โทรศัพท์(มือถือ)ทำงานอย่างไร ?
(เรียบเรียงโดย ชนกานต์ พันสา)
แม้โทรศัพท์มือถือในปัจจุบันจะล้ำยุคกว่าโทรศัพท์บ้านในสมัยก่อนมาก แต่จริงๆแล้วหลักการพื้นฐานที่ใช้ในการโทรไม่ได้แตกต่างจากเดิมนัก
ในยุคก่อน (รุ่นปู่ย่าตายาย)
โทรศัพท์แต่ละเครื่องจะต้องต่อสายเชื่อมโยงกัน โดยแต่ละเมืองจะมีศูนย์ปฏิบัติการที่เจ้าหน้าที่ภายในนั้นจะนั่งเรียงกันอยู่หน้าแผงควบคุมเพื่อต่อสายโทรศัพท์ในเมืองนั้น
เมื่อเรายกหูโทรศัพท์ เจ้าหน้าที่ก็จะสอบถามว่าต้องการโทรหาใคร จากนั้นก็จะต่อสายเข้ากับปลายทางให้ แต่ถ้าต้องการโทรไปต่างเมือง เจ้าหน้าที่ก็จะต้องส่งต่อไปยังศูนย์ปฏิบัติการอื่นอีกทอดหนึ่ง ทำให้การโทรศัพท์ทางไกลในสมัยนั้นเป็นไปอย่างยากลำบาก
ปัจจุบันเราใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์มาควบคุมการต่อสายแทนคนจริงๆ โดยรับข้อมูลจากหมายเลขโทรศัพท์ที่ใส่เข้าไป (Public switched telephonenetwork หรือ PSTN)
ต่อมาโทรศัพท์ได้พัฒนามาเป็นแบบไร้สาย โดยการนำเทคโนโลยีรับส่งสัญญาณวิทยุมาช่วย
คลื่นวิทยุคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีช่วงความถี่ตั้งแต่ 3 กิโลเฮิตซ์ ถึง 300 จิกกะเฮิตซ์ สามารถเคลื่อนที่แบบแผ่ออกไปทุกทิศทุกทาง ซึ่งปลายทางจะรับสัญญาณโดยใช้เสาอากาศ
สัญญาณเสียงของผู้โทรจะถูกผสมรวมกับคลื่นวิทยุซึ่งทำหน้าที่เป็นพาหะ (amplitude modulation) หากยังนึกภาพไม่ออกลองจินตนาการว่าคลื่นวิทยุพาหะเป็นเหมือนน้ำ ส่วนสัญญาณเสียงเป็นเหมือนเรือที่ลอยไปบนน้ำนั้น
คลื่นวิทยุพาหะแปรเปลี่ยนไปตามสัญญาณเสียงของต้นสาย เมื่อส่งสัญญาณไปถึงปลายทางก็จะมีส่วนที่ทำการถอดรหัสเปลี่ยนกลับเป็นคลื่นเสียงอีกครั้งหนึ่ง
ในสมัยก่อน ความถี่ของคลื่นวิทยุที่สามารถใช้ได้มีแค่ประมาณ 25 ความถี่ จึงจำกัดผู้ใช้งานให้โทรพร้อมกันได้เพียง 25 สายเท่านั้น อีกข้อจำกัดหนึ่งคือโทรศัพท์สมัยนั้นต้องมีตัวรับส่งสัญญาณกำลังสูง เพื่อส่งสัญญาณไปให้ถึงเสาโทรศัพท์ประจำเมือง จึงต้องมีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ โทรศัพท์มือถือสมัยก่อนใหญ่ราวกับกระดูกไดโนเสาร์
ระบบโทรศัพท์มือถือสมัยใหม่มีหลักการเหมือนเดิม เพียงแต่มีการแบ่งพื้นที่ให้บริการออกเป็นส่วนเล็กๆ ที่เรียกว่าเซลล์ (cells) ซึ่งเป็นที่มาของคำว่า cell phone
ในแต่ละเซลล์ก็จะมีเสาสัญญาณเล็กๆ เป็นของตัวเอง ทำให้การรับส่งสัญญาณดีขึ้นและโทรศัพท์ก็ไม่ต้องมีขนาดใหญ่เพื่อส่งสัญญาณระยะไกลอีกต่อไป และมีความถี่มากขึ้น
เมื่อผู้ใช้โทรศัพท์มือถือโทรออก สัญญาณจะถูกส่งไปยังเสาที่อยู่โดยรอบทั้งหมด แต่จะมากน้อยต่างกันไปขึ้นอยู่กับระยะห่างของโทรศัพท์และเสาแต่ละต้น
เสาที่อยู่ใกล้ที่สุดจะได้สัญญาณเข้มสุดและจะถูกเลือกให้ตอบสนองกับโทรศัพท์นั้น แต่หากผู้ใช้มีการเคลื่อนที่ ก็จะมีการเปลี่ยนไปเชื่อมต่อกับเสาสัญญาณอื่นๆ ไปเรื่อยๆ โดยจะต้องมีระบบคอมพิวเตอร์มาคอยควบคุมการเชื่อมต่อนี้ ทำให้การโทรศัพท์แต่ละครั้งราบรื่น ไม่ติดขัด
นอกจากนั้น ความเข้มของสัญญาณที่แต่ละเสาได้รับจากโทรศัพท์ จะสามารถนำมาคำนวณหาระยะห่างของโทรศัพท์กับเสานั้น และใช้ระบุตำแหน่งของโทรศัพท์ได้ด้วย
ปัจจุบันโทรศัพท์สมาร์ทโฟนทำได้มากกว่าการโทรหากัน และในอนาคตคงมีการพัฒนาต่อไปเรื่อยๆ จากรุ่นแรก หรือ ที่เรียกกันว่า first generation (1G) มาเป็น 4G หรือ 5G ที่เปิดให้ใช้กันบ้างแล้วในบางประเทศ ซึ่งการสื่อสารย่อมส่งเสริมให้เกิดเทคโนโลยีอื่นๆ อีกมากที่น่าจับตามองในอนาคต
อ้างอิง
“Amplitude Modulation.” [Online]. Available: http://www.technologyuk.net/telecommunications/telecom-principles/amplitude-modulation.shtml.
“frequencies,” 2019. [Online]. Available: https://www.spectrummonitoring.com/frequencies/.
S. McCaskill, “China has already kicked off its 6G research,” 2019. [Online]. Available: https://www.techradar.com/uk/news/china-has-already-kicked-off-its-6g-research.
- 11
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
