- 你的手機基本上就是一台小型的雙向無線電。它有一個負責發送訊號的發射器,以及一個負責接收訊號的接收器。它不是靠電線把電流推送出去,而是把你的語音、文字、照片或影片請求轉換成可以在空氣中傳播的無線電訊號。
- 無線電訊號是一種電磁波(electromagnetic wave)。手機並不是把你整段訊息當成一道看得見的光束發射出去,而是去改變、也就是調變(modulate)一道無線電波,讓這道波承載資訊。在現代的行動網路中,這些資訊大多是以數位形式處理的。
- 手機通常不會直接嘗試連到另一支手機,而是先跟附近的基地台(base station)通訊;這個基地台常常裝在鐵塔、電線桿、屋頂上,或者是室內的小型微型基地。基地台有負責收發無線電訊號的天線,你可以把它想成社區裡通往行動網路的門口。
- 行動網路之所以被稱為「蜂巢式網路」(cellular network),是因為它把覆蓋範圍切成許多較小的區域,這些區域稱為細胞(cell)。每個 cell 都由一個基地台負責。這樣的設計讓網路可以用許多在地的無線電連線來覆蓋一座城市、公路或鄉村地區,而不必仰賴單一一座巨型發射器。
- 當基地台收到你的訊號之後,會把資料傳進電信業者的網路裡。如果你打的是另一支手機,網路會判斷對方手機目前的位置,並把通話往對應的基地台繞送過去。如果你是打開一個網頁,或透過 App 傳送訊息,網路則會把手機的資料連線接到網際網路上。
- 網路也會處理「移動」這件事。當你在走路、搭火車或坐在汽車裡時,手機會持續偵測附近的基地台。如果通話期間有另一個基地台可以提供更好的服務,網路可以把這通電話從一個基地台交接到另一個基地台。這種交接(handover)就是為什麼你在城市裡移動時,通話仍然可以持續不中斷。
- 所謂「沒有電線」的部分,其實只發生在手機與附近天線之間那一小段距離。實際上在幕後,基地台仍然要連進電信業者更龐大的核心網路。因此手機只在最外緣的那一段是無線的,背後仍然依賴一整套規模大得多的網路。
- 訊號強度會有所變化,因為無線電波必須穿越真實的空間。距離、牆壁、山丘、金屬、玻璃,以及天線的位置,都可能會有影響。當收訊不好時,手機可能需要更費力地維持連線;收訊良好時,則通常可以用比較低的功率運作。
參考資料
- ITU EMF Guide – Mobile Phones and Base Stations(ITU 電磁場指南-行動電話與基地台)
- Mobile Phone Base Stations – EMF / Health Fact Pack(行動電話基地台-電磁場/健康資訊彙編)
- Cell phone(行動電話)
- Radio transmission(無線電傳輸)
- Radio waves(無線電波)
