A-level 物理/物理应用

电信

公共交换电话网

公共交换电话网，或 PSTN，是用于承载电话呼叫的全球线路网络。它是一个“交换”网络，因为在任何通信开始之前，都会在呼叫者和接收者之间建立连接。最初，必须在呼叫者和接收者之间形成一个物理电路（通过许多开关形成），这限制了网络的容量。这个问题通过时分复用的发展得到解决。

第一个电话交换机（交换机所在的场所）由电话接线员手动操作。这是一个缓慢的过程。随着时间的推移，人工接线员被机电开关所取代。这些开关又被电子开关所取代。

电话网络可以被形象地看作一个“中心和辐条”的结构。当拨打电话时，如果它在交换机本地，则信号沿着辐条传递到本地交换机（即中心），然后通过另一条辐条路由到接收者。如果呼叫是“中继线”呼叫（即不在交换机本地），则本地交换机将呼叫路由到中继线交换机，以便继续传递到接收者本地的交换机。对于国际呼叫，本地交换机将路由到国际网关。

移动电话

移动电话是一种由无线电发射机和接收机组成的手机。使用多种不同的频率和编码技术（因此需要双频、三频和四频手机，如果需要全球使用）。手机始终通过低功率信号与最近的基站保持联系。当拨打电话或接听电话时，手机会与附近的基站建立更强的无线电波链路。每个基站都通过通信电缆连接到蜂窝交换机。蜂窝交换机允许进入 PSTN。

移动电话的普及使用并不意味着每部移动电话都有其自己的载波频率，因为用于连接移动电话和基站之间的载波频率范围是有限的。因此，同一载波频率必须同时被许多移动电话使用（重复小区）。这是通过使用 UHF 来实现的，UHF 具有有限的地面范围，并且使用低功率发射机。每个基站都有一个全向天线，并且传输的无线电波被加电，以便其范围大约等于小区的半径（几公里）。在 UHF 上运行的优势在于移动电话的天线将非常短。相邻小区通常会使用不同的载波频率范围，以防止干扰。