A-level 物理/物理應用

電信

公共交換電話網

公共交換電話網，或 PSTN，是用於承載電話呼叫的全球線路網路。它是一個“交換”網路，因為在任何通訊開始之前，都會在呼叫者和接收者之間建立連線。最初，必須在呼叫者和接收者之間形成一個物理電路（透過許多開關形成），這限制了網路的容量。這個問題透過時分複用的發展得到解決。

第一個電話交換機（交換機所在的場所）由電話接線員手動操作。這是一個緩慢的過程。隨著時間的推移，人工接線員被機電開關所取代。這些開關又被電子開關所取代。

電話網路可以被形象地看作一個“中心和輻條”的結構。當撥打電話時，如果它在交換機本地，則訊號沿著輻條傳遞到本地交換機（即中心），然後透過另一條輻條路由到接收者。如果呼叫是“中繼線”呼叫（即不在交換機本地），則本地交換機將呼叫路由到中繼線交換機，以便繼續傳遞到接收者本地的交換機。對於國際呼叫，本地交換機將路由到國際閘道器。

行動電話

行動電話是一種由無線電發射機和接收機組成的手機。使用多種不同的頻率和編碼技術（因此需要雙頻、三頻和四頻手機，如果需要全球使用）。手機始終透過低功率訊號與最近的基站保持聯絡。當撥打電話或接聽電話時，手機會與附近的基站建立更強的無線電波鏈路。每個基站都透過通訊電纜連線到蜂窩交換機。蜂窩交換機允許進入 PSTN。

行動電話的普及使用並不意味著每部行動電話都有其自己的載波頻率，因為用於連線行動電話和基站之間的載波頻率範圍是有限的。因此，同一載波頻率必須同時被許多行動電話使用（重複小區）。這是透過使用 UHF 來實現的，UHF 具有有限的地面範圍，並且使用低功率發射機。每個基站都有一個全向天線，並且傳輸的無線電波被加電，以便其範圍大約等於小區的半徑（幾公里）。在 UHF 上執行的優勢在於行動電話的天線將非常短。相鄰小區通常會使用不同的載波頻率範圍，以防止干擾。