將說明重要性與日俱增的無線網路，含有什麼樣的架構與技術。 　　 　　本書是通信相關知識的入門書，因此在寫作時，特別將複雜的技術和原理解釋得淺顯易懂。人們常說通信不好懂，但我希望大家都能理解這肉眼看不見的通信系統，因此避開了困難的技術細節，使用插圖與簡單清楚的文字來說明。 　　 　　若讀者能透過本書，對我們日常所使用的

通信設備及背後原理產生些許興趣，就是我莫大的榮幸。 　　 　　井上伸雄2013年10月 第1章 從電話到網際網路「位元」是什麼？現代通信幾乎都是數位通信，電腦信號一開始就是數位，而現在連電話網路都會把類比聲音轉換為數位信號來傳送，電視影像也一樣要轉成數位。　數位信號是由1 與0 兩種數字組合而成，以文字來說，英文字母「A」就是「1000001」，漢字的「東」是「0100010101101100」（圖1），每個1 或0 的數字就是一個位元（bit），位元就是資訊量的單位，所以字母「A」有7 位元，漢字「東」有16 位元的資訊量。日文有平假名、片假名、漢字，字數比英文字母和數字要多，所以用1

與0 來排列組合日文，需要比英文更多的1 與0，也就是更多位元。　影像的表現方法又比文字更複雜，比方說最近的數位相機動輒千萬像素，假設將整個畫面分成圖2（a）那樣的許多小點，那麼整個畫面裡就有一千萬個像素。彩色影像的每個像素被分為紅（R）、綠（G）、藍（B）三原色來記錄，每個顏色的亮度都以8 位元（28=256 階）來表示，所以一個像素就有3×8 位元＝ 24 位元，一千萬像素就有一千萬×24 位元＝ 2 億4000 萬位元，也就是240M 位元（M：Mega，代表百萬）。　像電視這種動態影片的資訊量就更大，高畫質電視（High De¬nition Television, HDTV）的畫面大

約有207萬像素，如果每個像素都有24 位元，單一畫面就有50M 位元，而且電視影像每秒要傳輸三十張靜態圖片才能展現動態（圖3），所以每秒的資訊量就達到1.5G 位元（G：Giga，代表十億）。　我們也可以用位元組（byte）來代替位元，一個位元組等於8 位元，通常以數位信號傳輸資訊的時候，會以八位元為單位來分割，所以位元組比位元好用。以前面的數位相機照片來說，240M 位元的資訊量等於30M 位元組，數位高畫質電視1.5G 的資訊量大約等於187M位元組，而電腦記憶體與硬碟等儲存媒體的容量，也通常使用位元組來表示。　資訊的位元（位元組）愈多，就要花愈多時間來傳輸，而且又需要更大容量（位元組）

的記憶體、硬碟、CD 或DVD 等記憶媒體來儲存，經濟效益不好，所以人類發明了數位壓縮，僅保留重要的部分，藉此減少資料量。數位壓縮對資訊量龐大的影像、聲音來說相當有效，以數位相機的照片來說，使用JPEG 壓縮法可以將資訊量壓縮到1M 位元組左右，而電視影像的資訊量更可以用視訊編碼標準程式（Moving Picture ExpertsGroup, MPEG）的壓縮技術壓縮到數十分之一，甚至數百分之一。

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模糊理論應用於微波傳輸架設

為了解決遠 傳 LTE免費的問題，作者樂惟中 這樣論述：

隨著通信技術日新月異，光纖網路已是當今電信通信業者主要的運輸方式，而光纖纜線建設及維運成本極高在台灣較為偏鄉的地區光纜建設資源不足，但因地區基地站建設需求使用舊有銅軸電纜供裝E1 傳輸網路已跟不上現行 4G LTE 的需求，在此衍生出高速微波傳輸設備提供無線遠距離傳輸方式，因使用無線微波傳輸發射頻段位於低成本免費頻段，架設門檻低故導致於該偏鄉地區多業者使用微波設備狀況下將互相干擾，故傳輸選點及傳輸校準等影響傳輸品質的重要課題。 本論文提出一套運用大數據收集及多次模糊理論分析模擬，並將實測結果與無線傳輸理論重複驗證，比起以往工程建設維運工程師及承商盲目架設，優點在於避免架設後微波傳輸品

質不良及未達到設備架設最低品質等虛工，導致後需花更多時間調教至最佳解。微波設備為成對成套，故單一子站有架設需求必須尋到可對應母站架設點，故依照子站方位利用公司系統抓取附近所有基地佔位置納入建設優先評估，本論文利用大量架設點之高度及對應子站距離等數據藉由Matlab 工具執行 Fuzzy 尋到該區域架設最佳點，後利用架設高度、角度等數據二次利用 Fuzzy 進行實際架設調整至現地微波設備校準值最佳化供裝。 在微波調整實驗過程中測試人員分為母站、子站兩組，並以模糊理論分析進行測試，根據實驗結果微波設備校準值得到改善，傳輸速率提升及傳輸掉包率下降 0.28%，將本次模擬與實測比對結果，提供給工程

師及承商效仿可降低建設及查修成本，達到傳輸品質低掉包率達到基地站穩定並提高用戶使用滿意度。關鍵字：模糊理論、傳輸掉包率、建設查修成本