Lag一词对热衷线上游戏(On-Line Game)的人不陌生,这词已经普遍到在英文维基百科搜寻「Lag」也有解释,指的是传输延迟(Latency),简称Lag。

缩短延迟时间是一个新精进方向,那下一个精进方向会是什么?
缩短延迟时间是一个新精进方向,那下一个精进方向会是什么?

传输延迟太学名,简单用生活譬喻就是时效性,大家要的是打一通电话后一小时内送来两份披萨,一年可能只吃个五、六次,而不是打一通电话后,一年后送来十份披萨。同理,大家要的是每天收到十则重要新闻,而不是一年后收到全年度新闻集锦。

过去是要求传输通量(Throughput)的时代,如Wi-Fi的传输速率从1999年的11Mbps提升到2003年的54Mbps,而后到2009年的450Mbps,2012年开始则提出突破1Gbps。又如4G标准就被要求固定通讯下能有1Gbps传量,移动中也要有100Mbps传量。

4G已有充沛的传量,甚至足以收看视讯,4G之后的5G标准也持续要求增高传量,以10Gbps为目标,但除此之外也开始要求传输延迟,5G(IMT-2020)期望能压在1mS(毫秒,千分之一秒)时间内,实是一大挑战。

不仅5G开始要求缩短传输延迟时间,2014年11月华为提出4.5G,也对传输延迟提出要求,希望能降至10mS以内,这个要求较5G宽松,显示确实是介于4G与5G间的技术。当然,电信产业中也不乏重量级业者对4.5G的定义表示不以为然,认为只是噱头,实质意义不大。

基地台在地面,传输距离短,传输延迟仍容易要求,但Google与Facebook除了用气球、太阳能无人机等布建新兴国区的上网覆盖外,也会用卫星提供覆盖,但卫星与地面距离相当远,传输延迟较难控制。

以高轨卫星而言因离地球很远,传输延迟约500mS,不太适合上网应用,任何点按都要0.5秒才开始有网页反应,因此开始提案在中轨道、低轨道布署卫星,O3b公司的中轨卫星已将延迟缩短到150mS,不过O3b不是给一般消费者使用,是以灾变紧急联络或船只使用为主,属B2B。

而在低轨布建卫星,估能将卫星的传输延迟压缩到20mS内,已经有一般家庭用户用光纤上网的水准,但低轨卫星的缺点是,每颗卫星可覆盖面积下降,而且因为太接近地球,必须用更多能量加速移动以摆脱地心引力,但也因此缩短寿命。

若高轨卫星可以3颗就覆盖地球,低轨则要数十颗甚至更多,高轨卫星一颗约能用20年,低轨则约5、6年,耗尽坠毁后,为了持续原有覆盖面积,必须打新的卫星上去递补,但卫星的发射成本高,最终要反应在上网服务的费率上。

500mS已让人难以忍受,但飞机上的上网则更延迟,飞行中的飞机若下方为陆地,且高度不是很高时(2万英呎以下),仍可以直接跟地面基地台通讯,延迟问题不明显,然飞机一旦飞到海上且远离岸边,则只能透过卫星通讯来提供上网,卫星一边与地面站通讯,另一边与飞行移动中的飞机通讯,延迟增加到800mS。

为了降低延迟,Facebook已在试行雷射通讯技术,其他营利与非营利机构(如NASA)也多有尝试,未来期望让气球、无人机、卫星、飞机等高空飞行物间的资讯传递更快速,不过目前仍有问题(如云遮)待克服。

缩短延迟时间是一个新精进方向,那下一个精进方向会是什么?笔者推猜,随着物联网逐渐发展,「每平方公里面积内的通讯装置量」将成为新目标,事实上5G已提出每平方公里100万个(但传输量很小,每个装置估只有200kbps~1Mbps,且不是时时传输,多数时间仅与基地台间保持间歇联系)的设定,华为提出的4.5G也设定10万个。看来无线通讯发展依然充满技术挑战,且让人拭目以待。