Kiedyś telefony stacjonarne, takie na kablu, były szczytem nowoczesności. Dzisiaj łatwiej je spotkać w muzeum niż w domu. Choć to konstrukcja dość stara, zasada działania telefonów stacjonarnych i tych nowych – komórkowych, w zasadzie jest taka sama. Dźwięk zamieniany jest na impuls elektryczny, który następnie przesyłany jest albo przewodem (w telefonii stacjonarnej), albo falami elektromagnetycznymi (w telefonii komórkowej) do odbiorcy. W jego urządzeniu, te impulsy zamieniane są z powrotem na fale dźwiękowe. Ot i cała tajemnica. Łatwo powiedzieć, ale znacznie trudniej zrobić.

Jak zamienić dźwięk w impuls elektryczny?

Potrzebny jest do tego magnes i przewody elektryczne. Poruszanie magnesem w pobliżu przewodu powoduje powstanie w nim prądu elektrycznego. Z drugiej strony prąd płynący w przewodniku powoduje powstanie siły działającej na magnes. To zjawisko, zwane indukcją, wykorzystuje się w silniku elektrycznym albo w prądnicy (np. takiej, jaka jest w rowerowym dynamie czy w elektrowni wiatrowej). Obracając magnesem, „produkujemy” prąd w przewodniku (tak działa prądnica), a „puszczając” prąd w zwiniętym przewodniku, możemy wprawić magnes w ruch obrotowy (tak działa silnik).

Co to ma wspólnego z telefonem?

Mówiąc do głośnika w telefonie, wprawiamy w drgania membranę. Membrana połączona jest z niewielkim magnesem, a magnes otoczony jest zwojami przewodnika. Drganie magnesu powoduje powstanie impulsów elektrycznych w przewodzie. Impulsy są odpowiednio wzmacniane, elektronicznie „obrabiane” i przesyłane do telefonu osoby, do której dzwonimy. Tutaj następuje proces odwrotny. Impulsy elektryczne wprawiają w drgania magnes, który połączony jest z membraną w głośniku. Drgająca membrana powoduje powstanie fali dźwiękowej. W efekcie osoba, do której dzwonimy, słyszy, co mówimy, a my słyszymy, co mówi ona. Dość łatwo to sobie wyobrazić w przypadku dwóch telefonów połączonych kablem.

A co z komórkami?

Tutaj dźwięk zamieniany jest na impulsy elektryczne, a te zamieniane są na fale radiowe odpowiedniej długości. Fale nie wędrują bezpośrednio do telefonu osoby, do której dzwonimy, tylko do anteny stacji bazowej. Na pewno nieraz je widzieliście. Czasami budowane są specjalne stacje, częściej odpowiednie urządzenia zawieszane są na wysokich budynkach (wieże kościołów, kominy). System komórkowy jest tak skonstruowany, że informacja o tym, gdzie znajduje się dany numer telefonu, jest znana. W efekcie nie ma to znaczenia, czy dzwonimy do mamy, koleżanki czy do babci, która jest na wakacjach kilkaset kilometrów od domu. Odpowiednie oprogramowanie przekierowuje sygnał do tej stacji bazowej, znajdującej się najbliżej telefonu osoby, z którą chcemy rozmawiać. Nadajnik stacji wysyła fale radiowe. Te w telefonie zamieniane są na impulsy elektryczne, które z kolei w głośniku zamieniane są na fale dźwiękowe. I wszystko jasne : )

Co jeszcze?

W górnym rogu telefonu komórkowego, w miejscu, gdzie pokazana jest moc sygnału, pojawiają się skróty: „4G” „3G” lub „E”, jak „Edge”. Oznaczają one różne prędkości transmisji danych. Wszystkie umożliwiają rozmowę telefoniczną, ale niektóre nie pozwalają swobodnie surfować po internecie. W typowym GSM (2G) przesyłanie zdjęć, nie mówiąc już o filmikach, było właściwie niemożliwe. Większość z nas ma już w swoich komórkach UMTS (3G) – Uniwersalny System Telekomunikacji Ruchomej. Prędkość transmisji danych pozwala nie tylko rozmawiać, ale także czatować, przesyłać zdjęcia i obsługiwać programy pocztowe. Przed nami (w niektórych miejscach już jest dostępna) technologia LTE (4G), czyli bezprzewodowe przesyłanie danych. Może ona być nawet trzy razy szybsza od 3G, a to oznacza, że możliwe stanie się nie tylko prowadzenie wideorozmów, ale także oglądanie telewizji na żywo, będąc w ruchu. Tak jak telefonia stacjonarna opierała sie na przesyłaniu impulsów elektrycznych przewodami, tak komórkowa polega na przesyłaniu fal radiowych. Do tego potrzebne są anteny odbiorcze i nadajniki. Takie jak ten na zdjęciu po lewej stronie. Żeby telefon komórkowy działał, musi być w zasięgu przynajmniej jednej takiej stacji bazowej. W mieście z gęstą zabudową czy w terenie górzystym stacje bazowe budowane są znacznie częściej niż na dużych płaskich terenach.